申请日2012.12.27
公开(公告)日2014.09.03
IPC分类号B01D35/06; B01D36/00; C02F1/46; C02F1/463
摘要
提供了采用电容去离子的水处理设备，及其控制方法。所述采用电容去离子的水处理设备包括：第一过滤器单元和第二过滤器单元，它们分别允许当向电极施加水净化电压时，使得引入的流体中所含的溶解固体被吸附到电极上以产生纯净水，以及当向电极施加再生电压时，使得吸附到电极上的溶解固体解吸附以产生再生水;以及控制器，该控制器反复交替地向第一过滤器单元和第二过滤器单元施加水净化电压和再生电压，以产生具有预设定的目标总溶解固体(TDS)值的纯净水。
权利要求书
1.一种采用电容去离子的水处理设备，所述设备包括：
第一过滤器单元和第二过滤器单元，它们分别地，当向电极施加水净化电 压时，使得引入的流体中所含的溶解固体被吸附到电极上，以产生纯净水;以 及当向电极施加再生电压时，使得吸附到电极上的溶解固体解吸附，以产生再 生水;以及
控制器，所述控制器反复交替地向第一过滤器单元和第二过滤器单元施加 水净化电压和再生电压，以产生具有预设定的目标总溶解固体(TDS)值的纯 净水。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一过滤器单元和第二过 滤器单元分别包括：
允许待引入的流体通过的入口;
允许排出纯净水的纯净水出口;
允许排出再生水的再生水出口;
向流体施加电压的电极;以及
排水阀，当向电极施加水净化电压时，所述排水阀打开纯净水出口并关闭 再生水出口，而当向电极施加再生电压时，所述排水阀关闭纯净水出口并打开 再生水出口。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器根据预设定的操作 模式，在预设定的水净化时间段期间执行水净化操作以施加水净化电压，并在 预设定的再生时间段期间执行再生操作以施加再生电压。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，在第一过滤器单元的水净化操 作期间，当达到了再生时间段时，控制器可以开始第二过滤器单元的水净化操 作。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述操作模式是如下反复操作： 首先向第一过滤器单元施加水净化电压，
当到达第一时间时，向第二过滤器单元施加再生电压，
当到达第二时间时，停止向第二过滤器单元施加再生电压，
当到达第三时间时，向第二过滤器单元施加水净化电压，
当到达第四时间时，向第一过滤器单元施加再生电压，当到达第五时间时， 停止向第一过滤器单元施加再生电压;以及
当到达第六时间时，向第一过滤器单元施加水净化电压，
其中，上述操作是反复进行的。
6.如权利要求1所述的设备，该设备还包括：
TDS传感器单元，其测量第一过滤器单元内的TDS浓度以产生第一测量 浓度，并测量第二过滤器单元内的TDS浓度以产生第二测量浓度，
其中，所述控制器根据所述第一测量浓度和第二测量浓度向第一过滤器单 元和第二过滤器单元施加水净化电压和再生电压。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，在向第一过滤器单元施加水净 化电压之后，
当第一测量浓度小于或等于预设定的水净化参考值时，控制器向第二过滤 器单元施加水净化电压，
当第一测量浓度小于或等于预设定的再生参考值时，控制器向第一过滤器 单元施加再生电压，
当第二测量浓度小于或等于水净化参考值时，控制器向第一过滤器单元施 加水净化电压，
当第二测量浓度小于或等于再生参考值时，控制器向第二过滤器单元施加 再生电压，以及
当第一测量浓度小于或等于水净化参考值时，控制器向第二过滤器单元施 加水净化电压，
其中，控制器反复进行上述操作。
8.一种控制采用电容去离子的水处理设备的方法，所述采用电容去离子的 水处理设备具有第一过滤器单元和第二过滤器单元，分别地，当向电极施加水 净化电压时，所述第一过滤器单元和第二过滤器单元进行水净化操作以使得引 入的流体中所含的溶解固体吸附到电极上，以产生纯净水;并且当向电极施加 再生电压时，所述第一过滤器单元和第二过滤器单元进行再生操作以使得电极 上吸附的溶解固体发生解吸附，以产生再生水，所述方法包括：
向第一过滤器单元施加水净化电压;向第一过滤器单元施加水净化电压;
当到达第一时间时，向第二过滤器单元施加再生电压;
当到达第二时间时，停止向第二过滤器单元施加再生电压;
当到达第三时间时，向第二过滤器单元施加水净化电压;
当到达第四时间时，向第一过滤器单元施加再生电压;
当到达第五时间时，停止向第一过滤器单元施加再生电压;以及
当到达第六时间时，向第一过滤器单元施加水净化电压。
9.一种控制采用电容去离子的水处理设备的方法，所述采用电容去离子的 水处理设备具有第一过滤器单元和第二过滤器单元，分别地，当向电极施加水 净化电压时，所述第一过滤器单元和第二过滤器单元进行水净化操作以使得引 入的流体中所含的溶解固体吸附到电极上，以产生纯净水;并且当向电极施加 再生电压时，所述第一过滤器单元和第二过滤器单元进行再生操作以使得电极 上吸附的溶解固体发生解吸附，以产生再生水，所述方法包括：
向第一过滤器单元施加水净化电压;
当第一过滤器单元的目标总溶解固体(TDS)浓度小于或等于预设定的水 净化参考值时，向第二过滤器单元施加水净化电压;
当第一过滤器单元的TDS浓度小于或等于预设定的再生参考值时，向第一 过滤器单元施加再生电压;
当第二过滤器单元的TDS浓度小于或等于水净化参考值时，向第一过滤器 单元施加水净化电压;
当第二过滤器单元的TDS浓度小于或等于再生参考值时，向第二过滤器单 元施加再生电压;以及
当第一过滤器单元的TDS浓度小于或等于水净化参考值时，向第二过滤器 单元施加水净化电压。
说明书
采用电容去离子的水处理设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及采用电容去离子的水处理设备及其控制方法，更具体地，本发 明涉及能够连续产生纯净水的采用电容去离子的水处理设备及其控制方法。
背景技术
通常来说，采用电容去离子(CDI)的水处理设备可包括去离子过滤器， 该去离子过滤器含有具有纳米规格空气间隙的电极，当向电极施加电压时，电 极被极化以使得介质中的离子化合物被吸附到其表面上，从而去除了所述离子 化合物。当含有溶解的离子的介质在两个电极(去离子过滤取的正电极和负电 极)之间流动，当向其施加具有低电势差的DC电源时，溶解的离子的阴离子 组分会被吸附到正电极上，而其阳离子组分会被吸附到负电极上，并分别在上 面聚集。这之后，当电流以相反方向流动使得两个电极短路时，聚集的离子会 从各自的电极上解吸附。采用电容去离子的水处理设备具有以下优势：由于没 有使用高电势差，从而获得了高能源效率，在离子吸附的情况下，可以与硬组 分一起去除有害离子，并且电极的再生无需化学品。但是，在采用电容去离子 的水处理 设备的相关领域中，由于是在去离子过程完成之后通过再生过程对饱 和的电极进行再生，因此连续的去离子是不可能的。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供了能够连续产生纯净水的采用电容去离子的水处 理设备，及其控制方法。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了采用电容去离子的水处理设备，其包括： 第一过滤器单元和第二过滤器单元，它们分别允许当向电极施加水净化电压 时，使得引入的流体中所含的溶解固体被吸附到电极上以产生纯净水，以及当 向电极施加再生电压时，使得吸附到电极上的溶解固体解吸附以产生再生水; 以及控制器，该控制器反复交替地向第一过滤器单元和第二过滤器单元施加水 净化电压和再生电压，以产生具有预设定的目标总溶解固体(TDS)值的纯净 水。
这里，第一过滤器单元和第二过滤器单元可包括：允许待引入的流体通过 的入口;允许排出纯净水的纯净水出口;允许排出再生水的再生水出口;向流 体施加电压的电极;和排水阀，当向电极施加水净化电压时，所述排水阀打开 纯净水出口并关闭再生水出口，而当向电极施加再生电压时，所述排水阀关闭 纯净水出口并打开再生水出口。
这里，控制器可以根据预设定的操作模式，在预设定的水净化时间段期间 执行水净化操作以施加水净化电压，并在预设定的再生时间段期间执行再生操 作以施加再生电压。
这里，在第一过滤器单元的水净化操作期间，当达到了再生时间段时，控 制器可以开始第二过滤器单元的水净化操作。
这里，操作模式可以是如下反复操作：首先向第一过滤器单元施加水净化 电压，当到达第一时间时，向第二过滤器单元施加再生电压，当到达第二时间 时，停止向第二过滤器单元施加再生电压，当到达第三时间时，向第二过滤器 单元施加水净化电压，当到达第四时间时，向第一过滤器单元施加再生电压， 当到达第五时间时，停止向第一过滤器单元施加再生电压，当到达第六时间时， 向第一过滤器单元施加水净化电压，其中操作是反复进行的。
这里，采用电容去离子的水处理设备还可以包括：TD传感器单元，其测 量第一过滤器单元内的TDS浓度以产生第一测量浓度，并测量第二过滤器单元 内的TDS浓度以产生第二测量浓度，其中，控制器根据所述第一测量浓度和第 二测量浓度向第一过滤器单元和第二过滤器单元施加水净化电压和再生电压。
在向第一过滤器单元施加水净化电压之后，当第一测量浓度小于或等于预 设定的水净化参考值时，控制器可向第二过滤器单元施加水净化电压，当第一 测量浓度小于或等于预设定的再生参考值时，控制器可向第一过滤器单元施加 再生电压，当第二测量浓度小于或等于水净化参考值时，控制器可向第一过滤 器单元施加水净化电压，当第二测量浓度小于或等于再生参考值时，控制器可 向第二过滤器单元施加再生电压，以及当第一测量浓度小于或等于水净化参考 值时，控制器可向第二过滤器单元施加水净化电压，其中控制器反复进行上述 操作。
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制采用电容去离子的水处理设备 的方法，所述水处理设备包括：第一过滤器单元和第二过滤器单元，它们分别 地，当向电极施加水净化电压时，进行水净化操作，以使得引入的流体中所含 的溶解固体被施加到电极上，以产生纯净水;以及当向电极施加再生电压时， 进行再生操作，以使得吸附到电极上的溶解固体解吸附，以产生再生水;所述 方法包括：向第一过滤器单元施加水净化电压;向第一过滤器单元施加水净化 电压;当到达第一时间时，向第二过滤器单元施加再生电压;当到达第二时间 时，停止向第二过滤器单元施加再生电压;当到达第三时间时，向第二过滤器 单元施加水净化电压;当到达第四时间时，向第一过滤器单元施加再生电压; 当到达第五时间时，停止向第一过滤器单元施加再生电压;以及当到达第六时 间时，向第一过滤器单元施加水净化电压。
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制采用电容去离子的水处理设备 的方法，所述水处理设备包括：第一过滤器单元和第二过滤器单元，它们分别 地，当向电极施加水净化电压时，进行水净化操作，以使得引入的流体中所含 的溶解固体被吸附到电极上，以产生纯净水;以及当向电极施加再生电压时， 进行再生操作，以使得吸附到电极上的溶解固体解吸附，以产生再生水;所述 方法包括：向第一过滤器单元施加水净化电压;当第一过滤器单元的目标总溶 解固体(TDS)浓度小于或等于预设定的水净化参考值时，向第二过滤器单元 施加水净化电压;当第一过滤器单元的TDS浓度小于或等于预设定的再生参考 值时，向第一过滤器单元施加再生电压;当第二过滤器单元的TDS浓度小于或 等于水净化参考值时，向第一过滤器单元施加水净化电压;当第二过滤器单元 的TDS浓度小于或等于再生参考值时，向第二过滤器单元施加再生电压;以及 当第一过滤器单元的TDS浓度小于或等于水净化参考值时，向第二过滤器单元 施加水净化电压。
前述技术方案没有完全列举本发明的全部特征。结合附图，通过以下本发 明的详细描述，可以清楚地了解本发明的上述和其它目的，特征、方面和优点。
有益效果
在采用电容去离子的水处理设备及其控制方法的情况下，可以连续地产生 纯净水。特别地，虽然连续地排放(或排出)纯净水，但是可以产生具有均匀 总溶解固体(TSD)去除率的纯净水。
