CN101056693B - 水脱盐工艺和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于净化水的方法和***。例如，在一种实施方案中，可将所述方法用来从水源中去除二价盐如硫酸钙，从而在所述方法过程中阻止所述二价盐沉淀。例如可将所述水源进料到一种离子分离装置如电渗析装置中。在所述电渗析装置中，在所述二价盐和另一种盐如一价盐之间发生离子交换，从而产生两个浓缩的盐流，所述盐流含有水溶性比所述二价盐大的盐。在一种实施方案中，然后将所产生的两种盐流混合，从而以受控的方式使所述二价盐沉淀。在所述方法过程中，还可将含在所述水进料流中的多种其它成分从所述流中去除，并将之转化为有用的产物。在一种特殊的实施方案中，设定所述方法从而接收来自反渗透方法的副产物流。

Description

水脱盐工艺和装置
相关申请
本申请基于并要求2004年9月13日申请的美国临时专利申请No.60/609,404、2005年2月10日申请的美国临时专利申请No.60/651,819、2005年3月22日申请的美国临时专利申请No.60/664,223以及2005年5月23日申请的美国临时专利申请No.60/683,936的优先权。
背景技术
随着人口的增长，世界淡水供应的压力日益增加。诸如舒适的气候和矿物资源、就业的增长和收入的提升这些因素促进了人口的增长。到2025年，约27亿人口(近1/3的预计人口)将生活在面临严峻缺水的区域。许多繁荣且快速发展的区域——美国西南，佛罗里达、亚洲、中东的淡水供应将缺乏。即使随着研究新的水资源的困难和成本的增加，也必须满足市区、工业以及市民的水需求。
在具有大量由于高盐度而不适宜使用的水的地区，脱盐已经成为一种更为普遍的选择，其中，存在脱盐装置利用热、电或机械能将水从盐中分离的可能性。脱盐工艺的选择取决于许多因素，其包括原水的盐度水平，所需要的水的数量以及可获得的能量的形式。
通常认为反渗透为用于使高盐度水脱盐的最经济和能量效率最高的方法。现代的反渗透膜具有这样高的脱盐能力，以致于其能在单次通过所述膜的过程中，由海水(标称35000ppm盐度)产生盐度<500ppm的饮用水。此外，一些现代的反渗透***能够由海水实现高达50％的淡水回收率。在50％的回收率下，可将浓盐水的盐度增加到约70000ppm。处置这样的盐水，对于脱盐工业而言，将面临巨大的成本和挑战，其导致更长的启动准备时间以及更高的水成本。在美国，将盐水处置到地表水需要废水许可证，这就阻止了在某些高需求地区进行这类处理。由海水脱盐处理盐水具有三种基本方式——排放到海水、深井灌注以及零排液***。将盐水排放返回到海水中可影响排放区域的有机物。
经证明用于海水脱盐的蒸发和电渗析方法可制造浓度比由反渗透回收高很多的盐水，但是在海水脱盐过程中，这些方法比反渗透消耗了更多的能量。
在许多脱盐工艺中涉及的一个问题为形成不期望的沉淀物如硫酸钙垢状物。硫酸钙通常存在于盐水中，且其在水中具有相当低的溶解性。因此，已知硫酸钙在反渗透方法中沉淀从而导致多种问题。例如，在蒸发方法中，在热交换器的表面，高温导致了局部过饱和现象(由于硫酸钙在高温下溶解性降低)，甚至当本体溶液尚未饱和时也是如此。在利用反渗透和纳米过滤(NF)的方法中，由于离子浓度在界面层中的增加，过饱和的条件可存在在膜表面上。微咸的地下水通常具有足够的钙和硫酸根离子从而限制了可通过脱盐回收的淡水的量。
来自反渗透装置的浓盐水的处理也是一个很重要的问题。溶解盐的存在增加了水的密度。海水(3.5％的盐)的比重(在20℃)为约1.0263，高产反渗透排放物(7.0％的盐)的比重为约1.0528。如果将这种反渗透排放物直接注入到海水中，在底部可以聚积对生存在底部的有机物可能有害的影响。
不同于返回到海水中，用于处置来自脱盐装置的盐水的选择性方案具有局限性。通常不期望使用蒸发塘，其由于土地成本的原因而很昂贵。此外，其仅在蒸发率超过降雨量的气候中才有用。通常将深井处理用于有害废物，其在佛罗里达已经用于使盐水脱盐，但是基建费用限制了这种方法。此外，对于大型脱盐装置而言，由于盐水的量很大，采用深井灌注方式很不可靠。
在一些应用中，来自脱盐装置的盐水还可含有多种不应排放(即使浓度很小时也是如此)的污染物。例如，在海水、地下水或地表水中有时存在砷、硒等等。例如即使浓度为百万分之几的硒或砷也相当有害。例如，加利福利亚中央裂谷中的农业操作在排水中具有很显著的硒问题，其阻碍了将该水再用作灌溉或其它目的。因此，在使用反渗透方法过程中，上述污染物还可产生限制。
海水还具有许多有价值的成分，但是其价值仅当可将其经济地回收时才能得以实现。现具有多种方式来回收许多这些有价值的海水成分，但是由于这些成分的浓度较低，且由于海水中其它成分的影响，所述回收经济性通常是令人沮丧的。
海水中一种有价值的成分为氯化钠(NaCl)。例如日本没有天然盐沉积物，且土地(其允许使用蒸发塘来用于盐制造)太过昂贵。故对于数十代人而言，日本依赖于电渗析来从海水中回收食盐。将海水过滤并以低速单次泵送通过很大的电渗析组件(electrodialysis stacks)的脱盐隔室。在所述隔室的一侧上，施加穿越膜和溶液隔室的电压迫使Na+离子通过可渗透阳离子的膜，在所述隔室的另一侧上，Cl-离子通过可渗透阴离子的膜。Mg++(海水中第二多的阳离子)也在电场中迁移，但是，所述膜表面上的特殊涂层阻碍了Mg++通过可渗透阳离子的膜。可渗透阴离子膜上的涂层阻碍了SO4 -离子的通过。因此，盐水中通过电渗析回收的NaCl的纯度大大高于通过蒸发原海水制备的盐水纯度。在通过电渗析达到20％的浓度后，蒸发所述盐水达到这样的干燥度，其中将来自电厂的副产物热量用来产生用于电渗析的电。
还可将海水用作用于制造镁和溴化合物的原料。一种用于回收Mg++的商业方法为将碱(通常为石灰)添加到海水中，从而沉淀Mg(OH)2。同由菱镁矿回收镁相比，由海水回收镁所具有的一个缺点为海水中镁的浓度很低。如果可以合理的成本增加盐水进料中的镁含量，则可降低镁的生产成本。因此，允许使用海水作为原料的生产者更有效地同使用菱镁矿的镁生产者相竞争。此外，其还有助于减缓与菱镁矿采矿作业以及大量二氧化碳的产生(其在菱镁矿加工中易于发生)相关的环境破坏。
综上所述，目前存在对可由盐水高效回收净化水的方法和***的需要。特别地，存在对这样的方法和***的需要，所述方法和***能够由反渗透方法以可安全排放所述盐水的方式、或者可以零液体排放的方式来处理盐水。还存在对用于由盐水回收有价值化学品如氯化钠、镁、溴等等的方法和***的需要。还存在对用于从盐水中去除污染物以及可能地将所述污染物转化为有用资源的方法和***的需要。
发明概述
一般地，本发明涉及用于净化水的方法和***。可将本发明的方法和***用来从盐水中去除盐和其它成分，从而使得可将所述水用于例如人类或动物消耗或者用于灌溉。在多种实施方案中，不仅还可将所公开的方法和***用来从盐水中去除成分，而且还可以有用形式回收这些成分。
例如在一种特殊的实施方案中，本发明涉及一种用于通过从水流中去除低可溶性盐MY净化水，从而在所述水流内阻止低可溶性盐沉淀的方法。所述方法包括将含有溶解盐NX的盐溶液进料到离子分离装置(其用于形成含有阴离子X的第一盐流和含有阳离子N的第二盐流)中的步骤。所述离子分离装置例如可包括电渗析组件(其含有设计用来将阳离子同阴离子分离的膜)。
还将所述含有低可溶性盐MY的水流进料到所述离子分离装置中，以用于将阳离子M加入到第一盐流中和用于将阴离子Y加入到第二盐流中。因此，将构成低可溶性盐的阴离子和阳离子分离为不同的流。通过这种方法，产生了含有溶解盐MX的第一盐流和含有溶解盐NY的第二盐流。根据本发明，选择所述盐NY和MX，从而使之在水中比盐MY更可溶。在这种方式中，更大浓度的盐可存在于第一和第二盐流中，而未达到饱和条件。
在多种实施方案中，阳离子N例如可包括锂、钠、钾、铯、铷、铵、胺等等。另一方面，阴离子X可包括氯、溴、碘、硝酸根或有机离子。
在一种特殊的实施方案中，所述低可溶性盐MY可包括硫酸钙。所述盐NX可包括氯化钠。当原料含有硫酸钙和氯化钠时，所产生的第一盐流含有氯化钙，而所产生的第二盐流含有硫酸钠。硫酸钠和氯化钙在水中均比硫酸钙要可溶得多。
如果期望，可将所述第一盐流和第二盐流进料到沉淀室，从而进行沉淀并收集所述低可溶性盐MY。从所述沉淀室收集的上层清液可含有溶解盐NX，然后可将其再循环和用作所述方法中的进料流。
在多种实施方案中，从所述沉淀室收集的上层清液还可含有可被去除并可被形成为有用产品的阳离子。例如，在一种实施方案中，所述上层清液可含有未沉淀的阳离子M。在一种实施方案中，所述未沉淀的阳离子M可同碳酸盐结合，从而形成得以沉淀和去除的碳酸盐。例如，如果M包括钙，则可形成碳酸钙并根据需要使用。碳酸钙例如具有很多用途，其包括在各种纸产品中用作填充材料。
在一种作为选择的实施方案中，从所述沉淀室收集的上层清液可含有选自镁、钴、铜以及类似阳离子(其具有可溶性硫酸盐)的阳离子。这些阳离子可存在于起始进料水中。根据本发明，可将所述上层清液进料到结晶室和/或沉淀室中，以使上述任一阳离子沉淀或结晶为盐。例如，可将镁形成为硫酸镁、氯化镁或氢氧化镁，并将之收集。另一方面，当同盐如氯化钡结合时，为了沉淀硒酸钡，可通过沉淀去除硒酸盐和/或砷酸盐。为了沉淀砷酸锌，可将砷酸盐同盐如氯化锌结合。
下面将更详细讨论本发明的其它特征和方面。
附图说明
在说明书的余下部分，参考附图特别阐明了本发明全部以及能够实现的内容，其中：
图1为根据本发明、水净化方法一种实施方案的平面图；
图2为根据本发明、可以使用的电渗析组件一种实施方案的侧视图；
图3为可同图1所示的方法结合使用的方法一种实施方案的平面图；
图4为说明硫酸钠在水中溶解性的图；
图5表明了硫酸钠和硫酸镁体系的相图；以及
图6为可用于本发明的复分解电去电离装置一种实施方案的侧视图。
在本说明书和附图中重复使用的参考数字用来表示本发明相同或相似的特征或元件。
发明详述
本领域技术人员应该理解的是本发明仅仅说明了代表性的实施方案，其不用来限制本发明更为宽泛的范围。
通常，本发明涉及一种用于净化水的方法，和/或用于从水源中去除溶解成分并用于将所述成分转化为有用产品的方法。
例如，在一种实施方案中，本发明涉及一种用于从水中去除相对低溶解性盐的方法。如将在下面更详细说明的一样，除了从水中去除低溶解性盐之外，还可将本发明的方法用来回收含在所述水源中的溶解成分。例如，可将所述方法用来以有用的沉淀或结晶盐形式回收溶解的镁、硒、砷等等。
随着人口的增长，目前存在对改善的脱盐工艺(其用于将盐水转化为可用于人类消耗、动物消耗、灌溉或其它用途的饮用水)的需要。但是在脱盐工艺中经常面临的一个问题是处理微咸水(其含有相对低的可溶性盐如二价盐)的能力。例如，许多来自内陆水系供应的微咸水含有比一价盐如氯化钠浓度要大的二价盐如硫酸钙。作为一个实例，美国新墨西哥州Tularosa盆地中的地下水的特征在于其具有很高浓度的硫酸钙。在脱盐过程中，所述二价盐如硫酸钙的浓度易于增加，从而导致所述二价盐在所述方法的浓缩流中沉淀。一旦形成所述沉淀物，其将导致多种问题。例如，所述沉淀物可污染处理装置，还可导致所述方法性能的恶化。
本发明的一个方面涉及一种用于从盐水给水中去除二价盐如硫酸钙，而未导致任何不期望的二价盐沉淀的方法。下面的说明仅示例性讨论了从给水中去除二价盐硫酸钙。但是，应该理解的是可将本发明原理应用于任何适宜的盐。例如，根据本发明，其它可处理的盐包括硫酸钡和硫酸锶。
为了从给水中去除二价盐，将所述给水进料到离子分离装置，其将给水中的阴离子和阳离子输转化到不同的溶液中。特别地，将含在所述给水中的至少一部分阳离子从所述水源分离，并将之转化为第一盐流。同样地，将含在所述给水中的至少一部分阴离子从所述给水中分离，并将之进料到第二盐流中。然后可随意使用所述经脱盐的给水或者将之进料到另一净化方法中。
根据本发明，还将第二盐如单价盐进料到所述离子分离装置中。将来自第二盐的阳离子进料到所述第二盐流中，而将来自第二盐的阴离子进料到所述第一盐流中。因此，进入到所述离子分离装置的两种盐改变了配对离子，从而形成了两种不同的盐。
例如，如果硫酸钙含在给水中，且所述第二盐含有单价盐如氯化钠，则在所述方法中产生的第一盐流含有氯化钙，而所述第二盐流含有硫酸钠。因此，总之，两种分离的稀释流中的两种盐硫酸钙和氯化钠改变了配对离子，从而在两种分离的浓缩流中形成了硫酸钠和氯化钙。
取决于特定应用，可改变所述用于分别去除阳离子和阴离子的离子分离装置。例如，可使用含有离子交换膜的电渗析组件。一种特殊的实施方案使用电渗析组件，通常将其称之为复分解电渗析组件，其具有带有4层膜的重复的隔室(repeating cell)。在另一种实施方案中，可使用Donnan渗析装置、可使用离子交换柱装置或者使用电去电离方法。在复分解电去电离方法中，将离子交换材料放置在复分解电渗析组件的阴离子交换膜和阳离子交换膜之间，其与给水接触并为离子提供导电通路，从而自稀释溶液迁移。
例如参考图2，说明了可用于根据本发明的方法中的电渗析装置10。如图所示，所述电渗析装置10包括多个放置在成对电极12和14之间的膜。更特别地，所述膜包括可渗透阴离子的膜16和可渗透阳离子的膜18。如图所示，在这种实施方案中，将含有硫酸钙的盐水源进料到所述膜16和18之间。
如图所示，所述代表性电渗析装置10还包括选择单价离子的膜。特别地，所述电渗析装置包括选择单价阴离子的膜20和选择单价阳离子的膜22。如图所示，将含有单价盐如氯化钠的盐给料进料到所述膜20和膜22之间。在盐给料被二价离子污染的情况下，将选择单价离子的膜用作膜20和膜22。但是，如果单价盐溶液基本上不含二价离子的话，可以不必使用选择单价离子的膜。
当将电势施加到电极上时，部分阴离子迁移通过可渗透阴离子的膜16和20，而部分阳离子迁移通过可渗透阳离子的膜18和22。
在所述电渗析装置10内，可认为4个膜16、18、20和22为单一单元隔室(unit cell)。在一种实施方案中，可在所述装置内，使所述含有4个膜的单元隔室重复。使所述单元隔室重复还增加了可用于阴离子和阳离子迁移的表面积。在操作所述装置期间，将电势施加到电极12和14上。当在单独一对电极之间使所述单元隔室重复时，到达膜之间隔间的溶液的流动可以为并流或串流、或者并流与串流相结合。在所述盐水源的并流中，将在两个或多个耗尽隔间(depleting compartment)(每一个隔间均由膜16和膜18限定)之间将流24分开。在所述盐水源的串流中，离开溶液隔间(其由膜16和膜18限定)的溶液流32将作为流24进入到另一个溶液隔间(其由膜16和膜18限定)中。
如图2所示，所述电渗析装置10包括两个进料流24和26。进料流24包括在方法中通过去除硫酸钙待净化的盐水源。第二进料流26包括单价盐进料(示例为氯化钠溶液)。选择含在所述第二进料流26中的盐，从而提供这样的离子，当其同含在所述盐水源24的二价盐中的离子相匹配时，不会在所述电渗析装置10的浓缩隔间中导致沉淀物的形成。
在图2所示的实施方案中，所述第二进料流26含有氯化钠。但是应该理解的是，所述第二进料流中可含有多种其它的盐。所述第二进料流中的单价离子可来自添加到所述方法中的盐，并可衍生自所述盐水给水中存在的单价离子。例如，所述第二盐流26可含有溶解盐NX(其含有阳离子N和阴离子X)。在盐水给水中低溶解性盐为硫酸钙的情况下，N代表形成基本上可溶于水的硫酸盐的阳离子，其可包括锂、钠、钾、铯、铷、铵、胺或任意其它适宜的阳离子。X代表形成基本上可溶于水的钙盐的阴离子，其可包括氯、溴、碘、硝酸根、有机离子等等。
如上所述，在一种特殊的实施方案中，所述第二进料流26中的单价离子可衍生自盐水给水24。实际上，如果所述第二盐流衍生自进料的话，可实现非常显著的效率。特别有利地是，即使当所述溶解盐NX以相对低的浓度(与进料24中的MY(如硫酸钙)的浓度相比)存在于进料中时，所述第二盐流26可衍生自进料。特别地，因为可将第二进料流中的盐反复使用，所以即使当所述盐浓度相对很低时，也可将进料24用来产生所述第二盐流。
通常，所述第二盐流26可以任意对本领域技术人员而言显而易见的适宜形式由给料24衍生。例如，在一种实施方案中，可将部分给料转化成所述第二盐流的形式。作为选择，可首先使至少部分给料传递通过脱盐装置(其能够从给料中去除所述盐，所述给料用来补充所述第二盐流)。例如，在一种实施方案中，为了产生所述含有溶解盐如氯化钠的第二盐流，可将所述给料24进料到纳米过滤装置，接着是反渗透装置中。通过使用脱盐装置，可使所述盐浓度如氯化钠浓度增加到足够用于图1所示的电渗析装置的水平。
取决于特殊应用和所期望的结果，可改变所述第二进料流中的盐浓度。例如，所述第二进料流中的盐浓度可基本上同进料流24中低可溶性盐的浓度相匹配。例如，仅用作示例性目的，含在所述第二进料流26中的盐浓度可为约0.01eq/l(当量/升)-约5.5eq/l，如为约3.5eq/l-约4.0eq/l。
由于配置了膜，所以所述电渗析装置10致使来自两个流24和26中的盐或电解质的离子改变了配对离子。具体地，在图2所示的实施方案中，所述盐水源24含有钙和硫酸根离子，而所述第二进料流26则含有钠和氯离子。当进料通过所述电渗析装置10时，产生了含有氯化钙的第一盐流28和产生了含有硫酸钠的第二盐流30。例如如图所示，钙离子迁移通过可渗透阳离子的膜18，而氯离子迁移通过选择单价阴离子的膜20，从而形成氯化钙溶液28。类似地，硫酸根离子迁移通过可渗透阴离子的膜16，而钠离子迁移通过选择单价阳离子的膜22，从而形成硫酸钠流30。
特别有利地是，氯化钙和硫酸钠比含在盐水源24中的硫酸钙更可溶于水。由于硫酸钠和氯化钙溶液在水中具有相对高的可溶性，因此如果需要，然后可通过将这些溶液再循环通过所述电渗析装置10来略微浓缩这些盐。
例如，所述盐流28中的钙浓度以及所述盐流30中的硫酸根浓度可比给料24中的钙和硫酸根的浓度大很多。例如，在一种实施方案中，所述盐流28中的钙浓度和/或所述盐流30中的硫酸根浓度可为所述进料24中的钙和/或硫酸根浓度的两倍，例如在一种实施方案中，为三倍的浓度、四倍的浓度、甚至为五倍的浓度。
如上所述，氯化钙和硫酸钠相对可溶于水，特别是同硫酸钙相比时更是如此。
例如，硫酸钠在水中的溶解度如图4所示。在0-33℃的温度范围内，当温度增加时，水溶性显著增加。据报道，硫酸钠的水溶性为在33℃，约50g/100ml水和在0℃，4.76g/100ml水。氯化钙的水溶性为在0℃，159g/100水和在100℃，59.5g/100ml水。可将上述溶解度同硫酸钙相比较，其在30℃的溶解度仅为0.209g/100ml水。
如上所述，在一种作为选择的实施方案中，所述电渗析装置10可包括复分解电去电离作用。在复分解电去电离作用中，所述装置10中的隔间包括离子交换材料。尽管可存在一种类型的树脂，但是所述隔间中的离子交换填料可为阴离子交换和阳离子交换珠的混合物。此外，所述离子交换填料可为纤维、织物、泡沫等等形式。
例如，参考图6，显示了所述复分解电去电离装置110。与图2相似，相同的参考数字用来显示相同的元件。在所述复分解电去电离装置110中，将给水24进料到可渗透离子的膜16和18之间。此外，所述复分解电去电离作用装置110还包括位于膜16和膜18之间的离子交换材料112。如上所述，所述离子交换材料112可包括阴离子交换和阳离子交换珠的混合物。所述离子交换材料112维持所述膜16和18之间以及电极12和14之间的导电性，从而允许从给水24中分离更多的阴离子和阳离子。
如图2所示，所述盐水源24可来自于多种源。例如，在一种实施方案中，所述盐水源24直接由给水获得而没有任何预浓缩。在这种实施方案中，所述电渗析装置10可包括仅在所述水源脱盐期间使用的方法。
但是在另一种实施方案中，所述方法可同另一脱盐装置一起以合并方法(hybrid process)实施，从而有助于维持将通过所述电渗析装置10去除的离子的高浓度。所述另一种脱盐装置可包括压力驱动膜装置如反渗透或纳米过滤、化学驱动装置如离子交换或Donnan渗析，或者电驱动装置如电渗析或电去电离、或其组合。例如，在一种实施方案中，为了产生适于人类或动物消耗的水，可将离开图1所示的电渗析装置10的一种或多种产物流进料到另一脱盐装置中。
在一种作为选择的实施方案中，所述水源含有由反渗透方法获得的副产物流。可将所述反渗透方法用来产生饮用水，同时还可产生盐水源24。然后，可将本发明的一种方法用来处理所述盐水源，从而进一步产生更多的饮用水和获得有用的副产物。
在另一种作为选择的实施方案中，可在反渗透方法或其它脱盐装置如纳米过滤和电渗析方法的进料流之间，将所述盐水源24分开。
如图2所示，一旦所述盐水源24通过所述电渗析装置10，就产生产物流或稀释流32。取决于特定应用，可认为所述稀释流32适于饮用或者其需要进一步加工。在其它实施方案中，所述稀释流足够干净，从而将之排放返回到天然给水中。
在一种实施方案中，可将全部或部分稀释流32进料到脱盐装置中，从而产生净化水流。例如，可将全部或部分稀释流32进料到纳米过滤装置或反渗透装置中，从而产生净化水流和盐流。如果需要，可将所述盐流进料返回到所述给料24中。
如上所述，在一种实施方案中，所述盐水源24可包括由反渗透方法获得的副产物流。如果需要，在这种实施方案中，可将全部或部分稀释流32再循环返回到反渗透方法中，或者使之进料通过另一反渗透方法。因此，增加了饮用水的有效产率。可将所述电渗析装置10设计得在与反渗透方法基本上相同的压力下操作，从而在再循环之前，避免再增压稀释流32的消耗。如果在一些应用中，将所述稀释流32的总量再循环到反渗透进料中，则有可能增加通过所述电渗析方法不能去除的材料的浓度。如果需要，可清除适量的这种溶液，从而控制这样的增加。
当期望使用本发明的方法来产生其它量的净化水时，所增加的净化水的回收率可很显著。例如，在一种实施方案中，通过所述方法，大于约67％、如大于约80％、如大于约90％、如大于约95％、如大于约98％的水(其含在所述进料24中)将回收为净化水。即使当进料24由低可溶性盐(其以大于50％、70％、80％、甚至90％饱和度的量)饱和时，上述回收率也是可能的。
仍如图2所示，所述氯化钠进料26还形成稀释流34。类似地，可将全部或部分稀释流34进料和再循环到反渗透进料流中，并可释放(purge)适宜的部分。取决于所述稀释流34中的离子浓度，还可将所述流再循环返回通过所述电渗析装置10中，从而进一步将钠和氯离子提供到所述方法中。
在一种实施方案中，可将全部或部分稀释流34进料到任意适宜的脱盐工艺中，从而产生净化水流和更浓的盐流(例如其含有钠和氯离子)。然后可将所述浓缩的盐流再循环用作用于所述电渗析装置10的盐进料26。在这种方式中，在所述方法过程中，可回收更大量的净化水。
如图2所示，取决于特定应用，所述盐水源24和氯化钠进料26还可含有溶解盐。例如，所述盐水源24可含有溶解的氯化钠。当所述离子通过所述电渗析隔室时，可将所述方法设计得去除适宜部分的离子。在另一种实施方案中，所述离子可残留在所述产物流中，并不干扰所产生的水的最终用途，或者可将所述产物流进料到另一用于将其去除的方法中。
在一种实施方案中，所述盐水源24可包括多种离子如镁、硒酸根、砷酸根等等。通常，可通过迁移通过可渗透阳离子的膜18或可渗透阴离子的膜16来从所述盐水源中去除这些离子。因此，所述镁阳离子可迁移到所述第一盐流28中，所述硒酸根和砷酸根阴离子可迁移到所述第二盐流30中。如下面将更详细公开的一样，可以形成有用产物的方式去除这些离子。
类似地，取决于所述氯化钠溶液的来源，所述氯化钠进料还可含有二价离子。选择单价离子的膜的使用降低了不期望的二价离子迁移到浓缩隔间。如果将相对纯的氯化钠溶液用作氯化钠进料26，则膜20和22的特性不必是单价离子选择性的。
参考图1，说明了所述方法的一种实施方案，所述方法加入了图2的电渗析装置10。如图所示，将所述盐水源24和所述氯化钠进料26进料到所述电渗析装置10中，从而形成产物流32和稀释的氯化钠流34。在所述电渗析装置10内，还形成了含有氯化钙的第一盐流28和含有硫酸钠的第二盐流30。在图1所示的实施方案中，当所述产物流同所述盐水源合并时，将所述产物流32再循环通过所述电渗析装置10，并将之部分引出(withdrawn)。类似地，还可将所述氯化钠输出流34循环到所述氯化钠进料26，同时将其部分分流到进料24中。
可再循环所述产物流32和稀释的氯化钠流34，从而实现期望的盐浓度的降低。在大规模操作中，所述电渗析装置10中的通道长度足以在单次通过所述膜之间的过程中发生期望的降低。
现在将更详细地公开所述第一盐流28和第二盐流30的处理。如图1所示，所述第一盐流28含有氯化钙和可能的其它成分如溶解的氯化钠和氯化镁。另一方面，所述第二盐流30含有硫酸钠和可能的其它溶解盐如氯化钠。氯化钙即使在低温下也很易溶于水中。另一方面，特别地如图4所示，尽管硫酸钠比硫酸钙在水中易溶很多，但是在较低温度下，其具有较低的溶解度。例如，如果所述电渗析装置的操作温度降低得太多，所述硫酸钠可在装置中结晶。但是，当操作接近33℃的电渗析装置时，在水中允许相对很高浓度的溶解硫酸钠。
在本发明一种实施方案中，可将富含硫酸钠和氯化钙的溶液分别输送到一个地方，以用以处理或回收有价值的成分。如图2所示，需要将氯化钠(或由单价离子组成的适宜的盐，其同钙或硫酸根不形成难溶性盐)给料进料到膜20和22之间的隔间中。可调节所述***的操作条件，从而使得耗尽氯化钠排除液34的盐度接近进料24的盐度，将所述排除溶液同进料24合并，或者通过反渗透分别处理，从而产生淡水。
作为选择，如果将结晶盐用作氯化钠进料的来源，可将氯化钠结晶物和补充水添加到进料罐(所述溶液通过其循环)中。
如图1所示，在所述装置中，氯化钙和硫酸钠流中所有的水均源自通过离子交换膜的迁移。所述水迁移包括渗透、迁移离子的水合作用以及电渗透。所述通过膜的水迁移取决于所述膜的性能和溶液的成分。根据经验，大概5个分子的水分子伴随一个离子通过所述膜。因此，一对单价离子将使大约10个水分子迁移，即，每摩尔盐将使10摩尔水(180g)迁移。按照这个逻辑，当5.5M(molar)NaCl溶液流动通过图2所示装置的盐隔间时，其体积将降低，但其浓度未改变。另一方面，比5.5M更稀的NaCl溶液的体积和浓度均将降低。
应该意识到的是存在这样的条件，其中通过所述膜迁移的水不足以将所述浓缩隔间中的盐、特别是硫酸钠维持得低于其溶解度极限。在这样的情况下，用于在所述浓缩流28和30中确保不超过溶解度极限的方式包括下面的一种或其组合：
1、添加稀释水。所述水可源自所述反渗透方法的渗透物，同时对其进行适宜的处理如软化，从而去除不期望的离子种类。
2、提高所述操作温度，从而增加所述盐的溶解度。在为硫酸钠的情况下，温度的提高基本上不超过约33℃，据报道，所述温度为硫酸钠最大溶解度的温度。
3、从所述循环流中去除一部分易于沉淀的盐。在为硫酸钠的情况下，可通过将一部流分流到图1所示的结晶器36中、将所述去除溶液的温度降至形成硫酸钠结晶物的点、去除所述结晶物、使上层清液保温并将所述保温的上层清液返回到循环流中来实现去除。例如，参考图5，说明了硫酸钠和硫酸镁体系的相图。图中区域表示了在如底部刻度所示的温度下，处于平衡状态的固体结晶物的组成，此时的饱和溶液具有如左手刻度所示的两种盐的特性。对于纯硫酸钠溶液而言，所述组成将如图顶部所示。所述图表明，当将NaSO4·10H2O结晶物(Glauber盐)加热到约33℃以上时，其将转化为无水硫酸钠(无水芒硝)。
4、将部分硫酸钠流循环到双极电渗析(BPED)组件中，从而将所述盐分为酸性流和碱性流。所述碱性流含有NaOH。如果所述BPED为3-隔室类型(A、C和BP膜)，所述酸性流将含有H2SO4，如果所述BPED为2-隔室类型(C和BP膜)，则所述酸性流将含有NaHSO4。优选将来自BPED的产物流用于预处理含有Ca(HCO3)2的给水。添加到进料中的NaOH将导致CaCO3沉淀，酸的添加将中和任何残留的HCO3 -离子并释放CO2。
如图1所示，在一种实施方案中，在离开所述电渗析装置10之后，将所述第一盐流28和所述第二盐流30进料到沉淀室38中。在所述沉淀室38内，混合所述盐流，从而致使硫酸钙受控沉淀。可通过沉淀法、离心法、过滤法或者任何其它经常使用的去除悬浮固体的方法从所述沉淀室38中去除所述沉淀的硫酸钙40。一经收集，就可将所述硫酸钙沉淀物装运并作为有用的副产物销售。
例如，在一种实施方案中，所述沉淀室38可包括上流固体接触澄清池(upflow solids contact clarifier)。
为了在所述沉淀室38内控制所述沉淀过程，可使用任意适宜的装置监测进入所述沉淀室的钙离子浓度和所述第一盐流28的流速以及硫酸根离子的浓度和所述第二盐流30的流速。在一种优选实施方案中，可通过离子色谱仪监测所述沉淀室内或其溢流的上层清液中的硫酸根离子浓度。为了控制所述沉淀物的形成，使用适宜的假设(有关达到平衡的途径)和适宜的控制算法，可控制每一盐流的流速。如果期望，还可将含有过量二价离子的部分流分流。
在所述沉淀室38内，取决于特定应用和期望的结果，可维持过量的硫酸根离子或维持过量的钙离子。如果在所述沉淀室内维持过量的硫酸根离子，可将平衡状态下的钙浓度维持得很低。
如果将硫酸钠的结晶用来控制其在循环通过所述电渗析装置10的溶液中的浓度，则可将部分结晶硫酸钠溶解并添加到所述沉淀室38中，以达到硫酸盐的化学计量需要，从而使得进料到所述沉淀槽的所有的钙基本上沉淀。为了最小化将进一步处理的上层清液溶液的体积，优选用于使所述硫酸钠晶体溶解的液体来源于所述沉淀室的上层清液。在一些情况下，不需要额外的液体来从所述结晶物回收硫酸钠溶液。在正常条件下，期望所述结晶物为Na2SO4·10H2O(Glauber’s盐)。当加热到约33℃以上时，所述结晶物可分解形成无水硫酸钠结晶物(无水芒硝)和硫酸钠的饱和溶液。可将所述饱和溶液添加到所述沉淀室中，从而使其中的溶液浓度增加达到化学计量的需要。
在所述沉淀室38中沉淀硫酸钙之后，形成了上层清液42。如图3所示，为了根据需要去除其它成分，可使上层清液42历经进一步处理。
在沉淀CaSO4之后，所述上层清液42具有适宜浓度的NaCl，且基本上具有饱和的CaSO4。此外，所述上层清液42还可含有多种其它溶解成分如镁、硒、砷等等。这些溶解成分的出现通常取决于给料24。
在一种实施方案中，使去除CaSO4沉淀物的上层清液42直接流动通过第二电渗析装置50。所述第二电渗析装置可包括例如重复配置的选择单价阴离子的膜52和选择单价阳离子的膜54。通过将所述上层清液42进料到所述两个膜之间，可去除钠离子和氯离子。因此，离开所述第二电渗析装置50的浓缩流56含有溶解的氯化钠，然后如图1所示，将其进料到所述第一电渗析装置10，以用于将溶解的氯化钠提供到所述复分解过程中。如上所述，通过自给料24导出氯化钠进料26，可获得多种效益。
本领域技术人员已知选择单价阴离子的膜对硫酸根的排斥比选择单价阳离子的膜对钙离子的排斥更有效率。因此，在一种实施方案中，可控制所述沉淀室38内的条件，从而使得在所述上层清液42中存在过量的硫酸根离子。
在图3所示的实施方案中，所述离子分离装置包括电渗析装置50。但是，应该理解得是，在所述方法中可使用各种其它离子分离装置。例如，在一种作为选择的实施方案中，可使用纳米过滤从所述上层清液中回收钠离子和氯离子。在另一种实施方案中，可使所述上层清液42进料通过一系列离子分离装置。所述串连中的离子分离装置可包括相似的装置或不同的装置。
作为选择或者此外，采用一个有利但不是必需的附加步骤从CaSO4沉淀步骤的上层清液42中去除残余的Ca++离子。例如，在一种实施方案中，可将所述上层清液42进料到碳酸盐沉淀室60中，其中将过量的钙离子沉淀为碳酸钙。更特别地，可通过添加碳酸盐如Na2CO3来去除残余的Ca++离子，之后进行用酸如HCl或H2SO4中和，或者任选通过任意常规方式进行CO2的去除。如果所述上层清液42含有足够的HCO3 -离子，则可通过添加碱如NaOH或Ca(OH)2来实现残余Ca++离子的去除。除去残余Ca++的好处包括增加了镁盐(如果存在)的纯度，以在随后的方法步骤中回收，并降低了在所述电渗析装置10中沉淀CaSO4的倾向。
特别有利地，可收集并根据期望再使用在碳酸盐沉淀室60中回收的碳酸钙沉淀物。例如，可在多种工业方法中使用碳酸钙。例如，通常将沉淀的碳酸钙用作许多产品如纸产品的填料。
一旦所述上层清液流42通过所述碳酸盐沉淀室60(如果存在)和通过所述第二电渗析装置50，则产生剩余流62。所述流62可包括残余量的钠、氯离子以及可能的多种多价离子。可以存在的多价离子例如包括各种金属离子如镁离子。取决于所述给水源的来源，所述流62可包括硒、砷以及多种其它成分。在一种实施方案中，可从所述流62中去除这些剩余成分，从而进入到多种有用的产物中。
例如，如图3所示，首先将所述流62进料到结晶室64中。可将所述结晶室64用来结晶并去除多种金属盐如镁盐。例如，取决于所述流62中存在的成分，镁可结晶为硫酸镁、氯化镁或沉淀为氢氧化镁。
例如，在一种实施方案中，所述流62可含有镁离子、硫酸根离子以及残余量的钠离子和氯离子。
以重量计，在0℃，MgSO4的溶解度低于NaCl的溶解度，在100℃，其显著高于NaCl的溶解度。因此，如果溶液中MgSO4的浓度明显高于NaCl的浓度，则可通过结晶回收所述MgSO4。可使用任何常规的方式来回收MgSO4。例如，可在大气压或高压下提供热量，从而在高溶解度的条件下蒸发水，然后通过应用真空来冷却溶液。可在一个容器中分批进行或者可在分离的容器中进行加热和冷却。持续进行所述加热，直到去除足够的水从而将所述液体中的NaCl含量增加到高达其饱和值的约80％。一些MgSO4结晶物可出现在所述蒸发器中。然后将所述液体(以及MgSO4结晶物，如果其形成的话)转移到蒸发容器中，并可将其搅拌。在通过结晶基本上去除MgSO4的同时，可将部分富含NaCl的溶液再循环从而增加进料中NaCl的浓度，所述进料为到所述第二电渗析装置50中的进料，或者增加MgSO4的回收。
作为选择，如果氯离子的浓度大于硫酸根离子，则可在所述结晶室64中形成氯化镁结晶物。例如可通过蒸发，之后冷却以使氯化镁结晶来去除氯化镁。蒸发增加了氯化钠和氯化镁的浓度。氯化钠的溶解度受温度的影响不显著，而氯化镁的溶解度在较高的温度下高很多。冷却(其可通过真空蒸发实现)、冷冻或任意其它本领域技术人员已知的方式致使氯化镁结晶。
还可将在商业方法(用于从光卤石盐水回收MgCl2)中使用的分离方法应用到这种方法中。蒸发所述盐水直到NaCl以及其它盐结晶，所述溶液的比重达到1.435，其相应于47％的浓度。一旦冷却，所述稠溶液就形成MgCl2·6H2O的水合结晶物。
在另一种作为选择的实施方案中，可将镁作为氢氧化镁从所述流62中回收。为了形成氢氧化镁，可用适宜的碱处理所述流62。
在所述结晶室64中的处理之后，所述流可含有其它用于去除的成分。例如，所述流可含有多种污染物如硒、砷等等。例如，硒有时以使得该水不适宜人类消耗或者甚至不适宜灌溉的浓度存在于地下水或地表水中。可根据本发明对这样的水源进行处理，并可将所述硒去除作为有用的副产物。特别地，在去除硒之前，如图1和3所示的方法允许从水中作为固体硫酸盐分别去除硫酸根离子。当硒存在时，其通常为硒酸根(SeO4 -)的形式。
例如，如图3所示，在一种实施方案中，可将所述流62进料到沉淀室70中，以沉淀硒酸盐。
例如，在一种实施方案中，所述流62在所述沉淀室70中同一种可使硒酸根沉淀的可溶性盐结合。例如，钡离子可使硒酸根沉淀为硒酸钡(BaSeO4，其为一种可收集用于处理或使用的固体产物)。例如，可以任意适宜的盐的形式如氯化钡，将钡离子添加到所述流62中，如果过量添加氯化钡，将在溶液中保留很低浓度的硒酸根。另一方面，如果将自所述沉淀室70产生的排除物再循环到所述方法中的其它点，为了最小化钡离子在所述方法中的返回，可使用低于化学计量数量的氯化钡。
当在所述沉淀室70中沉淀硒酸根时，可使用多种技术来确保在所述流62中具有高浓度的硒酸根，从而使得所述硒酸根的回收方法更有效。例如，在一种实施方案中，将部分离开所述结晶室64的流62再循环到所述方法中较早的阶段。例如，可将部分流62再循环到图1所示的硫酸钙沉淀室38中。
除了将硒酸根去除作为沉淀物之外，还可使用多种其它的方法从所述排除物中去除硒酸根。例如，所述硒酸根的去除可包括使用植物和微生物的生物处理、离子交换、电化学还原、重金属(其为元素或还原离子形式)还原，或者同金属氧化物或氢氧化物的共沉淀。最终，通过简单地蒸发所述水，从所述排除物中将所述硒酸根回收为固体。
除了所述硒酸根之外，可类似回收多种其它物质。例如，可使用相同或类似技术回收砷。
参考下面的实施例可更好地理解本发明。
实施例
下面为说明***用途的示意性实施例，所述***根据本发明、特别如图1、2和3所示制造。具体而言，为了使自新墨西哥州的Tularosa盆地获得的地下水脱盐，使用本发明***和方法估算下面的内容。
真正的微咸水的离子成分不可能正好是NaCl和CaSO4。一种真正的微咸井水的实例为来自新墨西哥Tularosa盆地的地下水。据报道的所述水的离子成分如表1所示，首先为毫克/升，然后为每升毫当量。
表1.通过电渗析处理Tularosa的RO排除物
 
/离子 HCO3 - Cl- SO4 - Na+ Mg++ Ca++ 合计 流量
给水分析，mg/li 270 170 1370 114 163 420 2507
给水离子，meq/li 4.43 4.79 28.54 4.96 13.40 20.96 38
 
石灰软化之后，meq／li      0.3  4.99    29.72   4.96    13.40     16.65   35              
中和的RO进料，meq／li      0     4.99    30.02   4.96    13.40     16.65   35      1000   
RO渗透液，meq／li                0.499   3.002   0.496   1.340     1.665   4       600    
RO排除物，meq／li                11.73   70.55   11.65   31.50     39.13   82      400    
复分解ED稀释液，meq／li           4.99    30.02   4.96    13.40     16.65   35      395    
富含Na2SO4的EDconc，meq／li                    570 3430 4000 0 0 4000 5
富含CaCl2的EDconc，meq／li                    4000 0 566 l532 1902 4000 5
混合进料到ppt罐，meq／li          2285    1715        2283    766       951     4000    10     
来自ppt罐的上层清液，meq／li    2285 771 2283 766 7.52 3056 10
选择性ED稀释液，meq／li           570     1543    595     l517      1       2113   5      
来自MgSO4的回收物的释放物meq／li   5400 2100 5637 1861 3 7500 0.50
这种分析的一个很显著的特征在于其具有很高的硫酸根含量以及很高水平的钙和碳酸氢根。致力于通过反渗透回收大部分的净化水导致在所述反渗透膜上沉淀CaSO4和CaCO3。通过预处理(或者通过用HICl或H2SO4酸化，将碳酸氢根转化为二氧化碳，或者通过添加石灰或NaOH将碳酸氢根转化为碳酸根并沉淀CaCO3)可以减缓CaCO3的沉淀。最廉价的预处理为添加石灰，因此显示了石灰软化后的离子成分。通过添加H2SO4(其略微增加了硫酸根)中和残余的碳酸根。意外地是，在预处理过的给料溶液中，单价阴离子和阳离子的水平几乎相同，并在所有在后计算的成分中几乎保持平衡。
用于反渗透处理的计算基于60％的回收率和基于所有离子90％的排除。所述反渗透进料的流量显示为1000(任意单位)。在电渗析装置(如图2所示)中，所述反渗透排除物(其流量为400)在非选择性膜之间流动，其中通过所述膜的离子通量与其在溶液中的浓度成正比。选择所述电渗析中的膜面积、通道长度以及电流，从而使得来自这些隔间的稀释液的总离子含量等于所述反渗透进料中的总离子含量，并将所述溶液再循环到所述反渗透进料中。由于移动通过所述膜的离子随身携带水合水，故将所述稀释液的流量降低为395。在将所述额外的源进料到所述反渗透的同时，所需要的经预处理的给水流量为1000-395＝605，而渗透物的流量仍然为600。因此，将所述淡水的有效回收率增加到99％。
二价阳离子Ca++变得与通过选择单价阴离子的膜SA进入到第一浓缩隔间的Cl-离子缔合(asscioated)。对于这个实施例而言，假设所述选择单价阴离子的膜SA不允许SO4 ＝离子通过。由于钠、钙以及镁的氯盐在水中的溶解度都很高，所以这种溶液中的浓度没有溶解性限制。相反，所述浓度受离子携带的水合水的限制。在该实施例中，选择4000meq/li的浓度(其接近20％的NaCl溶液的离子浓度)。类似地，假设选择单价阳离子的膜SC不允许二价阳离子通过，因此，在第二组浓缩隔间中产生的溶液为NaCl和硫酸钠的混合物。下面将显示很低浓度的Ca++离子将存在于所述膜之间的溶液中，因此通过阳离子选择性的膜(优选其不是选择性的)的钙通量很低。在温暖条件中，硫酸钠的水溶性很高。表1中浓缩的钠盐流的成分是设想的，因为其代表了这样一种成分，所述成分含有固体Na2SO4·10H2O(其自所述电渗析复分解的第二循环盐流中去除)以及保留在所述溶液中的Na2SO4。
使所述两种浓缩流(一种富含Ca++离子，另一种富含SO4 ＝离子)流入沉淀罐(如图1所示)中，其中形成固体CaSO4。可将滗析和/或过滤用来从所述液体中分离所述固体CaSO4。将1.45E-3(mol/l)2的CaSO4溶度积用来计算所述沉淀罐中的平衡浓度。由于SO4 ＝离子超量存在，所以大量降低Ca++离子浓度。对于所含的钙比硫酸根多的进料组合物而言，可将部分富含CaCl2的流分流到废液中。
对所述上层清液成分和流速的检查显示存在足够的NaCl，从而允许将所述流用作“NaCl”给料。但是进一步纯化所述NaCl是有利的，从而避免在所述稀释流(其在所述膜之间循环)中的二价离子的过度浓缩。
在第二电渗析组件中实现进一步纯化。所述第二电渗析组件含有选择单价阴离子的膜和选择单价阳离子的膜。将来自所述第二电渗析组件的浓缩流(其富含氯化钠)作为NaCl给料再循环返回到所述第一电渗析组件中。可以将少量在所述第一电渗析组件中循环的盐流返回到所述第二电渗析组件中的进料中，从而避免在所述循环中积累多价离子。
在通过所述第二电渗析组件之后，所述过滤溶液大约损失了一半体积和大多数的NaCl。如果打算将来自所述第二电渗析组件的所有稀释液进行处理的话，则流量仅为5，如果排放掉反渗透排出流(reject stream)的话，则需要处理的流量为400。所述。因此，用于处理的体积下降超过了98％。
来自所述第二电渗析组件的稀释液为用于进一步加工的、良好的备选物，因为其意外地具有几乎相同浓度的Mg++和SO4 ＝离子。从这种溶液中蒸发水将导致MgSO4结晶，将适当蒸发的溶液冷却到接近0℃将导致MgSO4的进一步结晶，而没有NaCl结晶。如果达到(take to)NaCl开始结晶的那一点，则最终的体积将为所述稀释液体积的大约1/10th，87％的进入到所述***的MgSO4将回收为结晶产物。可将部分来自所述结晶器的溶液用来增加到达所述第二电渗析组件的进料中NaCl的浓度，或增加MgSO4的产量。来自所述蒸发器的水蒸气将凝结，并将之添加到反渗透渗透物中，从而将所述淡水的回收率增加到99％以上。
来自所述结晶器的、很小体积的释放溶液(purge solution)基本上含有所有进入到所述***的NaCl，但是其很高的MgSO4含量将限制所述盐的价值。由于所述体积很小，可将其排出或蒸发至干燥，并将之作为防冰冻用盐(roadsalt)出售。还可蒸发少量来自所述稀释流的净化流(其再循环到所述反渗透进料中)，从而由所述方法实现零液体排放。
不违背本发明实质和范围(尤其是在所附权利要求中列出的)，本领域技术人员可对本发明实施所述以及其它修改和变化。此外，应该理解的是多种实施方案在整体或局部上可以互换。而且，本领域技术人员应该意识到前述说明仅仅是示例性的，其不用来限制本发明，本发明进一步在下述权利要求中公开。

Claims (69)

1.一种用于处理水流的方法，其包括：
将所述水流进料通过脱盐工艺，从而产生副产物流，所述副产物流含有溶解的钙离子和硫酸根离子；
将所述副产物流传递到去除阳离子的装置和去除阴离子的装置之间，从而去除相当大部分的钙离子和硫酸根离子，将所述钙离子传递到第一盐流中，将所述硫酸根离子传递到第二盐流中，所述第一盐流含有氯离子，所述第二盐流含有钠离子；
分别将所述第一盐流和第二盐流进料到用于沉淀硫酸钙的硫酸钙沉淀室中；以及
收集所沉淀的硫酸钙。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述去除阳离子的装置和所述去除阴离子的装置包含在电渗析组件中，所述去除阳离子的装置和所述去除阴离子的装置包括膜。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一盐流含有的钙离子浓度至少为含在所述副产物流中的钙离子浓度的两倍，所述第二盐流含有的硫酸根离子的浓度至少为副产物流中硫酸根离子浓度的两倍。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述电渗析组件还包括可渗透阳离子的膜和可渗透阴离子的膜，以及其中所述方法还包括将含有氯化钠的水溶液进料到可渗透阳离子的膜和可渗透阴离子的膜之间的步骤，从而分别将氯离子提供给所述第一盐流以及将钠离子提供给所述第二盐流。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述水溶液中至少部分氯化钠来源于所述水流。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述含有氯化钠的水溶液完全来源于所述水流。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述氯化钠来源于在形成所述副产物流之前的所述水流。
8.如权利要求5所述的方法，其中通过将所述水流或所述副产物流传递通过脱盐装置来获得来源于所述水流的氯化钠。
9.如权利要求4所述的方法，其中含在所述水溶液中的至少部分氯化钠来自于离开所述硫酸钙沉淀室的上层清液流。
10.如权利要求4所述的方法，其中所述可渗透阳离子的膜和可渗透阴离子的膜均为单价选择性的。
11.如权利要求4所述的方法，其中所述电渗析组件含有重复的隔室，所述隔室含有去除阳离子的装置、去除阴离子的装置、可渗透阳离子的膜和可渗透阴离子的膜。
12.如权利要求11所述的方法，其中将所述副产物流连续再循环通过所述电渗析组件，同时使之同一定量新的副产物流混合，从而维持钙离子供应到所述第一盐流和硫酸根离子供应到所述第二盐流，其中将部分第一盐流和部分第二盐流分流到所述硫酸钙沉淀室中，从而沉淀所述硫酸钙。
13.如权利要求1所述的方法，其中将至少部分第二盐流从所述硫酸钙沉淀室进料到上游的硫酸钠结晶室，其中硫酸钠结晶并收集在所述硫酸钠结晶室中，从而产生上层清液，所述上层清液同所述第二盐流再合并。
14.如权利要求1所述的方法，其中监测所述硫酸钙沉淀室中硫酸根离子浓度或钙离子浓度中的至少一种，以及其中，基于所监测的浓度，控制进料到所述硫酸钙沉淀室中的第一盐流和第二盐流的相对量，从而在所述室中维持过量的钙离子。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述硫酸钙沉淀室产生含有钠离子和氯离子的上层清液，以及其中将来自所述硫酸钙沉淀室中的上层清液用来分别为第一盐流和第二盐流提供氯离子和钠离子。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述硫酸钙沉淀室产生含有不在所述室内沉淀的钙离子的上层清液，以及其中所述方法还包括使所述上层清液同碳酸盐合并从而产生碳酸钙沉淀物的步骤。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述碳酸盐含有碳酸钠，在将其同所述上层清液合并之后，并在去除所述碳酸钙沉淀物之后，将其用酸中和。
18.如权利要求1所述的方法，其中通过所述方法的副产物流的流速至少为50000加仑/天。
19.如权利要求4所述的方法，其中所述氯化钠溶液含有浓度为0.01当量/升-5.5当量/升的氯化钠。
20.如权利要求4所述的方法，其中所述氯化钠溶液含有的氯化钠的浓度基本上不低于所述副产物流中含有的离子的总浓度。
21.如权利要求1所述的方法，其中所述硫酸钙沉淀室产生上层清液，以及其中将所述上层清液进料到可渗透单价阳离子的膜和可渗透单价阴离子的膜之间，从而去除钠单价离子，残余上层清液流含有至少一种多价金属离子，将所述上层清液流进料到金属结晶室中，从而使所述金属离子结晶为盐。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述金属包括镁，且所述镁结晶为硫酸镁或氯化镁。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述硫酸钙沉淀室产生上层清液，所述上层清液含有包括硒的离子，将所述上层清液流同导致硒盐沉淀的盐合并。
24.如权利要求23所述的方法，其中同所述上层清液合并的盐包括导致硒酸钡沉淀的钡盐。
25.如权利要求2所述的方法，其中产生所述副产物流的脱盐工艺含有维持在一定压力下的反渗透装置，以及其中以基本上相同的压力操作所述电渗析组件。
26.如权利要求1所述的方法，其中将至少部分第二盐流进料到双极电渗析装置中，用于在所述硫酸钙沉淀室之前，从所述第二盐流中去除硫酸根离子。
27.如权利要求1所述的方法，其中所述脱盐工艺包括纳米过滤方法。
28.一种净化水的方法，其通过从水流中去除低可溶性盐MY，从而阻止所述低可溶性盐MY在所述水流内沉淀，所述方法包括：
将含有溶解盐NX的盐溶液进料到离子分离装置中，从而形成含有阴离子X的第一盐流和含有阳离子N的第二盐流；
将含有低可溶性盐MY的水流进料到离子分离装置中，从而将阳离子M添加到所述第一盐流中和将阴离子Y添加到所述第二盐流中；以及
其中N包括Li+、Na+、K+、Cs+、Rb+或NH4 +，X包括Cl-、Br-、I-、NO3 -或形成可溶于水的钙盐的有机离子，其中盐NY和MX在水中均比所述低可溶性盐MY更可溶。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述含有溶解盐NX的盐溶液来源于含有低可溶性盐MY的水流。
30.如权利要求29所述的方法，其中水流中NX的浓度低于水流中低可溶性盐MY的浓度。
31.如权利要求30所述的方法，其中水流中NX的浓度至少低于水流中低可溶性盐MY浓度的一半。
32.如权利要求28所述的方法，其中M包括钡离子或锶离子。
33.如权利要求28所述的方法，其中所述低可溶性盐MY包括硫酸钙。
34.如权利要求28所述的方法，其中所述盐NX包括氯化钠。
35.如权利要求28所述的方法，其中将所述盐溶液和水流均进料到用于将阴离子同阳离子分离的电渗析组件中。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述电渗析组件产生含有残余量低可溶性盐MY的产物流，将所述产物流进料到用于产生净化水流和盐流的脱盐装置中，将所述盐流再循环返回到所述电渗析组件中，并使之同进料到所述电渗析组件中的水流合并。
37.如权利要求35所述的方法，其中所述电渗析组件包括重复的隔室，所述隔室含有交替排列的、可渗透阴离子的膜和可渗透阳离子的膜。
38.如权利要求28所述的方法，其中所述水流含有自脱盐工艺获得的副产物流。
39.如权利要求38所述的方法，其中所述脱盐工艺包括反渗透、纳米过滤、电渗析、离子交换、蒸发或其组合。
40.如权利要求38所述的方法，其中在将含有低可溶性盐MY的水流传递通过所述离子分离装置之后，将至少部分水流返回到所述脱盐工艺中。
41.如权利要求28所述的方法，还包括将所述第一盐流和所述第二盐流进料到沉淀室，以用于沉淀和收集所述低可溶性盐MY的步骤。
42.如权利要求41所述的方法，其中所述沉淀室产生上层清液，以及其中所述方法还包括使所述上层清液进料通过电渗析组件，从而形成更浓的盐溶液的步骤，所述盐溶液含有溶解盐NX。
43.如权利要求42所述的方法，其中将所述更浓的盐溶液用作进料到所述离子分离装置的盐溶液，从而用于形成所述第一盐流和第二盐流。
44.如权利要求41所述的方法，其中所述沉淀室产生含有未沉淀阳离子M的上层清液，其中所述方法还包括使所述上层清液同使得所述阳离子M形成盐和沉淀物的盐合并的步骤。
45.如权利要求44所述的方法，其中所述使得所述阳离子M沉淀的盐为可溶性碳酸盐。
46.如权利要求35所述的方法，其中将所述含有溶解盐NX的盐溶液进料到可渗透阳离子的膜和可渗透阴离子的膜之间，所述膜含在所述电渗析组件内，其中所述膜之一或两者为单价选择性的。
47.如权利要求41所述的方法，其中所述沉淀室产生上层清液，所述上层清液含有选自镁、铜以及钴中至少一种的阳离子，其中所述方法还包括将所述上层清液进料到结晶室以用于使所述阳离子结晶为盐的步骤。
48.如权利要求47所述的方法，其中所述阳离子含有镁，且所述镁结晶为硫酸镁或氯化镁。
49.如权利要求41所述的方法，其中所述沉淀室产生上层清液，所述上层清液含有选自硒酸根以及砷酸根中至少一种的阴离子，其中使所述上层清液同致使所述阴离子沉淀为盐的盐合并。
50.如权利要求49所述的方法，其中所述阴离子为硒酸根，且同所述上层清液合并的盐包括钡盐，其中使所述硒沉淀为硒酸钡。
51.如权利要求49所述的方法，其中所述阴离子为砷酸根，且同所述上层清液合并的盐包括锌盐，其中使所述砷酸根沉淀为砷酸锌。
52.如权利要求46所述的方法，其中所述盐溶液离开所述含有残余量溶解盐NX的电渗析组件，将离开所述电渗析组件的盐溶液进料到脱盐装置中，以用于产生净化水流和含有溶解盐NX的盐流，当将所述盐流进料到所述离子分离装置中时，使其同所述含有溶解盐NX的盐溶液合并。
53.一种净化水的方法，其通过从水流中去除低可溶性盐MY，从而阻止所述低可溶性盐MY在所述水流内沉淀，所述方法包括：
将所述含有低可溶性盐MY的水流进料到离子分离装置中，从而将阳离子M添加到第一盐流中和将阴离子Y添加到第二盐流中；
将含有溶解盐NX的盐溶液进料到所述离子分离装置中，从而将阴离子X添加到第一盐流中和将阳离子N添加到第二盐流中，所述盐溶液来源于所述含有低可溶性盐MY的水流；以及
其中N包括Li+、Na+、K+、Cs+、Rb+或NH4 +，X包括Cl-、Br-、I-、NO3 -或形成可溶于水的钙盐的有机离子，其中盐NY和MX在水中均比所述低可溶性盐MY更可溶。
54.如权利要求53所述的方法，其中所述水流中含有的低可溶性盐MY的浓度高于水流中含有的盐NX的浓度。
55.如权利要求54所述的方法，其中水流中低可溶性盐MY的浓度至少为水流中NX浓度的两倍。
56.如权利要求53所述的方法，其中所述含有NX的盐溶液来源于其中为了去除所述盐NX而将所述水流进料通过脱盐装置的所述水流。
57.如权利要求56所述的方法，其中所述脱盐装置含有纳米过滤装置。
58.如权利要求53所述的方法，还包括将离开所述离子分离装置的水流进料到脱盐装置中以产生净化水流和含有所述低可溶性盐MY的盐流，将所述含有所述低可溶性盐MY的盐流再循环返回到所述水流中。
59.如权利要求53所述的方法，还包括将离开所述离子分离装置的盐溶液进料到脱盐装置中以产生净化水流和含有NX的盐流，将所述含有NX的盐流再循环返回到所述盐溶液中。
60.如权利要求53所述的方法，其中所述低可溶性盐MY包括硫酸钙，NX包括氯化钠。
61.如权利要求53所述的方法，其中所述离子分离装置包括电渗析组件。
62.如权利要求61所述的方法，其中所述电渗析组件包括重复的隔室，所述隔室含有交替排列的、可渗透阴离子的膜和可渗透阳离子的膜。
63.如权利要求53所述的方法，还包括将第一盐流和第二盐流进料到沉淀室以沉淀和收集所述低可溶性盐MY的步骤。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述沉淀室产生上层清液，以及其中所述方法还包括将所述上层清液进料通过电渗析组件以形成更浓的盐溶液的步骤，所述盐溶液含有溶解盐NX。
65.如权利要求64所述的方法，其中将所述更浓的盐溶液用作进料到所述离子分离装置的盐溶液。
66.如权利要求63所述的方法，其中所述沉淀室产生含有未沉淀阳离子M的上层清液，其中所述方法还包括使所述上层清液同使得所述阳离子M形成盐和沉淀物的盐合并的步骤。
67.如权利要求61所述的方法，其中将所述含有溶解盐NX的盐溶液进料到可渗透阳离子的膜和可渗透阴离子的膜之间，所述膜含在所述电渗析组件内，其中所述膜之一或两者为单价选择性的。
68.如权利要求63所述的方法，其中所述沉淀室产生上层清液，所述上层清液含有选自镁、铜以及钴中至少一种的阳离子，其中所述方法还包括将所述上层清液进料到用于使所述阳离子结晶为盐的结晶室的步骤。
69.如权利要求63所述的方法，其中所述沉淀室产生上层清液，所述上层清液含有选自硒酸根以及砷酸根中至少一种的阴离子，其中使所述上层清液同致使所述阴离子沉淀为盐的盐合并。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107381729A (zh) * 2017-08-29 2017-11-24 大唐（北京）水务工程技术有限公司 一种电渗析反应器及脱硫废水的处理方法
CN108602700A (zh) * 2016-02-11 2018-09-28 富士胶片制造欧洲有限公司 脱盐

Families Citing this family (142)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2361004T3 (es) 2001-10-15 2011-06-13 Siemens Water Technologies Holding Corp. Aparato y método para purificación de fluidos.
US7501061B2 (en) * 2002-10-23 2009-03-10 Siemens Water Technologies Holding Corp. Production of water for injection using reverse osmosis
US7404884B2 (en) * 2003-04-25 2008-07-29 Siemens Water Technologies Holding Corp. Injection bonded articles and methods
US7632410B2 (en) * 2003-08-21 2009-12-15 Christopher Heiss Universal water purification system
US7846340B2 (en) * 2003-11-13 2010-12-07 Siemens Water Technologies Corp. Water treatment system and method
US20050103717A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 United States Filter Corporation Water treatment system and method
US7862700B2 (en) 2003-11-13 2011-01-04 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7563351B2 (en) 2003-11-13 2009-07-21 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US8377279B2 (en) * 2003-11-13 2013-02-19 Siemens Industry, Inc. Water treatment system and method
US7083733B2 (en) * 2003-11-13 2006-08-01 Usfilter Corporation Water treatment system and method
ES2321443T3 (es) * 2005-02-18 2009-06-05 Akzo Nobel N.V. Procedimiento para preparar sal.
CN104692327B (zh) * 2005-02-18 2019-02-19 阿克苏诺贝尔化学品国际有限公司 制备含氯化合物的方法
US7658828B2 (en) 2005-04-13 2010-02-09 Siemens Water Technologies Holding Corp. Regeneration of adsorption media within electrical purification apparatuses
US7909975B2 (en) * 2005-10-06 2011-03-22 Volker Stevin Contracting Ltd. System for recovering gas produced during electrodialysis
US8277627B2 (en) * 2006-06-13 2012-10-02 Siemens Industry, Inc. Method and system for irrigation
US10252923B2 (en) 2006-06-13 2019-04-09 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US8114259B2 (en) 2006-06-13 2012-02-14 Siemens Industry, Inc. Method and system for providing potable water
US10213744B2 (en) 2006-06-13 2019-02-26 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US20080067069A1 (en) 2006-06-22 2008-03-20 Siemens Water Technologies Corp. Low scale potential water treatment
JP2009541032A (ja) * 2006-06-22 2009-11-26 シーメンス ウォーター テクノロジース コーポレイション スケール生成能が低い水処理
US7820024B2 (en) 2006-06-23 2010-10-26 Siemens Water Technologies Corp. Electrically-driven separation apparatus
US8119008B2 (en) 2006-07-10 2012-02-21 Christopher Heiss Fluid purification methods and devices
US7744760B2 (en) * 2006-09-20 2010-06-29 Siemens Water Technologies Corp. Method and apparatus for desalination
WO2008048656A2 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Kinetico Incorporated Electroregeneration apparatus and water treatment method
US7887694B2 (en) * 2007-12-28 2011-02-15 Calera Corporation Methods of sequestering CO2
US7753618B2 (en) * 2007-06-28 2010-07-13 Calera Corporation Rocks and aggregate, and methods of making and using the same
BRPI0812797A2 (pt) 2007-06-28 2014-12-02 Calera Corp Sistemas e métodos de dessalinização que incluem a precipitação de compostos de carbonato
WO2009009465A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-15 Christopher William Heiss Electrocoagulation reactor and water treatment system and method
US8585882B2 (en) 2007-11-30 2013-11-19 Siemens Water Technologies Llc Systems and methods for water treatment
US20100239467A1 (en) 2008-06-17 2010-09-23 Brent Constantz Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
US7749476B2 (en) * 2007-12-28 2010-07-06 Calera Corporation Production of carbonate-containing compositions from material comprising metal silicates
CA2721274A1 (en) 2008-04-14 2009-10-29 Joseph Edward Zuback Sulfate removal from water sources
US20100144521A1 (en) * 2008-05-29 2010-06-10 Brent Constantz Rocks and Aggregate, and Methods of Making and Using the Same
US7993500B2 (en) * 2008-07-16 2011-08-09 Calera Corporation Gas diffusion anode and CO2 cathode electrolyte system
KR20110038691A (ko) * 2008-07-16 2011-04-14 칼레라 코포레이션 전기화학 시스템에서 ｃｏ２를 사용하는 방법
EP2212033A4 (en) 2008-07-16 2013-04-24 Calera Corp FOUR-CELL ELECTROCHEMICAL LOW-ENERGY SYSTEM WITH CARBON DIOXIDE GAS
CN101868806A (zh) * 2008-09-11 2010-10-20 卡勒拉公司 二氧化碳商品交易***和方法
US7815880B2 (en) 2008-09-30 2010-10-19 Calera Corporation Reduced-carbon footprint concrete compositions
US7939336B2 (en) * 2008-09-30 2011-05-10 Calera Corporation Compositions and methods using substances containing carbon
US8869477B2 (en) 2008-09-30 2014-10-28 Calera Corporation Formed building materials
WO2010039903A1 (en) 2008-09-30 2010-04-08 Calera Corporation Co2-sequestering formed building materials
WO2010045522A2 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Metabolous Pharmaceuticals, Inc. Combination therapies for the treatment of obesity
US8333887B2 (en) * 2008-10-23 2012-12-18 General Electric Company Methods and systems for purifying aqueous liquids
EP2620207A3 (en) * 2008-10-31 2013-09-18 Calera Corporation Non-cementitious compositions comprising CO2 sequestering additives
US9133581B2 (en) 2008-10-31 2015-09-15 Calera Corporation Non-cementitious compositions comprising vaterite and methods thereof
US9776137B2 (en) * 2008-11-12 2017-10-03 Board Of Regents, The University Of Texas System Recovery of regenerant electrolyte
US20100150802A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Gilliam Ryan J Processing co2 utilizing a recirculating solution
CA2696088A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-23 Calera Corporation Low-energy electrochemical proton transfer system and method
EP2291550A1 (en) 2008-12-23 2011-03-09 Calera Corporation Low-energy electrochemical hydroxide system and method
US20110091366A1 (en) * 2008-12-24 2011-04-21 Treavor Kendall Neutralization of acid and production of carbonate-containing compositions
US20100258035A1 (en) * 2008-12-24 2010-10-14 Brent Constantz Compositions and methods using substances containing carbon
US20100163471A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Irving Elyanow Water desalination plant and system for the production of pure water and salt
EP2390236B1 (en) * 2009-01-23 2014-04-02 Tsinghua University Sewage treatment process and apparatus for generating electric current and desalting simultaneously
CA2696075A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-28 Calera Corporation Low-energy electrochemical bicarbonate ion solution
AU2010201005A1 (en) 2009-02-10 2010-08-26 Calera Corporation Low-voltage alkaline production using hydrogen and electrocatlytic electrodes
JP2012519076A (ja) 2009-03-02 2012-08-23 カレラ コーポレイション ガス流複合汚染物質制御システムおよび方法
US20100224503A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 Kirk Donald W Low-energy electrochemical hydroxide system and method
US20100229725A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 Kasra Farsad Systems and Methods for Processing CO2
US8864911B2 (en) 2009-03-26 2014-10-21 General Electric Company Method for removing ionic species from desalination unit
US9561471B2 (en) 2009-05-13 2017-02-07 Carollo Engineers, Inc. Brine treatment scaling control system and method
JP5480534B2 (ja) * 2009-06-01 2014-04-23 ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 医療用精製水の製造方法
JP4440989B1 (ja) * 2009-06-03 2010-03-24 ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 精製水の製造方法
EP2445601B1 (en) * 2009-06-25 2014-09-03 FracPure Holdings LLC Method of making pure salt from frac-water/wastewater
US20110147227A1 (en) * 2009-07-15 2011-06-23 Gilliam Ryan J Acid separation by acid retardation on an ion exchange resin in an electrochemical system
US20110079515A1 (en) * 2009-07-15 2011-04-07 Gilliam Ryan J Alkaline production using a gas diffusion anode with a hydrostatic pressure
US7993511B2 (en) * 2009-07-15 2011-08-09 Calera Corporation Electrochemical production of an alkaline solution using CO2
US20110024354A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 General Electric Company Desalination system and method
US8636889B2 (en) 2009-08-20 2014-01-28 General Electric Company Solid electrolyte producing assembly and method
US8695343B2 (en) * 2009-12-04 2014-04-15 General Electric Company Economical and sustainable disposal of zero liquid discharge salt byproduct
WO2011102848A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 Katana Energy Llc Zero discharge water desalination plant with minerals extraction integrated with natural gas combined cycle power generation
BR112012026402A2 (pt) 2010-04-12 2016-08-02 Cyanco Holding Corp processo para metatese de troca de cátions de alta concentração
WO2011130809A2 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Katholieke Universifeit Leuven Fractionation of ions from aqueous solutions by electrodialysis using monovalent selective membranes
US9422176B2 (en) * 2010-05-18 2016-08-23 Evoqua Water Technologies Pte. Ltd. Systems and techniques for electrodialysis
US20110290666A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Eric Vogler Method and apparatus for removing selenium from water
US10526224B2 (en) 2010-06-02 2020-01-07 Hl Seawater Holdings, Llc Desalination intake system with net positive impact on habitat
US8647509B2 (en) 2010-06-15 2014-02-11 General Electric Company Seawater desalination plant and production of high purity salt
US8871485B2 (en) 2010-06-23 2014-10-28 University Of Florida Research Foundation, Inc. Modified carbonic anhydrase enzymes and their use in carbon dioxide sequestration and elimination
WO2012012767A2 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 Suganit Systems, Inc. Thermal energy conversion to electricity
GB2487248B (en) * 2011-01-17 2017-07-26 Oceansaver As Water treatment
GB2487247B (en) 2011-01-17 2017-04-12 Oceansaver As Water treatment
GB2487246B (en) 2011-01-17 2016-10-05 Oceansaver As Water treatment
CN102807266B (zh) 2011-05-31 2014-12-10 通用电气公司 超级电容脱盐单元、装置和方法
US8999171B2 (en) 2011-07-18 2015-04-07 Hl Seawater Holdings, Llc Membrane and electrodialysis based seawater desalination with salt, boron and gypsum recovery
US9339765B2 (en) * 2011-09-16 2016-05-17 General Electric Company Electrodialysis method and apparatus for passivating scaling species
US9382135B2 (en) * 2011-10-06 2016-07-05 General Electric Company Seawater desalination process
US20140299551A1 (en) * 2011-11-28 2014-10-09 General Electric Company Desalination system and method
CN102616891B (zh) * 2011-12-31 2014-07-09 广东先导稀材股份有限公司 含硫酸钠与氯化钠的污水的处理方法
US9724645B2 (en) 2012-02-02 2017-08-08 Tangent Company Llc Electrochemically regenerated water deionization
WO2013142556A2 (en) * 2012-03-21 2013-09-26 Salt Water Solutions, Llc Fluid treatment systems, methods and applications
US9217108B2 (en) 2012-08-13 2015-12-22 Enviro Water Minerals Company, Inc. System and method for producing a gypsum slurry for irrigation
US9259703B2 (en) 2012-08-13 2016-02-16 Enviro Water Minerals Company, Inc. System for removing selenium from a feed stream
US10189733B2 (en) 2012-08-13 2019-01-29 Enviro Water Minerals Company, Inc. Heating system for desalination
US9737827B2 (en) 2012-08-13 2017-08-22 Enviro Water Minerals Company, Inc. System for removing high purity salt from a brine
US10105653B2 (en) 2012-08-13 2018-10-23 Enviro Water Minerals Company, Inc. System for rinsing electrodialysis electrodes
WO2014028465A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 Enviro Water Minerals Company, Inc. System for removing minerals from a brine using electrodialysis
CA2882628A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Xylem Water Solutions Zelienople Llc Filter system with integral media retainer seal
US20160002082A1 (en) * 2013-03-07 2016-01-07 Saltworks Technologies Inc. Multivalent ion separating desalination process and system
EP2949629A4 (en) * 2013-04-18 2016-04-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd WATER TREATMENT SYSTEM
EP2824082A1 (en) 2013-07-12 2015-01-14 Harry Hoffmann Process and apparatus for exploitation of seawater
CN105683093B (zh) 2013-08-05 2019-07-09 格雷迪安特公司 水处理***及相关方法
WO2015042584A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Gradiant Corporation Desalination systems and associated methods
US10370275B2 (en) 2013-11-25 2019-08-06 Enviro Water Minerals Company, Inc. System for removing minerals from a brine
CN106457149A (zh) * 2014-04-23 2017-02-22 麻省理工学院 液体纯化***
CN104030320B (zh) * 2014-06-06 2015-08-05 蔡泮敏 双向循环法海水淡化并提取溴素后浓盐水浓缩制盐工艺
WO2016024881A1 (ru) * 2014-08-11 2016-02-18 Сергей Васильевич ПЕТРОВ Установка для обессоливания воды
WO2016033319A1 (en) * 2014-08-27 2016-03-03 Tangent Company Llc Electrochemically regenerated water decationization method and apparatus
US9221694B1 (en) 2014-10-22 2015-12-29 Gradiant Corporation Selective scaling in desalination water treatment systems and associated methods
CN107074599B (zh) 2014-10-29 2023-07-07 Ddp 特种电子材料美国有限责任公司 包括超滤模块和阳离子交换树脂的水处理装置
CN104529021B (zh) * 2015-01-07 2016-08-24 高学理 一种回收反渗透浓水制取除盐水的***
US10391456B2 (en) 2015-02-06 2019-08-27 Gas Technology Institute Electrolyte chemistry and improved stack performance in high brine concentration electrodialysis
US9849426B2 (en) * 2015-02-06 2017-12-26 Gas Technology Institute Electrolyte chemistry control in electrodialysis processing
US10167218B2 (en) 2015-02-11 2019-01-01 Gradiant Corporation Production of ultra-high-density brines
US10308526B2 (en) 2015-02-11 2019-06-04 Gradiant Corporation Methods and systems for producing treated brines for desalination
CN106795015B (zh) * 2015-04-07 2020-07-17 苏特沃克技术有限公司 用于多价离子脱盐的方法和装置
CN108367244B (zh) 2015-07-29 2022-05-03 格雷迪安特公司 渗透脱盐方法和相关***
WO2017030932A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 Gradiant Corporation Selective retention of multivalent ions
WO2017030937A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 Gradiant Corporation Production of multivalent ion-rich process streams using multi-stage osmotic separation
CN105461132B (zh) * 2015-11-19 2018-07-06 新奥环保技术有限公司 一种废水处理方法及***
US20190022550A1 (en) 2016-01-22 2019-01-24 Gradiant Corporation Formation of solid salts using high gas flow velocities in humidifiers, such as multi-stage bubble column humidifiers
WO2017147113A1 (en) 2016-02-22 2017-08-31 Gradiant Corporation Hybrid desalination systems and associated methods
GB2551317A (en) * 2016-06-07 2017-12-20 Ide Technologies Ltd Environmentally friendly water intake and pretreatment system
CN106115740B (zh) * 2016-06-13 2017-06-30 神华集团有限责任公司 一种制盐方法和制盐***
US10589188B2 (en) 2016-06-27 2020-03-17 Enviro Water Minerals Company, Inc. System and method for removal of scale forming components
CN107662987A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 通用电气公司 从盐水中生产有用化学品的方法和***
CN107140771A (zh) * 2017-06-12 2017-09-08 西安西热水务环保有限公司 一种高盐易结垢废水的盐分离及浓缩固化处理***及方法
KR102045816B1 (ko) 2017-06-28 2019-11-18 서울대학교산학협력단 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치 및 이를 이용한 약물 주입 장치
JP7154277B2 (ja) 2017-08-21 2022-10-17 エヴォクア ウォーター テクノロジーズ エルエルシー 農業用および飲料用の塩水の処理
AU2018366207A1 (en) * 2017-11-10 2020-06-18 Reticle Inc. Methods of treating water to remove contaminants and water treatment plants for the practice thereof
CZ308122B6 (cs) * 2018-05-29 2020-01-15 Membrain S.R.O. Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu
CN109019881B (zh) * 2018-07-14 2021-03-09 浙江大维高新技术股份有限公司 一种易结垢性含盐废水处理方法
US11629072B2 (en) 2018-08-22 2023-04-18 Gradiant Corporation Liquid solution concentration system comprising isolated subsystem and related methods
CN109293085B (zh) * 2018-10-17 2021-08-24 倍杰特集团股份有限公司 一种基于edm装置的水处理***
CN114174230A (zh) * 2019-05-09 2022-03-11 百奥福瑞斯特森林研究有限公司 从处理纸浆和造纸厂流出物的设备中回收水和化学品的方法
MA51492A (fr) 2019-08-02 2021-02-03 Resourseas S R L Procédure d'extraction des minéraux de l'eau de mer et des usines d'extraction
CA3197204A1 (en) 2020-11-17 2022-05-27 Richard STOVER Osmotic methods and systems involving energy recovery
CN112679021B (zh) * 2020-12-25 2023-04-25 儋州市中等职业技术学校 一种海水制盐方法
CN112850851B (zh) * 2021-02-01 2022-04-15 中国科学院青海盐湖研究所 一种提高硫酸钠亚型盐湖卤水中的Li+收率的方法
CN113292188A (zh) * 2021-03-17 2021-08-24 华电水务工程有限公司 一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺
CN115215452B (zh) * 2021-04-15 2024-05-03 国家能源投资集团有限责任公司 一种脱硫废水零排放处理工艺
US20240228352A1 (en) * 2021-09-10 2024-07-11 Evoqua Water Technologies Llc Nanofiltration pretreatment of seawater for electrodialysis desalination
AU2022390900A1 (en) * 2021-11-18 2024-06-06 Energy Exploration Technologies, Inc. Systems and methods for direct lithium extraction
CN114408946B (zh) * 2022-01-20 2023-08-15 陕西聚泰新材料科技有限公司 一种废硫酸钠处理纯化***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3372101A (en) * 1962-10-08 1968-03-05 Kollsman Paul Process of producing highly reactive compounds by metathesis
CN1201710A (zh) * 1997-01-23 1998-12-16 阿切尔丹尼尔斯密德兰公司 盐的电渗析方法与装置
US6030535A (en) * 1996-04-24 2000-02-29 Yukiko Hayashi Method of and apparatus for producing potable water and salt
CN1443091A (zh) * 2000-07-13 2003-09-17 电合成有限公司 多价金属盐的双极膜电渗析方法
US20040055955A1 (en) * 2002-08-02 2004-03-25 University Of South Carolina Production of purified water and high value chemicals from salt water
CN1516615A (zh) * 2001-06-18 2004-07-28 多价金属盐的电渗析

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB759275A (en) 1953-10-19 1956-10-17 Permutit Co Ltd Improvements in electrolytic apparatus
JPS50129487A (zh) * 1974-03-30 1975-10-13
US4036749A (en) * 1975-04-30 1977-07-19 Anderson Donald R Purification of saline water
US4083781A (en) * 1976-07-12 1978-04-11 Stone & Webster Engineering Corporation Desalination process system and by-product recovery
US4141825A (en) * 1977-10-31 1979-02-27 Stone & Webster Engineering Corporation Desalination process system and by-product recovery
US4999095A (en) 1985-05-03 1991-03-12 Allied-Signal Inc. Recovery of mixed acids from mixed salts
US4808287A (en) * 1987-12-21 1989-02-28 Hark Ernst F Water purification process
DE3912793A1 (de) * 1989-04-19 1990-10-25 Dombaj Gmbh Verfahren und vorrichtung zur meerwasserentsalzung und zur gewinnung von energie und der im meerwasser enthaltenen rohstoffe
US4990095A (en) * 1989-06-27 1991-02-05 Augat Inc. Zero separation force connector
US5064505A (en) 1989-08-21 1991-11-12 Borgren Peter M Low-pressure desalinization device
US5238574A (en) * 1990-06-25 1993-08-24 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus having reverse osmosis membrane for concentrating solution
US5510394A (en) * 1991-02-19 1996-04-23 Ionics Incorporated High ionic conductance ion exchange membranes and their preparation
US5158683A (en) * 1991-09-03 1992-10-27 Ethyl Corporation Bromide separation and concentration using semipermeable membranes
DE4130334A1 (de) * 1991-09-12 1993-03-18 Bayer Ag Verfahren zur abwasserbehandlung
US5385650A (en) * 1991-11-12 1995-01-31 Great Lakes Chemical Corporation Recovery of bromine and preparation of hypobromous acid from bromide solution
DK170015B1 (da) * 1992-03-19 1995-05-01 Sudurnesja Hitaveita Saltprodukt samt fremgangsmåde til dets fremstilling
EP0604968A3 (en) * 1992-12-28 1994-12-14 Asahi Glass Co Ltd Process for producing salt-depleted water.
DE4303000A1 (de) * 1993-02-03 1994-08-04 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur selektiven Abtrennung von Sulfat aus sulfathaltigem Abwasser
JP3184015B2 (ja) * 1993-08-10 2001-07-09 野村マイクロ・サイエンス株式会社 超純水製造装置
JPH07155563A (ja) * 1993-12-06 1995-06-20 Hitachi Ltd 電気透析によるＮａＣｌ回収装置
US5587083A (en) * 1995-04-17 1996-12-24 Chemetics International Company Ltd. Nanofiltration of concentrated aqueous salt solutions
EP1033615B1 (en) * 1996-08-29 2003-08-06 Konica Corporation A method of manufacturing a silver halide emulsion
US6508936B1 (en) * 1997-10-01 2003-01-21 Saline Water Conversion Corporation Process for desalination of saline water, especially water, having increased product yield and quality
KR19990032025U (ko) * 1997-12-31 1999-07-26 윤종용 평판디스플레이장치의 스위블(swivel)장치
WO1999039799A1 (en) * 1998-02-09 1999-08-12 Mcginnis Robert L Osmotic desalinization process
US6627061B2 (en) * 1999-05-05 2003-09-30 Archer-Daniels-Midland Company Apparatus and process for electrodialysis of salts
JP2001259644A (ja) * 2000-03-21 2001-09-25 Nec Corp 純水製造装置およびその純水製造方法
WO2002087722A1 (de) * 2001-05-02 2002-11-07 Peter Vinz Ausdampfverfahren zur herstellung von reinem trinkwasser und hochprozentiger sole aus salzhaltigen rohwässern
US6814865B1 (en) * 2001-12-05 2004-11-09 Seventy-Seventh Meridian Corporation Llc Ion exchange membranes, methods and processes for production thereof and uses in specific applications
DE10217885A1 (de) * 2002-04-22 2003-11-06 Wme Ges Fuer Windkraftbetr Ene Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Konditionierung eines Mediums wie Meerwasser o. dgl. für dessen Entsalzung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3372101A (en) * 1962-10-08 1968-03-05 Kollsman Paul Process of producing highly reactive compounds by metathesis
US6030535A (en) * 1996-04-24 2000-02-29 Yukiko Hayashi Method of and apparatus for producing potable water and salt
CN1201710A (zh) * 1997-01-23 1998-12-16 阿切尔丹尼尔斯密德兰公司 盐的电渗析方法与装置
CN1443091A (zh) * 2000-07-13 2003-09-17 电合成有限公司 多价金属盐的双极膜电渗析方法
CN1516615A (zh) * 2001-06-18 2004-07-28 多价金属盐的电渗析
US20040055955A1 (en) * 2002-08-02 2004-03-25 University Of South Carolina Production of purified water and high value chemicals from salt water

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108602700A (zh) * 2016-02-11 2018-09-28 富士胶片制造欧洲有限公司 脱盐
CN108602700B (zh) * 2016-02-11 2021-07-16 富士胶片制造欧洲有限公司 脱盐
CN107381729A (zh) * 2017-08-29 2017-11-24 大唐（北京）水务工程技术有限公司 一种电渗析反应器及脱硫废水的处理方法
CN107381729B (zh) * 2017-08-29 2020-12-25 大唐（北京）水务工程技术有限公司 一种电渗析反应器及脱硫废水的处理方法

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