净化质量不理想的经处理供水以生产质量满意的饮用供水的方法和装置制造方法

净化质量不理想的经处理供水以生产质量满意的饮用供水的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及净化质量不理想的处理水以生产质量令人满意的可饮用的净化水的方法和装置。该方法包括过滤、辐照和臭氧化处理水的步骤，以在水净化组件中净化处理水。然后将净化的水储存在净化水罐中。根据用户的要求，启动泵以将净化水泵出净化水罐，穿过碳过滤器，到达分配出口。
【专利说明】净化质量不理想的经处理供水以生产质量满意的饮用供水的方法和装置
[0001]介绍
[0002]本发明涉及净化不理想的供水以生产令人满意的供水的方法和装置。
[0003]本说明书全文中，术语“供水”应理解为包括任何类型的经处理的供水，例如市政供水、经部分处理的供水，或本地供水，例如私人井。该术语还理解为指湖水和其它这样的新鲜供水，但该术语应理解为不包括雨水。
[0004]已发现，即使使用正常的常规技术处理市政供水，水的质量也比理想的要低。这可能是由于设备陈旧、管道损坏或经济限制所致；而且，因此，应用于市政供水的处理质量在足以满足任何法律要求的同时，可能被用户视为差及不理想。
[0005]已发现，这在乡村、地理位置偏远的地方是一个特别的难题，在那些地方，广阔的区域中仅能找到较小数量的用户。在这样的情况下，市政供水公司优先要做的是在较高密度的地区内升级他们的设备和管道，而这导致乡村地区被忽略，以及这些地区提供的市政水不理想。
[0006]需要一种高效、简洁和相对简单的方法和装置，用于处理和净化来自供水的水以生产可接受的、令人满意的水。一般来说，水应该是可饮用的，这是指水满足当地的监管要求，因此被视为适合的饮用水。
[0007]目前水处理系统的另一个问题是，经处理的净化水储存在净化水罐中，用户根据需求使用。在某些情况下，净化水长时间在净化水罐中滞留，其结果是对于用户来说，净化水的卫生和感官质量变得不理想。已知在净化水罐内使用化学品例如氯气、辐照器和/或曝气装置来将净化水的质量保持在可接受水平。但是，这种解决方法需要在水处理系统中提供额外的化学品、化学品分配装置、曝气装置和/或辐照器，从而增加工程费用、操作费用和系统的总体复杂性。
[0008]此外，氯气和其它化学消毒剂加入水中用于处理水，从而减少水中的微生物污染，确保水是安全饮用的。但是，氯气必须在水中持续以维持公共卫生的净化水平，经处理的水系统中的残余氯会导致消毒剂副产品(DBPs)的形成。这些DBPs由化学消毒剂(例如氯气)与经处理的水中存在的有机物质反应形成。从健康的角度来说，三卤甲烷(THMs)是最有影响的DBPs类别。它们包括氯仿、溴仿、二溴氯甲烷和溴二氯甲烷。处理水中的THMs作为可能的人类致癌物存在健康风险。在爱尔兰，European Communities (Drinking Water)Regulat1ns (《欧洲共同体(饮用水)条例》)(N0.2),2007声明，经处理的饮用水中总三卤甲烷(THMs)应仅处于低于100g/l的水平。2010年，在爱尔兰共和国，据观察，10.7%的公共饮用供水、23.8%的公共集团水方案和14.5%的私营集团水方案超过了该100g/l的限制。因此，经处理的水的净化是一个重要的卫生问题。
[0009]对于现有技术，欧洲专利申请EP I 695 939 (HOMEFLOff SWITZERLANDDISTRIBUT1N SA)公开了一种净化处理水的设备，其中处理水的质量被视为不可接受。处理水接收自供水并经臭氧化。臭氧是由臭氧发生器产生的，并供应给臭氧罐，在臭氧罐中，产生的臭氧和处理水混合在一起，以提高处理水的质量。然后使臭氧化的水通过碳过滤器和氧化铝过滤器，并储存在臭氧化水储存池中。臭氧化水储存池还连接至臭氧发生器，臭氧可被引入臭氧化水储存池中以对经臭氧化的水进行再次臭氧化。按照用户的要求，臭氧化水由臭氧化水储存池中泵出，并穿过出口管嘴。再生循环还通过将臭氧化水从臭氧化水储存池引导返回通过碳过滤器和氧化铝过滤器。再生过程不直接将臭氧化水从臭氧化水储存池引回通过臭氧化罐。
[0010]但是，已知臭氧用作初级和次级(也称为残余、净化剂)的系统存在问题。臭氧不被接受为“万能(catch-all) ”的净化剂；用于特定待处理水量的臭氧需要基于待处理水量的化学参数确定。每批水根据水的批次的质量有稍微不同的臭氧要求。虽然水中污染物没有多少是臭氧不能直接或间接与其反应的，但不是所有污染物都与臭氧反应。例如，惰性气体不会受到臭氧的攻击，并且，一些复杂的杀虫剂不会被臭氧完全降解。此外，许多其它人造分子在正常水处理温度和压力下不被臭氧降解。因此，在臭氧作为初级净化剂相当好的同时，其不能处理待处理水中存在的每种类型的污染物，因此，臭氧不被视为“万能”的净化齐U。此外，与其它初级净化剂相比，使用臭氧作为初级净化剂较为昂贵。
[0011]欧洲专利申请号EP I 695 939的设备具有上文提到的问题。特别是，欧洲专利申请号EPl 695 939公开的设备需要在臭氧化水储存池中提供额外的曝气装置。此外，需要用于这种额外的曝气装置的合适连接，而这增加了设备的工程费用。在操作中，产生的臭氧用以臭氧化处理水以提供臭氧化水，但是其还用来为臭氧化水储存池提供臭氧。在臭氧处理和臭氧化水储存行为中都需要臭氧，这会增加操作费用。总的来说，欧洲专利申请号EP I695 939公开的设备的整体复杂性增加。
[0012]美国专利5683576具有类似问题，因为它公开了使用臭氧作为主要和次级消毒剂。
[0013]人们寻找保持净化水罐中的滞留水处于卫生和感官满意水平的问题的成本高效的解决方法。因此，大多数国内家居和商业建筑需要一种解决方法，用来提供解决方法的设备费用和尺寸是重要的因素。
[0014]在本发明的另一个方面，也将会理解，在某些情形中，市政供水不能在一个位置提供，或在其它情形中，市政供水被简单地忽视，而采用其它水源。
[0015]因此，在合适的地方能够不仅仅依赖处理供水的能力因而被需要，本发明便利了用户的供水选择和这种供水对用户的安全性。
[0016]本发明的目标是提供一种克服上面提到的至少一个问题的方法和/或装置。


【发明内容】

[0017]本发明涉及一种净化质量不理想的水的方法，以生产可饮用并且具有质量令人满意的净化水；该方法包括步骤:在入口处接收来自供水装置的水至水净化组件；在入口颗粒过滤器中过滤接收的水，以部分净化水；在辐照器中照射经过滤的水，进一步净化经过滤的水；在曝气装置中臭氧化经辐照的水，以净化经辐照的水；将经净化的水储存在净化水罐中；以及，根据用户的要求，激活控制泵以将净化水泵出净化水罐并穿过碳过滤器，以沿可饮用供水装置流动并到达分配出口。在优选的实施方式中，来自供水的水是经处理的水。
[0018]提供本发明方法的优点是，采用较简单、成本高效以及高效的对水进行辐照和曝气的方法，能够净化供水装置的经处理的水，改善处理水的质量。可保证净化水具有令人满意的质量，否则，当从大的主供水网取出处理水时，水的质量会改变。辐照器净化水，曝气装置用作残余净化器。
[0019]该方法用在小的家庭安装水处理组件中是理想的。这种单元由它们的性质决定是容易安装的并应具有小巧的外形用于家庭安装。下面描述的本发明和实施方式的方法能够将相对简单和高效的水处理和净化组件安装在家庭住宅内。
[0020]在本发明中，辐照器还形成杀菌屏障以避免待净化的处理水和净化水的混合。当待净化的处理水通过辐照器时，紫外线反应器在运转，因此不会出现不希望的混合，因为任何来自辐照器出口的水已经过处理。
[0021]在一个优选的实施方案中，使用紫外线反应器作为辐照器，其包括由内套筒和外套筒包围的紫外线灯；这样，处理水穿过外套筒和内套筒之间的外间隔，而空气或载氧气体穿过内套筒和外套筒之间的内间隔。在这个实施方案中，水被紫外线反应器辐照，并且，同一紫外线反应器在经辐照的水中产生臭氧。这种杀菌屏障作用是使用紫外线反应器带来的第三种作用。在现有技术系统中，杀菌屏障由独立的膜和/或过滤器产生，其划分净化水本身和待净化的处理水。从组件尺寸的角度，使用同一紫外线反应器以通过辐照来净化水、产生残余净化所需要的臭氧，以及还充当杀菌屏障是高度有利的。
[0022]在另一实施方案中，该方法进一步包括使过滤水通过位于辐照器前的止回阀。
[0023]在另一实施方案中，该方法进一步包括使过滤水通过位于辐照器后的止回阀。
[0024]使用止回阀确保了待净化的处理水和经净化的水本身之间的清楚划分。一旦处理水通过止回阀，待净化的处理水接着仅可以穿过辐照器以被净化，因而对于用户饮用来说是合适和满意的。此外，即使止回阀失效，存在的作为杀菌屏障的辐照器将确保向前流动的任何处理水会在任何情况下被净化。
[0025]在另一实施方案中，该方法进一步包括使储存在净化水罐中的不理想的净化水再生，其通过以下步骤进行:打开设在饮用供水装置和辐照器中间的回流管道上的阀门；将不理想的净化水泵出净化水罐并穿过回流管道进入辐照器；在辐照器中辐照不理想的净化水，以部分再生不理想的净化水；在曝气装置中臭氧化经辐照的水，以再生经辐照的水；以及，将再生的水储存在净化水罐内。
[0026]上文描述的简单的再生方法能够实现在家庭内建立和安装简单小型的水净化组件。
[0027]在另一实施方案中，再生不理想的净化水的方法还包括使不理想的净化水通过位于辐照器前的再生止回阀的步骤。
[0028]在另一实施方案中，该方法还包括使储存在净化水罐中的不理想的净化水再生，其通过以下步骤进行:打开设在饮用供水装置和曝气装置中间的回流管道上的阀门；将不理想的净化水泵出净化水罐并穿过回流管道进入曝气装置；在曝气装置中臭氧化不理想的净化水，以再生不理想的净化水；以及，将再生的水储存在净化水罐内。
[0029]此外，在辐照器由紫外线反应器提供的优选的实施方案中，紫外线反应器必须工作产生臭氧，该臭氧在再生过程中曝气装置使用。紫外线反应器工作时，紫外线反应器还充当再生过程中的杀菌屏障。由此可见，当处理水穿过辐照器时，紫外线反应器工作并充当杀菌屏障；以及，当已净化的水仅回流穿过用于再生的曝气装置时，紫外线反应器必须工作产生臭氧，并从而继续充当杀菌屏障。通过这种方式，辐照器由紫外线反应器提供的优选的实施方案是尤其有利的，因为紫外线反应器通过辐照净化水源、产生臭氧用于残余净化、在仅使用曝气装置来再生已净化的水的地方产生臭氧用于再生，并在进行净化的地方以及在进行再生的地方在运作模式中充当杀菌屏障。因为这些是水流动处仅有的两种运作模式，因此可见，紫外线反应器是需要的杀菌屏障。这是有利的，一部件在该方法中发挥四种不同的作用。
[0030]在另一实施方案中，再生不理想的净化水的方法还包括使不理想的净化水通过位于曝气装置前的再生止回阀。
[0031]在另一实施方案中，该方法还包括步骤:使用压力传感器监测饮用供水的压力，以检测压力的降低，这表明用户的需求；以及，在检测到这种压力降低时激活泵。
[0032]本发明进一步涉及用于净化质量不理想的水的水净化组件，以生产可饮用并且质量令人满意的净化水。该水净化组件包括接收来自供水装置的水的入口 ；入口颗粒过滤器，过滤接收的水以部分净化处理水；辐照器，辐照经过滤的水以进一步净化经过滤的水；曝气装置，使经辐照的水夹带臭氧以臭氧化水，这样做能净化经辐照的水；净化水罐，以接收和储存净化水；以及控制泵，从净化水罐将净化水泵出，穿过碳过滤器以沿饮用供水装置流动至分配出口。优选地，来自供水的水为处理水，也就是说，已处理至法律可接受水平(例如饮用水平)但对消费者饮用来说不理想的水。
[0033]在另一实施方案中，水净化组件还包括位于辐照器前的止回阀。
[0034]在另一实施方案中，水净化组件还包括紧接着位于辐照器前的止回阀。
[0035]在另一实施方案中，水净化组件还包括位于辐照器后的止回阀。
[0036]在另一实施方案中，水净化组件还包括紧接着位于辐照器后的止回阀。
[0037]在另一实施方案中，水净化组件包括设在饮用供水装置和辐照器中间的回流管道；以及位于回流管道上的阀门，其可打开和关闭，以分别打开和关闭回流管道，由此能够使净化水罐中的净化水周期再生。
[0038]在另一实施方案中，水净化组件还包括回流管道上的再生止回阀。
[0039]在另一实施方案中，回流管道上的再生止回阀紧接着位于辐照器前。
[0040]在另一实施方案中，水净化组件包括设在饮用供水装置和曝气装置中间的回流管道；以及位于回流管道上的阀门，其可打开和关闭，以分别打开和关闭回流管道，由此能够使净化水罐中的净化水周期再生。
[0041]在另一实施方案中，水净化组件还包括回流管道上的再生止回阀。
[0042]在另一实施方案中，回流管道上的再生止回阀紧接着位于曝气装置前。
[0043]在另一实施方案中，水净化组件还包括压力传感器，以监测饮用供水的压力并检测饮用供水的压力降低(压力降低表明用户对净化水的需求)，以及用于在压力传感器检测到这种压力降低时激活泵的工具。
[0044]本发明还涉及一种净化供水以生产饮用供水的方法，该方法包括步骤:使供水通过入口过滤器；用紫外光辐照过滤水；使经辐照的水夹带气体以净化水；将净化水储存在净化水罐中；以及,将净化水从净化水罐泵出通过出口过滤器以生产饮用供水。
[0045]提供本发明方法的优势在于，经过处理的并作为可饮用市政供水提供的供水可再次净化，以使用较简单、成本高效和高效的对供水进行辐照和曝气的方法改善水的质量。
[0046]在另一实施方案中，该方法还包括再生净化水的步骤:将净化水从净化水罐泵出通过回流管道；使泵出的水通过位于回流管道上的止回阀；用紫外光辐照泵出的水；使经辐照的水夹带气体以再生水；以及，将再生的水返回至净化水罐。
[0047]这个特点被视为特别有利，因为可以使用简单的回流管道每隔一段时间再生已净化的水，以确保净化水罐中的任何滞留的净化水通过水净化系统再循环，以维持净化水(储存用于在用户需要时使用)处于可接受的卫生和感官水平。
[0048]本发明的另一优势在于，可以不使用化学品例如氯气来净化和再生水。
[0049]在另一实施方案中，该方法还包括再生净化水的步骤:将净化水从净化水罐泵出通过回流管道；使泵出的水通过位于回流管道上的止回阀；使泵出的水夹带气体以再生水；以及，将再生的水返回至净化水罐。在这个实施方案中，已净化的水有利地不需通过辐照器和曝气装置进水来再生；因此，这个实施方案中的水净化方法被简化。在一个优选的实施方案中，使用紫外线反应器来产生臭氧用于曝气装置，该紫外线反应器将充当再生过程中的杀菌屏障使得不希望的混合不会出现。
[0050]在另一实施方案中，该方法还包括步骤:在用紫外光辐照过滤水之前，使水从入口过滤器通过止回阀。止回阀的使用在水净化组件入口的水和储存在水净化组件的净化水罐中的已净化的水之间建立一杀菌屏障。
[0051]在另一实施方案中，该方法还包括步骤:在使经辐照的水夹带气体以净化水之前，使经辐照的水通过止回阀。止回阀的使用有助于在水净化组件入口的水和储存在水净化组件的净化水罐中的已净化的水之间建立一杀菌屏障。
[0052]在另一实施方案中，将净化水从净化水罐泵出通过出口过滤器至饮用供水的步骤，响应来自位于饮用供水上的压力的控制信号进行。
[0053]在另一实施方案中，将净化水从净化水罐泵出通过出口过滤器的步骤包括将净化水从净化水罐泵出通过碳过滤器的步骤。碳过滤器的使用被视为特别有利，因为碳充当催化剂将任何残余的臭氧转化为氧气，所述臭氧作为曝气装置中水引气的结果留在水中。碳过滤器还将有助于改善水的味道。
[0054]在另一实施方案中，再生净化水的步骤还包括在使泵出的水通过止回阀之前，将净化水从净化水罐泵出通过机动切断阀的步骤。
[0055]在另一实施方案中，使水夹带气体的步骤包括使水夹带用紫外线灯形成的杀菌剂。
[0056]在另一实施方案中，杀菌剂是臭氧，其通过在紫外线灯前循环空气或氧气形成。
[0057]本发明进一步涉及用于从供水生产饮用供水的水净化组件，所述组件包括，将供水连接至入口过滤器的供水入口 ；连接至入口过滤器的辐照器，该辐照器接收来自入口过滤器的过滤水并包含紫外线灯以辐照过滤水；连接至辐照器的曝气装置，曝气装置接收来自辐照器的经辐照的水，并使经辐照的水夹带气体以净化水；连接至曝气装置的净化水罐，以储存净化水；以及，净化水罐外面的供应泵，以将净化水泵出出口过滤器以生产饮用供水。
[0058]提供本发明方法的优点是，可净化已处理并作为饮用市政供水提供的供水，以使用较简单、成本高效以及高效的对水进行辐照和曝气的方法，改善水的质量。
[0059]在另一实施方案中，组件还包括从饮用供水到辐照器的回流管道，回流管道包括止回阀。
[0060]在另一实施方案中，组件还包括从饮用供水到曝气装置的回流管道，回流管道包括止回阀。
[0061]这个特点被视为特别有利，因为可以使用简单的回流管道每隔一段时间再生已净化的水，以确保净化水罐中的任何滞留的净化水通过水净化系统再循环，以维持净化水(储存用于在用户需要时使用)处于可接受和满意的卫生水平。止回阀在净化水和未净化水之间形成部分杀菌屏障，所述净化水邻近水净化组件的出口侧附近，位于组件中曝气装置和辐照器后面，所述未净化水接收来自水净化组件入口侧的供水。
[0062]在另一实施方案中，该组件还包括入口过滤器和辐照器之间的止回阀。止回阀的使用在水净化组件入口的水和储存在水净化组件的净化水罐中已净化的水之间形成杀菌屏障。
[0063]在另一实施方案中，该组件还包括位于饮用供水出口的压力开关，以控制供水泵的运作。
[0064]在另一实施方案中，出口过滤器包括碳过滤器。碳过滤器的使用被视为特别有利，因为碳充当催化剂将任何残余的臭氧转化为氧气，所述臭氧作为曝气装置中水引气的结果留在水中。碳过滤器还将有助于改善水的味道。
[0065]在另一实施方案中，回流管道还包括位于回流管道上止回阀之前的机动切断阀。
[0066]在另一实施方案中，夹带在水中的气体是用紫外线灯形成的杀菌剂。
[0067]在另一实施方案中，杀菌剂是臭氧，其通过在紫外线灯前循环空气或氧气形成。

【专利附图】

【附图说明】
[0068]从以下一些实施方案的描述(仅通过举例的方式给出)，参考附图，将更清楚地理解本发明，其中:
[0069]图1是根据本发明用于净化来自供水装置的水的装置的示意图；
[0070]图2是根据本发明用于净化来自供水装置的水的装置另一实施方案的示意图；
[0071]图3是根据本发明用于净化来自供水装置的水的装置另一实施方案的示意图。

【具体实施方式】
[0072]参考图1，其提供了用于净化来自供水装置的水的组件，以生产饮用供水，水净化组件整体用附图标记100表示。
[0073]水净化组件100接收供水102，供水102通过机动入口阀104输入水净化组件100。流量计106测量从供水102进入水净化组件100的水的流速，此流速信息传递至中央控制器164以帮助中央控制器164作出水净化组件100运行的决定。例如，如果水净化组件100中的水的流速对于水净化组件100的部件太低(在下文描述)不能正确运行，可以使用流量计106来警告水净化组件100的用户；低流速会因供水102的故障导致。
[0074]供水102通过入口过滤器110。入口过滤器110是颗粒过滤器，优选是5微米的颗粒过滤器，用以除去来自供水102的任何细小的悬浮固体。在入口过滤器110的两侧设置手动切断阀108、112。流量控制器114控制从入口过滤器110出来的水的流速，以维持流速低于或等于水净化组件100或如下文描述的水净化组件100的部件的最大流速。如果入口过滤器110随时间堵塞，入口过滤器110内的这种堵塞也会导致上文提到的低流速。流量控制器114设定通过辐照器(整体由附图标记118表示)的最大水流速，使得能够在辐照器118以及水净化组件100的其余地方中进行完全和充分的水净化。如果流速太高，这会导致流过辐照器118的水从辐照器118接受辐照UV光的量不足，如下文进一步描述。
[0075]辐照器118入口侧设置有止回阀116。止回阀116确保穿过其进入辐照器118的任何水仅能从该点向前推进穿过水净化组件100，以及仅可通过饮用供水154或溢流倾卸槽(overflow dump) 138排出。通过这种方式,避免了前面的净化水被污染。
[0076]辐照器118优选由包括紫外灯121的紫外线反应器提供，当来自水源102的水通过辐照器118的外套筒120和辐照器118的内套筒122之间形成的外空间119时，所述紫外灯121提供紫外线辐照来自水源102的水。外空间119具有基本环形的横截面。紫外灯121发射波长基本为254nm和基本为185nm波长的紫外线。内套筒122包括装有保险丝的石英管(fused quartz tube),优选以注册商标GE214出售的装有保险丝的石英管,其阻断185nm形成波长的传播。内套筒122能够使具有基本为254nm波长的紫外线穿过内套筒122以辐照来自供水102的流经外空间119的水。根据最佳的实践，来自供水102的水在此外空间119内用具有基本为254nm波长的紫外线以至少40mJ/cm2的量进行辐照。此外，根据最佳的实践，内套筒122阻断具有基本为185nm波长的紫外线进入此外空间119。
[0077]在此实施方案中优选由紫外线反应器提供辐照器118。该紫外线反应器还包括内套筒122和紫外灯121之间的内空间124;内空间124还具有基本环形的横截面。携氧气体(例如空气)首先优选进行过滤(未示出)，然后在由位于水净化组件100中辐照器118后面的曝气装置130导致的压差作用下，被抽吸通过内套筒122和紫外灯121之间的内空间124。由于氧气或空气被抽过内空间124，氧气本身或空气中的氧气与具有基本185nm波长的紫外线反应，氧气转化成臭氧。然后将此臭氧经由臭氧进口 132提供至曝气装置130。
[0078]镇流器(ballast) 126控制紫外灯121发射紫外线。
[0079]经辐照的水穿过管道128从辐照器118到达曝气装置130。曝气装置130使经过辐照器的水夹带气体以净化水。优选地，使用紫外线形成的杀菌剂使水充气，以及在如图1所示的最优选实施方案中，杀菌剂是臭氧，其通过如上文所述抽取空气或氧气穿过辐照器118产生。臭氧通过臭氧进口 132供应至曝气装置130，经辐照的水夹带臭氧以净化水，使水可饮用并对于用户来说处于满意的水平。
[0080]然后使净化水进入净化水罐134，所述净化水罐134也可称为处理水罐。如图1所示，净化水与净化水罐134中任何存在的净化水混合。溢流倾卸槽138设置在净化水罐134最上面的部分附近。水平开关136设置在净化水罐134上，以当储存的净化水水平降低至净化水罐134内的预定阀值时将信号传递至中央控制器164。净化水罐出口 140设置在净化水罐134最下面的部分附近，并连接至增压泵142，增压泵142将净化水泵出净化水罐134。
[0081]从增压泵142泵出的水穿过出口过滤器146，其优选为如图1所示的碳过滤器。出口过滤器146的两侧设置有手动切断阀144、148。从出口过滤器146出来的净化的、泵出的过滤水穿过泵控制器150 (优选包括压力开关(未示出))，然后向前通过分配出口生产出饮用供水154。泵控制器150通过泵控制器输送道152连接至增压泵142。
[0082]回流管道156从饮用供水154分支出来，并通过机动阀158、流量控制器160和止回阀162以连接至辐照器118的入口侧。通过这种方式，已净化的水可通过打开机动阀门158沿回流管道156流回辐照器118内以被紫外线辐照并穿过曝气装置130，使水再次臭氧化并进入净化水罐134。再次臭氧化的水与净化水罐134中的水混合以再生净化水罐134中的至少部分水。止回阀162形成重要的屏障，以确保未通过辐照器118和曝气装置130进行净化的水，不能穿过回流管道156以形成饮用供水154的一部分。与之前一样，流量控制器160设定穿过辐照器118的最大水流速，使得可在辐照器118内或用以再生已净化水的水净化组件100部件内完全和充分地净化穿过辐照器118的水。
[0083]实际上，止回阀116、162和辐照器118组合以建立杀菌屏障，确保净化水和水净化组件100内的其它类型的水之间不会发生污染。这是最重要的，这样，水净化组件的完整性可得到维持，其确保了从饮用供水154上的分配出口出来的所有净化水具有要求的质量。即使止回阀116、162失效，辐照器118单独充当杀菌屏障也足够了。通过这种方式，本发明建立了安全冗余度，同时，不需要单独的膜或过滤器充当杀菌屏障。
[0084]邻近(优选紧接邻近)辐照器118的止回阀116、162的布置使得杀菌屏障形成，确保从饮用供水154上的分配出口出来的水具有要求的质量。
[0085]使用时，来自供水102的水由入口过滤器110进行过滤，并在储存于净化水罐134之前使用辐照器118和曝气装置130净化。
[0086]在用户需要饮用水时，用户打开水龙头或其它这样的阀门，饮用水将从饮用供水154开始流出。泵控制器150将检测对饮用水的需求，并沿泵控制输送道152将信号传递至增压泵142，以开始从净化水罐134将净化水通过出口过滤器146泵出至饮用供水154。泵控制器150优选包括压力开关(未示出)，该开关可检测饮用供水154上的压力降，从而指示用户对饮用水的需求。
[0087]如果净化水罐134中的水平开关136检测到净化水罐134中的净化水量降低至预定阀值以下，那么，水平开关136将此信号传送至中央控制器164，开始填充循环。在填充循环过程中，中央控制器164首先命令镇流器126开启紫外灯，在预设的预热时间过去后，中央控制器164随后通过打开机动阀104将来自供水102的水输入水净化组件100。
[0088]通过这种方式，水净化组件100确保辐照器118正确运行，使得穿过辐照器118的任何水被监管、法律和最佳时间要求的足量紫外线辐照。流量计106可确保水从供水102进入水净化组件，并可将信号传递至中央控制器164，如果检测到低流速或零流速。一旦来自供水102的水穿过止回阀116，水用辐照器118进行辐照，并使用曝气装置130夹带臭氧以净化水。
[0089]通过这种方式，净化水罐134内可维持恒定的净化水供应，并在用户需要时,可将净化水泵出净化水罐134至饮用供水。
[0090]为克服净化水罐134中滞留的净化水对于用户饮用变得不理想的问题，已净化的水周期性地在再生循环过程中再生。在再生循环过程中，已净化的水通过回流管道156返回，使得已净化的水流回到辐照器118内以被辐照，并向前到达曝气装置130以被臭氧化，并因此再生。
[0091]开始一再生循环时，中央控制器164周期性地打开回流管道156上的机动阀158，以使净化水流入辐照器118内。泵控制器150确定存在对净化水的需求，并随后使增压泵142运行，将净化水从净化水罐134沿回流管道156泵到辐照器118内，以满足需求。
[0092]在这种循环过程中，中央控制器164首先命令镇流器126开启紫外灯，在预设的预热时间过去后，中央控制器164随后通过打开机动阀158将已净化的水从净化水罐134泵入辐照器118内。如前文所述，这确保了紫外灯以正确的运行能力运行，以正确辐照水。
[0093]增压泵142必须足够有力，以使净化水能通过饮用供水154被用户饮用，并同时将已净化的水泵回穿过辐照器118和曝气装置130以再次臭氧化并再生通过回流管道156泵出的已经净化的水。没有被泵回系统中的净化水罐134中已净化的水也将再生，因为流回净化水罐134的已再生、再次臭氧化的水通过混合和再次臭氧化净化水罐134中已净化的水使净化水罐134中的至少部分净化水再生。
[0094]参考图2，此前描述的相同部件具有相同的附图标记，该图提供了用于净化来自供水的水以生产饮用供水的装置的另一实施方案，所述装置整体由附图标记200表示。
[0095]回流管道156使泵自净化水罐134的已净化的水传递到曝气装置130内以再生已净化的水。在此实施方案中，辐照器118在再生过程中不使用。止回阀202位于曝气装置130的入口侧，并确保仅被辐照器118辐照过并通过管道128输送至曝气装置130入口侧的水不能通过回流管道156形成饮用供水154的一部分。通过这种方式，止回阀202连同辐照器118和止回阀116组合以在水净化组件200内的净化水和其它类型的水之间形成杀菌屏障。这是有利的，因为在再生循环中不需要使用辐照器来辐照已净化的水，但是辐照器在再生过程中是运行的，因为其必须为曝气装置130产生臭氧，从而辐照器118将在部件失效例如止回阀116失效时净化意外穿过辐照器118的任何水。
[0096]参考图3，此前描述的相同部件具有相同的附图标记，该图提供了用于净化来自饮用供水的水以生产饮用供水的装置的另一实施方案，所述装置整体由附图标记300表示。
[0097]止回阀302设置在回流管道156上，位于管道128之前，管道128连接至曝气装置130的入口侦彳。此外，止回阀304位于辐照器118的出口侧，在出口侧与管道128之间。止回阀302、304组合形成杀菌屏障，防止任何进入管道128的水通过辐照器118流回供水102 ;或者通过回流管道156流回饮用供水154。
[0098]可以设想，辐照器118和曝气装置130能够同时对有待再生的已净化的进水和待首次净化的供水102的进水分别进行辐照或充气。此外，辐照器118能够辐照氧气或空气以产生足量的臭氧来满足曝气装置130的臭氧需求，如果曝气装置130同时对有待再生的已净化的进水和待首次净化的供水102的进水进行充气的话。
[0099]容易理解的是，中央控制器164可利用流量计106和/或流量控制器114、160监测整个水净化组件100、200、300不同点处的流速，以确保堵塞和设备故障不会导致水净化组件100、200、300的正常运行出现问题。任何这样的堵塞或设备故障可通过人机界面(未示出)优选显示器传送给用户。
[0100]将进一步理解的是，水净化组件100、200、300的具体布局可改变，假如通过止回阀形成杀菌屏障的基本原理得到遵守。例如，辐照器118和曝气装置130可变换位置，使得来自供水102的水在用紫外线辐照前首先夹带臭氧。
[0101]此外，在另一实施方案中，可在供水102处提供气隙(未示出)，以在净化水和未净化水之间提供隔离的杀菌屏障，净化水在此实施方案中定义为水净化组件100、200、300中的任何水，未净化水在此实施方案中定义为进入水净化组件100、200、300中的任何水。这种气隙是有利的，因为其在水净化组件100、200、300和入口供水102之间提供了一物理屏障。
[0102]此外，上面的工艺可应用到雨水处理组件，其中，通过回流管道156，能够容易实施经处理雨水的内部再生。
[0103]部件例如机动阀、手动切断阀等可使用电磁阀或入口泵取代，其可用在具有气隙的实施方案中，或用其它这样的众所周知的替代部件取代。众所周知的保护部件可纳入水净化组件100、200、300中以确保增压泵142不会在没有足量的水流过增压泵时运行。防止干抽的安全切断特征可有利地用于此目的。有利地，这样的安全切断特征可构成泵控制器150的一部分。
[0104]如果紫外灯不能开启，错误信号会被传送到中央控制器164以改变中央控制器164，防止机动阀104、158打开。此外，可视和/或可听警告通过水净化组件100、200、300的人机界面提供给用户。
[0105]水净化组件100、200、300优选周期性地每2小时、4小时或6小时再生已净化的水一次。
[0106]曝气装置130优选通过文丘里管，或可以引起文丘里效应的其它这样的缩流组件提供。
[0107]将理解的是，如前所描述的水净化过程净化、洁净、去臭、臭氧化和氧化水净化组件100、200、300中的水。
[0108]将理解的是，如前所描述的水净化过程再次净化、再生、再次臭氧化和再次氧化水净化组件100、200、300中已净化的水。“”
[0109]在全部前面的说明中，术语“净化”和“处理”及其任何语法变形互换地使用，以指除去供水中的颗粒的过程，以洁净、去臭和再次氧化供水至法律可接受的饮用水平。
[0110]将理解，说明书全文中术语“满意”是指净化水的质量具有对消费者来说可接受的味觉和嗅觉相关的感官性质，并可饮用。术语“不理想”理解为指可能已经过处理的水不具有可接受的感官质量水平，并且也可能不具有法律可接受的质量。这可能是因为水滞留(或水龄)导致细菌和污染物积聚。美国环保局Effects of Water Age on Distribut1nSystem Water Quality (《水龄对分配系统水质量的影响》)(2002)特别地指出水滞留的问题，包括化学、生物和物理问题，某些水质量问题具有直接的潜在公众健康影响。例如，化学问题包括灭菌副产品形成，例如溴酸盐、溴二氯甲烷、溴仿、氯酸盐、亚氯酸盐、氯仿、二溴乙腈、二溴氯甲烷、二氯乙酸、二氯乙腈、一氯乙酸、N-亚硝基二甲胺、三氯乙酸、三卤甲烷、卤代乙酸、卤代乙腈、卤代酮、氯水合物或三氯硝基甲烧(chloropicrine)。
[0111]容易理解，本发明首先涉及家居小型水处理装置，从而再处理或净化不理想质量的处理供水，以为住宅生产可接受的饮用水，该装置可安装在商业建筑等。此外，该装置可用以首次处理或净化来自新鲜水源例如井或湖水或其它这样的新鲜供水的水。
[0112]术语“包含”和“包括”及其由于语法原因的任何变形被认为是可互换的并给予最宽的可能解释。
[0113]本发明不限于前面描述的实施方案，其在结构和细节方面可变化。
【权利要求】
1.一种净化质量不理想的经处理的水以生产质量令人满意的净化水的方法，该方法包括步骤: -在水净化组件入口接收来自供水的经处理的水； -在入口颗粒过滤器中过滤接收的经处理的水以部分净化经处理的水； -在辐照器中辐照经过滤的水以进一步净化过滤水； -在曝气装置中臭氧化经辐照的水以净化经辐照的水； -将净化水储存在净化水罐中；以及 -在用户要求时，激活受控的泵以将净化水泵出净化水罐并穿过碳过滤器，沿可饮用供水装置流动并到达分配出口。
2.一种如权利要求1所述的净化经处理的水的方法,其中该方法还包括使经过滤的水通过位于辐照器前的止回阀。
3.一种如权利要求1所述的净化经处理的水的方法,其中该方法还包括使经过滤的水通过位于辐照器后的止回阀。
4.根据权利要求1或2任一项所述的净化经处理的水的方法，该方法还包括通过以下步骤再生储存于净化水罐中的不理想的净化水: -打开回流管道上的阀门，其设在饮用供水装置和辐照器之间； -将不理想的净化水泵出净化水罐并穿过回流管道进入辐照器； -在辐照器中辐照不理想的净化水以部分再生不理想的净化水； -在曝气装置中臭氧化经辐照的水以再生经辐照的水；以及 -将再生的水储存在净化水罐中。
5.根据权利要求4所述的净化经处理的水的方法，其中，再生不理想的净化水的方法还包括步骤:使不理想的净化水通过位于辐照器前的再生止回阀。
6.根据权利要求1或2任一项所述的净化处理水的方法，该方法还包括通过以下步骤再生储存于净化水罐的不理想的净化水: -打开回流管道上的阀门，其设在饮用供水和曝气装置之间； -将不理想的净化水泵出净化水罐并穿过回流管道进入曝气装置； -在曝气装置中臭氧化不理想的净化水以再生不理想的净化水；以及 -将再生的水储存在净化水罐中。
7.根据权利要求6所述的净化经处理的水的方法，其中再生不理想的净化水的方法还包括步骤:使不理想的净化水通过位于曝气装置前的再生止回阀。
8.根据前面的权利要求任一项所述的净化经处理的水的方法，其中该方法还包括步骤:使用压力传感器监测饮用供水的压力，以检测压力的降低，这表明用户的需求；以及，在检测到这种压力降低时激活泵。
9.一种水净化组件，用于净化不理想质量的经处理的水以生产可饮用并具有满意质量的净化水，该水净化组件包括: -接收来自供水装置的经处理的水的入口； -过滤接收的水以部分净化经处理的水的入口颗粒过滤器； -辐照经过滤的水以进一步净化经过滤的水的辐照器； -曝气装置，使经辐照的水夹带臭氧以臭氧化水，并从而净化经辐照的水； -接收和储存净化水的净化水罐； -受控的泵，以将净化水泵出净化水罐，穿过碳过滤器，以沿饮用供水装置流动并到达分配出口。
10.根据权利要求9所述的水净化组件，其中水净化组件还包括位于辐照器前的止回阀。
11.根据权利要求9所述的水净化组件，其中水净化组件还包括紧接位于辐照器前的止回阀。
12.根据权利要求9所述的水净化组件，其中水净化组件还包括位于辐照器后的止回阀。
13.根据权利要求9所述的水净化组件，其中水净化组件还包括紧接位于辐照器后的止回阀。
14.根据权利要求9-13任一项所述的水净化组件，其中该水净化组件包括回流管道，其设在饮用供水装置和辐照器中间；以及阀门，其位于回流管道上，可打开和关闭，以分别打开和关闭回流管道，从而周期再生净化水罐中的净化水。
15.根据权利要求14所述的水净化组件，其中水净化组件还包括回流管道上的再生止回阀。
16.根据权利要求15所述的水净化组件，其中回流管道上的再生止回阀紧接位于辐照器前。
17.根据权利要求9-13任一项所述的水净化组件，其中水净化组件包括设在饮用供水装置和曝气装置中间的回流管道；以及位于回流管道上的阀门，其可打开和关闭，以分别打开和关闭回流管道，从而周期再生净化水罐中的净化水。
18.根据权利要求17所述的水净化组件，其中水净化组件还包括回流管道上的再生止回阀。
19.根据权利要求18所述的水净化组件，其中回流管道上的再生止回阀紧接位于曝气装置前。
20.根据权利要求9-19任一项所述的水净化组件，其中水净化组件还包括压力传感器，以监测饮用供水的压力并检测饮用供水的压力降低，压力降低表明用户对净化水的需求；以及用于在压力传感器检测到这种压力降低时激活泵的工具。
【文档编号】C02F1/28GK104334501SQ201380020177
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年2月18日 优先权日:2012年2月16日
【发明者】O·伦纳德 申请人:臭氧工业爱尔兰有限公司