CN104321286A - 水处理***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了工业和居民用水处理***和装置，用于防止硬水累积或用于除去这种累积物。所述***和装置包括用于传送水处理组合物的固定的和可拆卸的组件。此外，公开了新的水处理组合物和水处理方法。

Description

水处理***和方法
相关申请
本申请要求2012年2月2日提交且标题为“WATERTREATMENT SYSTEMS AND METHODS”的美国临时专利申请第61/594,286号在35 U.S.C.§119(e)下的权益，该申请在此通过参考全文引入。
技术领域
本发明涉及水处理***和水处理方法。更具体地，本发明涉及使用至少两个水物流用于工业和居民用水软化的***和装置，其中一个水物流携带水处理组合物到另一个水物流。
背景技术
全世界的淡水供应通常源自源于富含碱土金属(包括钙(Ca2+)和镁(Mg2+))的岩层的地下蓄水层或河流。因此，大量可以用于工业或居民使用的淡水均富含具有碱性pH的阳离子矿物质。这样的水往往称为“硬水”。
已经开发了多种技术来软化水—就是脱除或置换碱土金属和降低淡水的pH。用于这种目的的水处理***通常用碱金属离子如钠(Na+)和钾(K+)替代硬水中含有的钙离子和镁离子。对于这种软化功能，常规的水软化器通常包括软化罐以软化原水。软化罐充入负载钠离子或钾离子的离子交换树脂。钠离子和钾离子与淡水供应的钙离子和镁离子交换。但最后，离子交换树脂被碱土金属饱和和必须再生—即除掉不想要的离子和用更多的碱金属离子置换。再生过程通常包括排出昂贵和浪费的大量水，这些水是日渐重要的日用品。而且，这些排出的水包含用于再生离子交换树脂的氯化钠或氯化钾。此外，许多水***没有构建用于软化水的水处理***。这种***常有硬水累积和被堵塞。
因此，有必要提供节约大量消耗用于软化硬水的淡水的水处理***。此外，有必要提供可以除去已存在于水***中的硬水累积的水处理***。
发明内容
在一方面，公开了一种水处理装置。这里水处理装置可以连接到水供应，所述装置包括：(a)固定在水供应位置的组件，包括：(1)输送多个水物流的通道，所述水物流包括主要物流和次要物流；(2)连接水供应到处理装置用于使水从水供应进入处理装置的入口，和使含有水处理组合物的水离开处理装置的出口；(3)能够控制通过水处理装置的次要物流流量的流量控制装置；(b)至少一个可拆卸的组件，其中所述组件至少部分确定具有用于次要物流通过其中的流路的室，其中所述室包含水处理组合物。
在一些实施方案中，设计通过所述室的流路以最大化次要物流和水处理组合物表面之间的接触。在一些实施方案中，水处理装置包括至少两个隔间，第一隔间包含水处理组合物，和第二隔间包含次要物流。在一些实施方案中，水处理装置进一步包括能够装配在第一隔间内的可拆卸的筒，所述筒包含水处理组合物。
在另一方面，公开了一种水处理***。水处理***包括：(a)分割为主要物流和次要物流的水供应；(b)水处理装置，包括：(1)入口和出口，入口用于接收次要物流进入装置和出口用于从装置排出次要物流；(2)包括至少两个隔间的主体部分，第一隔间包含水处理组合物；(c)控制通过水处理装置的次要物流流量的流量控制装置；其中主要物流和次要物流在水处理装置外分割和重组。
在装置和***的一些实施方案中，包括第一pH监测器。在装置和***的一些实施方案中，包括第二pH监测器。在一些实施方案中，第一pH监测器监测水供应的pH。在一些实施方案中，第一pH监测器监测处理后水的pH。在一些实施方案中，第二pH监测器监测水供应的pH。
在装置和***的一些实施方案中，包括测量次要物流流量的流量计。在一些实施方案中，所述流量计测量主要物流的流量。
在装置和***的一些实施方案中，水处理装置包括(iii)具有多个通道的头部部分：第一通道用于引导次要物流通过水处理装置和进入第一隔间，第二通道用于引导次要物流只通过在入口和出口之间的头部部分，由此旁通过第一和第二隔间。在一些实施方案中，所述头部部分包括用于防止次要物流在入口和出口之间流动的阀门。
在装置和***的一些实施方案中，第一隔间是具有第一和第二开孔的筒，第一开孔用于接收次要物流进入筒，和第二开孔用于次要物流离开筒。在一些实施方案中，所述筒具有沉降过滤器。在一些实施方案中，所述筒包封含有水处理组合物的水可渗透袋子。在一些实施方案中，水可渗透袋子包括可闭合开孔，所述可闭合开孔选自：拉链、缝线、钩和桩紧固件、热粘合剂和触压粘合剂。在一些实施方案中，所述筒可拆卸地连接到水处理装置。
在装置和***的一些实施方案中，所述流量控制装置选自：限制通路、阀门、电子泵、喷嘴和它们的组合。在一些实施方案中，所述泵或喷嘴对水供应或处理后水的pH有响应。
在一些实施方案中，包括出口管线，其中所述出口管线与水处理装置的出口流体连通，所述出口管线具有主要内径，和其中流量控制装置构成直径小于出口管线主要内径的部分。
在一些实施方案中，所述水处理组合物选自：柠檬酸、多磷酸和它们的混合物。在一些实施方案中，所述水处理组合物的形式选自：一个或多个片剂、浆液、凝胶、无定形粉末、晶体材料混合物和浓缩溶液。在一些实施方案中，包括用于测量物流流量的流量计，所述物流选自：主要物流、次要物流、及主要物流和次要物流两者。
在另一方面，公开了一种水处理容器。所述水处理容器包括具有带有可重复密封的开孔的第一端的挠性水可渗透袋子，水处理组合物可通过所述开孔添加到容器中。在一些实施方案中，所述可重复密封开孔选自：拉链、缝线、钩和桩紧固件、热粘合剂和触压粘合剂。在一些实施方案中，如前所述，所述容器包含水处理组合物。
在另一方面，公开了一种软化水的方法。所述方法包括：(a)将水供应分割为主要物流和次要物流；(b)使水处理组合物与次要物流在水处理装置中接触，由此使部分水处理组合物溶解到次要物流中；和(c)使携带有水处理组合物的次要物流与主要物流以受控比例重组，由此软化水供应。
在一些实施方案中，主要物流和次要物流在水处理装置外分割和重组。在一些实施方案中，所述方法还包括监测水供应的pH以确定次要物流的流量。在一些实施方案中，监测处理后水的pH以确定次要物流的流量。在一些实施方案中，所述方法包括监测次要物流的累积体积和当达到预定体积时触发指示器。在一些实施方案中，通过喷嘴控制次要物流的流量，所述喷嘴可操作地连接到至少一个pH传感器上。
在另一方面，公开了一种可连接到水供应的水处理装置。所述装置包括：(a)可固定在水供应位置的组件，包括：(1)输送多个水物流的通道，所述水物流包括主要物流和次要物流；(2)连接水供应到处理装置用于使水从水供应进入处理装置的入口，和使含水处理组合物的水可以离开处理装置的出口；(3)能够控制通过水处理装置的次要物流流量的流量控制装置；(b)至少一个可拆卸的组件，其中所述组件至少部分确定具有用于次要物流通过其中的流路的室，其中所述室包含水处理组合物。
在一些实施方案中，设计通过所述室的流路以最大化次要物流和水处理组合物表面之间的接触。在一些实施方案中，所述装置包括至少两个隔间，第一隔间包含水处理组合物，和第二隔间包含次要物流。在一些实施方案中，所述装置包括能够装配在水处理装置内的可拆卸的筒，所述筒包含水处理组合物。
在又一方面，公开了一种水处理组合物。所述组合物包含柠檬酸和多磷酸。在一些实施方案中，多磷酸与柠檬酸的比为约1:40-约2:5盎司。在一些实施方案中，多磷酸与柠檬酸的比可以为约1:20-约1:5盎司。在一些实施方案中，多磷酸与柠檬酸的比可以为约1:10盎司。
附图说明
图1描述了具有用于水软化设置的流体路径的水处理***的实施方案的部分横截面图。
图2描述了具有用于旁通过水软化的流体路径的水处理***的图1的实施方案的部分横截面图。
图3描述了处于“关闭”设置的水处理***的图1的实施方案的部分横截面图。
图4A描述了用于水处理***的流量控制装置的一个实施方案的横截面图。
图4B描述了用于水处理***的流量控制装置的第二实施方案的横截面图。
图4C描述了用于水处理***的流量控制装置的第三实施方案的透视图。
图4D描述了用于水处理***的流量控制装置的第四实施方案的透视图。
图5A描述了用于水处理***的打开的水可渗透袋子的透视图。
图5B描述了用于水处理***的封闭的水可渗透袋子的透视图。
图5C描述了用于水处理***的封闭的水可渗透袋子的第二实施方案的透视图。
图6描述了具有用于水软化设置的流体路径的水处理***的第二实施方案的透视图。
图7描述了具有用于水软化设置的流体路径的水处理***的第三实施方案的部分横截面图。
图8描述了具有用于水软化设置的流体路径的水处理***的第四实施方案的部分横截面图。
具体实施方式
如这里所应用的，术语“整个房子”指水处理***的结构例如居民家。在本发明的一些实施方案中，水处理***和组件可以用于工业应用、整个房子的***、和子***。在一些实施方案中，水处理***可以独立用于具体应用，例如用于处理水供应到住所的清洁和卫生子***如水池、沐浴区和清洁应用如洗碗机和洗衣机。
在一些实施方案中，水处理***可以具有为更换水处理组合物而拆卸的组件。如这里所应用的，术语“固定的组件”是不打算为了更换水处理组合物而拆卸的组件。在这样的***中，无论在水处理操作或在水处理组合物更换时均打算处于在相同物理位置的部分，这样的组件是固定的组件。
如这里所应用的，术语“可拆卸的组件”指打算为更换水处理组合物而拆卸的组件。在这样的***中，当更换水处理组合物时，打算从它们的物理位置拆除的部分，这样的组件是可拆卸的组件。
如这里所应用的，术语“多磷酸”指通过共用氧原子连接在一起的PO4四面体单元，如下面的结构式所描述。
在一些形式中，多磷酸可以是环状的。在其它形式中，多磷酸可以是线性的。
这里公开的水处理***和它的不同组件可以用于不同的水处理方法。水处理***的一种实施方案大致如图1中所述。***10可以整合到工业水***、整个房子水***或任选整合到具有水供应12的具体水循环中。在一些构造中，水供应12可以是从市政水***或井提供水的管线。在其它构造中，水供应12可以是从主线中分支出来针对具体目的而供应水，例如加热水或提供饮用水。
可以将来自水供应12的水分割为多个物流。在一些实施方案中，第一物流14(也称为主要物流)可以从水供应行进到水件(未显示)如水龙头、设备或器具(未显示)如洗衣机。第二物流16(也称为次要物流)从水供应分叉到水处理装置18。因此，水供应12通过用于次要物流16的通道(通路)连接到水处理装置18。如图所示，将物流在水处理装置18外面的某点处分割。
在一些实施方案中，水处理装置18包括次要物流16通过其中进入和离开水处理装置18的入口24和出口26。在一些实施方案中，入口24和出口26通过头部部分20固定到水处理装置18内。所述头部部分20可以包括多个通道。第一通道可以引导次要物流通过水处理装置18和进入第一隔间。第二通道可以引导次要物流16仅通过在入口24和出口26之间的头部部分20由此旁通过第一和第二隔间。头部部分20也可以包括防止次要物流16在入口24和出口26之间流动的阀门。
在一些实施方案中，入口24、出口26、和头部部分20是固定在水供应位置的组件。
水处理装置18包括至少两个被装置18的主体部分22包围的隔间。在一些实施方案中，主体部分22可以包围可操作地偶连到头部部分20的水处理容器或筒28。在这样的情况下，筒28构成第二隔间25，和第一隔间23是主体部分22内未被筒28占据的体积。
在如图1-3所描述的一些实施方案中，筒28包封含有水处理组合物32的水可渗透容器30如水可渗透袋子。水可渗透容器可以由多种材料制成。这些材料包括水可渗透纺粘型织物纤维如纺粘型织物聚乙烯、聚丙烯、聚酯、和类似聚合材料。
如图5A、5B、和5C所示，水可渗透袋子100可以包括拉链102。在闭合构造中，拉链使得水处理组合物132仅通过袋壁108的水可渗透材料可得。所述拉链102包括两个具有多个互锁齿的对应面104和106，所述互锁齿可拆卸地连接两个对应面104和106。在打开构造中，拉链使操作人员能在水可渗透袋子100中添加、除去、重新装填、或以其它方式处理水处理组合物132的用量。如图5A所示，水可渗透袋子100具有沿横向穿过部分袋子100的拉链102。在图5C中，显示了水可渗透袋子110的替代实施方案。水可渗透袋子110包括具有两个对应面114和116的拉链112。如这个实施方案中所示，拉链112沿纵向穿过部分袋壁118。
在一些实施方案中，水可渗透袋子100可以是挠性的。在其它实施方案中，水可渗透的袋子100可以是刚性的。
在一些实施方案中，拉链可以完全穿过袋子的整个周边(圆形或一些其它形状)。在一些实施方案中，拉链仅穿过袋子整个周边的一部分。
在一些实施方案中，拉链可以用缝线、触压粘合剂、热活化粘合剂、钩和桩紧固件有或无互锁齿和滑条的塑料拉链替代。在一些实施方案中，袋子或容器的紧固件是可拆除的。
水处理组合物32可以是用来处理水的多种材料中的任意材料。在一些实施方案中，水处理组合物选自柠檬酸、多磷酸和它们的混合物。在一些实施方案中，水处理组合物包括柠檬酸。在一些实施方案中，水处理组合物是柠檬酸。在一些实施方案中，水处理组合物包括多磷酸。在一些实施方案中，水处理组合物是多磷酸。在一些实施方案中，水处理组合物包括柠檬酸和多磷酸。在一些实施方案中，水处理组合物是柠檬酸和多磷酸。
当水处理组合物包括柠檬酸和多磷酸两者时，可以选择两者的比例以加强水处理装置或***的性能。如此定量的优势包括减少产生于具有铜管的pH调整的水***中溶解铜的蓝色水。
例如，在为小型住所如使用3/4英寸或在约100psi下的等效水供应管线提供水供应的较小***中，水处理组合物可以包括多磷酸与柠檬酸的比为约1:40-约2:5盎司。多磷酸与柠檬酸的比可以为约1:20-约1:5盎司。多磷酸与柠檬酸的比可以为约1:10盎司。
在一些实施方案中，水处理组合物可以为压缩小球形式。在这些实施方案中，小球可以在容器如袋子中，或可以添加到没有袋子的筒中。
回到图1，筒28也包括在底部部分44的第一开孔46。在一些实施方案中，筒28也可以包括沉降过滤器48。沉降过滤器48可以位于第一开孔46的下游和与水可渗透容器30相邻，如图1所示。替代地，沉降过滤器48可以位于水可渗透容器30的上游和与第一开孔46相邻，如图1-3所示。在一些实施方案中，筒28可以带有可以通过反向螺纹与筒28牢固地咬合的端盖39。端盖39可以包括多个用作第一开孔46的开孔。
主体部分22具有筒28可以贴连在其上的底部21。在一些实施方案中，主体部分22的底部21包括一个或多个可以支持筒28底部的同心环形肋拱29。在一些实施方案中，端盖39具有用来接收第一套环形肋拱29的中心腔27。所形成的界面允许筒28保持在水处理装置18的主体部分22上。
在一些实施方案中，主体部分22和筒12是可从头部部分20拆卸的。因此，主体部分18和筒28是可拆卸的组件。此外，筒28可以确定具有用于次要物流通过其中的流路的室，其中所述室包含水处理组合物。设计通过所述室的流路以最大化次要物流16和水处理组合物32之间的接触。就这一点，通过室(或隔间)的流路基本上穿过隔间的最大尺寸路径—以如图1所示筒28为例。
头部部分20可以任选包括路径选择器或阀门34。所述路径选择器34允许操作人员引导次要物流16通过多个穿过水处理装置18的任选的流体路径。例如，在图1描述的一个实施方案中，路径选择器34表示在“软化器”(或“处理”)设置中，所述设置引导次要物流16通过从入口经头部和主体部分20和22和从出口26出来的流体路径A。沿着路径A行进的次要物流16与水处理组合物32混合或接触和携带含有水处理组合物的水返回主要物流14。当次要物流和主要物流重组时，所得水是处理后水42。
替代地，在图2描述的实施方案中，路径选择器34表示在“旁通”设置中，所述设置引导次要物流16通过从入口经头部部分20和从出口26出来而不经过主体部分22的流体路径B。沿着路径路径B行进的次要物流16在重新加入主要物流14前不与水处理组合物混合。当次要物流和主要物流重组时，所得水是未处理的。
在图3描述的另一个实施方案中，路径选择器34表示在“关闭”设置中。在这个设置中，阻止次要物流16行进通过水处理装置18。这个设置对于用于维修而拆卸水处理***的可拆卸组件是有利的。
回到图1描述的实施方案，次要物流在入口24沿路径A进入水处理装置18。次要物流通过头部部分20和进入主体部分22。在主体部分22内，腔40在装置壁36和筒壁38之间形成。因此，可以认为在装置壁36和筒壁38之间的空间(腔40)是隔间或通道。所述腔40也作为次要物流通过水处理装置18的主体部分22的区段的通路。该通路在入口24和筒28的开孔46之间运行。因此，在一些实施方案中，路径A包括这个通路。此外，路径A穿过在筒壁38中的水可渗透容器30，从筒28的第一开孔46直到到达邻近头部部分20的第二开孔47和然后通过出口26离开水处理装置18。
因此，在水处理操作中，将水供应12分割进入两个路径以形成主要物流14和次要物流16。在返回主要物流14之前，次要物流16在入口24进入水处理装置18，沿路径A通过筒28和在出口26离开。当通过筒28时，次要物流16开始含有水处理组合物32。
水处理***10也可以包括用于控制通过水处理装置18的次要物流16流量的流量控制装置54。流量控制装置54可以位于多个不同位置，只要它可操作地连接到次要物流16上即可。例如，如图1所示，流量控制装置54通过与出口26流体连通的出口管线26A连接到出口26。
流量控制装置可以是多种不同形式。例如在图4A中，流量控制装置是限制通路70的形式，其中通路72在其某点上具有比其较宽直径76小的较窄直径74。可以选择较窄直径74的窄度从而加入主要物流14的次要物流16的体积携带足够的水处理组合物以处理水供应12到令人满意的条件(例如pH、组合物浓度、或它们的组合)。
在一些实施方案中，限制通路70可以具有逐渐减小的直径直到在其某点上达到较窄直径74。在其它实施方案中，限制通路可以不是渐变的而是具有带孔68的盘78，如图4B所描述。孔68可以比通路的剩余部分小。根据希望的体积流量，操作人员可以选择带足够尺寸的孔的盘以降低次要物流16穿过通路70的流量。
在图4C所示的另一实例中，流量控制装置是阀门80的形式。所述阀门可以具有入口端口86和出口端口88，通路82可以输送次要物流16穿过这些端口。阀门部件90打开和关闭通路82，由此操作人员可以用手柄84打开和关闭。可以使用不同的阀门，如球阀、蝶形阀、和片状阀。
在图4D所示的另一个实例中，流量控制装置是泵92的形式。泵92包括入口端口94和出口端口96及泵部件98。泵部件98在入口端口94和出口端口96之间响应电动力或机械力增加或降低流量。可以使用不同的泵，如容积式泵、速度泵、和离心泵。
在一些实施方案中，流量控制装置54可操作地连接到另一装置如pH传感器、流量计、或其它动态响应水处理***10的一些条件的传感器，如在这里进一步讨论的。
流量控制装置54可以位于多个不同的位置。在一个实施方案中，在图1-3中的实例中，流量控制装置可以位于出口26的下游但在次要物流14和主要物流16重组处上游的某点。
在一些实施方案中，水处理***任选包括用于测量不同物流流量的流量计50。流量计50可以位于多个不同的位置。例如，图1-3中描述的实施方案具有位于入口24的上游但在主要物流14和次要物流16分开处的下游的流量计50。在该实施方案中，流量计50测量次要物流16的体积。
在另一个实施方案中，流量计50可以位于主要物流14和次要物流16分开处的上游。在该实施方案中，流量计50测量利用***运行的未处理水的总体积，所述总体积是主要物流14和次要物流16的总和。
在另一个实施方案中，流量计50可以位于主要物流14和次要物流16分开处的下游但不是测量次要物流16，流量计50在这个位置测量主要物流14的水的体积。
在又一个实施方案中，流量计50可以位于主要物流14和次要物流16合并处的下游。在该实施方案中，流量计50测量利用***运行的处理后水的总体积，所述总体积是主要物流14和次要物流16的总和。
流量计可操作地连接到流量指示器52。流量指示器52可以是显示一个或多个信息值的电子设备。在一些实施方案中，流量指示器52可以显示代表流量计50测量的水的体积的累积值。
在一些实施方案中，流量指示器52可以显示由预定值和流量指示器测量的总流量之间的差额计算的值。在该实施方案中，操作人员可以设置预定值以与在新筒28中与水处理组合物相关的总水处理容积一致。例如，如果在新装填的筒中水处理组合物的量能够处理100,000加仑，然后流量指示器可以显示100,000加仑预定值和通过流量计50的累积体积之间的差额。因此，在装载新筒后，流量指示器52指示预定值(例如100,000加仑)。在***操作一段时间和流量计50已经测量了25,000加仑的总体积后，流量指示器52指示75,000加仑的体积。在***操作了较长时间和流量计50已经测量了75,000加仑的总体积后，流量指示器52指示25,000加仑的体积。因此，当流量指示器接近零值时，操作人员应该明白需要将新供应的水处理组合物添加到***中。
在一些实施方案中，指示器可以显示时间值。在这些实施方案中，指示器可以显示对应在新供应的水处理组合物添加到***中或已经使用之前剩余时间量的时间值。在一些实施方案中，该时间值可以与使用测量通过***或部分***的体积的流量计50的流量相关联。替代地，可以基于流量计50测量的通过***或部分***的体积的平均流量计算显示的时间值。
替代地，流量指示器可以指示对应***已经使用水处理组合物的总时间的时间值。在这些实施方案中，当水处理组合物添加到***中后，操作人员可以设置或重新设置指示器。自从操作人员设置或重新设置指示器，所述指示器然后将测量流逝的时间。替代地，流量指示器可以指示对应***可以使用水处理组合物的总时间的时间值。在该实施方案中，操作人员可以设置指示器至对应于预期将消耗完水处理组合物的时间段的预定时间段(或刚好小于该时间段)。然后，在指示器显示预定时间已逝之前、之时或之后，指示器确定剩余时间，从而操作人员可以预期和更换水处理组合物。
在另一个实施方案中，流量指示器可以指示水处理组合物的状态。可以使用不同状态标示。例如，状态指示器可以是“良好”、“正常”和“更换”。当***利用足够量水处理组合物操作时，指示器显示“良好”。当剩余可以用剩余水处理组合物适当地处理的短时间段(或有限水体积)时，指示器显示“正常”。当流量计已经检测到自从设置或重新设置指示器后流逝的时间量(或组合物可处理的水体积)由此向操作人员显示需要更换或重新装载水处理组合物时，指示器显示“更换”。指示器也显示时间间隔，如可以显示10％高至100％的时间间隔。类似地，也可以显示如按周、月、天等的时间间隔。
在一个实施方案中，可以触发流量指示器以基于首先满足的那个标准即预定的体积或预定的时间指示更换筒的需求。
在一些实施方案中，***也可以包括pH传感器56。pH传感器56可以位于多个不同的位置。pH传感器56可以测量未处理的水的pH。例如，pH传感器56可以位于入口24的上游但在主要物流14和次要物流16分开处内的下游。在该实施方案中，pH传感器56测量次要物流16在与筒28内的水处理组合物32接触前的pH。在另一个实施方案中，pH传感器56可以位于主要物流14和次要物流16分开处的上游。在该实施方案中，pH传感器56测量水供应12的pH。在另一个实施方案中，pH传感器56可以位于主要物流14和次要物流16分开处的下游，由此测量主要物流13的pH。
pH传感器56也可以测量处理后水的pH。在这个实例中，pH传感器56可以位于主要物流14和次要物流16合并处的下游。在该实施方案中，pH传感器56测量处理后水的pH。在另一个实施方案中，pH传感器56可以测量次要物流的pH。在这个实例中，pH传感器位于主要物流和次要物流重组之前的某点处。
pH传感器56可操作地连接到流量控制装置54。在该实施方案中，pH传感器可以检测出水供应12的pH和驱动流量控制装置以增加或减少加入到主要物流14的次要物流16的体积。例如，pH传感器可以检测出处理后水的pH(在主要物流和次要物流组合处下游的某点)碱性太强。在这种情况下，流量控制装置54增加次要物流16的体积以汲取更多的水处理组合物到处理后水中。类似地，pH传感器可以检测出处理后水的pH酸性太强。在这种情况下，流量控制装置54减少次要物流16的流量以减少进入处理后水的水处理组合物的量。
在另一实例中，pH传感器56可以检测出水供应12的pH大于预期值。在这种情况下，流量控制装置54增加次要物流16的体积以汲取更多水处理组合物到处理后水中。类似地，pH传感器可以检测出水供应的pH酸性太强。在这种情况下，流量控制装置54减少次要物流16的流量以减少进入处理后水的水处理组合物的量。
在这些实例中，可以用矿物检测装置取代pH传感器，所述矿物检测装置动态检测出水供应的矿物量(例如钙、镁、或其它这类矿物质)。当水供应中溶解矿物质的量增加时，可以调整流量控制装置54以增加次要物流16的体积，由此增加运送到处理后水的水处理组合物的量。相反地，随着水供应中溶解矿物质的量减少，可以调整流量控制装置54以减少次要物流16的体积，由此减少(或消除)运送到处理后水的水处理组合物的量。
在一些实施方案中，水处理***可以包括pH传感器和矿物检测装置两者，它们都能影响流量控制装置。由于这些装置是动态的，它们可以阻止水处理组合物过量消耗，由此降低不必要的使用和花费。
在使用不是动态的流量控制装置54的那些实施方案中，如图4A所描述的那种，操作人员可以确定处理水必需的水处理组合物量和选择足以限制通过水处理装置18的次要物流16对应限制装置。在一些实施方案中，流量控制装置54是模块化的从而可以拆除和用另一流量控制装置替换，所述另一流量控制装置限制次要物流16适合操作人员随机测量。
在一些实施方案中，主要物流和次要物流及部分水处理装置包含在圈58中，如图1-3中虚线所示。可以为了美观目的形成这种圈和所述圈具有用于水供应进入和离开的开孔以及用于一些部分处理装置延伸出圈58的开孔。
在操作中，图1描述的装置能够使操作人员通过将水供应分割为主要物流和次要物流来软化水；使水处理组合物在水处理装置中与次要物流接触，由此溶解部分水处理组合物到次要物流中；和使携带有水处理组合物的次要物流与主要物流以受控比例重组，由此软化水和形成处理后水。如图1所示，在水处理装置外分割和重组主要物流和次要物流。所述方法也可以包括任选监测如次要物流、水供应、或处理后水的pH。这种监测可以与流量控制部件整合以确定次要物流的流量。可以使用任选监测以显示次要物流的累积值和包括当达到预定体积时用于提醒使用者的指示器。
在图6所示的另一个实施方案中，水处理***210可以整合到工业水***、整个房子水***或任选整合到利用水供应212的具体水循环中。来自水供应212的水可以分割为多个物流，包括主要物流214和次要物流216。次要物流216从水供应中分支出到水处理装置218。如图所示，物流在水处理装置218外但在圈262中某点处被分割。
圈262可以包括多个不同的任选组件，如可以确定流量计250的信息的显示器260或用于跟踪处理后水的体积或水处理***已经处理水的时间的计时器。不同的按钮可操作地连接到显示器260以选择显示体积或时间的设置，或用于重新设置计量器以从开始值启动。在一些实施方案中，显示器可以指示体积如升或加仑或时间值。
圈262也可以具有可操作地连接到一个或多个pH传感器258的pH传感器显示器256。取决于传感器258的位置，显示器可以显示未处理的水供应212和处理后水的pH。如图6所示，pH传感器258位于主要物流214和次要物流216重组处下游的某点。
类似图1所示的实施方案，次要物流216通过入口224进入水处理装置，经过软化设置的装置，和从出口226出来。
在圈262内，出口可以通向作为流量控制器的喷嘴255。喷嘴255可操作地连接到流量计250和/或pH传感器258以便流量计或pH传感器的信号检测出更多水处理是合适的。在这种条件下，喷嘴255增加次要物流216的相对流量。替代地，流量计或pH传感器检测出更少的水处理是合适的。在这种条件下，喷嘴255减少次要物流216的相对流量。
在图7描述的另一个实施方案中，水处理装置318包括上隔间323和下隔间325。上隔323基本上围绕头部部分320的底部区段320A。下隔间325可以包含水处理组合物332，如包含在水可渗透容器330如袋子内。
次要物流316可以通过入口324进入上隔间323和然后通过延伸的通路363到位于水处理装置318的底部367附近的偏转挡板365进入下隔间325。其中通过下隔间的流路基本上穿过下隔间的最大尺寸的路径。
在该实施方案中，水处理装置318还包括限制流量的流量控制主体354。流量控制主体354可以整合或固定到头部中心和与通道366同心，向上通过头部和通过出口326离开水处理装置318。流量控制主体可以与上隔间323和下隔间325流体连通。
流量控制主体354可以通过桥连通道369和挡板371连接到下隔间325。所述挡板可以包括多个洞373，已经通过水可渗透容器330的次要物流316的水可以通过这些洞流入流量控制主体354。所述次要物流可以然后通过出口326离开和与主要物流314混合产生处理后水342。
流量控制主体354可以通过连接通路368连接到上隔间323，在一些实施方案中，所述通路基本上垂直于水处理装置318的中心轴。可以选择连接通路368和桥连通道369的直径以影响流入第二隔间和因此经过水可渗透容器330和水处理组合物332的次要物流的体积。桥连通道369的直径越大，接触水处理组合物332的次要物流316的体积越大。相反，连接通路368的直径越大，接触水处理组合物332的次要物流316的体积越小。
在图8描述的另一个实施方案中，水处理装置418具有上隔间423和下隔间425。上隔间423和下隔间425通过水可渗透材料430分开和彼此相邻，所述材料430从装置壁436的较高位置倾斜到装置418接近中心的较低位置。上隔间423可以通过入口门489充入水处理组合物432。水处理组合物可以是多种不同形式的，包括小球和压缩小球。
在图8的实施方案中，将水供应412分割为多个物流，包括主要物流414和次要物流416。可以使用任选阀门490以停止次要物流416流入水处理装置418，所述阀门在水处理装置418与主要物流和次要物流的分割点之间的某点处。此外，可以使用任选阀门491停止次要物流416重新加入主要物流414。
次要物流416进入水处理装置418和行进到浮阀496。在一些实施方案中，如图8所示，浮阀496在第二隔间425中。但在其它实施方案中，浮阀496也可以位于第一隔间中。浮子494可操作地连接到浮阀496。次要物流从浮阀496流到内部罐出口492。内部罐出口可以是喷嘴的形式以便将次要物流喷射或分散到上隔间423中和水处理组合物432上。次要物流416然后通过水可渗透材料430，受重力驱动积累在下隔间425内。当次要物流的体积积累到预定水平时，浮子494关闭浮阀496以防止水处理装置溢出水。在一些实施方案中，浮子494不关闭浮阀496，直到积累的次要物流498的高度大于在第二隔间425中水处理组合物的最低高度。
积累的次要物流498通过位于第二隔间425底部的进水挡板465离开水处理装置418。离开水处理装置418的次要物流416的体积受流量控制装置控制。流量控制装置可以是可操作连接到一个或多个pH传感器的喷嘴455。在图8中，水处理***410包括第一pH传感器458A和第二pH传感器458B。第一pH传感器可以位于次要物流416接触水处理组合物432上游的某点处，如水处理装置418外部但在次要物流416与主要物流414分开后的某点处。第二pH传感器可以位于次要物流416接触水处理组合物432下游的某点处，如水处理装置418外部次要物流416与主要物流414重组后的某点处。当pH传感器要求额外水处理时，喷嘴455可以增加与主要物流418组合的次要物流416的流量，由此携带更多水处理组合物432进入处理后水。
在另一个实施方案中，水处理***主要包括多个物流，包括待处理的主要物流和携带水处理组合物的次要物流。在一个实施方案中，次要物流可以源于包含水和水处理组合物的罐。罐中的水可以是饱和的或不饱和但设置到具体的浓度。罐中的水然后通过流量控制如泵或喷嘴进料与主要物流处理后水组合。在一些实施方案中，流量控制可操作地连接到pH传感器，所述传感器可以位于主要物流上或次要物流和主要物流汇合处下游的某点。
多种不同的泵和喷嘴均可以基于pH传感器的pH输入的程序化流量应用。例如，一种这类喷嘴可由意大利的Reita获得。
尽管本发明已参照附图进行了描述，但仍可以做进一步调整，这些调整仍在所附权利要求所述的相同发明原则内。

Claims (45)

1.连接到水供应的水处理装置，所述装置包括：
a)固定在水供应位置的组件，包括：
(1)输送多个水物流的通道，所述水物流包括主要物流和次要物流；
(2)连接水供应到处理装置用于使水从水供应进入处理装置的入口，和使含有水处理组合物的水离开处理装置的出口；
(3)能够控制通过水处理装置的次要物流流量的流量控制装置；
b)至少一个可拆卸的组件，其中所述组件至少部分确定具有用于次要物流通过其中的流路的室，其中所述室包含水处理组合物。
2.权利要求1的水处理装置，其中设计通过所述室的流路以最大化次要物流和水处理组合物表面之间的接触。
3.权利要求1和2任一项的水处理装置，进一步包括至少两个隔间，第一隔间包含水处理组合物，和第二隔间包含次要物流。
4.权利要求4的水处理装置，进一步包括能够装配在第一隔间内的可拆卸的筒，所述筒包含水处理组合物。
5.水处理***，所述***包括：
a)分割为主要物流和次要物流的水供应；
b)水处理装置，所述装置包括：
i)入口和出口，入口用于接收次要物流进入装置，和出口用于从装置排出次要物流；
ii)包括至少两个隔间的主体部分，第一隔间包含水处理组合物；
c)控制通过水处理装置的次要物流流量的流量控制装置；
其中主要物流和次要物流在水处理装置外分割和重组。
6.权利要求1-4任一项的装置或权利要求5的***，进一步包括第一pH监测器。
7.权利要求6的装置或***，进一步包括第二pH监测器。
8.权利要求6和7任一项的装置或***，其中第一pH监测器监测水供应的pH。
9.权利要求6和7任一项的装置或***，其中第一pH监测器监测处理后水的pH。
10.权利要求7和8任一项的装置或***，其中第二pH监测器监测处理后水的pH。
11.权利要求1-4和6-10任一项的装置或权利要求5-10任一项的***，进一步包括测量次要物流流量的流量计。
12.权利要求1-4和6-10任一项的装置或权利要求5-10任一项的***，进一步包括测量主要物流流量的流量计。
13.权利要求1-4和6-12任一项的装置或权利要求5-12任一项的***，其中水处理装置包括：
(iii)进一步包括多个通道的头部部分：第一通道用于引导次要物流通过水处理装置和进入第一隔间，第二通道用于引导次要物流只通过在入口和出口之间的头部部分，由此旁通过第一和第二隔间。
14.权利要求13的装置或***，其中头部部分包括用于防止次要物流在入口和出口之间流动的阀门。
15.权利要求3、4和6-14任一项的装置或权利要求5-14任一项的***，其中第一隔间是具有第一和第二开孔的筒，第一开孔用于接收次要物流进入筒，和第二开孔用于次要物流离开筒。
16.权利要求15的装置或***，其中所述筒包括沉降过滤器。
17.权利要求4、15和16任一项的装置或权利要求15和16任一项的***，其中所述筒包封含有水处理组合物的水可渗透袋子。
18.权利要求17的装置或***，其中水可渗透袋子包括可闭合开孔，所述可闭合开孔选自：拉链、缝线、钩和桩紧固件、热粘合剂和触压粘合剂。
19.权利要求4和15-18任一项的装置或权利要求15-18任一项的***，其中所述筒可拆卸地连接到水处理装置。
20.权利要求1-4和6-19任一项的装置或权利要求5-19任一项的***，其中流量控制装置选自：限制通路、阀门、电子泵、喷嘴和它们的组合。
21.权利要求1-4和6-12任一项的装置或权利要求6-20任一项的***，其中流量控制装置选自电子泵和喷嘴。
22.权利要求21的装置或***，其中流量控制装置对水供应或处理后水的pH有响应。
23.权利要求1-4和6-22任一项的装置或权利要求5-22任一项的***，进一步包括与水处理装置的出口流体连通的出口管线，所述出口管线具有主要内径，和其中流量控制装置构成直径小于出口管线主要内径的部分。
24.权利要求1-4和6-23任一项的装置或权利要求1-23任一项的***，其中所述水处理组合物选自：柠檬酸、多磷酸和它们的混合物。
25.权利要求24的装置或***，其中所述水处理组合物的形式选自：一个或多个片剂、浆液、凝胶、无定形粉末、晶体材料混合物和浓缩溶液。
26.权利要求1-4和6-25任一项的装置或权利要求5-25任一项的***，进一步包括用于测量物流流量的流量计，所述物流选自：主要物流、次要物流、及主要物流和次要物流两者。
27.水处理容器，所述容器包括具有带有可重复密封开孔的第一端的挠性水可渗透袋子，水处理组合物可通过所述开孔添加到容器中。
28.权利要求27的容器，其中所述可重复密封开孔选自：拉链、缝线、钩和桩紧固件、热粘合剂和触压粘合剂。
29.权利要求27和28任一项的容器，进一步包含水处理组合物。
30.权利要求29的容器，其中水处理组合物选自：柠檬酸、多磷酸和它们的混合物。
31.软化水的方法，所述方法包括：
a)将水供应分割为主要物流和次要物流；
b)使水处理组合物与次要物流在水处理装置中接触，由此使部分水处理组合物溶解到次要物流中；
c)使携带有水处理组合物的次要物流与主要物流以受控比例重组，由此软化水供应。
32.权利要求31的方法，其中主要物流和次要物流在水处理装置外分割和重组。
33.权利要求31和32任一项的方法，进一步包括监测水供应的pH以确定次要物流的流量。
34.权利要求31和32任一项的方法，进一步包括监测处理后水的pH以确定次要物流的流量。
35.权利要求31-34任一项的方法，进一步包括监测次要物流的累积体积和当达到预定体积时触发指示器。
36.权利要求31-35任一项的方法，其中通过喷嘴控制次要物流的流量。
37.权利要求36的方法，其中所述喷嘴可操作地连接到至少一个pH传感器上。
38.可连接到水供应的水处理装置，所述装置包括：
a)可固定在水供应位置的组件，包括：
(1)输送多个水物流的通道，所述水物流包括主要物流和次要物流；
(2)连接水供应到处理装置用于使水从水供应进入处理装置的入口，和使含水处理组合物的水可以离开处理装置的出口；
(3)能够控制通过水处理装置的次要物流流量的流量控制装置；
b)至少一个可拆卸的组件，其中所述组件至少部分确定具有用于次要物流通过其中的流路的室，其中所述室包含水处理组合物。
39.权利要求38的水处理装置，其中设计通过所述室的流路以最大化次要物流和水处理组合物表面之间的接触。
40.权利要求38和39任一项的水处理装置，进一步包括至少两个隔间，第一隔间包含水处理组合物，和第二隔间包含次要物流。
41.权利要求40的水处理装置，进一步包括能够装配在水处理装置内的可拆卸的筒，所述筒包含水处理组合物。
42.水处理组合物，所述组合物包含柠檬酸和多磷酸。
43.权利要求42的水处理组合物，其中多磷酸与柠檬酸的比为约1:40-约2:5盎司。
44.权利要求42和43任一项的水处理组合物，其中多磷酸与柠檬酸的比可以为约1:20-约1:5盎司。
45.权利要求42-44任一项的水处理组合物，其中多磷酸与柠檬酸的比可以为约1:10盎司。
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