用于水處理的電滲析裝置制造方法

用于水處理的電滲析裝置制造方法
【專利摘要】電滲析裝置8包括多個陰極68、多個陽極70和多個膜71；其中陰極68和陽極70在電極堆棧中交替排列，膜71在每個陰極68和陽極70之間；和其中陰極68和陽極70每個由單個傳導板形成，從而封裝在電極堆棧中的陰極板和陽極板的兩個表面在使用時與被處理的水傳導接觸。
【專利說明】用于水處理的電滲析裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過電滲析的水處理，比如為了殺死微生物的處理，優選海水的處理，比如壓艙水處理。
【背景技術】
[0002]壓艙水是通過船在壓艙水罐或有時在其他合適的空間，比如貨艙或油艙中運輸的水。將其在水“供體”位置處泵入罐以補償隨貨物和/或燃料的卸載/消耗所帶來的重心點的改變，并因此維持穩定性。正確壓艙從結構觀點方面是必要的，并且也用于性能原因以便確保適當的推進器和舵浸入，合適的橋梁考慮以及保持期望的船只移動和操作特性。壓艙水運輸至水“容納”位置，其通常在船只裝載貨物的位置，其潛在地在壓艙水源地的生物地理區域之外。隨著貨物在船上裝載可排出壓艙水。壓艙水可寄生一系列物種，其包括浮游動物、浮游植物、細菌和病毒。在排出點可能沒有這些物種的天敵，并且其可在新的位置定居并且繁殖，對環境、工業和人健康造成嚴重的問題。
[0003]期望處理水和尤其是壓艙水以便殺死微生物或使微生物失活，并且減少或去除其他污染物。
[0004]W02008/047084描述了壓艙水處理的方法和裝置，包括膜電池中電滲析的使用。該類型的電滲析是流體處理方法，其基于通過在由離子交換膜隔開的兩個電極之間施加恒定的或脈沖的電勢差造成的離子分離。一個電極將用作吸引陰離子的陽極(正電荷)而另一個將用作吸引陽離子的陰極(負電荷)。膜和陽極之間隔室中的流體的特征為具有過多電子的陰離子并且可被稱為濃縮物，而膜和陰極之間隔室中的流體的特征為存在缺少電子的陽離子并且可稱為淡水(diluate)。
[0005]在一些電滲方法中，多膜電池排列成稱為電滲析堆棧(electrodialysis stack)的構造，交替的陰離子和陽離子交換膜形成多膜電池——通常在單個陽極和陰極之間。電滲析的已知應用是大規模的含鹽水和海水淡化和產鹽，和小規模和中等規模的飲用水生產。電滲析也用于處理工業，用于分離某些污染物比如重金屬。
[0006]在W02008/047084的公開內容中，如下處理壓艙水:將一部分壓艙水與主流分開，使其通過膜電池，和將膜電池的產物返回主流。返回的產物主要是濃縮物并且這具有使水中的微生物失活或殺死微生物的作用。僅僅引導一部分水通過電滲析處理裝置并且將膜電池的產物返回水的概念代表本領域的發展，因為實現了有效的水處理，而不需要使全部的水流過電滲析處理裝置。
[0007]因此，W02008/047084的電滲析設備提供了用于水處理，比如壓艙水處理的有利形式的電滲析處理。但是，與使用該類型電滲析處理來處理海水比如壓艙水相關的進一步工作已經鑒定為可作出改進的區域。

【發明內容】

[0008]本申請的權利要求涉及下面的第四至第六方面。下面闡釋的其他本發明本文目前沒有要求保護，并且包括它們以解釋其它相關的發明。
[0009]從第一方面看，本發明提供電滲析裝置，其包括:陰極、陽極、陰極和陽極之間的膜、用于沿著膜在陰極側上水流動的陰極流動路程、用于沿著膜在陽極側上水流動的陽極流動路程、和膜和陰極之間形成的其中陰極面向陽極的反應區，其中陰極流動路程布置為用于反應區中的層流，和其中電滲析裝置包括流動調整元件，其布置為促進引入水流中的層流至陰極流動路程。
[0010]海水不完全是具有氯化鈉的水溶液，而是包括其他鹽和化合物，除了熟知的氯化鈉和水反應之外，其還產生副反應。例如，鎂鹽可構成海水中鹽的約3-4%。已經發現副反應之一在電滲析裝置的陰極側產生水鎂石Mg(0H)2。水鎂石具有乳白色粘性物質的外觀。出乎意料地，本發明人已經發現當使用標準海水時，電滲析過程在電滲析裝置中形成該水鎂石物質，并且該水鎂石沉淀物積聚在內部流動通道中。該問題沒有在已知的現有技術中公開。該方面的電滲析裝置包括解決該新問題的特征。
[0011]典型地，常規的電滲析裝置將尋求促進湍流和二次流，因為認為該混合過程幫助電滲析反應和加速離子運輸通過膜。因此，常規上不使用層流和不在已知的設備中采取措施來確保在陰極側上的層流。本布置基于下列認識:水鎂石沉淀物是潛在的問題并且通過包括促進層流的結構，可避免水鎂石的積聚。在常規的電滲析裝置中，通過湍流和不均勻或二次流幫助水鎂石沉淀物的形成。利用這些流動模式，形成循環水流的死角或死區，其中水鎂石被截留。這使得水鎂石凝聚或凝結和積聚成更大的沉淀物。
[0012]如果流是層流的，則不存在二次流結構。通過并入意圖在水進入反應區之前促進層流的特征，該方面的電滲析裝置減少可在反應區中形成的水鎂石和其他污染物凝聚或凝結的機會。保持層流通過反應區減少污染物被截留或粘附在設備中的機會。反應區是其中陽極和陰極充分重疊用于電滲析反應發生的電滲析裝置的區域。當避免形成水鎂石沉淀物時，該裝置需要較少頻率的清潔。也可減少其他污染物的積聚。
[0013]優選地，流動調整元件布置為促進反應區之前區域中的層流。反應區中的陰極流動路程可為大體上恒定維度的 直邊流動路程。不同形狀和尺寸的流動路程的區域優選在反應區外，和優選與反應區間隔開。
[0014]優選地，陰極流動路程在反應區中不被阻塞。這避免產生湍流，否則可當水繞阻塞物流動時出現湍流。一般而言，電滲析裝置將并入間隔元件以保持膜和電極之間的期望間隔。在現有技術中，這些間隔存在于陽極側和陰極側二者上，以保持膜在適當的位置上。優選地，該方面的電滲析裝置在陰極側上沒有間隔元件，即可僅在離子交換膜的陽極側上包括間隔元件。這避免在陰極側上來自間隔元件的任何阻塞，并且因此減少陰極側上的湍流。因為水鎂石反應在陽極側上不發生，所以沒有源自在陽極流動路程中存在間隔元件產生湍流的問題。
[0015]在優選的實施方式中，布置裝置，使得通過陰極流動路程的流率(flow rate)比通過陽極流動路程的流率更大。這是為了在膜的陰極側提供更高的壓力。因此，優選地，通過陰極流動路程的流速(flow velocity)比通過陽極流動路程的流速更大。通過陰極流動路程的流量(flow volume)也可大于通過陽極流動路程的流量。通過陰極流動路程的較高壓力用于推動膜遠離陰極，這可減少水鎂石沉淀物在膜上積聚的機會。而且，較高流率的使用，尤其結合該方面的層流，用于沖洗掉可能存在的任何水鎂石沉淀物。陰極流動路程(一個或多個)的水入口可大于陽極流動路程(一個或多個)的水入口。如果以相同的壓力供應水至兩個入口，那么這將導致需要的增加的流率，并且如果陰極流動路程(一個或多個)與陽極流動路程(一個或多個)具有相同的橫截面積，則流速和流量將都更高。
[0016]電滲析裝置可在反應區之前包括流動調整元件，以促進引入水橫跨陰極流動路程和/或陽極流動路程的寬度均勻分布。在優選的實施方式中，在板形電極之間形成陰極和陽極流動路程，并且因此將具有細長的槽形橫截面。流動路程的狹窄槽形橫截面可促進層流。例如，流動路程的橫截面可以是電極和膜之間寬度在Imm和4mm之間，優選寬度約2mm的槽。陰極流動路程和陽極流動路程的橫截面可以是具有相同寬度的槽。用于確保引入水橫跨槽形橫截面的寬度均勻分布的流動調整元件將促進層流。
[0017]流動調整元件可包括通道、擋板和/或導向葉片，用于流從一個或多個水入口通道至陽極/陰極流動路程的均勻分配。優選地，引入水流橫跨陽極/陰極流動路程的寬度均勻地分開。在尤其優選的實施方式中，流動調整元件包括流動通道，其以扇形從入口通道延伸至陰極/陽極流動路程。
[0018]優選的實施方式使用分層布置在電極堆棧中的多個重復的陰極板和陽極板，膜在每個陰極和陽極之間。這使得平行形成多個電滲析室，每個具有它們自己的電極，并且這提高了可處理水的速率。優選地，電滲析裝置包括陰極板、膜、陽極板、膜順序的重復，從而使用每個電極板的兩側(除了在重復順序外端處的電極)。因此，在電極堆棧中心部分的每個陰極板將在板每側具有陰極流動路程。類似地，每個陽極板可在每側具有陽極流動路程。
[0019]為了減少水流入流動調整元件之后的電極流動路程時的中斷，陰極和/或陽極的前沿優選地包括具有增加寬度的成形末端。該成形末端可例如包括楔形和/或曲線部分。在成形末端之后，陰極/陽極優選采取具有恒定寬度的板形式。成形末端的優選形狀是具有圓點的對稱楔形。成形末端的使用用于沿著電極的每側輕柔地分開流。當電滲析裝置在陽極流動路程中包括間隔元件時，這些間隔元件優選位于成形末端之后。
[0020]陰極和/或陽極的成形末端可通過使電極材料成形一例如通過機械加工一而形成。可選地，成形末端可通過添加 由不同材料形成的成形組件而形成。當電極材料難以成形和/或成形昂貴時，這是有優勢的。例如，如果使用鈦電極，成形末端可以是模制的塑料插入物。
[0021]優選地，布置電滲析裝置，使得反應區直到水已經沿著陰極流動預定的距離才開始。這是為了促進陰極流動路程中的層流通過反應區。在優選的實施方式中，這通過將陰極放置在水流動路程中實現，其中陰極的前沿比陽極的前沿距離入口的距離更短。利用該布置，穿過陰極板的水流在反應區之前有機會沉降，因為電反應直到流到達其中陽極和陰極充分靠近在一起的區域才開始。例如，陰極的前沿可放置比陽極的前沿更靠近水入口 20mm和60mm之間。在優選的實施方式中，陰極的前沿放置比陽極的前沿更靠近水入口約30mm。
[0022]可允許引入水流動預定的距離，而在流動調整元件的末端之后和水到達陰極或陽極之前沒有擾動。該未擾動的流幫助水從源自之前流動調整元件的任何破壞作用或從那些流動調整元件的終止恢復。例如，水可在到達陰極或陽極的前沿之前未擾動地流動至少5mm，優選至少10mm。距離越大，流沉降為層流模式的機會越多。但是，通常有一個這樣的點，在該點增加距離不提供流動模式均勻性的相應增加。利用約2mm的槽寬度，當水在其到達陰極或陽極的前沿之前未擾動地流動約IOmm時，看到好的結果。當電滲析裝置由重復的被膜分開的陰極和電極板形成時，未擾動流的區域可形成為兩個膜之間空間中的未擾動流動路程，該未擾動的流動路程在水到達位于兩個膜之間的陰極或陽極的前沿之前在膜之間延伸預定的距離。
[0023]在如上述電滲析裝置包括分層的電極堆棧的情況下，電滲析裝置優選包括流量分配系統，其用于將引入水以相同的量分配至每個電極室。因此，電滲析裝置可包括用于相等地分配引入水至每個陰極水入口的陰極流量分配系統和用于相等地分配引入水至每個陽極水入口的陽極流量分配系統。如上述，陰極流動路程可比陽極流動路程接收更大流率的水。陰極流量分配系統確保陰極流動路程，并且在多個陰極的每個處供應相等的水流。陽極流動路程類似地供應相等的水流。
[0024]在尤其優選的實施方式中，流量分配系統采用陽極流動路程和/或陰極流動路程的入口歧管形式，其中入口歧管包括沿著其長度配備孔的第一管，該孔連接至流動路程，和位于第一管中并且由第一管封裝的第二管，第二管在一端具有入口并且在其第二端被封閉，并且第二管沿著其長度配備開向第一管的孔。下面討論優選的入口歧管的進一步特征。
[0025]從第二方面看，本發明提供一種方法，其包括上述電滲析裝置用于處理海水的應用，優選用于處理壓艙水的應用。
[0026]從第三方面看，本發明提供制造電滲析裝置的方法，其包括下述步驟:提供陰極、陽極、陰極和陽極之間的膜、用于沿著膜在陰極側上水流動的陰極流動路程、用于沿著膜在陽極側上水流動的陽極流動路程、和膜與陰極之間形成的其中陰極面向陽極的反應區；為反應區中的層流布置陰極流動路程；和在引入水流的區域中布置流動調整元件以在反應區之前促進引入水流中的層流。
[0027]該方法可包括提供如上面就第一方面優選的特征描述的電滲析裝置的特征。
[0028]從第四方面看，本發明提供電滲析裝置，其包括:多個陰極、多個陽極和多個膜；其中陰極和陽極在電極堆棧中交替排列，膜在每個陰極和陽極之間；和其中陰極和陽極每個由單個傳導板形成，從而封裝在電極堆棧中的陰極板和陽極板的兩個表面在使用時都與被處理的水傳導接觸。
[0029]在該類型的常 規電滲析裝置中，電極由兩片鈦形成，其銅焊至銅棒以形成夾心。這些銅棒接著從電滲析裝置伸出并且用于提供與主電源的連接。在該方面的電滲析裝置中，單個傳導板用于每個電極。結果，電滲析裝置可制成更小和更緊湊。另外，因為傳導材料是通常相對昂貴的，所以使用的板的數量減少致使成本節約。在電滲析裝置優選的實施方式中，鈦用于陽極板和陰極板。
[0030]單個傳導板意思是，與上面現有技術討論的兩個板相比，電極的主傳導和電活性部件由單個板形成。除了單個傳導板之外，電極還可包括其他元件，比如固定部件、成形末
端部等。
[0031]電極可以以連續的電極堆棧布置，以形成整個電滲析裝置。但是，該布置有助于所有電極與電源的并聯連接。其可有利地允許電滲析裝置部件的串聯連接，例如用于與電源阻抗匹配。因此，在優選的布置中，電極堆棧包括多組電極，單個組中的每個電極并聯連接，并且每組電極串聯連接。例如由50個陽極室和50個陰極室構成的電極堆棧可由每個包括10個陽極室和10個陰極室的5個組構成。
[0032]在電極堆棧或每組電極室的中心部分中，每個傳導板的兩面與水電接觸，所以電極的兩面都用作電滲析過程中的活性表面。電滲析裝置包括下述順序重復:陰極、膜、陽極、膜，使用每個電極板的兩側，除了外端處的電極。在電極堆棧中，每組電極外端處的電極優選是兩個陰極。陰極生產可比陽極更便宜，因為陽極反應需要用于電極的昂貴涂層。因此，通過使用另外的陰極作為末端電極(對于其僅僅電極的一側在反應中使用)生產電滲析裝置可更便宜，而不減少總反應區域。
[0033]可使電極的電連接直接至傳導板的傳導材料。優選地，允許傳導板在電滲析裝置的反應區域之外延伸，以提供電連接點。
[0034]在優選的實施方式中，形成電極的傳導板夾在非傳導隔板之間并且被其支撐。隔板可用于隔開進入和離開陰極流動路程和陽極流動路程的流體流。隔板可包括將傳導板暴露在反應區中的開口。膜可橫跨陽極和陰極之間的這些開口放置，以完成其中發生電滲析反應的膜電池。
[0035]隔板優選包括用于引入水的入口通道和流出淡水和濃縮物的出口通道。流動導向部件也優選并入隔板中，比如上面就第一方面討論的流動調整元件。因為隔板包括流動導向部件，它們通常具有比傳導板更大的尺寸。
[0036]優選地，傳導板配備結合到傳導板并且形成對應隔板形狀的形狀的密封件。因為隔板大于傳導板，所以密封件可延伸超過傳導板的邊緣。例如，傳導板可通常為矩形，和密封件可沿著矩形的兩個對邊結合和接著向外延伸超過矩形的剩余兩個邊。當傳導板和密封件放置在兩個隔板之間時，密封件形成封裝的電極室。兩個隔板可通過任何適當的手段夾在傳導板周圍，例如通過封裝電極堆棧的框架或通過將每對隔板連接在一起的螺釘。
[0037]密封件可為任何合適的材料，即有彈性的和耐水的材料。優選橡膠材料。優選地，密封件包括橡膠材料。可使用包含相對高水平填充劑的高密度橡膠。
[0038]已經發現，可能難以將密封件牢固地附連至電極，尤其是當使用鈦電極時。在優選的布置中，通過使用熱固性或硫化橡 膠克服了該問題，其中在熱處理之前將熱固性或硫化橡膠施用至電極，并且接著通過加熱和任選地加壓橡膠將其結合至電極，以在其與電極接觸時進行熱固或硫化過程。電極的表面可被調整，然后施加未處理的橡膠，例如通過蝕刻或其他化學過程。
[0039]如上就第一方面討論的，優選的實施方式對于陰極和陽極使用不同的流率。因此，該實施方式的電滲析裝置優選地為陰極和陽極并入備選(alternate)隔板設計。這使得陽極和陰極能夠使用不同的流動導向部件。而且，因為在優選的實施方式中，陽極和陰極可具有放置在距離各自水入口不同距離處的前沿，所以不同的隔板設計也可允許在需要的位置處支撐陽極板和陰極板。
[0040]在優選的實施方式中，裝置包括陰極室，其包括位于傳導板形式的陰極的每側上的第一和第二陰極隔板。裝置可包括陽極室，其包括位于傳導板形式的陽極的每側上的第一和第二陽極隔板。電滲析裝置可接著由一系列陽極和陰極室形成，膜在每個室之間。
[0041]隔板可包括通孔，當許多電極室堆棧在一起時，所述通孔形成水入口和出口通道。可具有一個或多個陽極入口通道和陽極出口通道。類似地，可有一個或多個陰極入口通道和陰極出口通道。在優選的實施方式中，為提供通過陰極的增加的流率，有兩個陰極入口通道，一個陽極入口通道，兩個陰極出口通道和一個陽極出口通道，每個具有大約相同的尺寸。優選圍繞通孔提供密封件以保持陽極流體和陰極流體分開。管可沿著堆棧中所有隔板的通孔穿過，以完成入口和出口通道。管可以是如下述的入口歧管。有利地，使用沿著通孔的管也可用于對齊電極堆棧中的室。
[0042]從第五方面看，本發明提供一種方法，其包括上述電滲析裝置用于處理海水的應用，優選用于處理壓艙水的應用。
[0043]從第六方面看，本發明提供制造包括多個陰極、多個陽極和多個膜的電滲析裝置的方法；該方法包括在電極堆棧中交替排列陰極和陽極，膜在每個陰極和陽極之間；其中陰極和陽極每個由單個傳導板形成，從而電極堆棧中陰極板和陽極板的兩個表面在使用時都與被處理的水傳導接觸。
[0044]該方法可包括提供密封件和將密封件與傳導板結合。在優選的實施方式中，熱固性或硫化橡膠用于密封件，和方法包括在熱處理之前施加橡膠至電極，和然后通過加熱和任選地加壓橡膠以在其接觸電極時進行熱固或硫化過程，將橡膠結合至電極。可調整電極的表面然后施加未處理的橡膠，例如通過蝕刻或其他化學過程。
[0045]優選地，方法包括將傳導板和密封件夾在非傳導隔板之間。兩個隔板可通過任何適當的手段夾在傳導板周圍，例如通過封裝電極堆棧的框架或通過將每對隔板連接在一起的螺釘。
[0046]隔板可用于隔開進入和離開陰極流動路程和陽極流動路程的流體流。隔板可包括將傳導板暴露在反應區中的開口。優選地，方法包括橫跨陽極和陰極之間的這些開口放置膜，從而膜夾在相鄰的電極之間。
`[0047]隔板可包括通孔，當許多電極室堆棧在一起時，所述通孔形成水入口和出口通道。可具有一個或多個陽極入口通道和陽極出口通道。類似地，可有一個或多個陰極入口通道和陰極出口通道。方法優選包括將管沿著堆棧中所有隔板的通孔穿過，以完成入口和出口通道。有利地，使用沿著通孔的管也可用于對齊電極堆棧中的室。
[0048]方法可包括上面就第三方面討論的步驟。方法可包括提供如上面就第一或第四方面的優選的特征闡釋的電滲析裝置的其他特征。
[0049]從第七方面看，本發明提供電滲析裝置，其包括:多個陰極、多個陽極和多個膜；陰極和陽極在電極堆棧中交替排列，膜在每個陰極和陽極之間，膜和陽極之間形成陽極流動路程并且膜和陰極之間形成陰極流動路程；電滲析裝置進一步包括用于分配水至陽極流動路程或至陰極流動路程的入口歧管，其中入口歧管包括沿著其長度配備孔的第一管，該孔連接至流動路程，和位于第一管中并且由第一管封裝的第二管，第二管在一端具有入口和在其第二端被封閉，并且第二管沿著其長度配備開向第一管的孔。
[0050]通過使用該嵌套管的布置，水可均勻地分配至沿著電極堆棧的所有流動路程。使用時，水可流過第二管的入口，流入并且沿著第二管流動，流出第二管的孔進入第一管，并且其后流出第一管進入電極堆棧。該水路程和來自孔的節流用于沿著電極堆棧的長度保持大體上恒定的壓力，并且因此水均勻地供應至所有陽極/陰極流動路程。
[0051]可僅為陰極或僅為陽極提供入口歧管，但是優選地，為陰極和陽極二者提供類似的入口歧管。如上面所討論的，通過陰極流動路程的流率比通過陽極流動路程的流率更高是有利的。因此，優選地，電滲析裝置包括如此用于陰極流動路程的入口歧管，其布置為比用于陽極流動路程的入口歧管流率更高。這可通過更大的歧管實現。但是，優選地，裝置包括用于陰極流動路程的兩個平行的入口歧管，平行地供應水至流動路程。當僅僅有一個類似的用于陽極流動路程的入口歧管時，這能夠確保與陽極流動路程相比大約兩倍的陰極流動路程流率。
[0052]歧管的管優選是圓形的。圓形的管容易獲得和/或制造，和另外地，易于形成用于安裝圓形歧管的孔。但是，入口歧管的管不限于圓形管，并且可以是例如具有矩形橫截面或
另一管形的管。
[0053]第一管的孔優選經流動導向裝置一例如上面討論的流動調整元件連接至流動路程。第一管的孔可采用橫向跨過管定位的狹縫形式。
[0054]第二管的孔可以是橫向跨過管定位的狹縫。第二管可在面向第一管的孔的第一側上具有孔。也可在對側上具有另外的孔。
[0055]優選地，第二管位于第一管內中心位置，即第一和第二管可以是同心的。
[0056]在優選的實施方式中，陽極和陰極由隔板支撐并且隔板配備通孔，其中入口歧管沿著隔板中的通孔定位，并且優選地其中第一管中的孔開向隔板中形成的流動導向部件。第一管可以是通過對齊隔板中的通孔形成的管。第二管可以是插入第一管中的管道。
[0057]在優選的實施方式中，電滲析裝置具有如上面結合第一或第四方面討論的特征。
[0058]從第八方面看，本發明提供一種方法，其包括上述電滲析裝置用于處理海水的應用，優選用于處理壓艙水的應用。
[0059]從第九方面看，本發明提供制造電滲析裝置的方法，所述電滲析裝置包括:多個陰極、多個陽極和多個膜；陰極和陽極在電極堆棧中交替排列，膜在每個陰極和陽極之間，膜和陽極之間形成陽極 流動路程并且膜和陰極之間形成陰極流動路程；方法包括提供用于分配水至陽極流動路程或至陰極流動路程的入口歧管，其中入口歧管包括沿著其長度配備孔的第一管，和在一端具有入口和在其第二端被封閉的第二管，并且第二管也配備孔，方法進一步包括在電極堆棧中提供第一管，從而第一管的孔連接至流動路程和將第二管定位在第一管中，從而第二管位于第一管中并且由第一管封裝，并且第二管的孔開向第一管。
[0060]在優選的實施方式中，陽極和陰極由隔板支撐，并且隔板配備通孔，方法包括在電極堆棧中沿著隔板的通孔提供入口歧管。
[0061]方法可包括如上面就第三或第六方面討論的步驟。方法可包括提供如上面就第一或第四方面的優選特征闡釋的電滲析裝置的其他特征。
[0062]從第十方面看，本發明提供用于處理水的電滲析裝置，其包括:膜電池，用于監測弓丨入水溫度的溫度監測設備和用于在引入水到達膜電池之前增加其溫度的加熱器，其中加熱器布置為當初始水溫度低于預定水平時操作來增加引入水的溫度。
[0063]已經發現，引入水的溫度低于某一水平導致驅動電滲析裝置需要的電能顯著增力口。電能的該增加可小于加熱水需要的電能。因此，當初始溫度過低時，通過加熱水提高了系統的效率。
[0064]電滲析裝置優選地用于處理海水，更優選用于處理壓艙水。電滲析裝置可用于安裝在船只比如輪船上。
[0065]加熱器可以是電能加熱器或燃料加熱器。但是，優選地，加熱器由廢熱提供動力，其可以例如通過來自發動機冷卻系統的廢熱提供或通過從發動機排氣回收的熱提供。這進一步提高了效率。加熱器可包括換熱器或類似的設備。
[0066]在優選的實施方式中，當初始溫度小于10°C時，更優選地當初始溫度小于15°C時和仍更優選地當溫度小于16°C時操作加熱器來增加引入水的溫度。已經發現，對于海水，當溫度下降小于16°C時，出現能量使用的顯著增加。優選地，水加熱至高于16°C，更優選地至少18°C和任選地至20°C或更高。已經發現，對于海水，超過約20°C的溫度沒有能量使用的顯著減少。
[0067]從第十一方面看，本發明提供通過使用膜電池的電滲析處理水的方法，方法包括:監測引入水的溫度并且如果初始水溫度低于預定水平在其到達膜電池之前增加引入水的溫度。
[0068]優選地，方法是處理海水的方法，更優選地是處理壓艙水的方法。方法可用于處理在船只比如輪船上的壓艙水。
[0069]加熱水的步驟可使用加熱器。加熱器可以是電能加熱器或燃料加熱器。但是，優選地，方法包括通過使用熱加熱水，其可例如通過來自發動機冷卻系統的廢熱提供，或通過從發動機排氣回收的熱提供。
[0070]優選的實施方式包括當初始溫度小于10°C時，更優選當初始溫度小于15°C時和仍更優選地當溫度小于16°C時，增加引入水的溫度。優選地，水加熱至高于16°C，更優選加熱至至少18°C和任選地至20°C或更高。
[0071]從第十二方面看，本發明提供制造電滲析裝置的方法，其包括提供膜電池，提供用于監測引入水溫度的溫度監測設備，和提供用于在引入水到達膜電池之前增加其溫度的加熱器，加熱器布置為當初始水溫度低于預定水平時操作來增加引入水的溫度。
[0072]可組合上述方面和優選實施方式的電滲析裝置和方法。上述方面和優選實施方式的電滲析裝置可包括下列特征的一種或多種和/或可并入包括任何下列特征的水處理裝置。
[0073]膜可以是用于水的電滲析的任何合適的膜，比如水不可滲透的離子交換膜。例如，如果膜電池由AC電供電，則可任選地使用離子選擇性膜。
[0074]電滲析處理優選應用至待處理水的僅僅一部分，該部分與水的主體分開，并且電滲析裝置的產物返回水的剩余部分以處理全部水。在優選的水處理裝置中，電滲析裝置處理的水部分優選就在處理之前與引入水流分開，并且接著隨著水的剩余部分經過而通過電滲析裝置——而不被電滲析裝置處理。因此，裝置可包括主流動路程，其中入口流動路程布置為將一部分流從主流動路程分離，并且引導其通過電滲析裝置。可選地，電滲析裝置處理的水部分可從分開的源提供，例如鹽水或咸水的外部源。在兩種情況下，裝置可包括從出口流動路程至主流動路程的連接，其中出口流動路程將電滲析裝置的產物添加至主流動路程。
[0075]未被電滲析裝置處理的水可暴露于其他處理，有效地與對所述水部分的電滲析處理平行，例如空化處理或氮注入處理，如下面更詳細討論的。
[0076]優選地，按體積計小于10%，更優選小于5%和仍更優選小于2%的進入處理裝置的總水流通過電滲析裝置。盡管取決于條件可使用低至1%或0.5%的量，但是按體積計約1.6%的量是優選的。通過改變電滲析裝置中使用的電流和水的鹽度，可能操縱必要的流量。因此，取決于這些因素和具體的處理應用，使用的流量可以更大或更小。
[0077]在優選的實施方式中，本發明是壓艙水處理裝置。如上面所討論的，該類型的水處理對于壓艙水是尤其期望的。許多現有的水處理不適于壓艙水處理，這是因為在短時間間隔內需要處理大量的水。因為僅僅一部分水需要通過電滲析裝置，水的剩余部分不穿過電滲析裝置，所以與需要全部水直接被電處理作用的備選方案相比，處理可在給定時間內應用于更大體積的水。
[0078]電滲析裝置可用于分別在陰極和陽極生產淡水流和濃縮物流，返回水的電滲析裝置的產物由這些流的一種或二者的一些或所有組成。電滲析裝置的產物可簡單地為電滲析裝置產生的一些或所有的濃縮物流。但是，優選地，電滲析裝置的產物是一些或所有的濃縮物流的混合物，理想地其大部分與至少一部分淡水流的混合物，理想地淡水流以比濃縮物量更小的量。濃縮物流包含增加含量的不同氧化物，并且當電滲析裝置的產物返回主水流時，氧化物對于殺死水中的微生物或使其失活尤其有效。
[0079]電滲析處理之后，濃縮物可比處理之前的水具有更低的pH，并且淡水可具有更高的pH。混合濃縮物與一些或所有的淡水使得調整電滲析裝置的產物的pH。
[0080]在優選的實施方式中，濃縮物流和至少一部分淡水流在穿過電滲析裝置之后立即混合。這可通過移出一部分淡水流，并接著混合淡水的剩余部分與濃縮物流實現。移出的淡水的量可在按體積計20%和80%之間。在可選的優選實施方式中，返回主水流的電滲析裝置的產物是所有淡水流連同所有的濃縮物流。已經發現，在一些情況下，需要全部淡水，以在電滲析裝置的產物混合之后提供期望的PH和終水流的其他特性。在該情況下，淡水和濃縮物可一起反應以消耗來自水的所有的氧化物和活性產物。但是，在所有的氧化物和活性產物被淡水和濃縮物的反應消耗之前，也發生殺死微生物的反應。而且，電滲析過程不是完全可逆的。例如，反應可產生離開水的氣體比如氫和氯。
[0081 ] 為了控制混合比，監測pH，并且控制平衡以保持pH在期望的范圍內。可通過pH電極進行PH監測。優選地，保持pH小于6，例如在從4至6的范圍內，通常在約5的pH。可通過改變添加至濃縮物的淡水的量，例如通過改變混合之前移出的淡水的量，控制電滲析裝置的產物的混合比和pH。通過控制供應至電滲析裝置的電流或電壓也可進行pH的控制，從而改變所得電滲析作用的強度，并且因此改變濃縮物的氧化強度。
`[0082]裝置可包括用于移出一部分淡水流的淡水移出流動路程。為了促進濃縮物和未移出的淡水的混合，裝置可在出口流動路程之前包括混合區域。在一種優選的實施方式中，混合區域是緩沖液罐。可選地，可隨著濃縮物和淡水流過出口流動路程，將其混合。混合可與濃縮物流和未移出部分的淡水流與主流混合同時發生，即電滲析裝置的產物可由兩部分組成:僅僅當這兩部分與水的剩下部分混合時這兩部分混合。可通過混合區域或出口流動路程中的靜態混合器或湍流誘導工具促進混合。
[0083]移出的淡水可在電滲析裝置之前再注入水上游。如果其他處理階段包括在水處理裝置中，比如空化處理或過濾處理，那么淡水的剩余部分優選在其他處理階段之前并且甚至在壓艙泵(ballast pump)之前再注入。再注入淡水避免對其處理的需要。淡水也將有利地用作清洗劑，尤其用于過濾過程——如果其在過濾之前注入。
[0084]可通過監測氧還原勢(ORP)和/或總殘余氧化物(TRO)的消耗，控制再注入主流的濃縮物和淡水的特性和量。ORP期望值的范圍可為250 - 800mV,更優選300 - 500mV。再注入之后TRO的即刻初始值優選地在I和IOmg C1/L之間，更優選在2和5mg C1/L之間，通常在I至36小時時期之后快速下降至0.01-lmg Cl/L。TRO的消耗強烈依賴于待處理水的特性。為了使電滲析裝置的性能最優化，期望布置校準流環，其允許在開始實際的水處理之前預先設定電流和混合比。當ORP和/或TRO測量值超過期望的范圍時，那么相應地調整電滲析裝置的操作。
[0085]為了引導水流，裝置可包括導管、管道、擋板等。電滲析裝置可整合入主水流的流動路程，并且因此裝置可包括主流管道或主流的導管，更小的管道或導管或類似物用于引導一部分主流通過該裝置。可選地，電滲析裝置可提供為單機裝置，其可連接至現有的水導管以處理其中的水。在該情況下，處理裝置可包括用于將單機裝置連接至現有導管的合適管道或導管，以及需要的閥門、計量泵(一個或多個)等。
[0086]鹽水的獨立源可用于增加用于電滲析裝置的輸入電解質并且增加其鹽度。這可能是例如作為淡水生產的副產物產生的鹽水或在專用鹽水生產工廠，比如反滲工廠中產生的鹽水。循環反滲工廠可用于產生飽和的鹽水溶液，用于添加至輸入電解質。當系統用于處理淡水或弱含鹽水時，需要添加鹽水或類似物，因為否則電處理將不是有效的，這是由于水中缺乏離子。鹽水也可添加至低鹽含量的海水，以便使電解質的含鹽量至優選的水平。在較低的鹽含量，需要較大的電流以實現使用電滲析裝置的相同處理效果。因此，通過增加鹽含量，可實現能量使用的減少。作為例子，在北海(North Sea)，千分之25或更高的鹽度是典型的，而在波羅的海，表面水具有約千分之7的低得多的鹽度。優選地，鹽水添加至電滲析裝置的輸入電解質，以保持至少千分之25的鹽度。
[0087]優選地，處理之后，將水保存在容器或罐中一段時間。這使得來自電滲析裝置的產物的氧化物和活性物質對水中的微生物和其他有害物質有充分的作用時間。在具體優選的實施方式中，本發明用于船的壓艙水處理，其中水當被接收到壓艙罐中時進行處理，并且接著其在排出之前存儲在壓艙罐中。在該情況下，當船在重新裝載貨物和排出壓艙水之前從港口到港口移動時，通常有合理的存儲時間。該時間可有利地用于允許電滲析裝置產物的處理生效。
[0088]處理流動路程可由主流動路程外部的導管形成。這使得現有水流動路程容易調整，以通過添加適當的入口和出口接合點(junction)來包括處理裝置。可選地，處理流動路程可與主流動路程整合為單 個裝置。
[0089]水處理裝置可任選地包括氣體注入裝置，用于在電滲析裝置的產物返回水之前或同時將氮氣注入水。在一些情況下，優選在電滲析裝置的產物返回水之后立即注入氮氣。認為水的氮化作用延長氧化物處理，并且也具有有益的腐蝕降低作用。
[0090]氮氣可注入所有的或部分水流，如在W02008/047084中討論的。氮氣優選以足夠量注入以確保處理的水用氮氣過飽和。在優選的實施方式中，部分水流從主流分離，并且氮氣注入該部分。優選地，該部分水流小于水流總體積的15%。當氮化的水流再引入主水流時，靜態混合器可用于促進兩個水流的混合。
[0091]水處理裝置可任選地包括用于對水施加空化處理的空化裝置。使用空化裝置對水中的微生物和其他活的或非活的物質產生物理作用，并且因此分解這些有害的成分。優選地，空化裝置放置為在應用電滲析處理之前處理水。任選的空化處理可因此用于消除更大的和更復雜的生物體，以及分解其他不期望的物質，并且尤其分解微生物群或簇(clump)。這可為電滲析裝置的處理作用提供預處理，因為破壞的和分解的生物體更容易被膜電池的產物攻擊，可接著提供最終水平的處理，其消除任何殘留的生物體，并且能夠更有效地起作用，這是因為更大尺寸的生物體和生物體群已經被分解的事實。[0092]可選的預處理或另外的預處理可任選地通過對水施加高頻率交流電的電處理裝置提供，頻率足夠高以物理破壞水中的微生物。電處理裝置可包括與流動水接觸的電極。足夠高意思是頻率足夠高以提供對微生物的物理作用。例如，可使用至少50Hz的頻率，優選至少500Hz和更優選至少IkHz的頻率。優選地，頻率足夠高以破壞或弱化生物體的細胞壁、細胞膜或細胞核。
[0093]電極可以1-相或3-相構造連接。施加的頻率的特征可為其中頻率改變，例如掃頻或噪聲圖。優選地，使用中等電壓，例如對于1-相構造可使用小于120伏特的電壓。避開高壓避免電擊身亡的風險和與高壓相關的其他危險。
[0094]上述各個方面的方法，在優選的實施方式中可包括對應優選的上面討論的裝置特征的方法特征。方法可用于處理壓艙水，并且方法優選地包括:根據上面闡釋的任何方面或優選的實施方式處理用于填充壓艙罐的水，任選地將氮氣注入水中，將處理的水存儲在壓艙罐中，從罐中排出水,任選地通過注入包含氧的氣體處理排出的水,任選地向水施加重復的殺微生物動作，和將水釋放至環境。
[0095]通過處理水，當水進入和離開罐時，存儲和釋放非期望物質尤其是微生物和其他有機物的風險大大降低，這是因為各種處理步驟導致這類物質分解成非危險狀態。將氮氣任選的注入隨后存儲的水中，通過減少溶解在水中的氧氣量減少了壓艙罐的腐蝕。另外，這減少了腐蝕保護系統比如涂層和涂料的風化，因為氧化是這種風化的原因。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0096]現在將僅僅通過 實例的方式并且參考附圖，描述本發明優選的實施方式，其中:
[0097]圖1顯示具有電滲析裝置的壓艙水處理系統，
[0098]圖2圖解包括電極堆棧的電滲析裝置，
[0099]圖3顯示如圖2的裝置中使用的單個電極室，
[0100]圖4顯示電極板和密封件，
[0101]圖5是電滲析裝置的部分剖視圖，其中可見流量分配器，
[0102]圖6是流量分配器內管的透視圖，
[0103]圖7是顯示流動調整元件的隔板的局部視圖，
[0104]圖8是示意性線框圖，其顯示流量分配器和流動調整元件的進一步細節，
[0105]圖9是通過兩個陰極室和一個陽極室一部分的橫截面，其顯示電極的前沿，
[0106]圖10顯示當未使用優選的流量分配器時，在計算機模型中，沿著電極堆棧，通過每個陰極室的速度的圖，
[0107]圖11顯示當使用優選的流量分配器時，在計算機模型中，沿著電極堆棧，通過每個陰極室的速度的圖，
[0108]圖12顯示當未使用優選的流動調整元件時，在計算機模型中，橫跨陰極流動路程寬度的速度的圖，和
[0109]圖13顯示當使用優選的流動調整元件時，在計算機模型中，橫跨陰極流動路程寬度的速度的圖。
【具體實施方式】[0110]圖1的布置使用壓艙水處理系統中的電滲析裝置，但是認識到存在優選電滲析裝置的其他應用，并且可調整電滲析裝置以適合不同的要求。尤其地，應理解本文描述的電滲析裝置可用于壓艙水處理，或用于其他水處理應用，而不需要結合圖1示例性布置中顯示的其他處理類型。
[0111]因此，圖1圖解包括電滲析裝置8的壓艙水處理系統。在該實施例中，過濾水和然后通過空化裝置10、氣體注入裝置14和電滲析裝置8處理。這一系列的處理使得水中的生物體破壞和死亡。以及影響水中的生物體，在注入裝置14添加至水的氮氣降低水中溶解的氧氣水平，并且減少生物體再生長的可能，以及減小涂層的風化和腐蝕的速度。此外，認為氧氣的減少延長經電滲析裝置的產物8引入水中的氧化物的作用。通過控制的氣氛管理，當壓艙罐通過使用氮氣排空時，這些作用被進一步提高。
[0112]在壓艙罐的填充期間，通過使用船的壓艙泵系統2，從大海通過入口管I泵送壓艙水。泵2之后，水流通過管道并且通過第一過濾器4過濾，其從水中過濾較大的顆粒。這些形成在壓艙上升道(uptake)排出的淤泥。
[0113]在第一過濾器4的下游，可任選地安裝增壓器。增壓器可用于保持在裝置進一步下游成功處理所需要的水壓水平。
[0114]在該實施例中，水然后繼續流入空化裝置10。在空化裝置10中，通過流體流速的快速加速誘導水動力空化，其使得流體靜壓力快速下降至流體蒸汽壓力。然后，這導致蒸汽泡形成。在使得氣泡生長的控制時間段之后，接著是快速控制的減速。這使得流體靜壓力快速上升，其造成蒸汽泡劇烈破裂或爆炸，使水中的任何生物體或類似物暴露于高強度壓力和溫度脈沖下，這使得水中的生物體分解。
[0115]空化裝置10之后，部分水流過電滲析裝置8。水的剩余部分未被電滲析裝置8處理，并且可簡單地繼續沿著管道或導管流動至稍后的處理階段。在圖1的實施方式中，電滲析裝置外部安裝至主流導管，并且因此可改造更新現有的處理系統。
[0116]在可選的實施方式中，代替或除了通過電滲析裝置8處理引入的壓艙水，鹽水或咸水的另一來源24可用作電滲析裝置8的輸入電解質。這可以是，例如，作為船淡水生產中副產物產生的鹽水。
[0117]優選實施方式的電滲析裝置8配備溫度控制系統9。這用于確保電滲析裝置8使用的水不下降至設定的溫度以下。溫度控制系統9包括監測引入水溫度的溫度監測設備9a和在引入水到達電滲析裝置8的膜電池之前增加引入水溫度的加熱器％，加熱器9b布置為當初始水溫度低于預定水平時操作來增加引入水的溫度。在該實施方式中，預定水平是16°C。如果引入水的溫度低于16°C，那么使用加熱器將水加熱上至約20°C。加熱器9b使用來自船發動機的廢熱。
[0118]下面參考圖2至9詳細描述的電滲析裝置8產生淡水流11和濃縮物流12。這兩個流前進至PH平衡器或混合裝置13，其產生引導返回主水流的電滲析裝置8的產物17，并且取決于產物17的組成，混合裝置13也可給出(give out)淡水殘余物(residue) 18。混合裝置13包括泵或類似物，以控制添加至濃縮物12的淡水11的量，以形成電滲析裝置8的最佳產物17。
[0119]在電滲析裝置8的產物17注入點的下游，有取樣和測量點15，其測量ORP和/或TR0，將測量值傳送至混合裝置13。這些測量監測電滲析裝置8對水的作用，并且用于控制混合裝置13，例如通過控制計量泵。
[0120]淡水殘余物18可在所有處理步驟之前并且優選地也在過濾器4和/或壓艙水泵2之前再注入引入水。可選地，其可保存在儲存罐25或船的艙底水罐26中。
[0121]在顯示的布置中，在電滲析裝置8的產物17返回主流之后，氣體注入裝置14處理水。但是，在可選的布置中，產物17返回氣體注入裝置14下游的主流，監測裝置15類似地在氣體注入裝置14的下游，監測產物17已經混合之后水的狀況。
[0122]在氣體注入裝置14中，使用蒸氣/氮氣注射器或氣體/水混合器，將氮氣16注入引入水，以便實現水中期望水平的氮過飽和，其殺死生物體，并且通過減少氧氣水平減少腐蝕。這也延長水中氧化物的處理作用。
[0123]處理裝置的下游，通過船的壓艙水管道系統23，將處理的水分配至壓艙水罐。這里，抽空過多的氣體，直到實現穩定的狀況。這通過與罐通風系統整合的閥門調節。這些閥門確保壓艙水保留在罐中期間罐中穩定的狀況，尤其水中高水平的氮過飽和和低水平的溶解氧。保持過飽和水平導致通過過飽和本身并且也通過由電滲析裝置8引入的氧化物二者造成的持續的水處理。因此，處理產生處理的水，其在水存儲在壓艙罐中時繼續殺死任何活的生物體或使其失活。
[0124]水接著留下靜置在壓艙水罐中。當排出壓艙水時，水流過排出處理過程，該過程使水的含氧量返回至環境可接受的水平，進行排放。從壓艙罐泵送水，并且至少經過氣體注入裝置14。這用于將氧氣返回水——因為空氣替換氮氣作為注入氣體。任選地，隨著水排出，其可通過空化裝置10再處理。
[0125]現在將闡釋電滲析裝置8的操作。下面參考圖2至9描述電滲析裝置8結構布置的實施方式。如上面所討論，電滲析是電子膜過程，在該過程中，離子運輸通過流體系統中的離子交換膜。在電·滲析裝置的最簡單實施中，單個膜放置在電極之間。在兩個電極之間施加電壓產生的電荷允許離子被驅動通過膜，條件是流體是傳導性的。通過圖中未顯示的常規類型的電源連接點施加電壓。兩個電極分別表示陽極和陰極。電荷在不同的電極產生不同的反應。在陽極，電解質將具有酸性特性，而在陰極，電解質的特性將變為堿性。選擇電滲析中使用的膜以能夠允許離子交換同時膜是液體不可滲透的。這使得堿性溶液與酸性溶液保持分開。
[0126]其中引入電解質是從壓艙水管線引入的壓艙水(即海水)的電滲析膜電池中發生的各種反應顯示在下面表I中。這包括陰極側上產生水鎂石(Mg(OH)2)的反應。因為除了鈉和鎂鹽之外，水中還可存在多種化合物，所以也將發生其他反應。
[0127]表I
[0128]
【權利要求】
1.電滲析裝置，其包括: 多個陰極、多個陽極和多個膜； 其中所述陰極和所述陽極在電極堆棧中交替排列，膜在每個陰極和陽極之間；和 其中所述陰極和所述陽極每個由單個傳導板形成，從而封裝在所述電極堆棧中的陰極板和陽極板的兩個表面在使用時與被處理的水傳導接觸。
2.如權利要求1所述的電滲析裝置，其中所述電極堆棧包括形成多個膜電池的多組電極，單個組中的每個電極并聯連接，并且每組電極串聯連接。
3.如權利要求2所述的電滲析裝置，其中在所述電極堆棧中每組電極外端處的電極都是陰極。
4.如權利要求1、2或3所述的電滲析裝置，其中所述電極被直接電連接至所述傳導板的傳導材料。
5.如前述權利要求任一項所述的電滲析裝置，其中所述傳導板在所述電滲析裝置的反應區域之外延伸，以提供電連接點。
6.如前述權利要求任一項所述的電滲析裝置，其中形成所述電極的所述傳導板夾在非傳導隔板之間并且被其支撐，用于隔開進入和離開陰極流動路程和陽極流動路程的流體流。
7.如權利要求6所述的電滲析裝置，其中所述傳導板配備結合至所述傳導板并且形成對應所述隔板外緣形狀的形狀的密封件。
8.如權利要求所述的電滲析裝置7，其中所述密封件延伸超過所述傳導板的邊緣。
9.如權利要求6至8任一項所述的電滲析裝置，其中所述隔板包括將所述傳導板暴露在所述反應區中的開口，和其中橫跨陽極和陰極之間的這些開口放置所述膜，以完成所述膜電池。
10.如權利要求6至9任一項所述的電滲析裝置，其中所述隔板包括用于引入水的入口流道和流出淡水和濃縮物的出口流道。
11.如權利要求6至10任一項所述的電滲析裝置，其中所述隔板包括流動導向部件，用于向陰極流動路程和/或陽極流動路程提供均勻流和/或層流。
12.如權利要求6至11任一項所述的電滲析裝置，包括所述陰極和所述陽極的備選隔板設計。
13.如權利要求12所述的電滲析裝置，其中所述備選陰極和陽極隔板包括不同的流動導向部件和/或為陰極流動路程和陽極流動路程提供不同的流率。
14.如權利要求12或13所述的電滲析裝置，其中當在所述電極堆棧中組裝時，不同隔板設計在不同的位置支撐所述陽極板和陰極板。
15.如權利要求6至14任一項所述的電滲析裝置，包括陰極室和陽極室，所述陰極室包括位于傳導板形式的陰極的每側上的第一陰極隔板和第二陰極隔板，并且所述陽極室包括位于傳導板形式的陽極的每側上的第一陽極隔板和第二陽極隔板，其中電滲析裝置包括一系列陽極和陰極室，膜在每個室之間。
16.如權利要求6至15任一項所述的電滲析裝置，其中所述隔板包括在所述電極堆棧中對齊以形成水入口和出口通道的通孔。
17.如權利要求16所述的電滲析裝置，其中有兩個陰極入口通道、一個陽極入口通道、兩個陰極出口通道和一個陽極出口通道，每個具有大約相同的尺寸，以便提供通過所述陰極流動路程的增加的流率。
18.如權利要求16或17所述的電滲析裝置，其中圍繞所述通孔提供密封件以保持陽極流體和陰極流體分開。
19.一種方法，其包括前述權利要求任一項所述的電滲析裝置用于海水處理的應用，優選用于壓艙水處理的應用。
20.制造包括多個陰極、多個陽極和多個膜的電滲析裝置的方法；所述方法包括: 在電極堆棧中交替排列所述陰極和所述陽極，膜在每個陰極和陽極之間； 其中所述陰極和所述陽極每個由單個傳導板形成，從而所述電極堆棧中陰極板和陽極板的兩個表面在使用時與被處理的水傳導接觸。
21.如權利要求20所述的方法，包括為每個傳導板提供密封件和將所述密封件與所述傳導板結合。
22.如權利要求21所述的方法，其中熱固性或硫化橡膠用于所述密封件，并且所述方法包括在熱處理之前施加所述橡膠至所述電極，并且通過在其與所述電極接觸的同時進行熱固或硫化過程將所述橡膠結合至所述電極。
23.如權利要求21或22所述的方法，其中所述方法包括將每個傳導板和密封件夾在非傳導隔板之間。
24.如權利要求23所述的方法，包括在所述隔板中提供將所述傳導板暴露在所述反應區中的開口，并且橫跨陽極和陰極之間的這些開口放置所述膜，從而所述膜夾在相鄰的電極之間。
25.如權利要求20至24任一項所述的方法，包括提供具有如權利要求1至18任一項所述特征的電滲析裝置。
26.—種電滲析裝置，其基本上如本文參考附圖的圖2至9所描述的。
27.制造電滲析裝置的方法，其基本上如本文所描述的。
【文檔編號】C02F1/469GK103443034SQ201280013565
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年1月13日 優先權日:2011年1月17日
【發明者】A·B·安德森 申請人:海洋保護公司