水净化和施配系统以及操作这种系统的方法技术方案

本发明专利技术提供一种优选地用于产生超纯水并且在施配位点处提供净化水的水净化和施配系统。所述系统（100）包括：第一净化级（1），所述第一净化级（1）用于将水净化至第一水纯度等级；水再循环回路（2），所述水再循环回路（2）包括用于将水净化至高于所述第一纯度等级的第二水纯度等级的第二净化级（3）以及用于所述净化水的施配部分（5）；以及贮存器（4），所述贮存器（4）被布置成通过第一连接流动路径（7a）存储在所述第一净化级（1）处净化的水，并且通过第二连接流动路径（7b）将所存储的水输送到所述水再循环回路（2）。三通阀（8）提供在所述第一净化级（1）与所述贮存器（4）之间的所述流动路径中以选择性地阻挡净化水到所述贮存器（4）的流动并且从所述第一净化级（1）排出所述净化水。第三连接流动路径（15）从所述施配部分（5）分支，并且在UV辐射处理设备（11）的上游连接到所述第一连接流动路径（7a）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水净化和施配系统以及操作这种系统的方法
本专利技术涉及一种优选地用于产生超纯水并且按所期望体积在一个或多个施配位点处提供净化水的水净化和施配系统，以及一种操作这种系统的方法。
技术介绍
本专利技术所属类型的水净化系统旨在由自来水产生优选地超纯水并且按所期望体积在一个或多个施配位点处提供净化水。超纯水可以被定义为最高质量试剂级水（ASTMD5127），其超过ASTMD1193I类标准，并且在25°C下具有大于18.0MΩcm的比电阻以及小于十亿分之五（ppb）的总有机碳（TOC）含量。许多应用需要使用超纯水、特别是在生物和化学分析实验室中。用于根据期望的纯度级别在这种系统中纯化水的部件本身是已知的。被设计成净化来自自来水的水的整体水净化系统包括成组合的各种水净化手段，如预过滤（沉淀过滤器、活性碳）、反渗透、电去离子、UV辐射处理。为了实现自来水到超纯水等级的净化，所述系统通常包括：第一净化级，所述第一净化级被布置成将水从自来水等级净化至第一纯度等级，如ASTMD11932类或以下；以及第二水净化级，所述第二水净化级被布置成将预净化水进一步净化至通常高于第一纯度等级的第二纯度等级，即，1类（超纯）水等级。通过第一水净化级的流量通常很小，这就是净化水通常临时存储在贮存器或罐中以便然后根据需要以更高流量施配到第二水净化级的原因。第二水净化级可以以比第一级高的流量操作，使得由第二级净化的水可以以比第一级的产生流量高的流量施配以供由用户使用。根据相应应用或用户所需的水的体积，需要净化系统以或接近第二水净化级的最大处理能力和吞吐量（其可以例如是2或3公升/分钟）或者以低于最大处理能力下至逐滴施配速率的吞吐量分配净化水。在超纯级别上，水净化是挑战。因此，尤其应该适当漂洗第一级以避免污染物被释放到贮存器。如果发生污染，则可能需要大量时间来通过施配更大量的水通过第二或超纯级或者通过使水在再循环回路中再循环通过超纯级净化装置而回到超纯级上的所需高水质。图2示出了本专利技术所属的并且由第一净化级A1和第二净化级A2形成的典型整体水净化系统和回路的示意性示例，其中第二净化级A2被包括在水再循环和施配回路B中，水再循环和施配回路B包括施配部分，所述施配部分具有一个或多个出口E，用于在通过所述回路的循环流动方向上在第二净化级A2的下游的净化水。所述系统示例还包括存储区段C，存储区段C具有贮存器，所述贮存器被布置成通过用于将水从第一净化级A1供应到贮存器的第一流动路径接收并临时存储在第一净化级A1处净化的水，并且通过第二连接流动路径将所存储的水输送到水再循环和施配回路B。在图2中所示的示例中，反渗透（RO）模块和电去离子（EDI）模块提供在第一净化或预处理级（RO/EDI级）中。反渗透是使用半渗透膜的净化技术。当用自来水供水时，典型水质电导率高于5-25µS/cm。在正常操作方式下，净化水从RO模块流到EDI模块，并且进一步流到贮存器。包括EDI模块和RO膜的常见预处理装置在新的时被认为是“脏的”。所述RO和EDI模块可以在长系统使用寿命中更换。由于任何污染物都必须不被释放到再循环和施配回路B中，因为其将非常难以去除，因此提供第一阀V1以使得冲洗序列能够将RO膜的上游侧的污染物倾倒排水管中。提供第二阀V2以使漂洗序列能够将RO膜的下游侧的污染物倾倒到排水管。在这些序列之后，第一净化级准备好操作。在正常操作期间，在待机周期之后通常需要贮存器填充序列。在该待机周期期间，RO膜的下游侧处的停滞水可能被弄脏（带有离子或有机物）。在贮存器填充序列之前完成漂洗序列以通过第二阀V2将被弄脏的水倾倒到排水管。然而，第二阀V2下游的系统中的任何水都无法倾倒到排水管。回路的该侧上的污染物将被释放到贮存器中。此外，除非频繁（即，每天）并且按足够施配体积使用水净化系统，否则在一定空闲时间周期之后无法保证最高水质，因为如果没有水通过施配位点输送（用户消耗），水就不更新到贮存器中，并且在没有额外附件（如“实验室关闭（labclose）”附件）的情况下，水净化过程的第一级并不操作，所述额外附件可以实现并且连接到第二或超纯级的出口以将所产生水倾倒到排水管。停滞水可能被弄脏，并且将在消耗再次开始时释放到贮存器。另一方面，任选的“实验室关闭”套件是不方便使用并且可能容易被忘记的额外且非自动特征。此外，所述系统通常由现场服务工程师（FSE）安装，所述现场服务工程师应该在向用户开放系统之前检查系统的完整密封性。第一净化级中的RO膜的漂洗是长时间过程（数小时）。在此过程期间，无法检查第二阀V2下游的水密性。为节省时间，通常中断漂洗过程以检查水密性，但是然后同时将弄脏的水释放到贮存器中。包括在再循环和分配回路B中的第二净化级A2有时称为“精滤级”。在所述示例中，此级包括可以利用保持离子并且通常为消耗品的离子交换材料（珠、织物，聚合物等等）制成的去离子（DI）模块，以及UV辐射处理模块。UV辐射处理模块使用从170至190nm的波长，并且出于总机碳（TOC）减少目的被实现。汞UV技术可以产生对TOC减少有效的波长。然而，由于对于具有基于汞的UV-光源的现有反应器，反应器的处理、制造、维修和处置受到严格要求和环境关注，因此在这种UV辐射处理模块中使用采用激基缔合物技术（Excimertechnology）的UV-光源是优选的。此外，在超纯水施配系统中存在如下趋势：远离基本单元布置用于经净化水的出口E（即，施配点），使得施配和分配回路更长，并且从微生物观点可能很难保证水质。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种水净化和施配系统以及一种操作水净化和施配系统的方法，其可以解决或缓解以上问题和不足中的至少一些，并且可以保证从系统施配的超纯水恒定质量。解决方案为解决此问题，本专利技术提供一种具有权利要求1的特征的水净化和施配系统以及一种包括权利要求10或12的特征的操作水净化和施配系统的方法。在从属权利要求中限定所述系统和方法的优选实施例。因此，本专利技术提供一种水净化和施配系统，其包括：第一净化级，所述第一净化级用于将水净化至第一水纯度等级；水再循环回路，所述水再循环回路包括用于将水净化至高于所述第一纯度等级的第二水纯度等级的第二净化级以及施配部分，所述施配部分包括一个或多个出口，用于在循环流动方向上在所述第二净化级下游的净化水；以及贮存器，所述贮存器被布置成通过用于将水从第一净化级供应到贮存器的第一连接流动路径接收并临时存储在第一净化级处净化的水，并且通过第二连接流动路径将所述所存储的水输送到水再循环回路，其中第一阀装置提供在第一净化级与贮存器之间的流动路径中，并且被布置成选择性地阻挡净化水在第一净化级与贮存器之间（从第一净化级到贮存器）的流动，并且从第一净化级排出净化水。第一净化级至少包括用于净化水的电去离子模块，并且第一阀装置提供在电去离子模块的出口的下游。第一阀装置是三通阀，并且UV辐射处理设备布置在第一连接流动路径中以用于净化第一阀装置的下游和贮存器的上游的水。第三连接流动路径在循环流动方向上在一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水净化和施配系统（100），其包括：/n第一净化级（1），所述第一净化级（1）用于将水净化至第一水纯度等级；/n水再循环回路（2），所述水再循环回路（2）包括用于将水净化至高于所述第一纯度等级的第二水纯度等级的第二净化级（3）以及施配部分（5），所述施配部分（5）包括一个或多个出口（6），用于在循环流动方向（D）上在所述第二净化级（3）的下游的净化水；以及/n贮存器（4），所述贮存器（4）被布置成通过用于将所述水从所述第一净化级（1）供应到所述贮存器（4）的第一连接流动路径（7a）接收并临时存储在所述第一净化级（1）处净化的水，并且通过第二连接流动路径（7b）将所存储的水输送到所述水再循环回路（2），/n其中，第一阀装置（8）提供在所述第一净化级（1）与所述贮存器（4）之间的流动路径中，并且被布置成选择性地阻挡净化水从所述第一净化级（1）到所述贮存器（4）的流动并且从所述第一净化级（1）排出所述净化水，/n其中，所述第一净化级（1）至少包括用于净化所述水的电去离子模块（9），并且所述第一阀装置（8）提供在所述电去离子模块（9）的出口的下游，/n其中，所述第一阀装置（8）是三通阀，/n其中，UV辐射处理设备（11）布置在所述第一连接流动路径（7a）中，用于净化所述第一阀装置（8）的下游和所述贮存器（4）的上游的水，并且/n其中，第三连接流动路径（15）在所述循环流动方向（D）上在所述一个或多个出口（6）的下游的位置处从所述水再循环回路（2）的所述施配部分（5）分支，并且在所述UV辐射处理设备（11）的上游连接到所述第一连接流动路径（7a）。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171214 EP 17290163.91.一种水净化和施配系统（100），其包括：
第一净化级（1），所述第一净化级（1）用于将水净化至第一水纯度等级；
水再循环回路（2），所述水再循环回路（2）包括用于将水净化至高于所述第一纯度等级的第二水纯度等级的第二净化级（3）以及施配部分（5），所述施配部分（5）包括一个或多个出口（6），用于在循环流动方向（D）上在所述第二净化级（3）的下游的净化水；以及
贮存器（4），所述贮存器（4）被布置成通过用于将所述水从所述第一净化级（1）供应到所述贮存器（4）的第一连接流动路径（7a）接收并临时存储在所述第一净化级（1）处净化的水，并且通过第二连接流动路径（7b）将所存储的水输送到所述水再循环回路（2），
其中，第一阀装置（8）提供在所述第一净化级（1）与所述贮存器（4）之间的流动路径中，并且被布置成选择性地阻挡净化水从所述第一净化级（1）到所述贮存器（4）的流动并且从所述第一净化级（1）排出所述净化水，
其中，所述第一净化级（1）至少包括用于净化所述水的电去离子模块（9），并且所述第一阀装置（8）提供在所述电去离子模块（9）的出口的下游，
其中，所述第一阀装置（8）是三通阀，
其中，UV辐射处理设备（11）布置在所述第一连接流动路径（7a）中，用于净化所述第一阀装置（8）的下游和所述贮存器（4）的上游的水，并且
其中，第三连接流动路径（15）在所述循环流动方向（D）上在所述一个或多个出口（6）的下游的位置处从所述水再循环回路（2）的所述施配部分（5）分支，并且在所述UV辐射处理设备（11）的上游连接到所述第一连接流动路径（7a）。


2.根据权利要求1所述的水净化和施配系统（100），其中，所述第二净化级（3）至少包括用于净化所述水的精滤器设备（12）和辐射处理设备（13）。


3.根据权利要求2所述的水净化和施配系统（100），其中，所述辐射处理设备（13）是使用氙二聚体Xe2来产生处于172nm波长的受激主发射的辐射处理设备。


4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的水净化和施配系统（100），其中，所述UV辐射处理设备（11）是UV-C辐射处理设备、更优选地是UV-CLED辐射处理设备，并且其中所述UV-C辐射处理设备的UV发射功率优选地能够根据水通过所述UV-C辐射处理设备的流量调节。


5.根据权利要求4所述的水净化和施配系统（100），其中，所述UV-CLED辐射处理设备被布置成发射260-290nm的波长范围内的光。


6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的水净化和施配系统（100），其还包括第二阀装置（16），所述第二阀装置（16）被布置成选择性地控制、优选地允许或阻挡通过所述第三连接流动路径（15）的流动。


7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的水净化和施配系统（100），其还包括被布置成按如下模式操作所述系统的控制器，在所述模式下，所述第一阀装置（8）被设置成阻挡净化水从所述第一净化级（1）到所述贮存器（4）的流动并且从所述第一净化级（1）排出所述净化水，同时操作所述第一净化级（1）中的泵（19）以驱动所述水通过所述第一净化级（1）。


8.根据权利要求6所述的水净化和施配系统（100），其还包括被布置成按再循环模式操作所述系统的控制器，在所述再循环模式下，所述第一阀装置（8）被设置成阻挡净化水从所述第一净化级（1）到所述贮存器（4）的流动，并且所述第二阀装置（16）被设置成允许通过所述第三连接流动路径（15）的流动，同时操作所述水再循环回路（2）中的循环泵（18）以使水循环通过所述水再循环回路（2）和所述贮存器（4）。


9.根据权利要求8所述的水净化和施配系...

【专利技术属性】
技术研发人员：L莫罗，加纳一郎，D迈尔，P罗伊特尔，
申请(专利权)人：默克专利股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE