[發明專利]壽命延長的水軟化系統、裝置及其方法

無效

• 申請號: 200680025542.8
• 申請日: 2006-07-11
• 公開（公告）號: CN101222970A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 希威帕勒萊·S·莫瑞巴拉;克里希納·N·S.·庫馬爾
• 申請（專利權）人: 嘉吉股份有限公司
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D61/12
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 戴建波

相關參照

[0001]本申請要求申請號為60/698,652、申請日為2005年7月12號的美國臨時申請的優先權，在此引用其全文作為參考。

技術領域

[0002]本發明涉及水處理的方法和系統。具體地，本發明涉及軟化飲用水的方法和系統，并涉及延長水軟化系統工作壽命的方法和系統；更具體地，本發明涉及在從飲用水中去除離子時比傳統軟化系統具有更低的水損失的方法和系統。

背景技術

[0003]含有較高濃度鈣和鎂離子的水被叫做“硬水”，因為這兩種離子能與其它離子或化合物結合，形成硬的、不希望出現的水垢。數以百萬計的家庭使用硬水供給，特別是那些使用地下水的家庭，例如，使用住宅水井或將其作為市政供水的一部分的那些家庭。硬水會在水槽和器皿的周圍形成不希望出現的薄膜，并且會在衣物上形成硬水沉積物，導致變色并降低織物的柔軟度。另外，使用硬水時，一些肥皂和清潔劑不能像使用軟水時一樣有效。在此情況下，不舒服或不美觀的肥皂薄膜可能殘留在清潔過的人體或物品上。

[0004]大約百分之七至百分之十二的私人家庭使用水軟化劑。在鄉村地區，水軟化劑的使用比率比城市中更高，估計約百分之三的城市居民使用水軟化劑。僅在美國，估計每年售出一百萬離子交換水軟化劑，而且數億美元花費在鹽上。這些軟化劑多被用在以地下水作為其水供給的家庭及小型商業單位。

[0005]盡管離子交換軟化劑適合于多種應用場合，但有很多明顯的限制。特別是，因為鹽水排放，離子交換水軟化處理導致排放水中鹽分的凈增加。對于適用反鹽水排放規定的區域，排放鹽分的凈增加是一棘手問題。這些規定通常適用在那些利用排放水作為農業用水、并期望避免因使用排放水而帶來的土地鹽分過度增加的區域。另外，離子交換軟化劑在離子交換樹脂再生或重新裝填時需要經常性地更換鈉鹽，從而產生與購買鹽相關的養護費用。

[0006]考慮到與硬水有關的重要問題以及離子交換水軟化劑的限制，目前采用納米過濾元件(納濾元件)軟化居住用水的水軟化劑的研發制造在不斷發展，因為其壓力相對較低，而效率相對更高。在此領域內，發明名稱為納米過濾水軟化裝置及方法、發明人為Muralidhara等的美國專利申請第09/909488號值得特別關注。然而，盡管目前軟化處理技術取得了重要的進步，但仍然需要對采用納米過濾器元件軟化水的方法及系統進行改進，特別是需要能減少更換頻率、壽命更長的薄膜元件。

發明內容

[0007]本發明的一些具體實施方式涉及軟化水的方法及系統，特別是涉及能防止廢水流中離子增加的軟化水的方法及系統。該系統采用納米過濾器元件來有選擇地去除硬離子，特別是大的離子(例如鈣和鎂的二價離子)，從而實現水的軟化，但不增加廢水流中的鹽分。

[0008]另外，本發明的其它具體實施方式提供了延長軟化處理系統中納米過濾器元件的工作壽命的方法和系統，以及提高軟化系統性能的方法和系統。這些方法和系統對于具有一個、兩個以及特別是三個或更多個串聯在一起的納米過濾(薄膜)元件的多元件納米過濾系統尤其有益。在這些納米過濾軟化系統中，飲用水進入第一納米過濾元件并被分離成被軟化的過濾水流以及包含有保留的鈣和鎂離子的濃縮水流。被軟化的過濾水流可以使用，而來自于第一納濾元件的濃縮水流被運送到第二納米過濾元件。在第二納米過濾元件處，來自于第一納米過濾元件的濃縮水被再次分離成被軟化的過濾水流以及包含有保留的鈣和鎂離子的濃縮水流。在第三元件系統處，自于第二納米過濾元件的濃縮水流被運送到第三納米過濾元件處并被再次分離成被軟化的過濾水流以及包含有保留的鈣和鎂離子的濃縮水流。

[0009]多納米過濾元件的使用是有利的，因為其可實現更有效的水利用，并因此可使更少的水被排放到廢水流中。然而，每個后續的納米過濾元件都要接收濃度逐漸增大的鈣和鎂。這會造成多種不同的問題，最顯著的問題是薄膜上含有鈣和鎂沉積物的污垢。因此，例如在一個三元件系統中，第三元件會在納米過濾元件的薄膜表面形成顯著的鈣沉淀，從而明顯降低薄膜的流通量。在一些情況下，這些沉淀會造成薄膜上的污垢達到一定程度并導致納米過濾元件被過早更換。