[发明专利]以循环分批模式浓缩再循环的电化学系统

权利要求书

1.一种运行电化学分离装置的方法，所述电化学分离装置包括稀释隔室、浓缩隔室、被定位在所述稀释隔室和所述浓缩隔室之间的离子交换膜、第一电极和第二电极、被流体地连接至所述稀释隔室的第一进料流、被流体地连接至所述浓缩隔室的第二进料流、以及浓缩隔室再循环流，所述方法包括：

将所述第一进料流引导至所述稀释隔室以产生产物流；

将所述第二进料流引导至所述浓缩隔室以产生废弃物流；

将所述废弃物流再循环到所述浓缩隔室；

在定时分批循环中周期性地排出一定体积的具有第一离子浓度的所述废弃物流；以及

用基本上相等体积的具有低于所述第一离子浓度的第二离子浓度的所述第二进料流替换排出体积的废弃物流。

2.如权利要求1所述的方法，还包括周期性地反转所述第一电极和第二电极的极性，并且协调所述废弃物流的周期性排出的定时与所述极性的周期性反转的定时。

3.如权利要求2所述的方法，还包括与所述极性的周期性反转的定时协调地交换所述第一进料流和所述第二进料流的流动路径，使得所述第一进料流被引导至所述浓缩隔室，并且所述第二进料流被引导至所述稀释隔室。

4.如权利要求1所述的方法，还包括将所述废弃物流与所述第二进料流共混以产生废弃物和第二进料共混物。

5.如权利要求4所述的方法，还包括周期性地排出一定体积的所述废弃物和第二进料共混物，并且用基本上相等体积的所述第二进料流替换排出体积的所述废弃物和第二进料共混物。

6.如权利要求1所述的方法，还包括将所述废弃物流与第三进料流共混以产生废弃物和第三进料共混物。

7.如权利要求6所述的方法，还包括周期性地排出一定体积的所述废弃物和第三进料共混物，并且用基本上相等体积的所述第二进料流或所述第三进料流中的至少一种替换排出体积的所述废弃物和第三进料共混物。

8.如权利要求1所述的方法，还包括在约15分钟至约25分钟的分批循环中周期性地排出一定体积的所述废弃物流持续约0.5分钟至约2.0分钟。

9.如权利要求1所述的方法，还包括当所述第一离子浓度达到足以形成沉淀物的浓度时，周期性地排出一定体积的所述废弃物流。

10.一种水处理系统，包括：

电化学分离装置，所述电化学分离装置包括具有入口和产物出口的稀释隔室、具有入口和废弃物出口的浓缩隔室、被定位在所述稀释隔室和所述浓缩隔室之间的离子交换膜、以及被定位在所述电化学分离装置的远端处的第一电极和第二电极；

第一进料管线，所述第一进料管线被流体地连接至所述稀释隔室的入口；

第二进料管线，所述第二进料管线被流体地连接至所述浓缩隔室的入口；

再循环管线，所述再循环管线被流体地连接至所述浓缩隔室的所述废弃物出口和所述入口；以及

控制模块，所述控制模块与被定位在所述再循环管线上的阀电连通，所述控制模块被配置为在分批定时循环中从所述再循环管线中周期性地排出一定体积的浓缩物废弃物，并且将一定体积的第二进料输送至所述浓缩隔室，第二进料的体积基本上等于所述浓缩物废弃物的排出体积。

11.如权利要求10所述的系统，还包括被流体地连接至所述废弃物出口和所述产物出口中的至少一个的传感器，所述传感器被配置为测量所述浓缩物废弃物或产物的离子浓度、pH和流量中的至少一种。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述控制模块被电连接至所述传感器，并且被配置为响应于从所述传感器接收的所述浓缩物废弃物或所述产物的离子浓度、pH和流量中的至少一种的测量值排出一定体积的浓缩物废弃物。