Cdi式水處理裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】根據(jù)本發(fā)明的CDI式水處理裝置包括：過(guò)濾單元，其用于通過(guò)電極部以CDI方式凈化原水，該電極部通過(guò)交替堆疊電極和隔板形成；以及滅菌單元，其設(shè)置在過(guò)濾單元的前部，以將從原水生成的滅菌物質(zhì)供應(yīng)給電極部，以使電極部滅菌。在這種情況下，由于電極部已停止凈化原水并且停止再生電極，因此，滅菌單元優(yōu)選的在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后操作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
CD I式水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及CDI式水處理裝置，更具體地，涉及無(wú)需另外供應(yīng)作為滅菌物質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)就能夠執(zhí)行滅菌的CDI式水處理裝置，從而提前避免由細(xì)菌引起的問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公開(kāi)了多種處理水的裝置，諸如凈水器，其處理原水以產(chǎn)生凈化水。然而，近來(lái)，通過(guò)諸如電去離子(EDI)、連續(xù)電去離子(CEDI)和電容去離子(CDI)的電去離子(EDI)的方法處理水的裝置成為主流。其中，最受歡迎的是CDI式水處理裝置。
[0003]CDI方法是指使用通過(guò)電力在電極表面吸附和釋放離子的原理而去除離子(污染物)的方法。這將參照?qǐng)D9和圖10進(jìn)一步描述。當(dāng)使包括離子的原水在具有供應(yīng)到電極的電力的電極之間經(jīng)過(guò)時(shí)，陰離子移動(dòng)到陽(yáng)極且陽(yáng)離子移動(dòng)到陰極，如圖9所示。換句話說(shuō)，發(fā)生了吸附。通過(guò)該吸附，可以去除包括在原水中的離子。同時(shí)，當(dāng)吸附繼續(xù)時(shí)，電極不能再吸附離子。因此在這種情況下，如圖10所示，需要釋放吸附在電極中的離子以再生電極。為此目的，可以施加具有與凈化水相反極性的電壓。在這種情況下，產(chǎn)生并排放再生水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)課題
[0005]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用CDI式水處理裝置時(shí)，細(xì)菌形成在過(guò)濾器(更確切的，在電極部中，其在后文將描述)中，因此減少過(guò)濾器的壽命。更具體地，當(dāng)使用CDI式水處理裝置時(shí)，細(xì)菌通過(guò)原水流入過(guò)濾器或細(xì)菌在過(guò)濾器中增加，從而在過(guò)濾器中形成很多細(xì)菌。當(dāng)形成細(xì)菌時(shí)，形成生物膜等，從而增加了過(guò)濾器的壓降。這會(huì)減少凈化水的提取流速，且過(guò)濾器的電極表面的污染也會(huì)使凈化性能弱化。因此為了連續(xù)使用CDI式水處理，需要為過(guò)濾器滅菌。但是，為此目的另外引入的化學(xué)物質(zhì)會(huì)引起電極的壽命、味道和氣味、穩(wěn)定性等問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的課題是提供一種CDI式水處理裝置，其無(wú)需另外供應(yīng)作為滅菌物質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)就能夠執(zhí)行滅菌，從而提前避免由細(xì)菌引起的問(wèn)題。此夕卜，本發(fā)明的課題是提供一種即使執(zhí)行滅菌也不會(huì)降低污染物的去除的CDI式水處理裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)課題的技術(shù)方案
[0008]根據(jù)本發(fā)明的⑶I式水處理裝置包括:過(guò)濾單元，其用于通過(guò)電極部以⑶I式凈化原水，該電極部通過(guò)交替堆疊電極和隔板形成；以及滅菌單元，其設(shè)置在過(guò)濾單元的前部，以將從原水生成的滅菌物質(zhì)供應(yīng)給電極部，以使電極部滅菌。在這種情況下，滅菌單元優(yōu)選的在電極部已停止凈化原水并且停止再生電極時(shí)操作。
[0009]有益效果
[0010]根據(jù)本發(fā)明的CDI式水處理裝置將原水中的氯離子(Cl-)還原成氯氣(Cl2)，以生成滅菌物質(zhì)。因此，該CDI式水處理裝置無(wú)需另外供應(yīng)作為滅菌物質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)就能夠執(zhí)行滅菌，從而提前避免由細(xì)菌引起的問(wèn)題。此外，由于根據(jù)本發(fā)明的CDI式水處理裝置在水凈化模式和再生模式均不執(zhí)行時(shí)提供滅菌物質(zhì)至電極部，因此，該CDI式水處理裝置不僅可以抑制壓降的增加，主要還可以恒定地維持TDS的去除。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過(guò)濾單元的立體圖；
[0012]圖2是圖示了圖1的過(guò)濾單元的分解立體圖；
[0013]圖3是圖示了圖1的過(guò)濾單元的電極部和端子部的分解立體圖；
[0014]圖4是沿圖1的過(guò)濾單元的線A-A所截的截面圖；
[0015]圖5是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；
[0016]圖6是示出了在電極部沒(méi)有滅菌時(shí)TDS去除率和壓降隨水處理裝置的使用階段的曲線圖；
[0017]圖7是示出了當(dāng)不管是處于水凈化模式還是再生模式將滅菌物質(zhì)連續(xù)供應(yīng)到電極部時(shí)TDS去除率和壓降隨水處理裝置的使用階段的曲線圖；
[0018]圖8是示出了當(dāng)在不執(zhí)行水凈化模式和再生模式的情況下無(wú)論預(yù)定時(shí)間已經(jīng)經(jīng)過(guò)多久將滅菌物質(zhì)供應(yīng)到電極部時(shí)TDS去除率和壓降隨水處理裝置的使用階段的曲線圖；
[0019]圖9是解釋了CDI方法中實(shí)現(xiàn)凈化的原理的概念圖；以及
[0020]圖10是解釋了⑶I方法中實(shí)現(xiàn)再生的原理的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下文中，將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而本發(fā)明不由以下實(shí)施例限定或限制。
[0022]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過(guò)濾單元的立體圖，圖2是圖示了圖1的過(guò)濾單元的分解立體圖，圖3是圖示了圖1的過(guò)濾單元的電極部和端子部的分解立體圖，以及圖4是沿圖1的過(guò)濾單元的線A-A所截的截面圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水處理裝置涉及CDI式水處理裝置，其包括過(guò)濾單元100和滅菌單元200。
[0023][過(guò)濾單元]
[0024]過(guò)濾單元100包括電極部110、過(guò)濾殼體部130和端子部150。首先，將描述電極部110。電極部110起使用CDI方法凈化原水的作用。更具體地，如圖3所示，電極部110形成為交替堆疊的電極111和113以及隔板112。在此示例中，電極包括陽(yáng)極111和陰極113。換句話說(shuō)，電極部110形成為通過(guò)隔板112相對(duì)堆疊的陽(yáng)極111和陰極113。這里，隔板112在陽(yáng)極111和陰極113之間形成間隙。
[0025]然而，在一般情況下，電極111和113可以通過(guò)在石墨箔的兩側(cè)涂覆活性炭而形成。在這種情況下，石墨箔可以包括涂覆有活性炭的主體部(參照?qǐng)D3中的斜線部分)，以及從主體部突出但未涂覆活性炭的突出部11 Ia和113a。這里，突出部I Ila和113a形成電極111和113的電極極耳。電極部110可以通過(guò)經(jīng)由電極極耳11 Ia和113a對(duì)電極111和113供給電力(或電壓或電流)來(lái)操作。
[0026]同時(shí)，需要將陽(yáng)極111和陰極113電分離。因此，如圖3所示，優(yōu)選地，陽(yáng)極極耳11Ia和陰極極耳113a彼此分離。但是，如圖3所示，優(yōu)選地，陽(yáng)極極耳111 a與陽(yáng)極極耳111 a在相同的方向上在相同的位置突出，且陰極極耳113a與陰極極耳113a在相同的方向上在相同的位置突出。然后可以方便地將電力分別供應(yīng)至陽(yáng)極極耳Illa和陰極極耳113a。
[0027]接著，將描述過(guò)濾殼體部130。如圖2所示，過(guò)濾殼體部130容納電極部110。更具體地，開(kāi)口 132形成在過(guò)濾殼體部130的頂部，并且過(guò)濾殼體部包括電極部110容納在其中的下殼體131和密封下殼體131的開(kāi)口 132的上殼體136。換句話說(shuō)，電極部110通過(guò)下殼體131的開(kāi)口 132插入下殼體131的內(nèi)部，然后下殼體131的開(kāi)口 132通過(guò)上殼體136密封。這里，下殼體131具有在其側(cè)上的入口 133，原水進(jìn)入該入口 133，上殼體136具有在其頂部上的出口137，凈化水從該出口離開(kāi)。在此示例中，出口 137形成為對(duì)應(yīng)于電極部110的出口孔115。
[0028]根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，原水通過(guò)以下方法凈化:首先，原水通過(guò)入口 133供應(yīng)到過(guò)濾殼體部130的內(nèi)部。接著，通過(guò)從該供應(yīng)導(dǎo)致的壓力，原水通過(guò)電極部110的側(cè)表面進(jìn)入電極部110的內(nèi)部。然后，原水在電極部110內(nèi)部的陽(yáng)極111和陰極113之間流動(dòng)，以根據(jù)CDI方法凈化。然后，原水(即，凈化水)通過(guò)出口孔115排放到電極部110的外部。然后，原水通過(guò)出口137排放到過(guò)濾殼體部130的外部。
[0029]接著，將描述端子部150。端子部150電連接到電極極耳Illa和113a，以將電力從外部電源(未示出)供應(yīng)到電極111和113。更具體地，如圖2和圖3所示，端子部150包括在一端與電極極耳Illa和113a接觸的傳導(dǎo)性電極端子151。(當(dāng)通過(guò)電極極耳與電極端的一端接觸而將電力供應(yīng)到電極端子的另一端時(shí)，電力可通過(guò)電極端子供應(yīng)到電極極耳。)
[0030]優(yōu)選的，電極端子151由不銹鋼制成。這也適用于后面將要描述的端子帶152。這是因?yàn)椴讳P鋼比較便宜并且具有良好的導(dǎo)電性。但是，不銹鋼存在限制，即不銹鋼會(huì)隨著電流流動(dòng)而變得氧化，并因此可能發(fā)生生銹。為了解決此限制，可以考慮用鈦(Ti)形成電極端子
151。然而，由于鈦可能隨著電流流動(dòng)而被氧化，因此可能會(huì)削弱導(dǎo)電性。
[0031]因此，最優(yōu)選的，用鉑(Pt)形成電極端子151。這也適用于后面將要描述的端子帶
152。這是因?yàn)殂K沒(méi)有以下問(wèn)題:鈾被氧化，因此發(fā)生生銹，或削弱導(dǎo)電性。同時(shí)，考慮到鉑比較昂貴，可以考慮通過(guò)在表面上涂覆鉑來(lái)形成電極端子151。
[0032]但是，端子部150可以包括傳導(dǎo)性端子帶152，其包圍電極極耳Illa或113a以及電極端子151。在此情況下，優(yōu)選的，端子帶152包圍電極極耳Illa和113a以及電極端子151，使得電極極耳11 Ia和113A可被向內(nèi)壓縮。此外，優(yōu)選的，端子帶152從電極極耳11 Ia和113a的外部包圍電極端子151和電極極耳11 Ia和113a至少一個(gè)圈。
[0033][滅菌單元]
[0034]滅菌單元200起到從原水產(chǎn)生滅菌物質(zhì)以將該滅菌物質(zhì)供應(yīng)到電極部110以使該電極部110滅菌的作用。為了產(chǎn)生滅菌物質(zhì)，滅菌單元200可以將原水中的氯離子(Cl-)還原成氯氣Cl2)。為了將氯離子還原成氯氣，滅菌單元200可以包括涂覆有氧化釕(RuOx)的滅菌端子部(未圖示)，和容納該滅菌端子部的滅菌殼體部210。下文將對(duì)其進(jìn)一步描述。
[0035]當(dāng)電力(或電流或電壓)被施加到滅菌端子部時(shí)，原水中的氯離子可以通過(guò)滅菌端子部的氧化釕還原為氯氣(原水本身一般包括氯離子)。當(dāng)將氯離子還原為氯氣時(shí)，氧化釕作用為降低電位差的催化劑。因此而產(chǎn)生的氯氣可以馬上溶解在原水中，且可以成為次氯酸(HOCI) AOCI為能夠滅菌的滅菌物質(zhì)，并且是一種混合氧化劑。滅菌單元200還原原水中的氯離子以產(chǎn)生滅菌物質(zhì)。
[0036]因此，根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置可以使電極部110滅菌，而不需要進(jìn)一步供應(yīng)作為滅菌物質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。此外，根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置通過(guò)滅菌提前避免了由于細(xì)菌會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，使得該裝置可以半永久地使用。
[0037]滅菌端子部可以如下地準(zhǔn)備。首先，將釕涂覆在金屬端子上，金屬端子諸如電極端子151。接著，使金屬端子在高溫下加熱。通過(guò)加熱，釕可以被氧化為氧化釕。因此，氧化釕主要存在于金屬端子的表面上。這里，可以使用諸如鉑或銥的鉑系金屬來(lái)代替釕。但是使用釕是最有效的。
[0038]然而，如圖5中所示，這將在后文提到，滅菌單元200可以在過(guò)濾單元100的前端準(zhǔn)備。當(dāng)滅菌單元200如上準(zhǔn)備時(shí)，滅菌單元200可以不管過(guò)濾單元100如何而獨(dú)立地操作。因此，當(dāng)操作滅菌單元200時(shí)，包括滅菌物質(zhì)的原水可供應(yīng)到電極部110，并且當(dāng)停止滅菌單元200時(shí)，不包括滅菌物質(zhì)的原水可供應(yīng)到電極部110。因此，當(dāng)選擇性地操作滅菌單元200時(shí)，可以延長(zhǎng)滅菌端子部的壽命。此外，當(dāng)獨(dú)立操作滅菌單元200時(shí)可以解決由細(xì)菌引起的問(wèn)題，諸如壓降的增加，同時(shí)可以維持TDS(總?cè)芙夤腆w)的去除率。
[0039][滅菌單元的控制]
[0040]根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置可以處在水凈化模式、再生模式和滅菌模式中。水凈化模式是在電極部110中凈化原水的模式，再生模式是在電極部110中再生電極111和113的模式，滅菌模式是通過(guò)滅菌單元200在電極部110中滅菌的模式。根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置可以包括控制單元(未示出)，其控制供應(yīng)到滅菌端子部的電力以運(yùn)行滅菌模式。
[0041]這里，對(duì)于控制單元優(yōu)選的是當(dāng)在水凈化模式、再生模式和滅菌模式中處于滅菌模式時(shí)，執(zhí)行將電力供應(yīng)到滅菌端子部的控制。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)過(guò)濾單元100在諸如水凈化模式或再生模式下操作期間將諸如HOCI的滅菌物質(zhì)供應(yīng)到過(guò)濾單元100時(shí)，可產(chǎn)生氧化鐵(FeOx)，從而降低過(guò)濾單元100的TDS的去除率。由于氧化鐵具有較小的顆粒尺寸，因此氧化鐵可塞到縫隙中，從而不能從電極適當(dāng)?shù)嘏欧?。?dāng)氧化鐵沒(méi)有排放時(shí)，對(duì)于電極來(lái)說(shuō)很難適當(dāng)?shù)卦偕Ｒ虼?，?yōu)選的，當(dāng)不執(zhí)行水凈化模式和再生模式時(shí)執(zhí)行滅菌模式。
[0042]同時(shí)，當(dāng)頻繁執(zhí)行滅菌模式時(shí)，會(huì)浪費(fèi)電力或會(huì)減少滅菌端子部的壽命。因此，優(yōu)選的，在不執(zhí)行水凈化模式和再生模式的情況下，在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間(約4小時(shí))之后執(zhí)行滅菌模式。在這種情況下，預(yù)定時(shí)間可以根據(jù)細(xì)菌在電極部110中增加的時(shí)間適當(dāng)選擇。
[0043]同時(shí)，優(yōu)選的，控制單元根據(jù)原水的TDS確定在滅菌模式下供應(yīng)到滅菌端子部的電力的強(qiáng)度。當(dāng)原水的T D S較高時(shí)，這意味著原水中的氯離子的濃度會(huì)較高。因此，當(dāng)原水的TDS較高時(shí)，優(yōu)選的降低在滅菌模式下供應(yīng)到滅菌端子部的電力的強(qiáng)度。即使電力的強(qiáng)度較低，因?yàn)樵械穆入x子的濃度較高，也會(huì)完全地生成殺菌物質(zhì)。相比之下，當(dāng)原水的TDS較低時(shí)，優(yōu)選的增大在滅菌模式下供應(yīng)到滅菌端子部的電力的強(qiáng)度。這里，原水的TDS可以通過(guò)在過(guò)濾殼體部130的前部安裝附加的TDS傳感器來(lái)測(cè)定。
[0044]然而，當(dāng)做出控制使得在水凈化模式下一定的電壓被施加到電極111和113時(shí)，電極111和113中流動(dòng)的電流強(qiáng)度可以根據(jù)原水的TDS而變化。也就是說(shuō)，當(dāng)原水的TDS較高時(shí)，電極111和113中流動(dòng)的電流較高。當(dāng)原水的TDS較低時(shí)，電極111和113中流動(dòng)的電流較低。因此，即使沒(méi)有安裝附加的TDS傳感器，原水的TDS也可以基于在電極111和113中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度來(lái)測(cè)定。因此，即使沒(méi)有附加的TDS傳感器，在滅菌模式下供應(yīng)到滅菌端子部的電力的強(qiáng)度也可以根據(jù)在水凈化模式下在電極111和113中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度來(lái)確定。
[0045][水處理裝置的結(jié)構(gòu)]
[0046]圖5是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水處理裝置的示意圖。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水處理裝置不僅包括過(guò)濾單元100、滅菌單元200、控制單元，還包括將原水供應(yīng)到過(guò)濾單元100的供應(yīng)單元310、向使用者放泄凈化水的放泄單元320、將再生水排放到外部的排放單元330以及閥單元。
[0047]這里，供應(yīng)單元310可以以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為示例，供應(yīng)單元310可以是導(dǎo)管，導(dǎo)管從外部接收原水。此外，放泄單元320可以以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為示例，放泄單元320可以是用于向用戶選擇性地提供凈化水的旋塞。此外，排放單元330可以以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為示例，排放單元330可以是導(dǎo)管，導(dǎo)管將再生水排放到外部。
[0048]此外，閥單元可以包括安裝在從供應(yīng)單元310通到入口133的流路上的供應(yīng)閥341;安裝在從出口 137通到放泄單元320的流路上的放泄閥342;安裝在從出口 137通到排放單元330的流路上的排放閥343 ；安裝在從供應(yīng)閥341的前部通到出口 137的流路上的洗滌閥344 ；和安裝在從供應(yīng)閥341的后部通到外部的流路上的排水閥345。閥單元的多個(gè)閥可實(shí)現(xiàn)為用于電子控制的電磁閥。作為參考，供應(yīng)閥341的前部是指基于圖5的供應(yīng)閥341的左側(cè)，且供應(yīng)閥341的底部是指基于圖5的供應(yīng)閥341的右側(cè)。
[0049]但是，如圖5所示，過(guò)濾單元100可以包括兩個(gè)電極部IlOa和110b。電極部IlOa和IlOb需要再生電極。但是，當(dāng)存在一個(gè)電極部時(shí)，在電極的再生過(guò)程中不能產(chǎn)生凈化水。因此，為了產(chǎn)生凈化水而不管電極的再生如何，優(yōu)選的，過(guò)濾單元100包括兩個(gè)電極部IlOa和110b。換句話說(shuō)，當(dāng)電極部中的任一個(gè)處于再生模式時(shí)，優(yōu)選的，另一個(gè)電極部處于水凈化模式。因此，如圖5所示，放泄閥342a和342b、排放閥343a和343b和洗滌閥344a和344b可以成對(duì)地準(zhǔn)備(過(guò)濾殼體部分別對(duì)應(yīng)電極部準(zhǔn)備)。
[0050]這里，優(yōu)選的，原水經(jīng)過(guò)滅菌殼體部210選擇性地供應(yīng)到入口 133a和133b或出口137a和137b，因?yàn)檫@在使電極部IlOa和IlOb滅菌方面是更有利的，以將包括滅菌物質(zhì)的原水根據(jù)需要供應(yīng)到電極IlOa和IlOb的側(cè)部或電極IlOa和IlOb的出口孔115(圖4)。
[0051]下文中，將描述控制單元對(duì)閥的控制。首先，將解釋水凈化模式。當(dāng)?shù)谝浑姌O部11Oa處于水凈化模式時(shí)，只有供應(yīng)閥341和放泄閥342a是打開(kāi)的。閥單元的其余的閥被關(guān)閉。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以在通過(guò)第一電極部IlOa凈化之后通過(guò)放泄單元320供應(yīng)給用戶。
[0052 ]當(dāng)?shù)诙姌O部i i Ob處于水凈化模式中時(shí)，只有供應(yīng)閥341和放泄閥342b打開(kāi)。換句話說(shuō)，這與其中第一電極部處于水凈化模式的情況相同。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以在通過(guò)第二電極部IlOb凈化之后通過(guò)放泄單元320供應(yīng)給用戶。在這種情況下，對(duì)于水的凈化，控制單元需要將電力供應(yīng)至第一電極部IlOa的電極端子或第二電極部IlOb的電極端子。然而，如上所述，在水凈化模式中，不需要將電力供應(yīng)至滅菌端子部。這也適用于后文將要描述的再生模式。
[0053]接著，將解釋再生模式。當(dāng)?shù)谝浑姌O部IlOa處于再生模式時(shí)，只有供應(yīng)閥341和排放閥343a是打開(kāi)的。剩下的將被關(guān)閉。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以經(jīng)過(guò)第一電極部IlOa通過(guò)排放單元330排放到外部。當(dāng)?shù)诙姌O部IlOb處于再生模式時(shí)，只有供應(yīng)閥341和排放閥343b是打開(kāi)的。也就是說(shuō)，這與其中第一電極部處于再生模式的情況相同。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以經(jīng)過(guò)第二電極部IlOb通過(guò)排放單元330排放到外部。在這種情況下，對(duì)于再生，控制單元需要將電力供應(yīng)至第一電極部IlOa的電極端子或第二電極部11 Ob的電極端子。
[0054]在這種情況下，水凈化模式和再生模式可以以復(fù)合的方式來(lái)執(zhí)行。例如，當(dāng)?shù)谝浑姌O部IlOa處于水凈化模式且第二電極部IlOb處于再生模式時(shí)，只有供應(yīng)閥341、放泄閥342a和排放閥343b是打開(kāi)的。
[0055]接著，將解釋在滅菌模式下的回洗。當(dāng)回洗第一電極部IlOa時(shí)，只有洗滌閥344a和排水閥345打開(kāi)。剩下的將被關(guān)閉。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的出口 137a進(jìn)入第一電極部IlOa并通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的入口 133a排放到外部。在這種情況下，原水可以立即排放到外部，且可以通過(guò)排放單元330排放到外部，如圖5所示(回洗中原水流動(dòng)的方向與水凈化模式或再生模式中原水流動(dòng)的方向相反，因此，“回，，被添加到“洗，，中)。
[0056]當(dāng)回洗第二電極部IlOb時(shí)，只有洗滌閥344b和排水閥345打開(kāi)。也就是說(shuō)，這與其中第一電極部IlOa處于回洗的情況相同。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的出口 137b進(jìn)入第二電極部110b，然后通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的入口133b排放到外部。在這種情況下，控制單元可在用于第一電極部IlOa或第二電極部IlOb的滅菌的回洗過(guò)程中將電力供應(yīng)至滅菌端子部。
[0057]可替換地，正常洗滌和回洗如下地可交換使用:首先，僅洗滌閥344a和排放閥343b打開(kāi)。剩下的將被關(guān)閉。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的出口 137a—第一電極部110a—第一過(guò)濾殼體部130a的入口 133a—第二過(guò)濾殼體部130b的入口 133b—第二電極部110b—第二過(guò)濾殼體部130b的出口 137b被排放到外部。在這種情況下，控制單元可以將電力供應(yīng)到滅菌端子部用于滅菌。
[0058]作為另一個(gè)替換，僅洗滌閥344b和排放閥343a是打開(kāi)的。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的出口 137b—第二電極部110b—第二過(guò)濾殼體部130b的入口 133b—第一過(guò)濾殼體部130a的入口 133a—第一電極部110a—第一過(guò)濾殼體部130a的出口 137a被排放到外部。在這種情況下，控制單元可以將電力供應(yīng)到滅菌端子部用于滅菌。
[0059]接著，將解釋滅菌模式中的反向滅菌(第二滅菌)。當(dāng)反向滅菌第一電極部IlOa時(shí)，只有洗滌閥344a和排水閥345是打開(kāi)的。剩下的將被關(guān)閉。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的出口 137a進(jìn)入第一電極部110a，然后通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的入口 133a排放到外部。在這種情況下，原水可以立即排放到外部，且可以通過(guò)排放單元330排放到外部，如圖5所示(反向滅菌中原水流動(dòng)的方向與水凈化模式或再生模式中原水流動(dòng)的方向相反。因此，“反向”被添加到“滅菌”中)。
[0060]當(dāng)反向滅菌第二電極部I1b時(shí)，只有洗滌閥344b和排水閥345是打開(kāi)的。也就是說(shuō)，這與其中第一電極部IlOa被反向滅菌的情況相同。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的出口 137b進(jìn)入第二電極部110b，然后通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的入口 133b排放到外部。在這種情況下，控制單元需要在用于第一電極部IlOa或第二電極部IlOb的滅菌的反向滅菌過(guò)程中將電力供應(yīng)至滅菌端子部。
[0061 ]最后，將解釋滅菌模式中的正常滅菌(第一滅菌)。當(dāng)正常滅菌第一電極部IlOa時(shí)，只有供應(yīng)閥341和排放閥343a是打開(kāi)的。剩下的將被關(guān)閉。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的入口 133a進(jìn)入第一電極部110a，然后通過(guò)第一過(guò)濾殼體部130a的出口 137a排放到外部(與反向滅菌相比，第一滅菌將稱(chēng)為正常滅菌)。
[0062]當(dāng)正常滅菌第二電極部I1b時(shí)，只有供應(yīng)閥341和排放閥343b是打開(kāi)的。也就是說(shuō)，這與其中第一電極部IlOa被正常滅菌的情況相同。在這種打開(kāi)和關(guān)閉的情況下，原水可以通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的入口 133b進(jìn)入第二電極部110b，然后通過(guò)第二過(guò)濾殼體部130b的出口 137b被排放到外部。在這種情況下，控制單元需要在用于第一電極部IlOa或第二電極部IlOb的滅菌的正常滅菌過(guò)程中將電力供應(yīng)至滅菌端子部。作為參考，考慮到原水的流動(dòng)，正常滅菌適于在電極部110中在入口 137處滅菌，反向滅菌適于在電極部110的出口137處滅菌。
[0063]這里，優(yōu)選的，在滅菌模式過(guò)程中，回洗、反向滅菌和正常滅菌以復(fù)合的方式執(zhí)行。在這種情況下，優(yōu)選的，正常滅菌在反向滅菌之后執(zhí)行。與其中當(dāng)水凈化模式在正常滅菌之后執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生凈化水的情況相比，其中當(dāng)水凈化模式在反向滅菌之后執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生凈化水的情況更有可能具有包含在凈化水中并供應(yīng)給使用者的殘留滅菌物質(zhì)(進(jìn)入口處的滅菌物質(zhì)可以通過(guò)CDI式電極部，然后移除)。優(yōu)選的，正常滅菌最后執(zhí)行。此外，考慮到回洗的目的(去除顆粒材料，這將在后文提到)，優(yōu)選的，回洗在反向滅菌或正常滅菌之前執(zhí)行。
[0064]然而，優(yōu)選的，在正常滅菌過(guò)程中通過(guò)排放單元330排放到外部的排放流速(對(duì)應(yīng)于在正常滅菌過(guò)程中原水被供應(yīng)到入口的情況下的第一流速)或在反向滅菌過(guò)程中通過(guò)排放單元330排放到外部的排放流速(對(duì)應(yīng)于在反向滅菌過(guò)程中原水被供應(yīng)到出口的情況下的第二流速)小于在回洗過(guò)程中通過(guò)排放單元330排放到外部的排放流速(對(duì)應(yīng)于在回洗過(guò)程中原水被供應(yīng)到出口的情況下的第三流速)。
[0065]這將進(jìn)行詳細(xì)描述。在電極部110中，入口133中的微粒材料比出口 137中停留的更多。因此，為了去除物質(zhì)，優(yōu)選的使原水強(qiáng)勁地從出口 137流至入口 133(參照?qǐng)D4)。因此，考慮到回洗的主要作用是去除微粒物質(zhì)，優(yōu)選的，在回洗過(guò)程中的排放流速較高。
[0066]然而，在滅菌單元200中產(chǎn)生的滅菌物質(zhì)的量是有限的。因此，隨著流速增加，滅菌物質(zhì)的濃度降低，由此滅菌效果不得不降低。因此，考慮到正常滅菌或反向滅菌的主要作用是使電極部滅菌，優(yōu)選的，正常滅菌或反向滅菌中的排放流速相對(duì)較低。作為參考，正常滅菌的排放流速可以與反向滅菌的排放量相同。這里，排放流速可以通過(guò)管的直徑控制。作為示例，當(dāng)排放閥343或排水閥345之后的管的直徑小于放泄閥342之后的管的直徑時(shí)，排放流速可以較少。
[0067]同時(shí)，當(dāng)過(guò)濾單元100包括兩個(gè)電極部IlOa和IlOb時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置可以進(jìn)一步包括在排放閥343的底部處的用于控制流速的閥346。這里，用于控制流速的閥346可以控制排放到外部的再生水的量，以控制凈化水和再生水之間的比率。
[0068]作為示例，當(dāng)?shù)谝浑姌O部IlOa處于水凈化模式，且第二電極部IlOb處于再生模式時(shí)，只有放泄閥342a和排放閥343b將打開(kāi)。剩下的將被關(guān)閉。在這種情況下，假定原水以10的量從供應(yīng)單元310被供應(yīng)到過(guò)濾單元100 ο當(dāng)控制用于控制流速的閥346使得再生水可以以2的量從第二電極部IlOb排放到外部時(shí)，原水將以8的量從供應(yīng)單元310被供應(yīng)到第一電極部IlOa0
[0069]作為參考，根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置除了過(guò)濾單元100之外可以進(jìn)一步包括其他過(guò)濾裝置。作為示例，根據(jù)本實(shí)施例的水處理裝置可以進(jìn)一步包括主要用于去除氯氣物質(zhì)的前置碳過(guò)濾器401，或主要用于去除異味的后置碳過(guò)濾器402，如圖5所示。
[0070][滅菌模式的效果]
[0071]圖6是示出了在電極的非滅菌模式的情況下TDS去除率和壓降隨水處理裝置的使用階段的曲線圖。當(dāng)電極部沒(méi)有滅菌時(shí)，如圖6所示，細(xì)菌會(huì)在電極部110中增加，這會(huì)導(dǎo)致壓降(出口和入口之間的壓力差)的增加。因此，會(huì)減少過(guò)濾器的壽命。
[0072]圖7是示出了當(dāng)不管是處于水凈化模式還是再生模式滅菌物質(zhì)被連續(xù)供應(yīng)到電極部時(shí)TDS去除率和壓降隨水處理裝置的使用階段的曲線圖。當(dāng)不管是處于水凈化模式還是再生模式將滅菌物質(zhì)連續(xù)供應(yīng)到電極部110時(shí)，如圖7所示，會(huì)抑制壓降的增加。但是，會(huì)降低TDS去除率(S卩，污染物去除率)。如上文所解釋的，這是由于諸如氧化鐵的無(wú)機(jī)離子的產(chǎn)生而引起的。同時(shí)，即使TDS去除率降低，由于可以抑制壓降的增加，滅菌物質(zhì)的供應(yīng)也是有意義的。
[0073]圖8是示出了當(dāng)在水凈化模式和再生模式不執(zhí)行的情況下無(wú)論預(yù)定時(shí)間已經(jīng)經(jīng)過(guò)多久將滅菌物質(zhì)供應(yīng)到電極部時(shí)TDS去除率和壓降隨水處理裝置的使用階段的曲線圖。當(dāng)在水凈化模式和再生模式不執(zhí)行的情況下無(wú)論預(yù)定時(shí)間已經(jīng)經(jīng)過(guò)多久將滅菌物質(zhì)供應(yīng)到電極部時(shí)，如圖8所示，可以抑制壓降的增加，并且可以恒定地維持TDS的去除率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.CDI式水處理裝置，包括: 過(guò)濾單元，其用于通過(guò)電極部以CDI方式凈化原水，所述電極部通過(guò)交替堆疊電極和隔板形成；以及 滅菌單元，其設(shè)置在所述過(guò)濾單元的前部，以將從原水生成的滅菌物質(zhì)供應(yīng)給所述電極部，以使所述電極部滅菌。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述滅菌單元將原水中的氯離子(Cl-)還原成氯氣(Cl2)，以在原水中生成所述滅菌物質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述滅菌單元包括: 滅菌端子部，其涂覆有氧化釕(RuOx);以及 滅菌殼體部，其容納所述滅菌端子部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括控制單元，所述控制單元控制供應(yīng)至所述滅菌端子部的電力。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中在用于在所述電極部處凈化原水的水凈化模式、用于再生所述電極部的電極的再生模式以及用于在所述電極部中滅菌的滅菌模式中，當(dāng)處于所述滅菌模式中時(shí)，所述控制單元執(zhí)行將電力供應(yīng)至所述滅菌端子部的控制。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述滅菌模式在所述水凈化模式和所述再生模式不執(zhí)行預(yù)定時(shí)間之后執(zhí)行。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述控制單元根據(jù)原水的總?cè)芙夤腆w(TDS)控制在所述滅菌模式中供應(yīng)到所述滅菌端子部的電力的強(qiáng)度。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述控制單元根據(jù)在一定電壓施加至處于所述水凈化模式中的電極部時(shí)在所述電極部中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度控制在所述滅菌模式中供應(yīng)到所述滅菌端子部的電力的強(qiáng)度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述過(guò)濾單元在用于在所述電極部處凈化原水的所述水凈化模式中排放凈化水，在用于再生所述電極部的電極的再生模式中排放再生水，所述過(guò)濾單元具有入口和出口，且包括容納所述電極部的過(guò)濾殼體部，所述原水供應(yīng)到所述入口，所述凈化水或再生水從所述出口排放。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述原水通過(guò)所述滅菌單元供應(yīng)到所述入口或所述出口。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述原水在所述滅菌單元的操作期間以第一流速通過(guò)所述滅菌單元供應(yīng)到所述入口，用于所述電極部的第一滅菌。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述原水在所述滅菌單元的操作期間以第二流速通過(guò)所述滅菌單元供應(yīng)到所述出口，用于所述電極部的第二滅菌。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中所述原水以第三流速通過(guò)所述滅菌單元供應(yīng)到所述出口，所述第三流速大于所述第一流速或所述第二流速，用于所述電極部的回洗。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一滅菌在所述第二滅菌之后執(zhí)行。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述回洗在所述第一滅菌或所述第二滅菌之前執(zhí)行。16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括: 將所述原水供應(yīng)到所述過(guò)濾單元的供應(yīng)單元； 向使用者放泄所述凈化水的放泄單元； 將所述再生水排放到外部的排放單元； 閥單元，其包括安裝在從所述供應(yīng)單元通到所述入口的流路上的供應(yīng)閥；安裝在從所述出口通到所述放泄單元的流路上的放泄閥；安裝在從所述出口通到所述排放單元的流路上的排放閥；安裝在從所述供應(yīng)閥的前部通到所述出口的流路上的洗滌閥；和安裝在從所述供應(yīng)閥的后部通到外部的流路上的排水閥；以及 控制所述閥的打開(kāi)和關(guān)閉的控制單元。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中在處于所述水凈化模式中的所述滅菌單元的非操作期間，所述控制單元執(zhí)行打開(kāi)所述供應(yīng)閥、關(guān)閉所述排放閥、打開(kāi)所述放泄閥、關(guān)閉所述洗滌閥以及關(guān)閉所述排水閥的控制。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中在處于所述再生模式中的所述滅菌單元的非操作期間，所述控制單元執(zhí)行打開(kāi)所述供應(yīng)閥、打開(kāi)所述排放閥、關(guān)閉所述放泄閥、關(guān)閉所述洗滌閥以及關(guān)閉所述排水閥的控制。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中對(duì)于處于所述滅菌模式中的所述電極部，在所述滅菌單元進(jìn)行第一滅菌操作期間，所述控制單元執(zhí)行打開(kāi)所述供應(yīng)閥、打開(kāi)所述排放閥、關(guān)閉所述放泄閥、關(guān)閉所述洗滌閥以及關(guān)閉所述排水閥的控制。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中對(duì)于處于所述滅菌模式中的所述電極部，在所述滅菌單元進(jìn)行第二滅菌操作期間，所述控制單元執(zhí)行關(guān)閉所述供應(yīng)閥、關(guān)閉所述排放閥、關(guān)閉所述放泄閥、打開(kāi)所述洗滌閥以及打開(kāi)所述排水閥的控制。21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的裝置，其中對(duì)于處于所述滅菌模式中的所述電極部的回洗，所述控制單元執(zhí)行關(guān)閉所述供應(yīng)閥、關(guān)閉所述排放閥、關(guān)閉所述放泄閥、打開(kāi)所述洗滌閥以及打開(kāi)所述排水閥的控制。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述第一滅菌在所述第二滅菌之后執(zhí)行。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述回洗在所述第一滅菌或所述第二滅菌之前執(zhí)行。
【文檔編號(hào)】C02F1/469GK105849050SQ201480070459
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日
【發(fā)明人】李受暎, 權(quán)兌星, 文炯珉, 樸秉吉, 文誠(chéng)敏
【申請(qǐng)人】豪威株式會(huì)社