低阴 极隔室的酸消耗量。图12显示了钢、巧和儀的剩余比率作为电导率的函数的实例。
[0106] 在其它实施方式中，电化学去离子设备可包括电容去离子设备。运种设备使用并 行定位的多个电极。例如，约1.2的电压可被施加到电极，而水在电极之间通过。离子材料被 吸引到电极表面，产生具有降低的离子含量的流出物。当电极孔或表面被离子饱和时，电极 的极性被逆转并且水转变为排干。运是与连续工艺相反的批量类型的工艺。电容去离子设 备可W与其它类型的电化学去离子设备联合或者单独用于电脱盐系统中。
[0107] 根据一种或多种实施方式，预处理、就地消毒和/或就地清洁(CIP)可在脱盐工艺 中实施。在一些实施方式中，次氯酸钢可被用作消毒剂。可能的给料点是在抓供给罐。在一 些非限制性实施方式中，预计的接触时间可W是在供给到抓模块之前大于10秒。罐的残余 氯可W例如被设置在0.5ppm，ORP读数在650mV W上。
[0108] 在一些实施方式中，当未经处理的海水、邸级-1产物或邸浓缩物被用作电极流时， 阳极反应可产生氯气。阳极流出口（具有氯气)可被引导到作为消毒剂的源的供给罐。分析 物的战略使用可完全地或部分地消除对次氯酸钢的需求。
[0109] 根据一种或多种实施方式，可W实施CIPW控制细菌污染。在一个程序中，次氯酸 钢和盐酸可被添加到未经处理的海水中。可制备具有20ppm的残留游离氯的清洁溶液。清洁 溶液的pH水平可通过添加盐酸而被维持在约6。运可防止清洁溶液在添加次氯酸钢之后变 成碱性的。碱性的清洁溶液将导致较低的氯消毒效力和金属沉淀。清洁溶液可W在约20分 钟的持续时间内W约2cm/s的速度再循环。然后抓设备可在抓设备恢复运行之前用海水冲 洗约10分钟。
[0110] 根据一种或多种实施方式，可W实施CIPW控制硬度标度。在一个示例性程序中， 盐酸可被添加到未经处理的海水中。清洁溶液可通过添加盐酸至约2的抑设置点来制备。当 需要维持抑水平时酸可被注入。清洁溶液可W在约20分钟的持续时间内W约2cm/s的速度 再循环。然后邸设备可在邸设备恢复运行之前用海水冲洗直到出口抑水平大于约6。
[0111] 根据一种或多种非限制性实施方式，总的处理工艺可包括圆盘过滤机处理，然后 超滤，然后电化学脱盐，然后后处理操作。
[0112] 净化水可作为饮用水送去供使用或存储。饮用水可被保存或被进一步消毒，如果 期望的话，并且可W在包括农业和工业的多种应用中发现用途，诸如用于半导体制造。由电 化学设备产生的排放流或浓缩流可被收集并排出为废物，通过系统回收，或被供给到下游 单元操作W便进一步处理。产物流可在下游使用、上游使用或处置之前被进一步加工。例 如，产物酸流或产物碱流的抑水平可被调节。在一些实施方式中，可能期望的是部分地或完 全地混合一种或多种产物流。一个或多个额外的单元操作可W流体连接于电化学单元的下 游。例如，一个或多个单元操作可被配置为诸如在将目标产物流递送到使用点之前接纳并 加工目标产物流。还可存在抛光单元诸如设及化学或生物处理的那些，W在使用或排出之 前处理设备的产物流或流出物流。
[0113] 根据一种或多种实施方式，可定位一个或多个传感器W检测通常与设备相关联的 任何流、部件或子系统的一种或多种特征、条件、性能或状态。在一些非限制性实施方式中， 传感器中的一个或多个可被配置为检测进入或离开设备的流中的目标物质的浓度。在一种 实施方式中，可定位一个或多个传感器W检测在设备的一个或多个隔室的入口和/或出口 处的浓度。在另一个非限制性实施方式中，可定位一个或多个传感器W检测在设备的一个 或多个隔室的入口和/或出口处的抑水平。在还其它实施方式中，压力传感器可W与设备的 一个或多个隔室相关联。在仍其它实施方式中，可W应用用于检测TDS的传感器。
[0114] 在一些实施方式中，设备和方法设及控制器，该控制器用于调节或调整设备或系 统部件(诸如但不限于致动阀和累)的至少一个操作参数，W及通过用电力驱动的分离设备 来调节电流或被施加的电场的性能或特征。控制器可W与至少一个传感器电连通，所述至 少一个传感器被配置为检测系统的至少一个操作参数。控制器通常可被配置为产生控制信 号W响应于由传感器产生的信号而调节一个或多个操作参数。例如，控制器可被配置为接 收设备的或来自设备的任何流、部件或子系统的条件、性能或状态的表示。控制器通常包括 运样的算法，所述算法帮助至少一个输出信号的产生，所述至少一个输出信号通常是基于 表示中的任一个和目标值或期望值诸如设置点中的一个或多个。根据本发明的一个或多个 特定的方面，控制器可被配置为接收来自设备的任何流的测量性能中的任一个的表示，并 且对处理系统部件中的任一个(包括设备)产生控制信号、驱动信号或输出信号，W减小测 量性能与目标值的任何偏差。
[0115] 根据一种或多种实施方式，控制器可被配置为逆转施加通过设备的电流的极性。 控制器可W与一个或多个传感器连通，所述一个或多个传感器被配置为提供测量信号，所 述测量信号是与设备相关联的流(例如，离开设备的隔室的产物流）中的目标物质的浓度的 表示。在一些实施方式中，电导率水平、压力或浓度测量值可通过传感器检测并且被传送至 控制器。控制器可被配置为响应于所接收的高于或超过预定水平的测量值而产生控制信 号。控制信号可逆转施加通过设备的电流的极性W便使其中的隔室中的膜或介质再生。在 一些实施方式中，控制信号可至少部分地基于测量信号而被发送到与设备相关联的电源供 应。
[0116] 在其它配置中，控制器可W是提供或改变处理系统的至少一个部件的一个或多个 操作条件的开环控制。例如，控制器通常可根据预定义的方案周期性地产生输出信号或驱 动信号，所述预定义的方案逆转所施加的电场的极性，W及优选地逆转从一个预定布置到 第二预定布置的通过设备的流的流动通路。
[0117] 在系统和方法中可应用的一个或多个传感器可提供进入设备、来自设备或在设备 中的流的性能或特征的表示，或施加通过设备的电流的性能或特征的表示。例如，一个或多 个传感器可被配置为测量和提供工艺条件(诸如离开隔室中的任一个的任一流的pH)的表 示，例如，测量信号。一个或多个传感器还可提供进入设备、来自设备或在设备中的流中的 任一个的测量电导率值或电阻率值。在特别有利的配置中，至少一个传感器可被用于通过 直接测量或通过代理(proxy)来提供来自设备或来自隔室中的任一个的产物流中的至少一 种目标物质的浓度的表示。浓度的测量可受到例如技术的影响，其中样品是被分批地、周期 性地取回和分析，或者通过一个或多个测流被半连续地分析。
[0118] 在电化学设备中处理供水之前，可利用多种预处理程序。例如，预处理技术可被用 于可能含有固体或其它材料的供水，所述固体或其它材料可诸如通过结垢或污染而干扰或 降低任何级或设备的效率。可提供任选的初始处理W除去高分子量的悬浮固体、胶体物质 和/或溶质的至少一部分。预处理工艺可在抓I设备的上游进行并且可包括例如微粒过滤、 砂滤、碳滤、超滤、纳滤、微滤诸如错流微滤、其组合及其它设及减少微粒的分离方法。对供 水的抑和/或碱度的调节还可通过例如添加酸、碱或缓冲液或通过充气来进行。电化学分离 可在任何预处理操作之后W提供具有期望的最终纯度的水。
[0119] 电化学设备可W W获得期望的产物和/或实现期望的处理的任何合适的方式操 作。例如，各种实施方式可W连续地、或者基本上连续地或者不断地、间歇地、周期性地或者 甚至根据需要来操作。多通道系统也可被使用，其中进料通常通过设备两次或更多次，或者 可W通过任选的第二设备。电分离设备可W可操作地与一个或多个其它单元、组件和/或部 件相关联。辅助部件和/或子系统可包括管、累、罐、传感器、控制系统，W及电源供应和协助 地允许系统操作的分布子系统。
[0120] 应理解，系统、技术和方法可W与多种系统(其中一种或多种液体的加工可能是期 望的）联合使用。因此，在不偏离本发明的范围的情况下，电分离设备可由本领域普通技术 人员根据特定工艺的需要进行修改。
[0121] 从W下非限制性实施例将会更完全地理解运些和其它实施方式的功能和优势。实 施例事实上旨在是说明性的并且不被认为是限制本文所讨论的实施方式的范围。
[0122] 预示的实施例
[0123] 海水具有约35,000mg^的总溶解固体(TDS)浓度或约46mS/cm的电导率。如果第一 级的设置点是25mS/cm并且水回收率是约50%，（通过方程计算；％回收=(稀释流量/稀释 流量+浓缩流量）X 100)来自第一级的浓缩物的电导率将是约67mS/cm。如果来自第一级的 稀释和浓缩的水被用于分别供给第二级的稀释流和浓缩流，贝化onnan电压将是约25.31mV/ 小室对。然而，如果新鲜的海水被用于供给第二级的浓缩流，贝化onnan电压将是约15.66mV/ 小室对，减少40%。运仅仅是改变被用于供给浓缩流的水的回收率和电导率可W如何影响 电脱盐工艺的总功率消耗量的一个实例。将海水供给到后续级的浓缩流的许多不同的组合 可被用于获得稀释流和浓缩流之间的最低可能的Donnan电压。协流和对流配置和组合也是 可能的。
[0124] 实施例1
[0125] 进行实验W关于功率消耗量对盐除去来确定转换点应该在电渗析和电去离子的 使用之间的什么地方。转换点被确定为在2600mg/l至约5000mg/l之间，其中优选的转换点 在300〇111旨八至350〇1]1旨八的范围内。通过在工艺流程(process train)中使用电去离子模块， 当水被净化至运一范围时，工艺的功率消耗量被降到最低。
[0126] 实施例2
[0127] 包括=级电渗析和一级电去离子的四级电脱盐系统对天然海水进行测试。预处理 由砂滤或介质过滤、氯化和筒深度过滤组成。电脱盐系统的工艺图显示于图5中。W串流形 式提供抓稀释并且W并流形式提供邸浓缩。级1-3各自包括抓模块。级4包括S个平行邸I模 块。新鲜海水被用作用于每级的浓缩的浓缩进料。PID控制被用于通过传感稀释流的入口和 出口电导率独立地控制每个模块的电压和电流。被用于前两级的电渗析模块利用=通道多 倍通路配置。第=电渗析级使用五通道多倍配置。电去离子模块使用二通道多倍通路配置。 入口电导率平均约46mS/cm。出口电导率是约ImS/cm或约500mg/l的TDS。如图6A所示，系统 Wl.8kwh/m3的平均功率消耗量操作16