專利名稱：分級(jí)去離子方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種去除原料流中離子的新技術(shù)，即使進(jìn)水的硬度很高，也不會(huì)結(jié)垢。本申請(qǐng)利用一種控制工藝系統(tǒng)把一些離子成分從其它離子成分中去除，而且在淡水室和濃水室都不結(jié)垢，從而實(shí)現(xiàn)水的去離子化。結(jié)垢已成為目前的電去離子(EDI)系統(tǒng)的限制操作條件，同時(shí)也是這種系統(tǒng)商業(yè)成功的障礙。在分級(jí)去離子(FDI)方法中，控制適當(dāng)?shù)膒H值產(chǎn)生的H+和OH-能夠以一定的能效去除水中的離子成分，而且還不結(jié)垢，從而使水的凈化程度好于傳統(tǒng)的EDI系統(tǒng)，H+和OH-還能夠去除水中的弱離子成分從而得到純凈水。這項(xiàng)有利于環(huán)境保護(hù)的新技術(shù)不產(chǎn)生任何污染物，而且不使用任何化學(xué)物質(zhì)，除了能夠用于水的分離外，還能用于其它液體的分離。
背景技術(shù)：
目前，社會(huì)面臨的最大的環(huán)境挑戰(zhàn)是水的凈化。不僅活體需要水，工業(yè)上也需要水。因此，迫切需要提高水凈化技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中典型的水凈化系統(tǒng)不外乎以下三種(1)離子交換樹脂系統(tǒng)，(2)離子交換膜系統(tǒng)，以及(3)EDI系統(tǒng)。下面簡(jiǎn)要討論這些系統(tǒng)。
離子交換樹脂系統(tǒng)離子交換樹脂在其各自的活性位置吸附離子。一旦樹脂的活性位置吸附飽和，就利用酸或堿洗滌樹脂，分別利用H+或OH-替換吸附的離子，從而實(shí)現(xiàn)樹脂再生。這一過程稱為樹脂的再生，也是去除各種流體中陰、陽離子的主要原因。這一技術(shù)最主要的應(yīng)用之一是水的軟化。
離子交換膜系統(tǒng)離子交換膜由與樹脂相同的材料制成，但是工作原理不同。在膜系統(tǒng)中，使用電驅(qū)動(dòng)力驅(qū)使陰膜和陽膜之間水中的離子移動(dòng)。離子朝著與電極相反的方向吸引移動(dòng)，然后遇到離子選擇膜，該選擇膜允許離子選擇性的移動(dòng)通過。陽離子膜允許陽離子移動(dòng)通過并且阻止任何陰離子移動(dòng)通過。相似的，陰離子膜允許陰離子移動(dòng)通過并且阻止任何陽離子移動(dòng)通過。
電滲析方法是通過施加電壓作為驅(qū)動(dòng)力，該電壓大大低于水分解的電壓值。當(dāng)需要高純度的水時(shí)，電滲析方法由于高阻力以及不可能去除類似于硅這類離子而受到限制。
EDI系統(tǒng)EDI是一項(xiàng)將其固有離子吸附性能的樹脂以及電滲析的離子交換膜系統(tǒng)結(jié)合一起使用的技術(shù)。EDI結(jié)合樹脂和電滲析工藝，將樹脂作為膜之間的傳導(dǎo)介質(zhì)。通常的EDI系統(tǒng)能夠處理的供水水質(zhì)變化范圍很窄。需要的供水水質(zhì)相當(dāng)于反滲透(RO)的出水，硬度小于1000ppb。一些現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)在EDI系統(tǒng)處理前先進(jìn)行反滲透處理(美國專利號(hào)US6,379,518)。由于反滲透處理不能滿足這一供水水質(zhì)，使用軟化水作為EDI系統(tǒng)供水也成為一必要條件。
在EDI系統(tǒng)中，樹脂必須吸附水中存在的離子。然后樹脂釋放這些離子，使離子具有一定的遷移率并朝著膜的方向移動(dòng)，在這一系統(tǒng)中，必須產(chǎn)生H+和OH-。由于電驅(qū)動(dòng)力而產(chǎn)生的H+和OH-可以使離子再生，由此可以補(bǔ)償通常的離子再生。離子必須移動(dòng)通過膜進(jìn)入相反的室。在含有強(qiáng)離子(如硬度)以及弱離子(如硅和碳酸)的水中，通常的EDI系統(tǒng)在不結(jié)垢的情況下不可能去除所有的離子。EDI系統(tǒng)的供水通常僅限于硬度小于1ppm?，F(xiàn)有技術(shù)中的EDI系統(tǒng)包括那些使用各種孔徑的樹脂離子交換器(美國專利號(hào)US6,471,867)或者許多去離子堆中使用的多種樹脂。
在大多數(shù)供水系統(tǒng)中，待去除的雜質(zhì)包括強(qiáng)陽離子(比如鈉離子和鈣離子)和強(qiáng)陰離子(比如氯離子和硫酸根)。在EDI系統(tǒng)中，鈉離子和氯離子化學(xué)上不易沉淀，因此其相對(duì)于鈣離子來說更易于去除。另一方面，鈣離子和鎂離子易沉淀。鈣離子和鎂離子是否轉(zhuǎn)化成氫氧化物或碳酸鹽形式，取決于系統(tǒng)的酸堿度。氫氧化物和碳酸鹽易于沉淀。
目前的EDI技術(shù)，對(duì)所有的離子都施加統(tǒng)一的電驅(qū)動(dòng)力(US4,298,442，US6,391,178)，所以不能將混合的強(qiáng)離子和弱離子有效地分開。因此，該系統(tǒng)必須將鈣離子濃度或硬度限制在低于1000ppb。
現(xiàn)有技術(shù)中的EDI系統(tǒng)不能達(dá)到為防止結(jié)垢所必需的硬度容許極限。盡管該系統(tǒng)的最大硬度容許極限是1ppm，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)即使在1ppm時(shí)也易結(jié)垢，從而使工藝的應(yīng)用受到限制。此外，一些現(xiàn)有技術(shù)中用于防垢和除硅的系統(tǒng)需要使用許多去離子裝置和其它的化學(xué)物質(zhì)(US6,398,965)，使用非標(biāo)準(zhǔn)的樹脂(US6,187,162)，或在不同的樹脂堆中使用不同種類的樹脂(US3,330,750，US3,149,061，US6,402,917)。本發(fā)明旨在通過提供一個(gè)凈化方法，該方法可以單組或多組操作，不需要添加化學(xué)物質(zhì)，并且可以使用統(tǒng)一的樹脂，就可以解決以上提到的一個(gè)或多個(gè)問題。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種利用多級(jí)電去離子工藝實(shí)現(xiàn)水凈化的分級(jí)去離子方法。該方法可用于凈化含有如鎂、鈣、二氧化碳和硅污染物的水，當(dāng)然，本發(fā)明的方法不限于上述用途。分級(jí)去離子方法包括在第一去離子模件中處理污染的原料流，在第一去離子模件中施加第一電壓。去離子方法中的其它變量已進(jìn)行了說明，第一電壓是系統(tǒng)保持在某些離子不易結(jié)垢或不易沉淀的狀態(tài)下計(jì)算出的能夠去除原料流中強(qiáng)離子的電壓，否則，就會(huì)遺留在去離子系統(tǒng)的原料流中。
在原料流流過第一去離子模件后，就變成了第一產(chǎn)物流。盡管通過第一去離子模件的運(yùn)行能夠基本上去除第一產(chǎn)物流中的強(qiáng)離子污染物，但是大量的弱離子仍存于其中。因此，將第一產(chǎn)物流引入到第二去離子模件中。第二電壓施加到第二去離子模件中。第二電壓大于一級(jí)電壓，計(jì)算出的第二電壓有利于去除在第一模件中難以去除的更弱的離子。在傳統(tǒng)的去離子方法中，去除更弱離子所施加的足夠強(qiáng)的電壓由于不適當(dāng)?shù)膒H值容易使強(qiáng)離子結(jié)垢。在本發(fā)明中，這種強(qiáng)離子在經(jīng)過第一去離子模件得以去除后就不再出現(xiàn)。在不害怕結(jié)垢的情況下弱離子就可以有效地去除。因此，該方法的能效很高。
所述方法最好在原料流pH值大約為中性并且流速為100-200cm/分鐘的情況下實(shí)施。當(dāng)然，其它條件也可以考慮。盡管本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是整個(gè)方法在一個(gè)單獨(dú)的改進(jìn)的去離子堆中進(jìn)行，在該去離子堆的變化點(diǎn)可以施加一種以上的電壓，但是另一個(gè)實(shí)施例中該方法的每一個(gè)步驟都在一個(gè)分開的單獨(dú)的去離子堆中進(jìn)行。
本方法不局限于僅使用兩個(gè)分離的去離子模件和兩個(gè)分離的電壓。然而，任何數(shù)目的去離子模件和電壓都可以使用，只要在每一個(gè)去離子件模件中去除的離子具有明顯的區(qū)別就可以了。如果使用多個(gè)模件，該方法就可以在一個(gè)模件堆或多個(gè)模件堆中進(jìn)行。
本發(fā)明中的每一個(gè)模件堆都使用同類型的樹脂，而現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，不同的模件堆需要使用不同類型的樹脂。
本發(fā)明的其它方面以及優(yōu)點(diǎn)通過閱讀說明書、附圖以及權(quán)利要求書就可以得知。


圖1是在淡水室不填充樹脂導(dǎo)致旁通流以及保持離子運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)的連續(xù)性的流動(dòng)圖形。
圖2a和2b代表在樹脂-樹脂分界面和樹脂-膜分界面加速水分解的兩種可能情況。
圖3所示的是在第一階段導(dǎo)致第一階段的廢物流pH值降低的離子遷移的可能情形。
圖4說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖5是產(chǎn)物中的硅去除率隨時(shí)間變化的曲線。
圖6是作為產(chǎn)物質(zhì)量的參數(shù)電阻率隨時(shí)間變化的曲線。
圖7是作為產(chǎn)物質(zhì)量的參數(shù)電阻率隨時(shí)間變化的曲線。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明的FDI方法是利用離子交換樹脂和離子交換膜并且結(jié)合其它的水分解作用，按照控制的順序模式進(jìn)行鹽/離子分離。這一方法允許凈化處理的硬度較高，而且沒有結(jié)垢的危險(xiǎn)。FDI方法可以在連續(xù)的條件下去除鈣和硅，而且互不干擾。在現(xiàn)有技術(shù)的EDI系統(tǒng)中，有利于除去硅的條件也會(huì)除去硬度；然而，如果硬度較高，在適于去除硅的條件下就會(huì)產(chǎn)生沉淀。而本發(fā)明就不會(huì)產(chǎn)生這種沉淀。
FDI方法是在不同的電化學(xué)工藝條件下可以有選擇地去除離子，所述電化學(xué)工藝條件就是將電去離子模件堆的溶液中的pH值設(shè)計(jì)成不易結(jié)垢和離子易溶解的條件。在傳統(tǒng)的電去離子模件堆中，向模件堆施加一個(gè)電壓，該模件堆含有位于膜之間的的帶電介質(zhì)。利用較低的電壓及其電流可以去除二價(jià)離子，如Ca2+和Mg2+，若要去除難以除去的離子如硅就需要較高的電壓。因此，傳統(tǒng)的EDI模件堆要去除硅就需要高壓運(yùn)行，這時(shí)二價(jià)離子如Ca2+和Mg2+就會(huì)由于原料流的pH值而產(chǎn)生沉淀。這就會(huì)導(dǎo)致模件堆結(jié)垢。
FDI克服了傳統(tǒng)的EDI系統(tǒng)硬度容許極限低的缺點(diǎn)。FDI能夠產(chǎn)生使樹脂再生的離子，并且具有一定的離子遷移率從而實(shí)現(xiàn)離子去除。因此，即使供水的硬度為5ppm，也可以在不結(jié)垢的情況下實(shí)現(xiàn)離子分離。在FDI方法中，向相鄰的去離子模件堆或單獨(dú)的電去離子單元中的相鄰區(qū)域施加不同的電壓。向第一模件堆或模件堆的一部分施加一低壓從而去除硬度。然后向第二模件堆或模件堆的一部分施加一高壓從而去除硅和其它難去除的離子。因此，F(xiàn)DI不會(huì)由于供水流最初的高硬度而容易結(jié)垢，原因在于在硅去除階段，pH值呈堿性，處理水流中已沒有硬度。
FDI方法的細(xì)節(jié)分級(jí)去離子方法設(shè)計(jì)的原理是在不結(jié)垢的情況下提高系統(tǒng)的硬度容許極限。此外，不需要投加任何其它的用于防垢的化學(xué)藥劑，例如不需要加酸。同時(shí)，系統(tǒng)能夠高效能地去除硅并且供應(yīng)高質(zhì)量的產(chǎn)品。
分級(jí)去離子方法還考慮以下問題1、某些離子如Ca2+，Mg2+，Na+，Cl-和硫酸鹽容易去除，原因在于這些離子具有固然的親合力，適于進(jìn)行離子吸附并且能夠沿著驅(qū)動(dòng)力的方向在樹脂介質(zhì)中進(jìn)行流動(dòng)。
2、這些離子不需要高驅(qū)動(dòng)力，在適當(dāng)?shù)闹绷麟妷簵l件下就可以去除，原因在于這些離子在樹脂介質(zhì)中的遷移率很高。
3、某些其它離子的存在形式不易吸附和移動(dòng)，需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)使其適應(yīng)于去離子工藝。
4、在上面的3中定義的離子需要高驅(qū)動(dòng)力。
5、水在某一電壓以上會(huì)發(fā)生分解，分解的程度可以通過控制施加的電壓及其電流進(jìn)行控制。
6、廢物流的pH值可以通過水分解的程度以及氫離子和氫氧根離子的性能進(jìn)行控制，從而使其益于結(jié)垢成分溶于溶液中。
分級(jí)去離子方法利用以上提到的原理從而達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。按照序列方式或者在相同的模件堆中，通過向每單元對(duì)施加最小可能電壓3-5伏，重點(diǎn)在于去除結(jié)垢離子和其它的單價(jià)離子，所述最小可能電壓正好高于水分解電壓。對(duì)于二價(jià)離子和一點(diǎn)兒?jiǎn)蝺r(jià)離子如Na+，K+，Cl-和HCO3-，不需要較高的再生環(huán)境，只要有利于離子遷移并且有一遷移方向就可以在電去離子模件堆中得以去除。水進(jìn)行分解，但是分解程度要控制在廢物流中的pH值小于中性或呈酸性，從而控制飽和指數(shù)，使?jié)撛诘墓赋煞秩芙庥谌芤褐小Ｓ捎谝恍潆x子遷移到廢物流中使堿度減小，因此以上控制可以實(shí)現(xiàn)，而氫氧根離子由于擴(kuò)散速度很慢而不能影響處理工藝。氫氧根離子保留在淡水室中，或被陰離子消耗劑消耗掉并且成為一級(jí)產(chǎn)物流的一部分。所施加的電壓足以將碳酸鈣硬度降低到小于0.5ppm。然而，這時(shí)一級(jí)產(chǎn)物流中的硅含量沒有降低，其它離子的含量中只是局部降低，這在后面的例子中再做描述。在這里，不需要施加高壓，就可分級(jí)去除易結(jié)垢的所有離子，如果施加高壓，這些離子容易結(jié)垢。在一個(gè)相同的模件堆中，使原料流首先流過模件堆的施加低壓的下部就可以實(shí)現(xiàn)以上工藝。這部分模件堆稱為硬度去除區(qū)。如果在一個(gè)單獨(dú)的模件堆中進(jìn)行，就可以從這部分的取樣點(diǎn)取樣進(jìn)行硬度變化監(jiān)測(cè)和其它參數(shù)的測(cè)試。如果在分開的模件堆中進(jìn)行，就可以從第一模件堆的出口取樣確認(rèn)處理效果。
采用這一方法，水再流過下一階段(在相同的或不同的模件堆中)，這里就需要通過施加電壓產(chǎn)生高驅(qū)動(dòng)力，從而使難以去除的離子發(fā)生改變并且遷移，這些離子需要水的高度分解。如果每單元對(duì)施加10-15伏的高壓，就足以使水發(fā)生分解，在優(yōu)先去除其它陰離子后使陰離子位置再生從而吸附硅，并且將硅轉(zhuǎn)化成不同形式的陰離子，不同形式的陰離子可以通過膜介質(zhì)或膜向廢物流遷移。相似地，二氧化碳也與可利用的氫氧根離子結(jié)合，以HCO3-的形式向廢物流遷移。這時(shí)廢物流的pH值大于9，通常在9-10.5。pH值高的原因在于氫氧根離子能夠容易地?cái)U(kuò)散通過陰離子樹脂介質(zhì)，將其作為硅和二氧化碳的載體遷移到廢物流中。因此，廢物流中的pH值呈堿性并且硅完全溶解。在這一過程中，其它的單價(jià)陰離子和陽離子也達(dá)到希望的去除水平。在沒有沉淀的情況下硅可能能夠減少到2-5ppb。在相同的模件堆中去除硅，是在模件堆的施加高壓的上部進(jìn)行的。這部分稱為硅去除區(qū)?？梢苑謩e地取樣，分析傳導(dǎo)率以及硅含量從而評(píng)價(jià)模件堆這一部分的性能。
這兩個(gè)階段的廢物流分開處理并且呈再循環(huán)模式。
以下問題對(duì)于理解和區(qū)別FDI的工作也很重要。
1、分級(jí)去離子方法中不同階段的樹脂特性研究發(fā)現(xiàn)，由于FDI的不同階段中每一階段的離子負(fù)荷不同，那么樹脂的特性也稍有不同。重要的是，在兩個(gè)階段中，膜之間完全填滿樹脂，并且全部與膜表面接觸。目的在于確保不出現(xiàn)如圖1所示的旁通流，確保介質(zhì)的連接性從而使離子容易遷移穿過介質(zhì)進(jìn)入膜再到廢物流中。
研究發(fā)現(xiàn)，如果第一階段介質(zhì)采用再生樹脂，第一階段的性能就不一致。硬度結(jié)果不一致，并且從原料流中去除的硬度的實(shí)質(zhì)平衡結(jié)果相對(duì)于廢物流中收集的結(jié)果也不吻合。原因在于樹脂一旦投入使用就會(huì)收縮，從而導(dǎo)致樹脂缺乏接觸和性能惡化。很顯然在這些條件下打開模件堆以后這時(shí)就需要檢查淡水隔板。如果介質(zhì)采用完全填充的廢樹脂，由于樹脂一旦開始使用就會(huì)部分再生，因樹脂的膨脹特性會(huì)增強(qiáng)樹脂的接觸，從而使樹脂從頭開始就具備減小硬度的特性，并且這種特性與操作保持一致。采用這種樹脂，在建立必須的離子平衡方面就不困難。這也進(jìn)一步證實(shí)第一階段的去離子過程更多的是離子遷移的結(jié)果，在低壓的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的影響下，介質(zhì)有助于離子遷移。即使采用廢樹脂，期望的硬度減小的特性也能實(shí)現(xiàn)，從這一事實(shí)可以清楚地看出，沒有進(jìn)行有效的樹脂再生。水分解的效果很小，僅有助于將廢物流維持在適當(dāng)?shù)膒H值。因此，第一階段的樹脂接近于耗盡狀態(tài)，當(dāng)用它填充淡水室時(shí)僅具有5％的膨脹范圍。
在第二階段，樹脂應(yīng)當(dāng)徹底再生，這取決于高電壓下的水分解。在樹脂特性建立之前以及樹脂具備高度的再生狀態(tài)之前，需要先經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的再生，即使介質(zhì)采用外部再生的樹脂也是如此。但在這種情況下，樹脂特性隨時(shí)間而提高。另外，樹脂還需要保持全部填充。然而，對(duì)于相同的淡水隔板體積，由于第二階段樹脂的高再生能力以及隨后的膨脹狀態(tài)下的填充，因此，樹脂體積小于第一階段的樹脂體積。第二階段所需的樹脂凈體積小于第一階段，為10-12％，預(yù)備有15-20％的體積膨脹。
由此顯然可以看出，F(xiàn)DI的兩個(gè)階段中的樹脂特性以及去離子機(jī)理是完全不同的。
水分解及其位置的控制我們都知道，在電壓高于系統(tǒng)的最低電壓時(shí)水發(fā)生分解，然而，在如圖2a和2b所示的不同的樹脂-樹脂和樹脂-膜分界面上，有利于水的分解。以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于FDI方法中水分解的控制和利用都是非常重要的。
1、水分解按照控制模式進(jìn)行，因此，如果不需要就可以避免水分解，從而節(jié)能。這與FDI的第一階段相關(guān)，在第一階段，沒有進(jìn)行任何有效的水分解，就能夠?qū)崿F(xiàn)容積的減小。
2、水分解發(fā)生在特定的位置，設(shè)計(jì)中，在相應(yīng)位置再生時(shí)最有可能使用氫離子和氫氧根離子，而不是在不沉淀的情況下兩種離子重新結(jié)合或進(jìn)入到廢物流或相反地開始影響出水的pH值。
3、水分解發(fā)生的位置是強(qiáng)烈混合并且不停滯的位置，從而避免任何局部沉淀。
把樹脂-樹脂界面和樹脂-膜界面中的兩極表面區(qū)域的分布進(jìn)行幾種結(jié)合操作，可以觀察出，當(dāng)水分解僅限于樹脂-樹脂兩極位置時(shí)FDI特性最好。這能夠使在再生過程中有效地利用水分解產(chǎn)物，并且使流過介質(zhì)的流量最大。尤其在高流量時(shí)或希望的硅標(biāo)準(zhǔn)比較低時(shí)，這也可以確保整個(gè)膜區(qū)域進(jìn)行有效的離子擴(kuò)散。
實(shí)驗(yàn)詳情每運(yùn)行100至700小時(shí)，都要進(jìn)行一系列試驗(yàn)。所用供水的最初傳導(dǎo)率為5μs/cm，然后升高到100μs/cm。傳導(dǎo)率的升高是通過額外添加氯化鈉，碳酸鈉和氯化鈣實(shí)現(xiàn)的。對(duì)供水中添加硅也進(jìn)行了詳細(xì)的研究。試驗(yàn)01的目的是在電壓變化的情況下，模擬FDI方法中不同條件從而研究pH值的變化情況。對(duì)每一種情況都記錄了電壓和電流的影響從而用于分析。
所用的模件堆的淡水室是9.5mm，濃水室是2.5mm，膜的有效尺寸是190mm×350mm。所用的樹脂-樹脂兩極表面積等于可用膜表面積的一半。通過對(duì)含有不同成分的供水施加不同的電壓和電流，從而對(duì)FDI方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。以下選出的數(shù)據(jù)根據(jù)電壓和電流的影響進(jìn)行分類。
1)低壓和低電流條件供水含有陽離子雜質(zhì)(鈉離子和鈣離子)和陰離子雜質(zhì)(氯離子，重碳酸鹽和溶解的二氧化碳)。供水采用循環(huán)式從而使出水與供水混合。供水維持一定的傳導(dǎo)率和pH值都是通過以上提到的的方法實(shí)現(xiàn)的，即從外部向化學(xué)溶液中添加陰離子、陽離子從而補(bǔ)償廢物流中去除的離子。
表1

從表1可以看出，監(jiān)測(cè)到供水的pH值在6-6.5之間，偶爾升高到7。施加的電壓是4-6伏/對(duì)，消耗的電流很小，不超過0.25安培。
陽離子去除率在85％以上，氯離子去除率超過90％。水發(fā)生了過度的分解。監(jiān)測(cè)到出水呈強(qiáng)堿性(pH值大于9)，由此可以證明產(chǎn)生的氫氧根離子不能夠向膜方向移動(dòng)，而是隨出水流出。然而，氫離子很容易流出淡水室進(jìn)入到廢物流中，從而使廢物流呈酸性。如果把每對(duì)電壓降低到4伏/對(duì)并且降低水分解度，出水的pH值就會(huì)呈中性。
2)高壓和高電流條件另一種情況的結(jié)果如下面的表2所示，A部分供水中的硅含量不超過1ppm，除了鈉離子，氯離子，碳酸，重碳酸鹽或溶解的二氧化碳外沒有其它的雜質(zhì)。也就是說，供水中陰離子負(fù)荷為重碳酸鹽，氯離子，硅和碳酸，陽離子負(fù)荷只有鈉離子。
B部分的鈣取代A部分的硅，含量不超過1ppm。供水中陰離子負(fù)荷包括氯離子和碳酸，陽離子負(fù)荷包括鈉離子和鈣離子。
所有狀態(tài)下監(jiān)測(cè)供水的pH值在6-7.0之間，施加電壓大于等于10伏/對(duì)。所有狀態(tài)下出水的pH值為中性或接近中性，大于供水的pH值，供水的pH值也為中性或接近中性。廢物流的所有結(jié)果的pH值都為堿性或在于9。
表2

入口處濃縮液的傳導(dǎo)率在400μs/cm至700μs/cm之間變化，除了B-1的數(shù)據(jù)僅為200μs/cm。現(xiàn)在比較表2中的A-3和B-1，每單元對(duì)施加相同的電壓，但是由于濃縮液的傳導(dǎo)率不同導(dǎo)致消耗的電流也不同。A-3高傳導(dǎo)率的電流是B-1電流的兩倍。這一變化對(duì)pH值產(chǎn)生急劇的影響。一方面，供水傳導(dǎo)率越高，廢物流的pH值就會(huì)進(jìn)一步增加，達(dá)到10以上，另一方面，供水傳導(dǎo)率越低，廢物流的pH值降低到9以下。這說明第二階段有很多控制水分解的手段從而來控制去離子方法。
每單元對(duì)施加大于10伏的電壓足以使陰離子活化，如果采用第二種手段(除了電壓以外)增大電流，相同的電壓(如A-3)也能夠使更多的氫氧根離子遷移到廢物流中。在這一系統(tǒng)中，大于等于10伏的電壓可以稱為高壓，大于1.5安培的電流可以稱為高電流。
低壓低電流和高壓高電流兩種狀態(tài)在創(chuàng)建FDI系統(tǒng)中起到了重要的作用并且成為其進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。
模件堆串聯(lián)第一種情況供水中含有鈣離子雜質(zhì)。供水pH值在6至6.5之間，偶爾升高到7.5。
供水中的所有鈣離子都分離到了廢物流中，因此，出水中不含鈣，而廢物流中含有鈣離子。供水中的鈣離子含量大大低于廢物流中的鈣離子含量。在廢物流中應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生沉淀，為此，廢物流的pH應(yīng)當(dāng)稍微偏酸性，更多的氫離子應(yīng)當(dāng)隨陽離子一起遷移到廢物流中。保持廢物流中的pH值低于中性就足以防止鈣離子沉淀，pH值再低就會(huì)浪費(fèi)能量。
另一方面，在供水室中避免呈堿性。如果出水的pH值呈中性或接近中性，該方法就可以順利地進(jìn)行。由于在廢水流中需要更多的氫離子，那么更多的氫氧根離子在反應(yīng)完后進(jìn)入到出水中，即使出水的pH值不呈中性，出水口pH值稍微偏堿性也不會(huì)有什么危害。
廢物流pH中性→趨向于酸性出水pH中性→趨向于弱堿性如果供水中含有上述兩種情況涉及的陰離子雜質(zhì)和陽離子雜質(zhì)，而且這些離子是強(qiáng)離子和弱離子的混合物，那么這兩種離子的最有益的操作條件彼此相反。一種情況下廢物流的pH值適用酸性，另一種情況下適用堿性。對(duì)于每一種情況使用的方法不同，操作條件也就不同。
這一點(diǎn)是對(duì)分級(jí)去離子方法進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)。在一個(gè)單獨(dú)的模件堆單元中，供水進(jìn)入模件堆并且沿途經(jīng)過第一電階段，目標(biāo)在于最大可能的去除硬度(陽離子雜質(zhì))。這里所要求的第一個(gè)條件是低壓低電流，使鈣離子濃度由5ppm降低到1ppm。廢物流pH的要求是硬度不從供水中沉淀出來。在電流不足時(shí)產(chǎn)生的氫氧根離子不能使硅離子化，因此，硅基本上不能去除。在出水室中產(chǎn)生的一些氫氧根離子提高堿廢，其中部分將重碳酸鹽轉(zhuǎn)化成碳酸鹽。
第一階段效果所使用的模件堆具有以下規(guī)格有效的模尺寸是190mm×350mm。淡水室厚度是10mm，濃水室厚度是2.0mm。樹脂-樹脂兩極表面積是膜表面積的一半。軟化水的傳導(dǎo)率是4μs/cm。從外部向供水中添加的碳酸鈣硬度是5ppm。濃縮液傳導(dǎo)率保持在200μs/cm。施加電壓為4-5伏/對(duì)。
例-01兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模件堆，每個(gè)模件堆包括兩個(gè)單元對(duì)，設(shè)置成原始的雙重電壓系統(tǒng)，并且每個(gè)模件堆帶有相互獨(dú)立并且串聯(lián)的淡水室，從而使供水和濃縮液供入第一模件堆，第一模件堆的出水和廢物流供給第二模件堆。
試運(yùn)行所使用的模件堆中的有效膜的特性是尺寸190mm寬350mm長(zhǎng)淡水室每一階段有兩個(gè)淡水室每一階段的工作膜表面積1330cm2兩個(gè)階段的總表面積2660cm2每一階段的床體長(zhǎng)度為0.7m，總長(zhǎng)度為1.4m。
在這一設(shè)計(jì)中出水的流速是0.56-0.71cm3/min.cm2表面積。這一試驗(yàn)的結(jié)果如表3所示。
表3

多階段分級(jí)去離子系統(tǒng)中的第一階段是低壓低電流運(yùn)行。監(jiān)測(cè)出水的pH值大于8，廢物流pH值為3.6-4.2。供水CaCO3硬度由6ppm降低到1ppm。這一階段的傳導(dǎo)率以及鹽的去除率至少大于70％，即使鈣的去除率大于85％時(shí)，這一結(jié)果仍然小于期望值。由于采用低壓運(yùn)行，淡水室里產(chǎn)生的氫氧根離子不能運(yùn)動(dòng)遷移到廢物流側(cè)，因此留在出水中。供水中的碳酸由于氫氧根離子的存在而轉(zhuǎn)變成重碳酸鹽，出水的堿度相比供水的堿度升高就可以證明這一點(diǎn)，但是電流還是低于離子遷移穿過膜的電流。
第二種情況供水中含有硅和碳酸雜質(zhì)。供水pH值在6至6.5之間。
供水中的所有陰離子雜質(zhì)都從供水中分離出來，從而使出水中不含硅和碳酸，廢物流中收集了所有分離出來的離子。為此，在供水室中必須產(chǎn)生足夠的氫氧根離子用于反應(yīng)。還需要高能量從而使膜表面的的離子濃度保持足夠高的水平，有利于離子遷移。這也會(huì)使更多的氫氧根離子遷移。結(jié)果廢物流側(cè)的pH值呈堿性，而出水側(cè)的pH值保持中性。
廢物流pH中性→趨向于堿性出水pH弱酸性→趨向于中性第二階段效果這一階段的供水中的主要雜質(zhì)是第一階段不能去除的弱離子。如先前的解釋，硅和碳酸的離子化和遷移需要?dú)溲醺x子和高能量。第二階段所需的電壓大于10伏/對(duì)。
我們使用相同規(guī)格的模件堆，但是水的傳導(dǎo)率為5μs/cm。供水中加入硅濃度為1ppm。硅濃度升高到1ppm以上只需很短的時(shí)間。水中含有溶解的二氧化碳，但是這時(shí)不存在硬度。在加入硅時(shí)向水中引入了強(qiáng)離子鈉。試驗(yàn)結(jié)果如表4-A所示。
表4-A

第二階段的目標(biāo)是去除所有剩余雜質(zhì)，出水的電阻率為18兆歐/厘米。
首先再生床體，然后向開始的原料流中添加包括硅在內(nèi)的離子。模件堆運(yùn)行100小時(shí)以上。廢物流的傳導(dǎo)率保持在400μs/cm。施加電壓為11-17伏/對(duì)。電壓以及廢物流的傳導(dǎo)率都對(duì)消耗的電流在2.5安培以上有影響。
表4-A分成三部分來解釋每一種情況下的效果。所有操作條件都是高壓高電流。
第一部分當(dāng)再循環(huán)的出水的持續(xù)電阻率至少為18兆歐/厘米時(shí)進(jìn)行初始添加。添加硅使供水中的濃度維持在1000ppb。利用Hack分光光度計(jì)監(jiān)測(cè)出水中的硅濃度，并且在所有操作溫度25-40℃之間，測(cè)得的硅濃度為20ppb。盡管出水中的硅濃度有所降低，但是出水的電阻率僅從18兆歐/厘米降到17兆歐/厘米。一旦停止添加硅，電阻率就又返回到18兆歐/厘米。
電阻率的變化是由于碳酸的存在以及使用的高壓高電流。在高壓高電流條件下，氫氧根離子的遷移率變快而且流動(dòng)方向的路徑變短，使離子更快速地通過膜實(shí)現(xiàn)遷移，而不是通過水實(shí)現(xiàn)理想的遷移。短期內(nèi)可利用的氫氧根離子可選擇地與硅反應(yīng)，而留下碳酸。碳酸幾乎沒有去除，這將立即導(dǎo)致出水的電阻率降低。
第二部分通常，在不添加硅的情況下，運(yùn)行一小時(shí)以內(nèi)電阻率降低到17兆歐/厘米。再添加硅使硅含量稍微高于1ppm，這將使電流升高到大于3安培。這時(shí)，電阻率極速下降，一旦停止添加硅，電阻率就立即升高。這再次證明，即使控制硅濃度，導(dǎo)致過度水分解的大電流不利于電阻率的保持。
第三部分與第二部分相似，消耗的電流升高到4安培，從而確保所有的電流強(qiáng)度都在那一水平以上，結(jié)果相同，不令人滿意。
在這三部分中，從提到的pH值條件可以看出氫氧根離子向廢物流遷移。第一部分中2.5安培的電流時(shí)pH值約為9.2，在第二部分中，3安培的電流時(shí)pH值升高到9.8。隨著電流進(jìn)一步升高到4安培以上，發(fā)現(xiàn)pH值升高到10以上。這是由于淡水室里的氫氧根離子過多遷移導(dǎo)致的，即使控制硅濃度，出水的電阻率也會(huì)降低。
由于水中含有弱離子，因此必須施加高電壓。
然而，電壓過高不會(huì)提高去除效率，相反，降低效率。
表4-B

表4-B有三組數(shù)據(jù)。這兒的變化在于通過降低廢物流的傳導(dǎo)率在高壓下降低電流強(qiáng)度。廢物流的傳導(dǎo)率從400μs/cm降低到100μs/cm。電流強(qiáng)度由2.5-4.5安培降低到1安培。三組數(shù)據(jù)的流動(dòng)條件都有很小的變化。
在第一組數(shù)據(jù)中，供水流量約為2100cm3/分鐘，供水傳導(dǎo)率為6μs/cm。
在第二組數(shù)據(jù)中，供水流量保持在2100cm3/分鐘不變，但是傳導(dǎo)率升高到11μs/cm，隨后流量也升高到2400cm3/分鐘。
第三組數(shù)據(jù)中，流動(dòng)條件都有所提高。
在以上所有變化當(dāng)中，施加電壓是16.5-17.5伏/對(duì)，消耗電流約為1安培。廢物流的pH值為8.9-9.2。從表中可以看出，pH值已升高到9.4，但是又回落到低水平。出水中的硅濃度低于20ppb，同時(shí)出水的傳導(dǎo)率大于18兆歐/厘米。模件堆運(yùn)行超過50分鐘，出水質(zhì)量無任何變化。
在這里，大于5ppm的碳酸鈣硬度已在第一階段的低壓低電流條件下得以去除。硅沒有去除，而且碳酸部分轉(zhuǎn)化成強(qiáng)離子成分重碳酸鹽，但是重碳酸鹽仍存在于水中。第一階段的出水在進(jìn)行第二階段時(shí)，電壓和電流高于第一階段，去除剩余的雜質(zhì)，從而得到高純度的凈化。兩個(gè)階段可以通過使用兩個(gè)串聯(lián)連接的不同的模件堆連接起來，或者使用一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的能夠適應(yīng)兩個(gè)電階段的模件堆將兩個(gè)階段連接起來。采用這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)來證明我們的結(jié)果。
雙重電壓的FDI圖4說明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。為了易于操作，設(shè)計(jì)了一種新型的模件堆，從而使水在一個(gè)單一的路徑上被施加兩種不同的電壓。前半部分是分級(jí)去離子系統(tǒng)的第一階段，施加一種電壓，能夠去除強(qiáng)離子和硬度。后半部分是高壓區(qū)域，能夠去除微量的包括弱離子在內(nèi)的剩余離子雜質(zhì)。
例子-02本設(shè)計(jì)的模件堆特性如下膜尺寸190mm寬350mm長(zhǎng)淡水室每一階段有一個(gè)半淡水室每一階段的工作膜表面積998cm2兩個(gè)階段的總表面積1996cm2每一階段的床體長(zhǎng)度為0.5m，總長(zhǎng)度為1.0m。
對(duì)同樣的單元設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)以后的模件堆中，供水從第一階段連續(xù)流入第二階段，從而在需要分析時(shí)對(duì)第一階段的出水(第二階段的供水)進(jìn)行取樣。
設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的二合一模件堆，運(yùn)行如下形成兩個(gè)單獨(dú)的水循環(huán)回路。一個(gè)供水回路在模件堆的入口處連接起來。這一水流的出口排放的是最終出水，返回至池中用于再循環(huán)。一旦需要提高供水的傳導(dǎo)率，可以向供水池中添加氯化鈣硬度和/或氯化鈉硬度或重碳酸鈉硬度。其它回路是與兩個(gè)階段的模件堆的廢物流相連接的濃縮液循環(huán)回路。為了控制濃縮液的傳導(dǎo)率，從模件堆排放出的廢物流在返回循環(huán)回路之前對(duì)其進(jìn)行稀釋。模件堆最初運(yùn)行的幾個(gè)小時(shí)的傳導(dǎo)率最小，從而對(duì)模件堆進(jìn)行調(diào)整和再生?？紤]到以上提到的膜表面積和標(biāo)準(zhǔn)模件堆系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)期流量為1200-1400cm3/分鐘。
運(yùn)行的模件堆采用如下條件和預(yù)期值1.供水碳酸鈣硬度5ppm2.供水傳導(dǎo)率13-16μs/cm3.第一階段出水硬度低于1ppm4.第二階段出水許可硬度5.第一階段低壓，第二階段高壓模件堆的其中一個(gè)運(yùn)行性能如下a)模件堆最初運(yùn)行80個(gè)小時(shí)，包括其穩(wěn)定期；b)接下來運(yùn)行的40個(gè)小時(shí)，供水流量保持在1200cm3/分鐘，供水傳導(dǎo)率為12-14μs/cm(見下表5)c)從第41個(gè)小時(shí)往后，向供水中添加氯化鈉使供水傳導(dǎo)率升高至60μs/cm，供水硬度保持在5ppm。
表5

隨同每一水流的pH值監(jiān)測(cè)，還監(jiān)測(cè)硬度和傳導(dǎo)率。結(jié)果如下i.供水硬度是5±1ppm，其中第一階段的硬度去除率僅為90％，出水硬度不超過0.5ppm。分析最終出水硬度小于24ppb。
ii.還監(jiān)測(cè)了廢物流中的硬度，發(fā)現(xiàn)結(jié)果也正確，廢物流是去除的鹽的載體，用于尋找材料的平衡。
iii.發(fā)現(xiàn)第一階段的廢物流pH值呈酸性，證明去除的鹽沒有在濃水室沉淀。第二階段的廢物流pH值呈堿性，證明在去除剩余的弱離子所需的高壓下離子發(fā)生水分解這一理論。
iv.出水電阻率保持在16-13兆歐/厘米之間。第一階段主要進(jìn)行分離，第二階段是補(bǔ)充缺少的傳導(dǎo)材料，電阻率從16至13兆歐/厘米之間變化。
v.通過添加氯化鈉使供水傳導(dǎo)率升高到60μs/cm，從而來證明第四點(diǎn)。除了出水的電阻率升高到17兆歐/厘米以外，其它參數(shù)都沒有變化。
這一方法接下來所需的條件，供水流量升高到1500cm3/分鐘，同時(shí)供水傳導(dǎo)率仍保持在高水平，為60μs/cm。接下來80個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)如下
表6

i.出水電阻率保持可用狀態(tài)。
ii.以上提到的所有其它參數(shù)都根據(jù)需要設(shè)置，穿過膜的鹽分平衡保持可用狀態(tài)。
這一方法重復(fù)多次從而證實(shí)該方法能夠在改進(jìn)的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行。
因而發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)1)出水的電阻率能夠盡快或極好地達(dá)到理想值。
2)單位膜表面積的流量較大。
3)該方法中水能夠進(jìn)行較好的混合從而使結(jié)果更好且更穩(wěn)定。
4)該結(jié)構(gòu)具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，不大可能發(fā)生機(jī)械泄漏。
5)由于在該系統(tǒng)中的不同點(diǎn)分離強(qiáng)導(dǎo)電離子和弱導(dǎo)電離子，因此，使有效負(fù)荷得以分配，并且單位體積處理水的能耗極具下降。
例-03采用四單元對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行另一個(gè)實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)有一部件能夠從第一階段吸取出水對(duì)其進(jìn)行分析，第一階段的出水是該系統(tǒng)最后階段的供水。在證明沒有任何困難就可以去除硬度的情況下，這里重點(diǎn)在于去除供水中存在的硅。
在不同的樹脂和膜之間所保持的雙級(jí)表面積是1)陰離子樹脂-陽離子樹脂140cm2。
2)陽膜-陰離子樹脂198cm2。
3)陰膜-陽離子樹脂99cm2。
4)在一個(gè)含有三個(gè)淡水室的系統(tǒng)中的流量保持在1700cm3/分鐘-2000cm3/分鐘。
模件堆按以下條件運(yùn)行1)供水傳導(dǎo)率15-20μs/cm。
2)供水碳酸鈣硬度5ppm。
3)供水的二氧化硅硅濃度200-225ppb。
在第一階段施加的直流電壓為3-5伏/對(duì)，而最后階段施加的電壓為15-18伏/對(duì)。
對(duì)出水的硬度去除率、殘余硅濃度以及電阻率進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
硅去除圖5所示的曲線是運(yùn)行超過300小時(shí)的硅去除曲線。
在圖5中，左側(cè)的Y軸代表供水中的硅值和中間階段測(cè)得的硅值，分別用實(shí)亮紋線和虛暗紋線表示。兩個(gè)數(shù)值基本上相同，這表明在系統(tǒng)的最初階段硅的去除很少。右側(cè)的Y軸是最終出水中殘余的硅。運(yùn)行300小時(shí)期間，最小的硅濃度是2ppb，最大的硅濃度是15ppb。平均殘余硅濃度是10ppb以下。
出水電阻率圖6記錄的是出水電阻率隨時(shí)間的變化曲線，說明在整個(gè)300小時(shí)的操作期內(nèi)，供水經(jīng)過最初的20-25小時(shí)的穩(wěn)定期以后，出水電阻率保持在17兆歐/厘米或以上。
例-04在一個(gè)四單元對(duì)的相同結(jié)構(gòu)中進(jìn)行另一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)含有三個(gè)淡水室的系統(tǒng)中，流量保持在1700cm3/分鐘-2000cm3/分鐘。最初，模件堆的供水中硬度為2ppm，硅雜質(zhì)200ppb；然后，添加其它的強(qiáng)陰離子和陽離子從而計(jì)算出在每一階段的去除率。該實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是計(jì)算出特定離子在FDI方法的不同階段的去除率。
運(yùn)行超過300小時(shí)的模件堆的性能如表7所示。
表7






在經(jīng)過最初的穩(wěn)定期后，出水的電阻率如圖7所示。
第一階段的離子去除率a.強(qiáng)離子去除率

b.弱離子去除率引入到供水中的硅濃度限定為200ppb，等于第一階段的硅濃度，由此可以證明，第一階段硅濃度沒有降低或降低很少。
第一階段期間，計(jì)算測(cè)得的二氧化碳總量降低了，如下表所示

第二階段的離子去除率a.強(qiáng)離子去除率在所使用的儀器的精度范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)第二階段不存在以上的陰離子和陽離子。所用的分析儀器的最小可測(cè)極限如下

b.弱離子去除率在第一階段，硅的去除率最小。供水中的硅又進(jìn)入第二階段進(jìn)行去除，其中去除率如下

很顯然，在第一階段的極小電壓下，能夠有效去除所有的包括單價(jià)鈉離子和氯離子在內(nèi)的二價(jià)離子，該極小電壓是超過水分解電壓的極小電壓，從而使該方法的能量有效利用。僅在需要水分解時(shí)施加高壓，使能量集中在使離子負(fù)荷極小化到要忽略的水平，而且總?cè)菰S硬度升高。
盡管已經(jīng)描述了分級(jí)去離子方法的某些優(yōu)選實(shí)施例，但是很容易理解，本發(fā)明不局限于此，而是還包括其它等效的方法。本發(fā)明不局限于水的去離子化，而是適用于所有液體。很明顯，按照以上的教導(dǎo)，可以對(duì)本發(fā)明做很多改進(jìn)和變化。因此，本發(fā)明是在所附的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)實(shí)施，而不是在具體描述的范圍內(nèi)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的電去離子堆，其中流徑包括第一階段和第二階段，其中所述第一階段包括第一套電極和所述第二階段包括第二套電極，其中所述第一套電極有第一電壓和所述第二套電極有第二電壓，且其中所述第二電壓高于所述第一電壓，且其中所述第一階段與所述第二階段機(jī)械地和電地分開，且其中所述第一階段和所述第二階段含在單個(gè)堆中。
2.權(quán)利要求1的電去離子堆，其中所述第一電壓在約3～約5伏/電池對(duì)和所述第二電壓在約10～約16伏/電池對(duì)。
3.權(quán)利要求1的電去離子堆，其中所述電去離子堆降低硅石到約2ppb～約5ppb的水平。
4.權(quán)利要求1的電去離子堆，包括在所述第一階段和所述第一階段之間的一個(gè)試樣出口。
5.權(quán)利要求1的電去離子堆，進(jìn)一步包括進(jìn)入所述第一階段的水進(jìn)料流和離開所述第二階段的純化水流的出口，其中所述進(jìn)料流傳導(dǎo)率高達(dá)80μs/cm和出口水流的電阻率在約12mega·ohms～約18mega·ohms之間。
6.權(quán)利要求1的電去離子堆，包括在所述第一階段的第一濃縮室和在所述第二階段的第二濃縮室。
7.權(quán)利要求1的電去離子堆，包括在所述第一階段和第二階段的稀釋室，其中所述稀釋室厚10mm。
全文摘要
一種處理液體的方法，在沒有沉淀或不結(jié)垢的情況下，依次順序去除強(qiáng)度逐漸降低的離子。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括雙重的電去離子操作。第一電去離子操作是通過施加計(jì)算出的電壓實(shí)現(xiàn)的，該計(jì)算出的電壓能夠在不結(jié)垢的情況下去除供水中的強(qiáng)離子如鈣和鎂。然后第一電去離子操作的出水進(jìn)行第二電去離子操作。第二電去離子操作是通過施加強(qiáng)于第一電去離子操作所施加的電壓實(shí)現(xiàn)的，第二電去離子操作的電壓能夠去除更弱的離子如硅和二氧化碳。在電去離子期間，弱離子通常容易出現(xiàn)沉淀或結(jié)垢，而本發(fā)明中不會(huì)出現(xiàn)這種情況，原因是高壓下容易結(jié)垢的強(qiáng)離子已經(jīng)通過第一電去離子操作從原料流中去除。如果需要的話可以進(jìn)行大于二級(jí)的連續(xù)電去離子操作。多級(jí)電去離子操作可以在一個(gè)電去離子單元中進(jìn)行或者在多個(gè)電去離子單元組中進(jìn)行。
文檔編號(hào)B01D61/48GK101070200SQ200710109860
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
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