[发明专利]水处理设备和使用该水处理设备的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理设备和使用该水处理设备的水处理方法，并且更确切地涉及一种能够甚至在电化学过滤器的再循环过程中持续操作而不会停止水净化操作的水处理设备和使用该水处理设备的水处理方法。

背景技术

随着工业社会的发展，对于自然环境的污染、例如水污染和土壤污染已日益加剧。因此，在这些社会中，通常获取原水，对原水进行净化，然后将净化后的原水供给至使用者。在家庭中广泛地使用净水器以净化自来水并供给清洁的饮用水是最近的趋势。

此类净水器被设计成对自来水中剩余的各种杂质或细菌进行净化和消毒。对此，已介绍了一种反渗透（RO）净水器，且已广泛地采用通过使用紫外线（UV）消毒灯的消毒工艺来净化水的方法。该净水器设有膜式过滤器，用以从供给至该过滤器的原水中去除污染物、重金属和/或细菌。

反渗透净水器比使用非膜式过滤器的一般净水器具有高得多的净水效率。然而，该反渗透净水器需要原水中具有合适的水压，以使原水保持预定的净化水平。此外，由于经净化的水的流量会相当低，因而反渗透净水器可设有储水箱，并且供给作为净化水存储在其中的水。因此，反渗透净水器可具有若干问题，例如所存储的水由于空气中的细菌而二次污染，需要清洁被污染的膜以及需要周期性更换膜。

为了解决传统的脱盐技术的这些问题，最近研究了一种使用双电层原理的电容去离子（CDI）工艺并适用于脱盐工艺。

图1是CDI工艺的示意图。CDI工艺使用如下特征：基于电容器工艺中使用的双电层原理，当向水中的电极表面通电时，相反极性的离子会吸附到水中的电极表面上。在图1所示的净水操作中示出，当包含阳离子和阴离子的溶液在两个多孔碳电极层之间流动时，通过施加静电力来去除容纳在水溶液中的离子。

如上所述，CDI工业使用通过当向电极表面施加电势时、在形成于电极表面上的双电层中的电吸引力产生的离子吸附反应。因此，CDI由于可在低电极电势（约1-2V）下操作被示为下一代低能耗脱盐工艺，因此与其它脱盐工艺相比，能显著地降低能耗。

用在CDI工艺中的CDI电极结构包括多层单元，该多层单元通过如下方式制造：形成正电极和负电极以具有平板形状并且将间隔器插在正电极和负电极之间以使得水流过其中。

此外，如图1所示，使用此种CDI工艺的净水系统可仅仅通过交换电极极性来执行净水操作和再循环操作。

此外，阳离子交换树脂20设置在负电极中，而阴离子交换树脂10设置在正电极中。因此，在交换过程中可去除水中的阳离子和阴离子。

阳离子交换树脂20可与吸附在负电极上的阳离子交换，而阴离子交换树脂10可与吸附在正电流上的阴离子交换。

然而，在此类CDI单元的情形中，例如图1所示的再循环操作中的描述，在已部分地执行净水操作之后，需要执行再循环操作来去除吸附在电极上的材料。因此，难以持续地抽出净化水，且在再循环操作中，无法向使用者供给净化水。

发明内容

技术问题

本发明一方面提供了一种水处理设备以及一种使用该水处理设备的水处理方法，该水处理设备能易于执行交换操作，而不会停止实施电化学过滤器的净水设备的操作。

本发明另一方面提供了一种水处理设备以及一种使用该水处理设备的水处理方法，该水处理设备能持续地操作并且能制造成具有较小的尺寸。

问题的解决方案

根据本发明的一方面，提供了一种水处理设备，包括：过滤单元，该过滤单元包括第一电化学过滤器和第二电化学过滤器，用以过滤原水；以及控制单元，该控制单元驱动第一电化学过滤器和第二电化学过滤器，其中，第一电化学过滤器和第二电化学过滤器并联安装，该控制单元控制第二电化学过滤器，以便在第一电化学过滤器需要再循环时执行净水操作。

控制单元可控制第一电化学过滤器，以在第二电化学过滤器需要再循环时执行净水操作。

当第一电化学过滤器执行再循环操作时，控制单元可控制第二电化学过滤器执行净水操作。当第一电化学过滤器完成再循环操作时，控制单元可控制第一电化学过滤器执行净水操作。

第一电化学过滤器和第二电化学过滤器可构造成使得在第一电化学过滤器执行净水操作时、第二电化学过滤器的再循环已完成。

根据经过的电化学过滤器净水时间、由电化学过滤器过滤的净化水的总溶解固定（TDS）数值或者由电化学过滤器过滤的净化水的电流数值来确定电化学过滤器再循环的时间点。

第二电化学过滤器的容量可小于第一电化学过滤器的容量。