[发明专利]水处理方法、相关模块和设备

说明书

本发明涉及使得能够从含水流出物中萃取阳离子和阴离子的水处理方法，其通过使所述含水流出物与疏水性液体相接触来进行，该方法还包括至少一个该流出物与疏水性固体膜接触的步骤，以通过在所述疏水性固体膜上聚结来去除在经处理的流出物中的残余疏水性液体膜。根据本发明的方法包括海水脱盐过程。本发明的目的还在于脱盐模块以及其相关设备，其特征在于它们包含至少一个聚结器。

技术领域

本发明涉及使得能够从含水流出物中萃取阳离子和阴离子的水处理方法，其通过使所述含水流出物与疏水性液体相接触来进行。根据本发明的方法包括海水脱盐方法，其中尤其萃取钙离子、钠离子、钾离子、氯根离子、硫酸根离子、碳酸根离子；以及金属离子的去除方法，所述金属离子例如是金属阳离子，所述金属阳离子来自于过渡金属如铁、金、银、铜、铬、铂、铅、锡、镉、钴、锌、镍、汞、…或者碱性金属如钠、铯、锶、钡、铷，或者类金属如砷...。本发明的目的特别在于通过使含水流出物与疏水性液体膜接触而使水脱盐的方法。本发明的目的还在于使得能够实施根据本发明的方法的模块，更特别地涉及脱盐模块及其相关设备。

背景技术

特别是关于用于由海水生产饮用水的脱盐方法，这些方法通常基于热处理或膜处理。但它们会导致高能耗。因此在近十年中为了减少使用反渗透膜的设备的能耗已经进行了许多的开发(对膜进行优化，开发更有效的泵以及引入能量回收回路)。但是，这类设备的总体成本仍远高于传统淡水处理方法。

通过液-液萃取(LLE)的水处理方法是一种创新的方法，该方法在于通过阳离子和阴离子从水相向疏水相的相转移而从水中萃取这些离子，然后将疏水相从经处理的水中分离并且任选地进行再生。这种疏水性液体可以例如是离子液体，其包含一种或多种在环境温度下为液体的阴离子和/或阳离子表面活性剂的盐。更一般地，这些疏水性液体可以是配制剂，其包含一种或多种疏水性液体基质和一种或多种活性分子，所述活性分子能够将希望去除的阴离子或阳离子从水相转移到疏水相。这些活性物质可以分散或溶解在疏水性液体基质中或疏水性液体基质的混合物中。

能够将希望去除的阴离子或阳离子从水相转移到疏水相的活性分子可以是例如阴离子表面活性剂(用于萃取阳离子)或阳离子表面活性剂(用于萃取阴离子)，或者是能够溶剂化或络合阳离子或阴离子的分子，例如冠醚，环状低聚物(杯芳烃)或酚衍生物的非环状低聚物(在冠醚存在下)或二硫腙。

所用的疏水性液体相通常被称为“液体膜”。

这些方法不使用固体膜，并且也不需要反压力来从水中萃取离子。

因而，从描述水(特别是盐水)预处理单元的文献已知，现有技术包括直接接触交换器，其连续或分散的氟化相包含与水不混溶且密度大于1.25的氟化液体。根据变化形式，直接接触交换器可以是热交换器和/或离子交换器。这是因为，取决于所使用的氟化相，在氟化相和待处理水之间进行的转移可以是热转移或离子转移，或者是同时热转移和离子转移。

然而，尽管在通过液-液萃取的水处理方法中使用的液体膜非常疏水且与水不混溶，但它们仍然具有轻微的水溶性。因此，在这些方法中观察到，随着时间的流逝液体膜转移到水相中。这些转移可能源于可溶性化合物，所述可溶性化合物随着时间从液体膜向水中迁移。

由于以下的障碍，微滴也可离开系统：

-液体相/水相的不受控乳化导致分离困难，

-在处理或再生操作期间，液体膜被带入到经处理的水流中或再生盐水流中，这归因于逆流流量的不合适的比率，

-液体膜的磨损导致离子萃取性能不佳。

因此则存在以下缺点：

-与必须要更换的液体膜的消耗相关的额外成本，

-痕量液体膜对经处理的水的污染，

-痕量液体膜对盐水的污染，该盐水来自液体膜的再生。

发明内容