專利名稱：改進滲透工藝的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體而言涉及一種改進滲透工藝的裝置和方法，并且特別是利用形成包合物，改進反滲透工藝以凈化水的裝置和方法。
背景技術(shù)：
可用水的生產(chǎn)很快成為全世界的一個危急的問題。現(xiàn)在公認需要無污染水。無污染意味著當水在液態(tài)時，不包含對水的預(yù)定用途有害量的離子、分子、病毒、細菌等。例如，對于飲用水，無污染水被定義在一個充分凈化的水平，從而使在飲用該水時，不會對生命系統(tǒng)(如植物或動物)造成死亡或疾病，或者有難聞的氣味或味道。在大多數(shù)情況下，每一生命系統(tǒng)都對造成它死亡或疾病的污染程度有一特定的極限。又比如，當應(yīng)用于工業(yè)的用途，例如應(yīng)用于制藥工業(yè)或芯片制造工業(yè)，作為無污染水其純度必須相當高。
通常，污染物質(zhì)通過將廢液轉(zhuǎn)換為固體或氣態(tài)或通過過濾從液體水中去除。當固體或氣相水轉(zhuǎn)回液相水時，污染物質(zhì)可以重新進入水循環(huán)。由于這些普通裝置人工操作可能沒有效果而且不經(jīng)濟，一種被稱為滲透的機理、更特別的是反滲透已經(jīng)得到了使用。
當在半滲透膜的兩側(cè)有化學勢差時會發(fā)生滲透。在半滲透膜一側(cè)的純?nèi)軇┖驮诹硪粋?cè)的溶液之間的這種化學勢差，使溶液和溶劑尋求一種平衡狀態(tài)。例如，在一種海水溶液中，鈉和氯化物離子是主要的溶質(zhì)粒子，通過半滲透膜將海水與純凈水隔離，海水的化學勢與純凈水不同，部分是由于當固體溶解在液體中時，熵值產(chǎn)生增加。如由熱力學定律所公知，所有的物質(zhì)系統(tǒng)都在尋求它們的最低能級，因此在一個簡單的滲透反應(yīng)中，水的凈流量將從溶劑側(cè)(在我們的實施例中的純凈水)穿過膜，并且溶液(海水)將變得更淡直到達到一個平衡狀態(tài)。


圖1舉例說明了通常的滲透示意圖。在圖1中，含有溶解的溶質(zhì)的一種溶液(101)與溶劑(102)通過半滲透膜(103)隔離。在這個系統(tǒng)中，溶劑(102)的單個分子在通過膜(103)的兩個方向上穿行，并且溶質(zhì)離子或分子(104)被膜(103)阻擋。由于系統(tǒng)尋求平衡，在膜(103)溶液側(cè)(106)的水分子增加。由于在膜一側(cè)水的數(shù)量增加，并且在另一側(cè)減少，水柱(107和108)的高度將反映這種相關(guān)的差別，因此產(chǎn)生了一個壓力差(109)，當壓力差等于化學勢差時，水的凈流量接近零。膜兩側(cè)的壓力差稱為滲透壓。
通過滲透工藝，單個水分子將從膜的純凈水側(cè)透過膜而稀釋污染水的濃度。通過使用純凈水稀釋污染水而制造出可用水。因此，滲透本身不能去除污染物。相反地它只能減少污染物的濃度。
任何滲透系統(tǒng)的平衡位置通過改變一個或多個涉及獲得平衡位置的變量而變化。這些變量例如溫度、外部壓力、通過半滲透膜的溶液和溶劑的濃度差、以及膜的性質(zhì)。這樣，可強制水或溶劑的凈流量與化學勢反向而通過膜，這一過程被稱為反滲透。用于產(chǎn)生反滲透的最常用的變量是外部壓力和膜的性質(zhì)。如果膜溶液側(cè)外部壓力升高到高于滲透壓時，水或溶劑的凈流量將從溶液通過膜進入含純凈水或滲透液(permeate)側(cè)。
圖2是反滲透工藝的示意圖。溶液(101)又通過半滲透膜(103)與溶劑(102)隔離。壓力(201)施加于溶液(101)，溶劑凈流量從溶液中移出進入溶劑(105)。隨著時間的推移，純凈水或溶劑的數(shù)量增加，并且溶液變得更濃。
在本領(lǐng)域完成類似滲透或反滲透工藝的商業(yè)上可用的設(shè)備是公知的。例如，DesalTMMembrane Products制造的Low Pressure Cell TestUnit，其應(yīng)用反滲透工藝來凈化水。另外，例如，WaymireEnvironmental Incorporated提供了家庭使用的反滲透系統(tǒng)(即Waymire’s Undersink Reverse Osmosis Systems US-550、US-500P、US-650P)。凈化水的流量和所獲得的水的純度依賴于對溶液施加的壓力(相對于滲透壓)以及和通過使用膜。
水凈化領(lǐng)域已公認，需要在保持水流量和/或純度的條件下，減小滲透和反滲透工藝所需的外部壓力。例如，Glew的美國專利3,216,930披露了在低于1000psi的壓力下使用反滲透工藝回收飲用水。然而，Glew描述的方法要求來自溶液中的水通過膜提取進入一個液體兩相系統(tǒng)(例如水溶解在液體二氧化硫萃取劑中和二氧化硫溶解于水中)。隨著水從溶液中移出，在兩相系統(tǒng)中水的體積增加。另外Glew公開的方法需要一個附加的步驟例如閃蒸而從兩相系統(tǒng)中移出水，例如以生產(chǎn)飲用水。Glew公開的方法有若干缺點。它需要使用一種兩相系統(tǒng)，而其組分并不是很容易得到的。它還需要對標準的滲透設(shè)備進行重大的再設(shè)計，并且還需要一個附加的工藝步驟例如閃蒸，以從兩相系統(tǒng)中移出水。
因此，需要一個改進的滲透和反滲透工藝，其在降低的壓力下保持流量和/或純度，并且也容易適用于現(xiàn)有的滲透和反滲透系統(tǒng)。還需要一個改進的滲透和反滲透工藝，其在滲透或反滲透工藝完成后不需要附加的分離系統(tǒng)以進一步凈化水。
此外，進行滲透和反滲透工藝的設(shè)備必須定期地清潔。由于半滲透膜表面被聚集的細菌堵塞，膜也必須定期更換。因此，需要一個改進的滲透和反滲透工藝，延長裝置清潔期間和膜更換期間的時間。
發(fā)明概述本發(fā)明內(nèi)容是基于一種發(fā)現(xiàn)，即，通過將改進的包合物工藝與滲透和反滲透工藝相結(jié)合可除去水中的污染物、鹽和其它雜質(zhì)。包合物通常是一種固體絡(luò)合物，其中一種物質(zhì)的分子被完全封閉于其它物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)。當水分子環(huán)繞特殊的惰性或疏水性離子或分子排列時，這些結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為水包合物。水分子結(jié)合在一起形成籠型結(jié)構(gòu)，被稱為主體。惰性或疏水性離子或分子占據(jù)籠型結(jié)構(gòu)的中心被稱為客體。
在水包合物結(jié)構(gòu)中可作為客體物質(zhì)的實例列于下表1中。
表1

本發(fā)明利用一種改進的包合物工藝，因為在本發(fā)明之前，發(fā)明者不知道有使用包合物與滲透或反滲透工藝結(jié)合，以提高液體滲透物的質(zhì)量或數(shù)量。相反地，在過去，其他一些人試圖利用形成固體水包合物與冷凍工藝相結(jié)合，作為制造可用水的方法。舉例來說，見McCormack的美國專利5,553,456和Max等的美國專利5,873,262。使用在這些專利中描述的固體包合物，試圖利用水包合物相對于含水的非包合物的更高熔點，從而減少能耗，其使水溶液的凍結(jié)成為一種制造可用水的實用途徑。
如在這里所公開的，包合物形成工藝包括向經(jīng)歷滲透工藝的溶液進料物流中注入一種包合物成型客體物質(zhì)。該客體物質(zhì)通常是一種氣體，雖然它也可以是固體或液體，其被引入到滲透單元進口流動物流中。引入到要被凈化的水中的客體物質(zhì)的數(shù)量優(yōu)選稍微大于可溶解在溶液中的氣體的數(shù)量。
在不限定本發(fā)明于任何特別的理論原理的條件下，申請人確信本發(fā)明的水包合物的形成至少部分地依賴于客體物質(zhì)的特性，以及溶液的溫度和壓力。任意地，并且如果需要，也可將第二種包合物客體形成物質(zhì)引入進料物流中。該第二種客體物質(zhì)可稱為“助手”氣體，因其看起來有助于包合物的形成和凈水活性。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)向要通過反滲透凈化的溶液中注入包合物形成客體物質(zhì)(一種或多種)，導致獲得比在沒有使用包合物形成物質(zhì)的條件下更多的凈化水。使用包合物形成物質(zhì)生產(chǎn)的水，比在同樣條件下沒有使用包合物形成物質(zhì)得到的水含有更少的雜質(zhì)。
本發(fā)明因此比傳統(tǒng)的水凈化方法具有一定的優(yōu)點，傳統(tǒng)的水凈化方法即煮沸、凍結(jié)和反滲透，任何一個都需要更多的能量，并且在多數(shù)情況下，除反滲透外，在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用上要花費更多的費用。本發(fā)明提供的優(yōu)點在于可以更有效和更經(jīng)濟地去除水中的雜質(zhì)。本發(fā)明提供的優(yōu)點還在于在低壓下操作，同時可以比傳統(tǒng)的滲透和反滲透系統(tǒng)生產(chǎn)出至少相同數(shù)量和質(zhì)量的凈化水。
本發(fā)明另外的優(yōu)點是，在滲透和反滲透系統(tǒng)的下游，于滲透和反滲透過程完成后，不需要附加的設(shè)備或過程以從例如水中分離雜質(zhì)或第二種溶劑。在一些應(yīng)用中，當客體物質(zhì)昂貴或難以獲得時，可能需要對包合物形成物質(zhì)進行循環(huán)，例如，因此需要一些極小的下游設(shè)備。
本發(fā)明提供的另一個優(yōu)點在于可以容易地與現(xiàn)有滲透設(shè)備結(jié)合，例如DesalTMLow Pressure Cell Test Units和Waymire’s UndersinkReverse Osmosis Systems，從而改進現(xiàn)有設(shè)備的性能?？梢詮暮Ｋ蚱渌粷嵉乃粗腥コ碾s質(zhì)，包括但不限于鈉和氯化物離子，以及SO4-3，Mg+3，Ca+2，K+，HCO3-，Br-，Sr+2和F-。本裝置和方法也提供了更有效的手段以去除不能穿透半滲透膜的任何雜質(zhì)，如重金屬、分子或有機體污染物，包括除草劑、殺蟲劑、病毒、原生生物和細菌。
本發(fā)明提供的另外的優(yōu)點在于，其通過使結(jié)垢和集結(jié)最小化而減少了由于細菌的集結(jié)而在半滲透膜表面的結(jié)垢、以及管壁和管道的阻力。通過改變包合物形成客體物質(zhì)使這種集結(jié)減少和/或消除。例如，空氣和氮氣兩者中每一個都可以作為本發(fā)明的客體物質(zhì)。一些細菌需要氧氣生存(需氧細菌)；其它細菌在氧存在下不能生存(厭氧細菌)。通過從空氣到氮氣的轉(zhuǎn)換以及轉(zhuǎn)回空氣，生物物質(zhì)造成的膜的堵塞被推延或消除。這種細菌造成膜堵塞的推延和/或消除，縮短了停產(chǎn)時間，減少了其它問題以及相關(guān)的維護費用。
前面已經(jīng)概述了本發(fā)明大致的特征和技術(shù)上的優(yōu)點，以便更好地理解下面詳細描述的發(fā)明。本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點將在下面更詳細地描述。
附圖簡要說明為了更全面地理解本發(fā)明和它的優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考下面的描述，其中圖1是一個滲透工藝的示意圖；圖2是一個反滲透工藝的示意圖；圖3是按照本發(fā)明實施方案改進的反滲透裝置的示例方框圖；圖4是按照本發(fā)明實施方案的客體物質(zhì)噴射器的示例方框圖；圖5是反滲透工藝中包合物形成示意圖；和圖6是按照本發(fā)明實施方案改進的反滲透裝置的示例方框圖；圖7是實施例12中表2數(shù)據(jù)的圖解。
發(fā)明詳述在下面的描述中，將提出許多具體的細節(jié)以全面地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然不需要這些細節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明。換句話說，為了使本發(fā)明不至于因不必要的細節(jié)而不清楚，公知的裝置示于框圖中。在很大程度上，細節(jié)及類似部分被省略，因為這樣的細節(jié)對完全理解本發(fā)明沒有必要，并且它們是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的普通技術(shù)。
現(xiàn)在參考附圖，這里描述的元件沒有必要按比例示出，并且這里同樣的或相似的元件在若干圖中被標明相同的附圖標記，圖3舉例說明一個改進的反滲透系統(tǒng)的實施方案。準備凈化的水(301)儲存在進料罐(302)中。進料罐(302)的進料輸出口(303)與泵(321)連接。例如，泵(321)可以是一個活塞泵，允許水在流量1.5加侖/分鐘、壓力200psig的范圍內(nèi)從進料罐流出。泵(321)可以人工控制。對于人工控制，水(301)的流量和壓力將被操作員通過控制器(320)預(yù)設(shè)置。
水(301)從泵(321)經(jīng)過泵總管(304)泵出。泵總管(304)與客體物質(zhì)噴射器(310)連接，后者更詳細地描述于圖4中?？腕w物質(zhì)噴射器(310)與試驗單元導管(test cell conduit)(305)連接。
任意地，如圖3所示，試驗單元導管(305)可以分支到旁路導管(306)。水可以流過旁路導管(306)，通過壓力閥(309)，并且通過旁路導管(311)返回進料罐(302)。任意地，來自泵的水也可以分支到其它試驗單元導管。例如，在圖3中示出的第二試驗單元導管(307)從試驗單元導管(305)分支出來。雖然圖3沒有示出，一個客體物質(zhì)噴射器(310)可以連接在旁路導管(305)的下游，或連接在通向任何備用試驗單元的導管中(即307)。
通過試驗單元導管(305)泵出的水進入試驗單元(308)。水進入試驗單元(308)在膜(313)溶液側(cè)(309)?；芈穼Ч?314)連接在試驗單元(308)的溶液側(cè)(309)。沒有凈化的水或溶液可以通過回路導管(314)，經(jīng)過止回閥(315)，再通過回路導管(316)返回進料罐(302)。
經(jīng)過改進的反滲透工藝，凈化的水分子通過在試驗單元(308)中的膜(313)進入溶劑側(cè)(317)。凈化水也被稱為滲透液(318)，流過出口(319)排出系統(tǒng)并被收集。滲透液(318)不必進行其它處理。
圖4是一個客體物質(zhì)噴射器(310)的詳圖?？腕w物質(zhì)噴射器(310)有一進口三通(402)可與泵的總管(304)相連。進口三通(402)連接一個供給線(403)，其中客體物質(zhì)被供給(404)?？腕w物質(zhì)供給源(404)可以是一個罐，客體物質(zhì)以氣態(tài)儲存，例如壓縮空氣或氬氣。換句話說，例如，如果空氣用作客體物質(zhì)，壓縮機(未示出)可以用于壓縮周圍的空氣或氮氣塔可用于獲得氮氣以噴射進入進口三通(402)?？腕w物質(zhì)的供給可以人工控制。對于人工控制，客體物質(zhì)(404)的流量和壓力將被操作員通過控制器(401)預(yù)設(shè)置?？腕w物質(zhì)混合控制器(401)也可以通過如計算機自動控制。在這種情況下，傳感器(408)連接客體物質(zhì)供給源(404)以監(jiān)測并調(diào)整引入到供給線(403)的客體物質(zhì)的壓力和流量。
進口三通(402)也連接到室(405)，其中來自客體供給源(404)的客體物質(zhì)與將被凈化的水混合。在一些優(yōu)選的實施方案中，混合室(405)是一個圓柱狀的不銹鋼容器。室(405)還與一個帶螺紋的端口(406)連接，該端口通向一個出口端口(407)，通過該出口端口混合的水和客體物質(zhì)被引導到試驗單元導管(305)。
圖5是一個試驗單元(308)內(nèi)部的示意圖。水(301)和客體物質(zhì)(510)的進料物流進入試驗單元(308)的膜(313)的溶液側(cè)(312)。隨著水分子在客體物質(zhì)(510)的周圍自身排列形成水包合物(501)而形成包合物。雖然圖5示出了水包合物(501)靜態(tài)的形式，但水包合物(501)的形成是動態(tài)的，即包合物在極短的時間周期連續(xù)形成、分離，并且再重新形成。預(yù)期水包合物(501)在膜(313)頂部形成一層，并且這種機理導致了本方法的效率。但應(yīng)懂得，理解這樣的機理對實現(xiàn)本發(fā)明不是必須的，并且這種討論和附圖絕不是限制所附權(quán)利要求的范圍。
申請人確信，在膜附近堆積的包合物將延遲或降低膜的堵塞。申請人還確信隨著水包合物層(501)厚度(“表觀厚度”)的增加，提高了滲透液(503)的純度。包合物層(501)表觀厚度看起來取決于在試驗單元(308)溶液側(cè)(312)水(301)和客體物質(zhì)(510)穿過膜(313)的流速。流速越慢，在膜(313)上產(chǎn)生越厚的包合物層(501)。此流速的控制，部分取決于進入試驗單元(308)的水流通過回路導管(314)和止回閥(315)返回進料罐(302)部分的百分比(“再循環(huán)速率”)。通過降低再循環(huán)速率(并保持所有其它條件不變)，原料通過試驗單元(308)的流動時間增加，水包合物層(501)也增加。止回閥(315)能夠調(diào)整改變再循環(huán)速率。注意再循環(huán)速率和旁路速率都與壓力成反比，并且壓力與包合物的生成成比例。還應(yīng)注意當壓力變得過高時，包合物可能結(jié)晶為固體形式。
圖6示出了本發(fā)明的一個實施方案，其中系統(tǒng)的控制是自動操作的。將傳感器例如壓力和流量傳感器(601-606)與監(jiān)控器相連并在傳感點調(diào)節(jié)壓力和流量。壓力和流量傳感器(601-606)有效地連接于控制器(620)。控制器(620)可以是一臺計算機，任意地，其可為與用于如圖4的客體物質(zhì)噴射器控制器(401)相同的計算機。
現(xiàn)參照以下實施例對本發(fā)明優(yōu)選的實施方案進行描述，它們的給出只為說明性的目的，并不意味著打算限制本發(fā)明的范圍。
實施例1一個反滲透工藝使用標準的Desal Low Pressure Cell Test Unit進行。在過程中使用一個單元的兩個CPVC試驗單元(面積為12.56平方英寸)。試驗單元包括一個由Osmonics/Desal制造的12平方英寸的膜。這些膜在市場上出售，如AJ、AK、AE、AD、AG、AC或AF。被凈化的水是一種鹽水，導電率為270μS。
系統(tǒng)壓力設(shè)定在250psi，并且使鹽水穩(wěn)定地流動。5分鐘后，收集了44ml滲透液，其導電率為22μS。
實施例2重復(fù)實施例1，不同之處是，系統(tǒng)壓力設(shè)定在l00psi。5分鐘后，收集了17ml滲透液，其導電率為22μS。
實施例3重復(fù)實施例1，不同之處是，系統(tǒng)壓力設(shè)定在50psi。5分鐘后，收集了8ml滲透液，其導電率為21μS。
實施例4一個反滲透工藝使用相同的Desal Low Pressure Cell Test Unit進行，其使用圖5中所示的客體噴射器進行改進?？腕w噴射器的混合室是不銹鋼圓柱筒，體積為1加侖。注入系統(tǒng)中的客體是空氣。
重復(fù)實施例1的條件。5分鐘后，收集了50ml滲透液，其導電率為45μS。
實施例5重復(fù)實施例4，不同之處是，系統(tǒng)壓力設(shè)定在100psi。5分鐘后，收集了20ml滲透液，其導電率為22μS。
實施例6重復(fù)實施例4，不同之處是，系統(tǒng)壓力設(shè)定在50psi。5分鐘后，收集了12ml滲透液，其導電率為22μS。
實施例7重復(fù)實施例4，不同之處是，客體使用的是氬氣。5分鐘后，收集了55ml滲透液，其導電率為21μS。
實施例8重復(fù)實施例4，不同之處是，氣體使用的是氮氣。5分鐘后，收集了48ml滲透液，其導電率為26μS。
實施例9重復(fù)實施例8，不同之處是，系統(tǒng)壓力設(shè)定在100psi。5分鐘后，收集了19ml滲透液，其導電率為21μS。
實施例10本實施例的目的在于顯示系統(tǒng)超壓的影響。使用實施例4的條件，采用季銨鹽(QAS)和空氣作為客體物質(zhì)(空氣被認為是“助手”氣體)。在500psi壓力下，滲透液流速非常慢。當壓力減少50％(到250psi)時，保持所有其它條件不變，滲透液流速數(shù)倍增長。
實施例11本實施例的目的在于說明本發(fā)明一個實施方案的瞬時反應(yīng)特性。在圖4的混合室(405)中充滿鹽水和客體物質(zhì)，“先前的氣體(formergases)”，以致于混合室中的壓力大約1500-1800psi。然后，將供給側(cè)密封并且調(diào)節(jié)進料壓力在如250psi。這一運行的第一分鐘的滲透效率大約是下面幾分鐘滲透效率的兩倍。這種結(jié)果可能由于高壓急驟凍結(jié)，或溶液中水合物結(jié)構(gòu)部分結(jié)晶。基于這些觀測結(jié)果，發(fā)明人認為在這里所披露的方法和裝置比現(xiàn)有的凈化方案有改進，現(xiàn)有方案中有固體水合物形成且要通過離心將其從溶液中去除。
實施例12進行更進一步的研究，以確定在使用氬氣作為客體物質(zhì)的含有包合物的反滲透工藝中的最佳壓力。這些研究的結(jié)果列于表2中，記錄的滲透液體積為在5分鐘內(nèi)收集的毫升數(shù)。含氬氣試樣的每一數(shù)據(jù)點是六個試驗的平均值，對于對照物，n＝3。在每一壓力下滲透液百分比的增長用圖表表示于圖中。
表2

圖7是圖解表示相對于對照物在每一壓力下獲得的滲透液的體積增長的百分數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種脫除溶質(zhì)制造凈化水的方法，包括將含有溶質(zhì)的水與一種或多種包合物客體物質(zhì)相混合，使所述包合物客體物質(zhì)有效地溶解或懸浮在所述水中；使所述未凈化的水與一半滲透膜接觸，其中，水可透過所述膜，但所述溶質(zhì)不能透過；和收集通過所述半滲透膜的凈化水。
2.一種通過反滲透除去水中雜質(zhì)的方法，包括將含有溶質(zhì)的水與一種或多種包合物客體物質(zhì)相混合，使所述包合物客體物質(zhì)有效地溶解或懸浮在所述水中；使含有溶質(zhì)和客體物質(zhì)的水經(jīng)受從大約700到大約14磅/平方英寸(psi)的壓力；使含有溶質(zhì)和客體物質(zhì)的水與一半滲透膜接觸，其中，水可透過所述膜，但溶質(zhì)不能透過；和收集通過所述半滲透膜的凈化水。
3.一種脫去水中鹽分的方法，包括將含鹽的水與一種或多種包合物客體物質(zhì)相混合，所述包合物客體物質(zhì)有效地溶解或懸浮在所述水中；使含鹽的水經(jīng)受從大約700到大約14磅/平方英寸(psi)的壓力；使含鹽的水與半滲透膜接觸，其中，水可透過所述膜，但鹽不能透過；和收集通過所述半滲透膜的凈化水。
4.如權(quán)利要求1的方法，還包括使含鹽的水經(jīng)受從大約700到大約14磅/平方英寸(psi)的壓力。
5.如權(quán)利要求2-4任一項的方法，包括使水經(jīng)受從大約200到大約250psi的壓力。
6.如權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中所述包合物客體物質(zhì)是空氣，Kr，Xe，Ar，N2，O2，CH4，HBr，CH3OH，HCl，C2H2，C2H4，HCOOH，PH3，C2H6，N2O，季銨鹽，甲基環(huán)戊烷，CO2，CH3F，2，3-二甲基丁烷，甲基環(huán)已烷，2-甲基丁烷，六甲基乙烷，2，2-二甲基丁烷，2，2，3-三甲基丁烷，環(huán)庚烯，2，2-二甲基戊烷，3，3-二甲基戊烷，金剛烷，環(huán)辛烷，順-環(huán)辛烯，2，3-二甲基-1-丁烯，二環(huán)[2，2，2]辛-2-烯，2，3-二甲基-2-丁烯，順-1，2-二甲基環(huán)己烷，3，3-二甲基-1-丁烯，3，3-二甲基-1-丁炔，六氯乙烷，異-丁基甲基醚，2-金剛烷酮，苯，四甲基硅烷，異戊醇，異丁烯，環(huán)己烷，氧化環(huán)已烯，正-丁烷，順-2-丁烯，丙二烯，甲酸甲酯，降冰片烷，二環(huán)庚二烯，碘，乙腈，新戊烷，甲苯，正-戊烷，正-己烷，反-1，2-二甲基環(huán)己烷，異戊二烯，反-2-丁烯，2-甲基-2-丁烯，二乙醚，2，4-二甲基戊烷，2，2，4-三甲基戊烷，2-甲基-1-丁烯，3-甲基-1-丁烯，環(huán)己酮，乙酸甲酯或叔-丁基甲基酮。
7.如權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中所述包合物客體物質(zhì)是呈一壓縮氣體來提供的。
8.如權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中所述包合物客體物質(zhì)是空氣、氬氣、氮氣、一氧化二氮或季銨鹽。
9.如權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中溶液與半滲透膜在一定壓力和溫度下相接觸，有效地促使存在于溶液中的至少一部分包合物結(jié)構(gòu)結(jié)晶。
10.一種從水溶液中脫除鹽或雜質(zhì)的系統(tǒng)，包括(a)包含一個半滲透膜的單元，該半滲透膜將所述單元內(nèi)部分成一溶液側(cè)和一滲透側(cè)；(b)一個與所述溶液源相連的連接件和在所述單元中使所述溶液移動通過一個半滲透膜的裝置；(c)混合所述溶液和一種包合物客體物質(zhì)的裝置；(d)提供壓力使部分所述溶液穿過所述半滲透膜的裝置；和一個收集穿過所述半滲透膜的滲透液的出口。
全文摘要
一種改進的滲透或反滲透工藝,其中向要凈化的溶液中加入一種包合物形成客體物質(zhì)。在要通過反滲透過濾的溶液中添加的包合物形成客體物質(zhì),導致了在較低壓力下較高的滲透液流量。
文檔編號B01D61/04GK1377295SQ00811431
公開日2002年10月30日 申請日期2000年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月7日
發(fā)明者亞當斯·J·柯克帕特里克, 杰拉爾德·L·布魯克斯 申請人:杰拉爾德·L·布魯克斯