采用電容去離子的水處理設(shè)備及其控制方法
【專利摘要】提供了采用電容去離子的水處理設(shè)備，及其控制方法。所述采用電容去離子的水處理設(shè)備包括：第一過濾器單元和第二過濾器單元，它們分別允許當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，使得引入的流體中所含的溶解固體被吸附到電極上以產(chǎn)生純凈水，以及當(dāng)向電極施加再生電壓時，使得吸附到電極上的溶解固體解吸附以產(chǎn)生再生水；以及控制器，該控制器反復(fù)交替地向第一過濾器單元和第二過濾器單元施加水凈化電壓和再生電壓，以產(chǎn)生具有預(yù)設(shè)定的目標(biāo)總?cè)芙夤腆w(TDS)值的純凈水。
【專利說明】采用電容去離子的水處理設(shè)備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用電容去離子的水處理設(shè)備及其控制方法，更具體地，本發(fā)明涉及能夠連續(xù)產(chǎn)生純凈水的采用電容去離子的水處理設(shè)備及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常來說，采用電容去離子(⑶I)的水處理設(shè)備可包括去離子過濾器，該去離子過濾器含有具有納米規(guī)格空氣間隙的電極，當(dāng)向電極施加電壓時，電極被極化以使得介質(zhì)中的離子化合物被吸附到其表面上，從而去除了所述離子化合物。當(dāng)含有溶解的離子的介質(zhì)在兩個電極(去離子過濾取的正電極和負(fù)電極)之間流動，當(dāng)向其施加具有低電勢差的DC電源時，溶解的離子的陰離子組分會被吸附到正電極上，而其陽離子組分會被吸附到負(fù)電極上，并分別在上面聚集。這之后，當(dāng)電流以相反方向流動使得兩個電極短路時，聚集的離子會從各自的電極上解吸附。采用電容去離子的水處理設(shè)備具有以下優(yōu)勢:由于沒有使用高電勢差，從而獲得了高能源效率，在離子吸附的情況下，可以與硬組分一起去除有害離子，并且電極的再生無需化學(xué)品。但是，在采用電容去離子的水處理設(shè)備的相關(guān)領(lǐng)域中，由于是在去離子過程完成之后通過再生過程對飽和的電極進行再生，因此連續(xù)的去離子是不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題
[0004]本發(fā)明的一個方面提供了能夠連續(xù)產(chǎn)生純凈水的采用電容去離子的水處理設(shè)備，及其控制方法。
[0005]技術(shù)方案
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了采用電容去離子的水處理設(shè)備，其包括:第一過濾器單元和第二過濾器單元，它們分別允許當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，使得引入的流體中所含的溶解固體被吸附到電極上以產(chǎn)生純凈水，以及當(dāng)向電極施加再生電壓時，使得吸附到電極上的溶解固體解吸附以產(chǎn)生再生水；以及控制器，該控制器反復(fù)交替地向第一過濾器單元和第二過濾器單元施加水凈化電壓和再生電壓，以產(chǎn)生具有預(yù)設(shè)定的目標(biāo)總?cè)芙夤腆w(TDS)值的純凈水。
[0007]這里，第一過濾器單元和第二過濾器單元可包括:允許待引入的流體通過的入口 ；允許排出純凈水的純凈水出口 ；允許排出再生水的再生水出口 ；向流體施加電壓的電極；和排水閥，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，所述排水閥打開純凈水出口并關(guān)閉再生水出口，而當(dāng)向電極施加再生電壓時，所述排水閥關(guān)閉純凈水出口并打開再生水出口。
[0008]這里，控制器可以根據(jù)預(yù)設(shè)定的操作模式，在預(yù)設(shè)定的水凈化時間段期間執(zhí)行水凈化操作以施加水凈化電壓，并在預(yù)設(shè)定的再生時間段期間執(zhí)行再生操作以施加再生電壓。
[0009]這里，在第一過濾器單元的水凈化操作期間，當(dāng)達到了再生時間段時，控制器可以開始第二過濾器單元的水凈化操作。
[0010]這里，操作模式可以是如下反復(fù)操作:首先向第一過濾器單元施加水凈化電壓，當(dāng)?shù)竭_第一時間時，向第二過濾器單元施加再生電壓，當(dāng)?shù)竭_第二時間時，停止向第二過濾器單元施加再生電壓，當(dāng)?shù)竭_第三時間時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓，當(dāng)?shù)竭_第四時間時，向第一過濾器單元施加再生電壓，當(dāng)?shù)竭_第五時間時，停止向第一過濾器單元施加再生電壓，當(dāng)?shù)竭_第六時間時，向第一過濾器單元施加水凈化電壓，其中操作是反復(fù)進行的。
[0011]這里，采用電容去離子的水處理設(shè)備還可以包括:TD傳感器單元，其測量第一過濾器單元內(nèi)的TDS濃度以產(chǎn)生第一測量濃度，并測量第二過濾器單元內(nèi)的TDS濃度以產(chǎn)生第二測量濃度，其中，控制器根據(jù)所述第一測量濃度和第二測量濃度向第一過濾器單元和第二過濾器單元施加水凈化電壓和再生電壓。
[0012]在向第一過濾器單元施加水凈化電壓之后，當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值時，控制器可向第二過濾器單元施加水凈化電壓，當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的再生參考值時，控制器可向第一過濾器單元施加再生電壓，當(dāng)?shù)诙y量濃度小于或等于水凈化參考值時，控制器可向第一過濾器單元施加水凈化電壓，當(dāng)?shù)诙y量濃度小于或等于再生參考值時，控制器可向第二過濾器單元施加再生電壓，以及當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于水凈化參考值時，控制器可向第二過濾器單元施加水凈化電壓，其中控制器反復(fù)進行上述操作。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種控制采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法，所述水處理設(shè)備包括:第一過濾器單元和第二過濾器單元，它們分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，進行水凈化操作，以使得引入的流體中所含的溶解固體被施加到電極上，以產(chǎn)生純凈水；以及當(dāng)向電極施加再生電壓時，進行再生操作，以使得吸附到電極上的溶解固體解吸附，以產(chǎn)生再生水；所述方法包括:向第一過濾器單元施加水凈化電壓；向第一過濾器單元施加水凈化電壓；當(dāng)?shù)竭_第一時間時，向第二過濾器單元施加再生電壓；當(dāng)?shù)竭_第二時間時，停止向第二過濾器單元施加再生電壓；當(dāng)?shù)竭_第三時間時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓；當(dāng)?shù)竭_第四時間時，向第一過濾器單元施加再生電壓；當(dāng)?shù)竭_第五時間時，停止向第一過濾器單元施加再生電壓；以及當(dāng)?shù)竭_第六時間時，向第一過濾器單元施加水凈化電壓。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種控制采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法，所述水處理設(shè)備包括:第一過濾器單元和第二過濾器單元，它們分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，進行水凈化操作，以使得引入的流體中所含的溶解固體被吸附到電極上，以產(chǎn)生純凈水；以及當(dāng)向電極施加再生電壓時，進行再生操作，以使得吸附到電極上的溶解固體解吸附，以產(chǎn)生再生水；所述方法包括:向第一過濾器單元施加水凈化電壓；當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的目標(biāo)總?cè)芙夤腆w(TDS)濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓；當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的再生參考值時，向第一過濾器單元施加再生電壓；當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度小于或等于水凈化參考值時，向第一過濾器單元施加水凈化電壓；當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度小于或等于再生參考值時，向第二過濾器單元施加再生電壓；以及當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于水凈化參考值時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓。
[0015]前述技術(shù)方案沒有完全列舉本發(fā)明的全部特征。結(jié)合附圖，通過以下本發(fā)明的詳細描述，可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其它目的，特征、方面和優(yōu)點。
[0016]有益效果
[0017]在采用電容去離子的水處理設(shè)備及其控制方法的情況下，可以連續(xù)地產(chǎn)生純凈水。特別地，雖然連續(xù)地排放(或排出)純凈水，但是可以產(chǎn)生具有均勻總?cè)芙夤腆w(TSD)去除率的純凈水。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是采用電容去離子的一般水處理設(shè)備的水凈化和再生原理的示意圖。
[0019]圖2是采用電容去離子的水處理設(shè)備的操作示意圖。
[0020]圖3顯示相關(guān)技術(shù)的采用電容去離子的水處理設(shè)備的總?cè)芙夤腆w(TDS)去除率。
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，采用電容去離子的水處理設(shè)備的操作示意圖。
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，采用電容去離子的水處理設(shè)備的控制器的框圖。
[0023]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，采用電容去離子的水處理設(shè)備的TDS去除率。
[0024]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，采用電容去離子的水處理設(shè)備的TDS去除率。
[0025]本發(fā)明最佳實施方式
[0026]下文參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式，以使得本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地進行實施。在本發(fā)明的描述中，如果對于相關(guān)的已知功能或構(gòu)建的詳細解釋被認(rèn)為是不必要地偏離本發(fā)明的主旨，則會省略此類解釋，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員是能夠理解所述已知功能和構(gòu)建的。此外，在說明書全文中相似部件使用相似附圖標(biāo)記。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)描述一種元件與另一元件“相連”時，所述元件可以直接與其他元件相連，或者也可以存在插入元件。相反地，當(dāng)描述一種元件與另一元件“之間相連”時，則不存在插入元件。此外，除非有明確相反的說明，否則術(shù)語“包括”及其變化形式“包含”或“具有”應(yīng)理解為表述包括所列出的元件，而非排除任意其他元件。
[0028]圖1是采用電容去離子的一般水處理設(shè)備的水凈化和再生原理的示意圖。如圖1(a)所示，引入到采用電容去離子的水處理設(shè)備的過濾器單元的原水可含有各種類型的溶解固體(DS)。帶電的溶解固體(例如離子)可根據(jù)施加的電場的電吸引向電極遷移，并可以被吸附到電極上。也就是說，帶正電的溶解固體可被吸附到負(fù)電極上，而帶負(fù)電的溶解固體可被吸附到正電極上。從而，過濾器單元可具有流通道，使得原水在其中流動，并且具有向流通道施加電場的電極，以從原水中去除原水中所含的帶電溶解固體，例如離子。也就是說，過濾器單元可去除帶電的溶解固體，以產(chǎn)生清潔的純凈水并調(diào)節(jié)純凈水中所含的離子量。
[0029]但是，隨著吸附到電極上的溶解固體(例如離子等)的量增加，電極的電吸引會弱化。也就是說，當(dāng)電極上吸附了過量的溶解固體時，會降低電極能夠去除的溶解固體的量，導(dǎo)致無法去除足夠量的溶解固體。在該情況下，如圖1A所示，可以對吸附到電極上的溶解固體進行解吸附，并且可將解吸附的溶解固體與引入的原水一起排放到外部。也就是說，可以向電極施加一個電壓，該電壓具有與施加用于吸附溶解固體的電壓相反的極性，以從電極解吸附溶解固體。之后，當(dāng)完成從電極解吸附溶解固體，電極可用于吸附溶解固體。
[0030]參見圖1B，在水凈化操作過程中，可以向電極施加預(yù)設(shè)定的水凈化電壓，以去除引入的原水中所含的溶解固體。也就是說，可以從原水去除溶解固體以產(chǎn)生清潔的純凈水。此夕卜，可以通過調(diào)節(jié)水凈化電壓的大小等方式來調(diào)節(jié)過濾器單元去除的溶解固體的量，從而可以將單位體積的純凈水中所含的溶解固體的總量，即總?cè)芙夤腆w(TDS)，調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)定的目標(biāo)TDS值。
[0031]這里，當(dāng)連續(xù)進行水凈化操作時，電極可能無法去除足夠量的溶解固體，并且在該情況下，可進行再生操作以對吸附到電極上的溶解固體進行解吸附。也就是說，可以通過施加具有與水凈化電壓相反極性的再生電壓，通過采用電斥力，來對吸附到電極上的溶解固體進行解吸附。之后，解吸附的溶解固體可以與引入的原水一起排放到外部，從而進行去除。根據(jù)再生操作產(chǎn)生的再生水是包含解吸附的溶解固體的原水，它的TDS值會高于一般原水的TDS值。
[0032]因而，在使用采用電容去離子的水處理設(shè)備的情況下，在進行一段預(yù)定時間的水凈化操作以產(chǎn)生純凈水之后，定期地進行再生操作。也就是說，通過在水凈化操作的中間進行再生操作，可以將采用電容去離子水的處理設(shè)備的溶解固體去除率維持在預(yù)定水平。
[0033]具體來說，采用電容去離子的水處理設(shè)備可包括兩個或更多個過濾單元，從而連續(xù)地產(chǎn)生純凈水。在該情況下，當(dāng)一個過濾器單元進行水凈化操作時，可以控制其他過濾器單元進行再生操作。當(dāng)已經(jīng)進行水凈化操作的一個過濾器單元無法再進行水凈化操作時，可以使得已經(jīng)進行再生操作的其他過濾器單元進行水凈化操作。這里，已經(jīng)進行水凈化操作的一個過濾器單元可進行再生操作，準(zhǔn)備用于下一個水凈化操作。以這種方式，可以通過交替進行水凈化操作的過濾器單元和進行再生操作的過濾器單元，來連續(xù)地產(chǎn)生純凈水。
[0034]圖2是具有兩個或更多個過濾器單元的采用電容去離子的水處理設(shè)備的操作圖，其中，橫軸表示時間，縱軸表示TDS去除率。這里，當(dāng)施加水凈化電壓時，過濾器單元去除原水中所含的溶解固體，所以TDS去除率表示為正數(shù)，而當(dāng)施加再生電壓時，吸附到過濾器單元的電極上的溶解固體發(fā)生解吸附并排放到原水，TDS去除率表示為負(fù)數(shù)。
[0035]圖2A是具有兩個或更多個過濾器單元的采用電容去離子的理想水處理設(shè)備的操作圖。在采用電容去離子的理想水處理設(shè)備中，當(dāng)向過濾器單元施加水凈化電壓時，可以以對應(yīng)水凈化電壓的TDS去除率立即地去除溶解固體。同樣地，當(dāng)向過濾器單元施加再生電壓時，可以以對應(yīng)于再生電壓大小的速率解吸附溶解固體。也就是說，由于采用電容去離子的理想水處理設(shè)備在施加水凈化電壓后沒有到達目標(biāo)TDS去除率所需的過渡時間，可以恒定地提供具有均勻TDS去除率的純凈水。
[0036]但是，事實上，采用電容去離子的水處理設(shè)備的操作如圖2B所示，當(dāng)施加水凈化電壓之后，會在經(jīng)過一段過渡時間之后達到預(yù)定的TDS去除率。同樣地，當(dāng)施加再生電壓時，直至經(jīng)過過渡時間之后，才以對應(yīng)于再生電壓的速率解吸附溶解固體。因而，具有兩個或更多個過濾器單元的采用電容去離子的水處理設(shè)備會涉及時間間隙，例如P區(qū)域，在其中，純凈水的TDS去除率低于目標(biāo)TDS值。
[0037]圖3所示是圖2B的采用電容去離子的實際水處理設(shè)備的TDS去除率。參見圖3，當(dāng)原水的TDS低至IOOppm時，盡管存在圖2B的P區(qū)域，但是總的TDS去除率沒有受到明顯影響。相比較而言，可以看出，當(dāng)TDS高至500ppm時，在對應(yīng)于P區(qū)域的區(qū)段內(nèi)，TDS去除率定期性地明顯下降。從而，需要進行補救的技術(shù)。
[0038]圖4和5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，采用電容去離子的水處理設(shè)備的操作示意圖。
[0039]參見圖4和5，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的采用電容去離子的水處理設(shè)備可包括第一過濾器單元10、第二過濾器單元20和控制器30。
[0040]下面，參考圖4和5描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的采用電容去離子的水處理設(shè)備。
[0041]首先，參見圖4，采用電容去離子的水處理設(shè)備可包括第一過濾器單元10和第二過濾器單元20，并且可以通過第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的進口 11和21引入原水。之后，可以向第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的電極14a、14b、24a和24b施加水凈化電壓，以去除原水中所含的溶解固體，或者可以施加再生電壓，以對電極14a、14b、24a和24b上吸附的溶解固體進行解吸附。這里，通過去除原水中所含的溶解固體獲得的純凈水可通過純凈水出口 12和22排出，并且含有吸附到電極14a、14b、24a和24b上的溶解固體的再生水可通過再生出口 13和23排出到外部。
[0042]這里，可以通過噴射閥15和25來控制排出純凈水和再生水的出口。例如，當(dāng)向第一過濾器單元10施加水凈化電壓時，可以打開純凈水出口 12并關(guān)閉再生出口 13。相反地，當(dāng)向第一過濾器單元10施加再生電壓時，可以關(guān)閉純凈水出口 12并打開再生出口 13。如圖4所示，第二過濾器單元20也可包括噴射閥25，并且第二過濾器單元20的噴射閥25可進行與第一過濾器單元10的噴射閥相同的操作。
[0043]圖4A顯示了這樣一種配置，其中，第一過濾器單元10進行水凈化操作，而第二過濾器單元20進行再生操作。如上所述，在第一過濾器單元10中產(chǎn)生的純凈水可通過純凈水出口 12排出，而在第二過濾器單元20中產(chǎn)生的再生水可通過再生出口 23排放到外部。這之后，當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元10的電極14a和14b飽和并且無法再吸附溶解固體時，第一過濾器單元10進行再生操作，而第二過濾器單元20進行水凈化操作，如圖4B所示。
[0044]這里，可以通過控制器30控制第一過濾器單元IOa和第二過濾器單元20進行的水凈化操作和再生操作。也就是說，可以在采用電容去離子的水處理設(shè)備中提供圖5中所示的控制器30，其中所述控制器可以輸出施加到第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的電壓，并輸出用于控制噴射閥15的操作的控制信號。
[0045]如圖5所示，控制信號可包括控制-V1、控制-v2和控制-閥。這里，控制-vl可以是相對于第一過濾器單元10的電極14a和14b的控制信號，控制-V2可以是相對于第二過濾器單元20的電極24a和24b的控制信號，而控制-閥可以是相對于噴射閥15和25的控制信號。
[0046]同樣地，當(dāng)向第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的電極14a、14b,24a和25b的兩端都施加電壓時，控制器30可接收到電流大小(電流-信號)。由于電流的大小(電流-信號)與原水中所含的溶解固體的量成比例，可以通過測量電流的大小(電流-信號)來獲得過濾器單元中的TDS值。此外，控制器30可包括用于測量過濾器單元中的TDS值的TDS傳感器單元(未示出)，并且可以依據(jù)TDS傳感器單元的傳感值(傳感器-信號)直接測量過濾器單元中的TDS值。[0047]這里，控制器30可以選擇性地向第一過濾器單元10和第二過濾器單元20施加水凈化電壓和再生電壓，以使得排放的純凈水中所含的TDS具有預(yù)設(shè)定的目標(biāo)TDS值。
[0048]圖6所示是控制器30控制第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的操作的一個實施方式。這里，LI表示第一過濾器單元10的操作圖，L2表示第二過濾器單元20的操作圖。這里，水凈化表示產(chǎn)生具有目標(biāo)TDS值的純凈水的TDS去除率，再生表示過濾器單元的最大再生率。
[0049]參見圖6，控制器30可以根據(jù)預(yù)設(shè)定的操作模式，在預(yù)設(shè)定的水凈化時間段期間執(zhí)行水凈化操作以施加水凈化電壓，并在預(yù)設(shè)定的再生時間段期間執(zhí)行再生操作以施加再生電壓。這里，再生時間段可短于水凈化時間段，并且在水凈化時間段期間通過第二過濾器單元20去除的TDS的量(SI)可以等于在再生時間段期間從第二過濾器單元20解吸附的TDS的量(S2)。在第一過濾器單元10的情況下也是如此。
[0050]具體來說，根據(jù)操作模式，可以向第一過濾器單元10施加水凈化電壓(t = O)，這之后，當(dāng)?shù)竭_第一時間(t = tl)時，可以向第二過濾器單元20施加再生電壓。也就是說，當(dāng)t為0(t = O)時，可以向第一過濾器單元10施加水凈化電壓以開始水凈化操作，并且當(dāng)?shù)竭_第一時間(t = tl)時，可以向第二過濾器單元20施加再生電壓以開始再生操作。
[0051]這之后，當(dāng)?shù)竭_第二時間(t = t2)時，可以停止向第二過濾器單元20施加再生電壓。如上所述，由于再生操作所需的持續(xù)時間短于水凈化操作所需的持續(xù)時間，所以當(dāng)?shù)诙^濾器單元20的再生操作完成時，可以首先停止施加再生電壓。
[0052]這之后，當(dāng)?shù)竭_第三時間(t = t3)時，可以向第二過濾器單元20施加水凈化電壓。也就是說，在第一過濾器單元10進行水凈化操作的狀態(tài)下，第二過濾器單元20可以開始水凈化操作。如圖6所示，由于第一過濾器單元10的TDS去除率逐漸下降，可以在第一過濾器單元10的TDS去除率下降之前，使得第二過濾器單元20進行水凈化操作。因而，當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元10的TDS去除率開始下降時，第二過濾器單元20也可產(chǎn)生具有目標(biāo)TDS值的純凈水。也就是說，在相關(guān)技術(shù)中，在第一過濾器單元10的TDS去除率完全下降之后，開始操作第二過濾器單元20，無法向用戶提供具有高(或低？)TDS值的純凈水。相比較而言，在本實施方式中，由于在第一過濾器單元10的TDS去除率下降之前就開始操作第二過濾器單元20，因而，可以將純凈水的TDS維持在目標(biāo)TDSS。
[0053]這之后，當(dāng)?shù)竭_第四時間(t = t4)時，可以向第一過濾器單元10施加再生電壓。也就是說，在第二過濾器單元20進行水凈化操作之后，可以向第一過濾器單元10施加再生電壓，以使得第一過濾器單元10進行再生操作。
[0054]這之后，當(dāng)?shù)竭_第五時間(t = t5)時，類似地，第一過濾器單元10的再生操作完成，所以可以停止向第一過濾器單元10施加再生電壓。
[0055]同樣地，當(dāng)?shù)竭_第六時間(t = t6)時，在第二過濾器單元20的水凈化操作完成之前，可以向第一過濾器單元10施加水凈化操作，以使得第一過濾器單元10進行水凈化操作。這之后，可以使得第一過濾器單元10和第二過濾器單元20反復(fù)進行t = O至t = 6的操作，以連續(xù)地產(chǎn)生純凈水。
[0056]以這種方式，當(dāng)根據(jù)預(yù)設(shè)定的操作模式操作第一過濾器單元10和第二過濾器單元20時，第一過濾器單元10和第二過濾器單元20提供的純凈水在所有時間內(nèi)可具有均勻的目標(biāo)TDS值。具體來說，當(dāng)根據(jù)操作模式操作第一過濾器單元10和第二過濾器單元20時，不會產(chǎn)生類似圖2B中的P區(qū)域的時間間隙，在該時間間隙期間，向用戶提供了 TDS值低于目標(biāo)TDS值的純凈水。
[0057]此外，除了根據(jù)預(yù)設(shè)定的操作模式進行控制之外，還可以根據(jù)第一過濾器單元內(nèi)的TDS濃度和第二過濾器單元內(nèi)的TDS濃度來控制第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的應(yīng)用。
[0058]這里，如上所述，可以通過使用TDS傳感器(未示出)來測量第一過濾器單元10內(nèi)的TDS濃度和第二過濾器單元20內(nèi)的TDS濃度。也就是說，可以通過采用TDS傳感器單元來產(chǎn)生第一測量濃度來測量第一過濾器單元10內(nèi)的TDS濃度，并通過采用TDS傳感器單元來產(chǎn)生第二測量濃度來測量第二過濾器單元20內(nèi)的TDS濃度。這里，通過TDS傳感器單元測得的第一測量濃度和第二測量濃度可以作為傳感值(傳感-信號)傳輸?shù)娇刂破?0。此外，可以基于通過施加到第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的電壓導(dǎo)致的電極兩端之間的電流強度來測量第一過濾器單元10和第二過濾器單元20內(nèi)的TDS濃度。下面，描述通過控制器30的第一過濾器單元10和第二過濾器單元20的控制操作的另一個實施方式。
[0059]參見圖7，在向第一過濾器單元10施加水凈化電壓之后，控制器30可連續(xù)地檢測第一過濾器單元10的TDS濃度(即第一測量濃度)是否下降到小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值A(chǔ)l。當(dāng)?shù)谝粶y量濃度下降到小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值A(chǔ)l時，控制器30可以向第二過濾器單元20施加水凈化電壓。也就是說，當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元10的TDS去除率下降到小于或等于水凈化參考值A(chǔ)l時，可以確定第一過濾器單元10的電極14a和14b飽和，使得第一過濾器單元10的TDS去除能力退化。因而，在第一過濾器單元10的TDS去除能力完全退化之前，可以首先使得第二過濾器單元20開始進行水凈化操作，從而使得當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元10的TDS去除率完全下降時，第二過濾器單元20具有足夠的TDS去除率。
[0060]這之后，當(dāng)?shù)谝粶y量濃度下降到小于或等于預(yù)設(shè)定的再生參考值A(chǔ)2時，可以向第一過濾器單元10施加再生電壓。也就是說，當(dāng)測得第一測量濃度的水平小于或等于再生參考值A(chǔ)2時，可以確定第一過濾器單元10的電極14a和14b飽和，無法去除溶解固體。因而，可以向第一過濾器單元10的電極14a和14b施加再生電壓，以使得第一過濾器單元10進行再生操作。
[0061]這之后，當(dāng)?shù)诙y量濃度小于或等于水凈化參考值(A)時，可以向第一過濾器單元10施加水凈化電壓。如上所述，當(dāng)進行水凈化操作的第二過濾器單元20的TDS去除率下降時，第一過濾器單元10提前開始進行水凈化操作，為第二過濾器單元10的電極24a和24b的飽和做準(zhǔn)備。
[0062]這之后，當(dāng)?shù)诙y量濃度小于或等于再生參考值A(chǔ)2時，可以向第二過濾器單元20施加再生電壓，以使得第二過濾器單元20進行再生操作。如上所述，當(dāng)測得第二過濾器單元20的TDS去除率小于再生參考值A(chǔ)2時，可以確定第二過濾器單元20的電極24a和24b飽和，所以可以向第二過濾器單元20施加再生電壓，以使得第二過濾器單元20進行再生操作。
[0063]這之后，當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于水凈化參考值A(chǔ)l時，可以重復(fù)進行向第二過濾器單元20施加水凈化電壓的操作，以持續(xù)地產(chǎn)生純凈水。
[0064]一種控制根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法，該方法涉及采用電容去離子的水處理設(shè)備，所述采用電容去離子的水處理設(shè)備具有第一過濾器單元和第二過濾器單元，分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，它們進行水凈化操作以使得引入的流體中所含的溶解固體吸附到電極上，以產(chǎn)生純凈水；并且當(dāng)向電極施加再生電壓時，它們進行再生操作以使得電極上吸附的溶解固體發(fā)生解吸附，以產(chǎn)生再生水。詳細地說，下面參考圖6描述控制采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法。
[0065]首先，(t = O)，可進行向第一過濾器單元施加水凈化電壓的操作。從而，第一過濾器單元可以通過水凈化電壓去除引入的流體中所含的溶解固體，以產(chǎn)生純凈水。這里，產(chǎn)生的純凈水可具有目標(biāo)TDS值。
[0066]這之后，當(dāng)?shù)竭_第一時間(t= I)時，可以進行向第二過濾器單元施加再生電壓的操作。當(dāng)向第一過濾器單元施加水凈化電壓時，可以向第二過濾器單元施加再生電壓，以使得第二過濾器單元的電極再生。從而，其預(yù)防了第一過濾器單元的電極的飽和。
[0067]這之后，當(dāng)?shù)竭_第二時間(t = t2)時，可以停止向第二過濾器單元施加再生電壓的操作。如上所述，通過向電極施加再生電壓以去除電極上吸附的溶解固體所需的時間會短于通過向電極施加水凈化電壓使得電極飽和所需的時間。因而，當(dāng)完成第二過濾器單元的電極的再生時，可以停止向第二過濾器單元施加再生電壓。
[0068]這之后，當(dāng)?shù)竭_第三時間(t = t3)時，可以進行向第二過濾器單元施加水凈化電壓的操作。也就是說，當(dāng)向第一過濾器單元施加水凈化電壓時，可以向第二過濾器單元施加水凈化電壓。如上所述，在第三時間過去之后，當(dāng)經(jīng)過預(yù)定的時間，第一過濾器單元的TDS去除率開始下降。這里，如果在第一過濾器單元的TDS去除率已經(jīng)下降到達零之后再開始向第二過濾器單元施加水凈化電壓，則會向用戶提供TDS大于或等于目標(biāo)TDS值的純凈水。因而，為了避免這種情況，當(dāng)?shù)竭_第三時間時，可以也開始向第二過濾器單元施加水凈化電壓。也就是說，如圖6所示，通過提前向第二過濾器單元施加水凈化電壓，可以將TDS去除率均勻地維持在水凈化水平。
[0069]這之后，當(dāng)?shù)竭_第四時間(t = t4)時，可以進行向第一過濾器單元施加再生電壓的操作。如上所述，由于第一過濾器單元的電極的飽和，導(dǎo)致第一過濾器單元的TDS去除率下降。因而，可以通過向其施加再生電壓來再生第一過濾器單元。
[0070]這之后，當(dāng)?shù)竭_第五時間(t = t5)時，可以進行停止向第一過濾器單元施加再生電壓的操作。如上所述，電極的再生會快于電極的飽和。因而，當(dāng)完成第一過濾器單元的電極的再生時，可以停止向第一過濾器單元施加再生電壓。
[0071]這之后，當(dāng)?shù)竭_第六時間(t = t6)時，可以向第一過濾器單元施加水凈化電壓，以使得第一過濾器單元進行水凈化操作。以這種方式，通過反復(fù)進行t = O至t = t6的操作，可以連續(xù)地提供純凈水，同時將提供的純凈水的TDS值維持在目標(biāo)TDS值。
[0072]另一種控制根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法，該方法涉及采用電容去離子的水處理設(shè)備，所述采用電容去離子的水處理設(shè)備具有第一過濾器單元和第二過濾器單元，分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，它們進行水凈化操作以使得引入的流體中所含的溶解固體吸附到電極上，以產(chǎn)生純凈水；并且當(dāng)向電極施加再生電壓時，它們進行再生操作以使得電極上吸附的溶解固體發(fā)生解吸附，以產(chǎn)生再生水。詳細地說，下面參考圖7描述控制采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法。
[0073]首先，可進行向第一過濾器單元施加水凈化電壓的操作。從而，第一過濾器單元可以通過水凈化電壓去除弓I入的流體中所含的溶解固體，以產(chǎn)生純凈水。
[0074]這之后，當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的純凈水參考值A(chǔ)l時，可以進行向第二過濾器單元施加水凈化電壓的操作。如上所述，可以通過采用TDS傳感器(未示出)等來測量TDS濃度。當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度下降到小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值A(chǔ)l時，這表示通過第一過濾器單元產(chǎn)生的純凈水的TDS已經(jīng)增加，所以提前向第二過濾器單元施加水凈化電壓，以將排出的純凈水的TDS值維持在目標(biāo)TDS值。
[0075]這之后，當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的再生參考值A(chǔ)2時，可以進行向第一過濾器單元施加再生電壓的操作。當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于再生參考值A(chǔ)2時，可以確定第一過濾器單元的電極處于飽和狀態(tài)。因而，可以向第一過濾器單元的電極施加再生電壓，以對其進行再生。
[0076]這之后，當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度下降到小于或等于水凈化參考值A(chǔ)l時，可以進行向第一過濾器單元施加水凈化電壓的操作。如上所述，當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度開始下降至小于或等于水凈化參考值A(chǔ)l時，可以提前向第一過濾器單元施加水凈化電壓，為第二過濾器單元的電極的飽和做準(zhǔn)備。
[0077]這之后，當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度小于或等于再生參考值時，可以進行向第二過濾器單元施加再生電壓的操作。如上所述，當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度下降至小于或等于再生參考值時，可以確定第二過濾器單元的電極已經(jīng)飽和。因而，可以向第二過濾器單元施加再生電壓，以對其電極進行再生。
[0078]這之后，當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于水凈化參考值A(chǔ)l時，進行向第二過濾器單元施加水凈化電壓的操作。也就是說，通過反復(fù)進行從開始時的各個操作，可以連續(xù)地提供純凈水，同時將提供的純凈水的TDS值維持在目標(biāo)TDS值。
[0079]雖然已經(jīng)結(jié)合實施方式展示并描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種采用電容去離子的水處理設(shè)備，所述設(shè)備包括: 第一過濾器單元和第二過濾器單元，它們分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，使得引入的流體中所含的溶解固體被吸附到電極上，以產(chǎn)生純凈水；以及當(dāng)向電極施加再生電壓時，使得吸附到電極上的溶解固體解吸附，以產(chǎn)生再生水；以及 控制器，所述控制器反復(fù)交替地向第一過濾器單元和第二過濾器單元施加水凈化電壓和再生電壓，以產(chǎn)生具有預(yù)設(shè)定的目標(biāo)總?cè)芙夤腆w(TDS)值的純凈水。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一過濾器單元和第二過濾器單元分別包括: 允許待引入的流體通過的入口； 允許排出純凈水的純凈水出口 ； 允許排出再生水的再生水出口； 向流體施加電壓的電極；以及 排水閥，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，所述排水閥打開純凈水出口并關(guān)閉再生水出口，而當(dāng)向電極施加再生電壓時，所述排水閥關(guān)閉純凈水出口并打開再生水出口。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制器根據(jù)預(yù)設(shè)定的操作模式，在預(yù)設(shè)定的水凈化時間段期間執(zhí)行水凈化操作以施加水凈化電壓，并在預(yù)設(shè)定的再生時間段期間執(zhí)行再生操作以施加再生電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，在第一過濾器單元的水凈化操作期間，當(dāng)達到了再生時間段時，控制器可以開始第二過濾器單元的水凈化操作。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述操作模式是如下反復(fù)操作:首先向第一過濾器單元施加水凈化電壓， 當(dāng)?shù)竭_第一時間時，向第二過濾器單元施加再生電壓， 當(dāng)?shù)竭_第二時間時，停止向第二過濾器單元施加再生電壓， 當(dāng)?shù)竭_第三時間時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓， 當(dāng)?shù)竭_第四時間時，向第一過濾器單元施加再生電壓，當(dāng)?shù)竭_第五時間時，停止向第一過濾器單元施加再生電壓；以及 當(dāng)?shù)竭_第六時間時，向第一過濾器單元施加水凈化電壓， 其中，上述操作是反復(fù)進行的。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，該設(shè)備還包括: TDS傳感器單元，其測量第一過濾器單元內(nèi)的TDS濃度以產(chǎn)生第一測量濃度，并測量第二過濾器單元內(nèi)的TDS濃度以產(chǎn)生第二測量濃度， 其中，所述控制器根據(jù)所述第一測量濃度和第二測量濃度向第一過濾器單元和第二過濾器單元施加水凈化電壓和再生電壓。
7.如權(quán)利要求6 所述的設(shè)備，其特征在于，在向第一過濾器單元施加水凈化電壓之后， 當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值時，控制器向第二過濾器單元施加水凈化電壓， 當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的再生參考值時，控制器向第一過濾器單元施加再生電壓， 當(dāng)?shù)诙y量濃度小于或等于水凈化參考值時，控制器向第一過濾器單元施加水凈化電壓， 當(dāng)?shù)诙y量濃度小于或等于再生參考值時，控制器向第二過濾器單元施加再生電壓，以及 當(dāng)?shù)谝粶y量濃度小于或等于水凈化參考值時，控制器向第二過濾器單元施加水凈化電壓， 其中，控制器反復(fù)進行上述操作。
8.—種控制采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法，所述采用電容去離子的水處理設(shè)備具有第一過濾器單元和第二過濾器單元，分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，所述第一過濾器單元和第二過濾器單元進行水凈化操作以使得引入的流體中所含的溶解固體吸附到電極上，以產(chǎn)生純凈水；并且當(dāng)向電極施加再生電壓時，所述第一過濾器單元和第二過濾器單元進行再生操作以使得電極上吸附的溶解固體發(fā)生解吸附，以產(chǎn)生再生水，所述方法包括: 向第一過濾器單元施加水凈化電壓；向第一過濾器單元施加水凈化電壓； 當(dāng)?shù)竭_第一時間時，向第二過濾器單元施加再生電壓； 當(dāng)?shù)竭_第二時間時，停止向第二過濾器單元施加再生電壓； 當(dāng)?shù)竭_第三時間時，向 第二過濾器單元施加水凈化電壓； 當(dāng)?shù)竭_第四時間時，向第一過濾器單元施加再生電壓； 當(dāng)?shù)竭_第五時間時，停止向第一過濾器單元施加再生電壓；以及 當(dāng)?shù)竭_第六時間時，向第一過濾器單元施加水凈化電壓。
9.一種控制采用電容去離子的水處理設(shè)備的方法，所述采用電容去離子的水處理設(shè)備具有第一過濾器單元和第二過濾器單元，分別地，當(dāng)向電極施加水凈化電壓時，所述第一過濾器單元和第二過濾器單元進行水凈化操作以使得引入的流體中所含的溶解固體吸附到電極上，以產(chǎn)生純凈水；并且當(dāng)向電極施加再生電壓時，所述第一過濾器單元和第二過濾器單元進行再生操作以使得電極上吸附的溶解固體發(fā)生解吸附，以產(chǎn)生再生水，所述方法包括: 向第一過濾器單元施加水凈化電壓； 當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的目標(biāo)總?cè)芙夤腆w(TDS)濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的水凈化參考值時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓； 當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于預(yù)設(shè)定的再生參考值時，向第一過濾器單元施加再生電壓； 當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度小于或等于水凈化參考值時，向第一過濾器單元施加水凈化電壓； 當(dāng)?shù)诙^濾器單元的TDS濃度小于或等于再生參考值時，向第二過濾器單元施加再生電壓；以及 當(dāng)?shù)谝贿^濾器單元的TDS濃度小于或等于水凈化參考值時，向第二過濾器單元施加水凈化電壓。
【文檔編號】B01D36/00GK104023812SQ201280064453
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】曹永建 申請人:豪威株式會社