CN105358487A - 处理水的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
实施例的方面涉及用于处理在处理系统处接收到的水的方法。所述方法可以包括：由电解潜在水垢减少器通过对所述水进行电解，来减少所述水的潜在水垢；以及由UV消毒剂减少器通过利用紫外线照射所述水，来从所述水中实质上地去除消毒剂。所述方法还可以包括：通过使得热水流过电解潜在水垢减少器和UV消毒剂减少装置中的一个或两个，净化所述电解潜在水垢减少器和/或净化所述UV消毒剂减少装置。额外的方面涉及一种装置，包括：电解潜在水垢减少器；以及紫外消毒剂减少器，与所述电解潜在水垢减少器流体连通。
Description
相关申请
本申请基于35U.S.C.120要求于2013年2月18日提交的美国专利申请13/769,395的权益，该申请的内容通过引用方式并入到本文中。
技术领域
实施例涉及水的处理。
背景技术
包括制药和微电子在内的各种工业需要符合预定的纯化要求的纯化水以用于它们的生产过程。通常用于处理市政用水以获得纯化水的过程通常是资源和资金集中式的，并且通常需要多个不同的处理阶段。市政用水可能是高矿物质含量的水。高矿物质含量水(也被称为硬水)如果处理不适当，则可能会在管线和设备中造成矿物质累积(也被称为水垢)，并且造成腐蚀。
水垢有可能会损坏设备和阻碍水流。因此，一个标准的水处理阶段涉及软化硬水以减小钙、镁和或其他金属阳离子的聚集。还可以通过增加诸如游离氯、氯胺和臭氧之类的消毒剂来处理由市政供水所提供的水，以便去活化水中存在的微生物来获得经消毒的水。
另一方面，上述的消毒剂是强氧化剂，其可能会由于造成例如金属的氧化而使得制药和微电子工业中使用的管线和设备收到损害。氧化剂很有可能损害反渗透膜和持续电去离子(CEDI)树脂。出于这些原因，需要去除这些氧化消毒剂。
发明内容
实施例的方面涉及提供用于处理水的系统和方法，采用了非化学的潜在水垢减少器和非化学的消毒剂减少装置，所述潜在水垢减少器通过对水进行电引导的分离过程(在下文中被称为电解)来减少水的潜在水垢，并且所述消毒剂减少装置被体现为紫外(UV)消毒剂减少装置，其包括UV光源，用于从水中实质上地去除消毒剂以在出口处获得UV消毒剂减少的水，这样的水在下文中被称为“经过预处理的馈送水”，以用作例如用于生产纯化水(PW)和/或高度纯化水(HPW)的单或双通反渗透(RO)和/或去离子过程、注射用水(WFI)蒸馏过程和/或纯净蒸汽生成器(PSG)中的适当的馈送水。
对于水处理系统的环境足迹和/或运行成本和/或维护等而言，采用电解以减少潜在水垢和采用UV光源以从水中实质上地去除消毒剂是有益的。例如，通过采用本方法可以根本上避免产生一定量的不期望的液体废物，这意味着能够显著地节约水资源。例如，采用电解潜在水垢减少器避免了对采用有机树脂的需求，所述有机树脂易于进行过滤，使得潜伏细菌悬浮在水中。换言之，所述系统没有使用有机树脂，从而在系统管线和/或设备中布置生物膜，至少在该方面可以显著延缓或完全防止。由于处理系统可以不使用有机树脂，因此不必对涉及有机树脂的液体废物进行处置和处理。
实施例的方面还涉及方法，所述方法包括使得水通过(例如冲刷或循环流过)电解潜在水垢减少器来利用电解减少潜在水质，并且通过使得水通过(例如冲刷或循环流过)UV消毒剂减少器来利用UV线照射水以从水中实质上地去除消毒剂。在一些实施例中，方法可以包括利用温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的水净化至少电解潜在水垢减少器和UV消毒剂减少器。
因此，根据实施例降低潜在水垢和消毒剂浓度可以涉及这样的过程，所述过程实现了处理系统实质上保持没有污染，同时将显著降低或实质上地根本避免在处理系统中采用化学反应剂，从而相应地减少或避免对处置相关的不期望的化学废物和废水的需求。
在一些实施例中，可以关联于用于生产纯化水(PW)和/或高度纯化水(HPW)的单或双通反渗透(RO)和/或去离子过程、注射用水(WFI)蒸馏过程和/或纯净蒸汽生成器(PSG)采用电解潜在水垢减少器和UV消毒剂减少器。
包括负充电的阴极和正充电的阳极的电解潜在水垢减少器用于将电解质水分子分离为氢离子(H+)和氢氧离子(OH-)。阳极处的氢离子的减少产生了氢气，并且OH-离子的浓度在负充电阴离子处增加。从而在阴极附近增加OH-的浓度涉及增加阴极附近的PH值或碱性。在阴离子处和/或附近增加PH值可以使得水垢进行局部析出，进而减少由电解潜在水垢减少器接收到的潜在水垢。
可以减少潜在水垢，从而对于水处理系统中的水的给定范围的参数(例如温度、压力、流速和/或传导性)，水处理系统在电解潜在水垢减少器的下游以及可选地在UV的消毒剂减少器的下游保持潜在水垢减少，从而使得进行反渗透和/或去离子的设备、蒸馏装置或纯净蒸汽生成器进行操作而没有在内部形成明显的水垢。换言之，电解潜在水垢减少器被配置为使得对于给定的水的参数，在所述电解潜在水垢减少器的出口处的潜在水垢使得保持在实质上不符合在电解潜在水垢减少器的下游的水处理系统中(例如，在RO、CEDI和/或PSG和/或WFI蒸馏装置中)以及可选地它们相应的水出口处形成水垢的平衡条件。例如，潜在水垢可以减少到一定程度，使得至少直到水存在于处理系统中的位置以及可选地还到消费装置使用点的位置，处理系统保持在实质上没有水垢。例如，可以由电解潜在水垢减少器将潜在水垢减少到一定程度，使得对于给定的水的温度和压力，形成水垢所花费的时间可以被延迟例如大约1.5、2、3或4或更大的因数。例如，水处理系统中的潜在水垢可以被减少到一定程度来获得经过预处理的馈送水，使得反渗透和/或CEDI和/或蒸馏装置和/或PSG至少在它们的产品出口处提供实质上没有水垢的高质量的水，例如其质量符合用作PW、HPW、PS或WFI。在一些实施例中，除了电解潜在水垢减少器之外，水处理系统可以是没有水垢的。
与上述相对应地，实施例的方面的用于处理在处理系统处接收到的水的方法包括：由电解潜在水垢减少器通过对所述水进行电解，减少所述水的潜在水垢；以及由UV消毒剂减少器通过利用紫外线照射所述水，从所述水中实质上地去除消毒剂。
在一些实施例中，方法可以包括通过使得温度范围为例如大约65℃到大约95℃的热水流过电解潜在水垢减少器来对所述电解潜在水垢减少器进行净化。
在一些实施例中，方法可以包括通过使得温度范围为例如大约65℃到大约95℃的热水流过UV消毒剂减少装置来对所述UV消毒剂减少装置进行净化。
在一些实施例中，方法可以包括通过使得热水流过所述处理系统的管线和存储水箱，来对所述管线和存储水箱进行净化。
在一些实施例中，所述接收到的水首先流过所述电解潜在水垢减少器以减少所述潜在水垢，并且随后流过所述紫外消毒剂减少器以进行消毒剂去除。
在一些实施例中，所述接收到的水流过所述紫外消毒剂减少器以进行消毒剂去除，并且随后流过所述电解潜在水垢减少器以减少所述潜在水垢。
在一些实施例中，所述电解潜在水垢减少器将所述接收到的水的潜在水垢减少到生成潜在水垢减少的水的程度，从而使得至少直到所述水离开所述处理系统之前，保持实质上不符合形成水垢所需的条件。
在一些实施例中，多价阳离子金属的作为CaCO3等价物的浓度为大约等于或大于的大约100ppm。
在一些实施例中，多价阳离子金属的作为CaCO3等价物的浓度为大约等于或大于的大约400ppm。
在一些实施例中，减少所述水的潜在水垢，从而针对给定的多价阳离子的浓度、水压和水温，UV消毒剂减少器下游的析出时间被至少乘以1.5的因数。
在一些实施例中，所述水中的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度为大约100ppm或更高,所述水压等于大约1巴或更大；并且所述水温可以至少为高于4℃并且至多高达95℃。
在一些实施例中，所述水中的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度为大约180ppm或更高,所述水压等于大约12巴或更大；并且所述水温可以至少为高于4℃并且至多高达95℃。
在一些实施例中，所述水中的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度为大约180ppm或更高,所述水压等于大约15巴或更大；并且所述水温可以至少为高于4℃并且至多高达95℃。
在一些实施例中，所述水中的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度为大约180ppm或更高,所述水压等于大约15巴或更大；并且所述水温可以至少为高于4℃并且至多高达95℃。
在一些实施例中，电解潜在水垢减少器可以没有采用化学反应剂的方式减少潜在水垢。
在一些实施例中，所述方法可以包括对所述水进行反渗透和/或去离子。
在一些实施例中，所述方法可以包括蒸发所述水以获得从包括下述各项的组中选择的至少一种产品：注射用水、以及纯净蒸汽。
实施例的方面涉及一种水处理系统，包括：电解潜在水垢减少器；以及紫外消毒剂减少器，与所述电解潜在水垢减少器流体连通。
在一些实施例中，所述电解潜在水垢减少器可以用于减少由自来水供应提供的水中的水垢来获得潜在水垢减少的水，并且用于向所述紫外消毒剂减少器提供所述潜在水垢减少的水以从所述潜在水垢减少的水中实质上地去除消毒剂。
在一些实施例中，所述水处理系统可以包括反渗透装置和去离子装置，所述反渗透装置和去离子装置与所述电解潜在水垢减少器流体连通，并且与所述紫外消毒剂减少器流体连通。
在一些实施例中，所述水处理系统可以没有亚硫酸氢钠供应，并且没有在常规的系统中使用的用于去除杂质的活性碳过滤器。
在这里使用的表述“高质量的水”涉及与经过预处理的馈送水相比具有更低浓度的杂质的水。在说明书和/或权利要求水中使用的表述“杂质”可以是指从包括下述各项的组中选择的与水相关的杂质及其任意组合：离子、微生物和有机化合物。
提供本发明内容部分来在以下的详细描述中进一步描述的简化的形式下的概念的选择。本发明内容部分并不意在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在被使用来限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
在下文中，参照跟随本段落列示的随附的图示来描述实施例的非限制性的示例。在多余一个附图中出现的相同的结构、元件或部分在所有附图中被总体标示由相同的附图标记，并且在附图中标记由代表给定特征的图标的数字可以用于引用给定的特征。出于便捷和清楚呈现的目的而选择在图中示出了部件的尺寸和特征，这样的尺寸和特征不一定是按照比例示出的。
图1是根据一个实施例的水处理系统的示意图；
图2是根据另一个实施例的水处理系统的示意图；
图3是根据替选的实施例的水处理系统的示意图；
图4是根据又一替选的实施例的水处理系统的示意图；
图5是根据一个实施例的水处理方法的流程图；
图6是根据又一替选的实施例的水处理系统的示意图；
图7A是示出了在各个间隔处的水处理之前的导电性(馈入导电性)和使用根据实施例的方法处理后的水的水处理之后的导电性(透过导电性)的线图；
图7B是示出了使用根据实施例的方法处理之后的水的通过反渗透装置的水流(透过流)的线图；以及
图7C是示出了在用于纯化水的方法的表现期间的各个时间点处的根据实施例采用来处理水的反渗透膜的压差的线图。
具体实施方式
在以下的描述中，将针对水处理系统和方法来论述实施例的各个方面。
在一些实施例中，通过水处理系统和方法获取的高质量的水可以例如是符合美国药典(USP)纯化水(PW)和/或欧洲药典(EP)纯化水(PW)标准的注射用水(WFI)、高纯化水(HPW)、血透析用水(WFH)、无菌纯化水、无菌注射用水、无菌灌溉用水、抑菌注射用水、无菌吸入用水和/或试剂质量水。在一些实施例中，通过水处理系统和方法获取的蒸汽可以符合美国药典(USP)纯净蒸汽(PS)和/或欧洲药典(EP)纯净蒸汽(PS)标准。
现在参见图1，其示意性地示出了根据实施例的水处理系统，该水处理系统因此可以被称为“处理系统”100。
处理系统100包括非化学或电解潜在水垢减少器130，其用于减小水的潜在水垢，从而获得高质量的水。处理系统100还包括诸如UV消毒剂减少器140之类的非化学的减少器，所述UV消毒剂减少器140包括紫外线光源(例如经由具有宽发射光谱的UV介质压力灯)，用于通过利用UV光照射水减小水中溶解的消毒剂(例如游离氯或氯化合物)的浓度，来在实质上从水中去除消毒剂。例如，可以将游离氯和/或氯化合物的浓度减小到大约百万分之零点一(0.1ppm)或更小。UV消毒剂减少器140可以具有水能够通过其流过的管道的形式，并且包括UV灯以用于照射在管线中流过的水。在一些实施例中，管道和UV灯可以被布置为使得通过管道的内侧壁来内部反射UV光。处理系统100还可以包括管线110，其被例如配置为使得水源120、电解潜在水垢减少器130、UV消毒剂减少器140和消耗装置/系统199可以在彼此之间流体连通。
尽管本文中描述的实施例可以涉及UV消毒剂减少器140连接到电解潜在水垢减少器130的下游的配置，但这并不应被视为限制。在本文中论述的一些或所有实施例还可以是指其中电解质电势减少器130连接到UV消毒剂减少器140的下游的配置。
在下文中，通过使得水流经电解潜在水垢减少器130来通过电解减小水中的潜在水垢、并且例如通过使得水流经UV消毒剂减少器140来通过用UV光照射水来从水中实质上去除消毒剂的过程可以被称为“预处理”。在一些实施例中，预处理还可以包括在线或成批地在水中添加消毒剂，所述水将由再循环管线再循环回到电解潜在水垢减少器130。
在一些实施例中，管线110可以包括第一管线部分111，用于接收来自水源120的水，并且与电解潜在水垢减少器130流体连通，从而向后者提供从水源120供应的水121。管线110还可以包括第二管线部分112。第二管线部分112可以与电解潜在水垢减少器130的出口流体连通以接收具有显小的潜在水质的水，并且还可以与UV消毒剂减少器流体连通以向UV消毒剂减少器140提供从电解潜在水垢减少器130接收的具有减小的潜在水垢的水。第三管线部分113可以与UV消毒剂减少器140的出口流体连通以从UV消毒剂减少器140接收水。第三管线部分113还可以与消耗装置199流体连通以向后者提供从UV消毒剂减少器140接收的水。
与由水源120供应的水相比，由UV消毒剂减少器140提供的经过了预处理的供给水的潜在水垢减小，并且在实质上没有消毒剂。经过预处理的供给水还可以被进一步处置，以获得高质量的水，该高质量的水可以被经由第三管线部分113递送至消耗装置/系统出口199。
电解潜在水垢减少器130包括：容器131(例如一个容器或相对于水的流入并行布置的多个容器)，用于经由第一管线部分111接收来自水源120的水、以及阳极132和阴极133，被布置为使得与由容器131接收的水至少部分相接触。在一些实施例中，阴极133可以至少部分形成容器131。相应地，阴极133可以具有水箱或贮存器的形式。阳极132可以被布置在容器131中，使得阴极133包围阳极132。换言之，阴极133可以环绕阳极132。例如，如果容器131具有实质上的圆柱形的形状并且包括从实质上的平面向上延伸的壁，则阳极132可以被放置为实质上与容器131的圆柱形的对称轴对齐。阳极132和阴极133因此可以形成电解反应腔室。阳极132和阴极133可以由任何适当的材料制成，例如不锈钢或碳钢。相应地，容器131可以例如由不锈钢或碳钢制成。电解潜在水垢减少器130可以包括与阳极132和阴极133耦接的电源(未示出)，用于使得电流通过水在阳极132和阴极133之间流动。电解潜在水垢减少器130还可以包括均与电源可操作地耦接的传导传感器(未示出)和功率控制器。传导传感器被配置为测量入口水的传导性。在入口水传导性降到特定阈值之下的情况下，可以使得水转向到一个管线(未示出)而绕开电解潜在水垢减少器130，以防止在电解潜在水垢减少器130中可能已经形成的水垢溶解。
额外地或者替代地，在测量的入口水的传导性超过其他预定的阈值之前，可以停止在向电解潜在水垢减少器130馈送水之前将经处理的水与自来水混合，从而电解潜在水垢减少器130在实质上仅被馈送有自来水。如果经测量的如口水的传导性超过了其他预定的阈值，则可以恢复经处理的水的再循环。
可以响应于将水分子分离为OH-和H+离子的预定电流来设置阳极132和阴极133的压差。压差可以例如为大约24V直流或更小。预定的阈值电流例如可以具有至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14安培或更大的大小。在一些实施例中，分离电流的范围例如在大约8安培和12安培之间。
响应于通过水驱动电流，阴极133处和/或附近的OH-离子的浓度以及阳极132处和/或附近的H+离子的浓度增加。OH-离子的浓度的增加继而使得在阴极133处和/或附近形成水垢。在阴极133处和/或附近形成水垢同时减小了容器131中水的潜在水垢。一旦水的水垢潜在水平降到了特定阈值水平之下，水就可以被递送到电解潜在水垢减少器130的输出。因此对于给定的水的温度和压力，并且对于在水中溶解的(例如测量的单位为ppm的)给定的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度，可以选择通过所接收到的水的电流，以将所接收到的水的潜在水垢降低到一个值以下，使得保持在实质上不满足在电解潜在水垢减少器的出口和处理系统100的系统出口199之间生成水垢所需的化学平衡条件。换言之，通过将潜在水垢减小到一定程度，可以增加生成水垢所需的析出时间，从而至少从电解潜在水垢减少器130直到水离开处理系统100以被递送到消耗装置/系统出口199的位置，处理系统100保持在实质上没有水垢。换言之，潜在水垢的减小可以减小下游的电解潜在水垢减少器130的水垢饱和趋势，从而根据作为CaCO3等价物的入口ppm值通过例如至少大约1.5、2、2.5、3、4、5、6、7或更大的等价物的值来对应地增加水垢析出时间。例如，在给定的反渗透(RO)膜中，在具有作为CaCO3等价物的450ppm的给定的多价阳离子浓度的水中，在6巴到大约15巴的压力下，并且在例如大约15℃和大约25℃的温度范围内，水垢可能在2秒之后开始解析。如果多价阳离子的浓度减小大约1-10％，则在相同的参数下在RO膜中水垢可能仅在大约10秒之后才开始解析。
更具体而言，所接收到的水的潜在水垢可以减小，使得在实质上不满足电解潜在水垢减少器130下游的例如至少直到水离开处理系统100的位置的以下平衡条件中的至少一个。例如，对于钙和镁阳离子而言，可能不会进行以下反应。
Mg2+ (aq)+2OH-→Mg(OH)2(2)
可以将所接收到的水的潜在水垢减小到一定程度，使得至多例如大约每1个月、2个月、3个月、6个月、8个月、10个月或12个月一次地从容器131中去除水垢。可以非化学的方式从容器131中去除水垢，即不使用化学清洁剂来去除水垢。可以通过打开容器131底部的排放阀(未示出)或者可选地摇动容器来去除水垢，从而在容器131中形成的所有水垢在实质上落出其壁和/或从其壁上落下。
在一些实施例中，例如通过沉积大约0.01公斤/立方米或更少但大于0的例如CaCO3水垢或等于或大于0.01克水垢/立方米的例如CaCO3水垢，来减少所接收到的水中的潜在水垢。假定进入电解潜在水垢减少器130的进口水流速大约为例如1到2立方米/小时，则在电解潜在水垢减少器130中沉积的水垢的量的范围例如是从大约0.001公斤到大约0.002公斤水垢/天。在一些实施例中，对于例如范围为每天从1到2立方米/小时的入口水流而言，可以沉积小于0.001公斤的水垢。
在一些实施例中，电解潜在水垢减少器130可以用于接收具有通过范围为从例如大约200微西门子/厘米(μSiemens/cm)到例如大约5000微西门子/厘米的传导性指示的潜在水垢的水，并且使用没有将化学反应剂引入和/或添加到处理系统100的过程来减小所接收到的水的潜在水垢，从而处理系统100在电解潜在水垢减少器130下游保持实质上没有水垢。例如，至少直到水离开处理系统100的位置，处理系统100可以保持没有水垢。电解潜在水垢减少器130的出口处的传导性可以保持实质上不变。在一些实施例中，可以使得电解潜在水垢减少器130的下游和/或UV消毒剂减少器140的下游的水的传导性防止处理系统100中的氧化，例如以防止对膜、CEDI和管线/设备110和/或处理系统100的其他设备造成损害。换言之，根据实施例，电解潜在水垢减少器130的下游和/或UV消毒剂减少器140的下游的水可以实质上不响应于对处理系统的设备的氧化。
在一些实施例中，电解潜在水垢减少器130可以用于充分地减小水的潜在水垢，从而以范围为例如大约50升/小时到大约50000升/小时的速率生成潜在水垢减少的水。提供以获得大约1000升/小时的潜在水垢减少的水的功率的范围例如为从大约20瓦特到大约500瓦特/1000升/小时。
在一些实施例中，电解潜在水垢减少器130可以被配置为释放在反应腔室中生成的二氧化碳。作为其结果，可以减小或在实质上去除二氧化碳否则可能会对在例如RO(例如单或双通RO)和/或DI和/或CEDI和/或WFI蒸馏装置和/或PSG的产品出口处的、对通过处理系统等的水的传导性的测量产生影响。
相应地，电解潜在水垢减少器130下游的传导性测量可以在实质上不受二氧化碳的影响。以从水中去除二氧化碳的方式配置电解潜在水垢减少器130可以免除对采用其他二氧化碳去除措施的需求，所述其他二氧化碳去除措施例如为增加诸如NaOH之类的化学反应剂以增加水的PH值，或者布置接触膜来在一侧接收水的液体流，并且对膜的另一侧应用吹扫气和/或真空。
处理系统100可以被配置为被利用温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的热水进行净化。例如，可以配置处理系统100，使得可以出于净化目的而对水供应121进行加热。在一些实施例中，可以再循环由电解潜在水垢减少器130处理过的水，从而无关于出于净化目的增加水温度地不生成水垢。热水可以流过电解潜在水垢减少器130和UV灯140而并不在实质上对其造成任何损害，并且在实质上并损害其随后的电解潜在水垢减小操作。换言之，电解潜在水垢减少器130和UV灯140在被进行热水净化时，相对于其功能而言并不会对电解潜在水垢减少器130和UV灯140在实质上造成影响。
需要注意的是，与通过设备的“流动的水”和“通过的水”相关的论述以及它们在语言学上的变体还可以包括通过设备的诸如“流经的水”、“冲刷的水”和/或“循环的水”之类的表述的含义，其中所述设备处于从水中去除杂质的操作模式中，处于净化设备和管线的净化模式中。
参见图2，其示意性地示出了根据另一个实施例的水处理系统200。
在一些实施例中，处理系统200可以包括存储水箱250，所述存储水箱250与水源120流体连通，以存储由水源120供应的水。在一些实施例中，水源120例如可以是自来水源或城市供水源。可以提供盘式过滤器或任何其他类型的过滤器(未示出)以过滤进入存储水箱250的自来水。
处理系统200还可以包括泵160，该泵160具有与存储水箱250的出口256耦接的泵入口161和与电解潜在水垢减少器130的入口耦接的泵出口162，用于以范围为例如从大约50到大约50000升/小时的流速经由第一管线部分111将水从存储水箱250泵送到电解潜在水垢减少器130中。泵160还可以提供范围为介于大约1巴到和大约5巴之间的泵出口压力。
存储水箱250的容量的范围例如为从大约50到大约10000升，并且可以由任何适当的材料制成，例如为例如奥氏体或等级300系列(例如等级304或等级316L)的碳钢或不锈钢。例如，存储水箱250的与经由第一水箱入口251的从水源120供应的水相接触的部分可以由等级316L的不锈钢制成，而存储水箱250的总体上并不与由水源120供应的水相接触的部分可以由等级304的不锈钢或碳钢制成。
如上简述的那样，根据实施例的处理系统可以被配置为被利用净化温度的范围为例如从大约65℃到大约95℃的热水进行净化。例如，存储水箱250可以被在泵出口处配备有加热元件和/或热交换器(未示出)，用于将存储水箱250中的水加热到期望的净化温度。可以相应于感测存储水箱250中的水温的温度传感器(未示出)来控制加热元件的操作。相应地，存储水箱250、第一管线部分111和第二管线部分112以及相关的回馈管线114也被进行热水净化。
存储水箱250可以被配备有调解到存储水箱250中的水供应的水进口阀(未示出)和监视存储水箱250中的水位的水位测量设备(未示出)。入口阀可以可操作地耦接到水位测量设备，使得响应于由水位测量设备测量的水位来操作入口阀。入口阀例如可以是空气致动的阀。例如通过模拟或数字水位或混合模拟-数字测量设备来体现水位测量设备。数字水位测量设备例如可以包括多个水位开关。多个水位开关可以被防止在存储水箱250的不同高度处，以例如针对相应的高度位置提供水箱250中存在水的指示。例如，第一水位开关可以位于水箱250的地步或附近，以当存储水箱250中的水位低于安全操作泵160所需的水位阈值时提供指示。第二水位开关可以位于第一水位开关之上，并且例如提供需要用水填充存储水箱250的指示。第三水位开关可以位于第二水位开关之上，以提供停止向存储水箱250中供应水的指示。第四水位开关可以位于第三水位开关之上，例如在存储水箱250的顶部处或附近，以警告存储水箱250潜在过流。
在一些实施例中，存储水箱250可以被配置为承受内部气压和/或真空，并且可以包括排气口和过流管线。水箱250的可以与由水源120供应的水相接触的内表面可以具有适当的表面抛光等级水平，例如范围为从食品级到Ra＝0.4或更小的微米，可以进行或不进行电抛光。
在一些实施例中，水箱250的可以与由水源120供应的水相接触的部分可以被配置为被例如以从大约65℃到大约95℃的温度范围进行净化，而不因此受损。例如通过氯和/或无石棉岩棉或通过任何其他适当的材料来将水箱外壳258的至少一部分与环境隔离开。水箱外壳258的外壁可以由例如等级304的不锈钢和/或任何其他适当的材料制成。
泵160可以例如体现为离心泵，并且可以由例如等级316的不锈钢钢之类的任何其他材料制成。泵160可以包括控制器(未示出)，可操作来调整泵速以及可选地针对泵160的故障进行警告。
补充参考图3，其示意性地示出了根据另一个实施例的水处理系统300。在一些实施例中，处理系统300可以从多个水源(未示出)接收水。第一水源(未示出)例如可以供应市政用水或自来水121A，而第二水源例如可以供应再循环水121B，如在下文中更详细地描述的那样。
处理系统300包括管线110，其还包括回馈管线114，该回馈管线114从第二管线部分112流体连通地进行延伸，以将第二管线部分112分割为两个部分112A和112B，使得回馈管线114和部分112B与部分112A进行并行流体连通。因此，在回馈管线225和部分112B之间划分由电解潜在水垢减少器130提供的水流。例如通过手动阀(未示出)来管理进入回馈管线114和部分112B的水的流速。例如经由存储水箱250，通过第二水箱入口252，回馈管线114的入口可以与电解潜在水垢减少器130的出口流体连通，并且回馈管线114的出口可以与电解潜在水垢减少器130的入口流体连通，使得由电解潜在水垢减少器130提供的第一数量的潜在水垢减少的水被归功到UV消毒剂减少器140，并且第二数量的潜在水垢减少的水可以被再循环会电解潜在水垢减少器130。处于卫生目的，温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的热水可以冲刷通过电解潜在水垢减少器130和UV消毒剂减少器140，而不会不利地影响它们的与降低水中的潜在水垢和消毒剂浓度相关的操作性。此外，包括回馈管线114的管线系统110页可以被温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的热水净化。
处理系统300可以包括存储水箱250，被配置为例如分别经由第一水箱入口251和第二水箱管线252接收例如自来水121A和由电解潜在水垢减少器130提供的再循环水121B。通过在将水泵送会到电解潜在水垢减少器130之前将一些潜在水垢减少的水在循环并与自来水进行混合，可以减少被馈送回到电解潜在水垢减少器130中的水中溶解的多价阳离子的整体浓度。换言之，再循环可以使得相比于如果没有进行再循环而由电解潜在水垢减少器130接收到的潜在水垢，由电解潜在水垢减少器130接收到的潜在水垢减少。因此，再循环可以使得减少要投资来从电气潜在水垢减少器130将潜在水垢水平维持在形成水垢的化学平衡之下的能源的量。
在一些实施例中，可以提供过滤器(未示出)来过滤流过第二管线部分112A的水。过滤器可以被配置为过滤在水中悬浮的具有例如大约25μm或更小的平均直径的固体，例如所述固体具有大约3μm的平均直径。
在一些实施例中，处理系统300可以包括消毒装置170，所述消毒装置170与回馈管线114流体连通，以对水进行消毒。消毒装置170可以操作来向再循环水供应121B提供消毒剂，例如次氯酸盐、臭氧及/或二氧化氯和/或胺。可以随后例如通过UV消毒剂减少器140来减少上述消毒剂中的任何一个的浓度。
可以选择所增加的消毒剂的量，使得由再循环水供应121B再循环的实质上经过消毒的馈送入水箱250的水，可选地到达维持一些剩余消毒剂来控制到存储水箱250中的水供应121中的细菌的程度。在操作期间，水箱250中的游离的或总的氯和/或氯胺和/或二氧化氯的浓度的范围为例如从大约0.2ppm到大约1ppm。在操作期间，存储水箱250中的臭氧浓度的范围例如为从大约20ppb到大约1ppm。
消毒装置170可以例如包括与消毒剂泵173流体连通的桶171，所述消毒剂泵173用于将消毒剂从桶171泵送到回馈管线114中。桶171可以由任何适当的材料制成以接收消毒剂。例如对于氯和/或氯胺，桶171可以例如由聚乙烯制成，并且具有例如大约30升的容量。消毒剂泵173例如可以是隔膜泵。当采用二氧化氯来作为消毒剂时，消毒装置170可以被体现为二氧化氯生成器(未示出)。当采用臭氧作为消毒剂时，消毒装置170可以被体现为臭氧生成器(未示出)，该臭氧生成器被配置为将臭氧与存储水箱250和管线110中的水的混合最大化。消毒装置170还可以包括第二容器元件172，用于接收可能从桶171泄露的消毒剂。在一些实施例中，可以提供消毒分析器(示出处)，其耦接到消毒装置170下游的回馈管线114，以确定再循环水供应121B中的消毒剂的浓度。消毒装置170可以可操作地耦接到消毒分析器，使得消毒泵173的操作可以响应于测量的消毒剂浓度。
在一些实施例中，回馈管线114可以被配备有水温控制装置(未示出)，其可以被例如体现为热交换器(例如盘式热交换器)，所述热交换器可以被配饰使得在回馈管线114中流动的水的温度被保持在预定的范围内。例如，水温控制布置可以被配置为使得响应于温度传感器(未示出)的存储水箱250中的水温读数，在回馈管线114中流动的水的温度的范围为例如介于大约15℃和大约25℃之间。
现在再参见图4，其示意性地示出了根据另一个实施例的水处理系统400。处理系统400可以包括水纯化布置450，用于生产例如符合由例如美国和/或欧洲药典定义的药典规定的高质量的水。在下文中，这样的水可以被称为“合规水”。例如，温度为大约25℃的诸如PW、HPW、WFI和/或浓缩PS之类的合规水的传导性可以为1.3微西门子/厘米或更小；总有机碳可以为十亿分之500或更小；例如针100对PW生物负载可以为10菌落形成单位(CFU)/1毫升或更小；并且针对HPW和/或WFI和/或PS生物负载可以为10菌落形成单位(CFU)/100毫升或更小。
例如，通过反渗透过程和/或去离子处理的潜在水垢和消毒剂浓度降低的水可以作为PW、HPW或WFI。相应地，在一些实施例中，水纯化布置450可以包括与UV消毒剂减少器140的出口142流体连通的RO装置180和/或去离子(DI)装置190(例如非连续或连续的DI单元)和/或PSG和/或蒸馏单元，以生产合规水。更具体而言，在一些实施例中，RO装置180的入口可以经由第三管线部分113与UV消毒剂减少器140的出口142流体连通。通过使得水流过RO装置180，获得RO产品水和RO浓度或废弃水。可以通过电解潜在水垢减少器来减少废弃水的潜在水垢，使得RO浓度的水垢析出时间等于例如大约1、1.5或2秒或更长。另一方面，析出时间可以为例如大约10秒或更短、5秒或更短、4秒或更短、3秒或更短、或2.5秒或更短。
由RO装置180通过RO产品出口经由第五管线部分115将RO产品水供应到DI装置190的DI入口(未示出)。可以随后使得RO产品水流过DI装置190，以对所接收到的RO产品水进行去离子。通过使得RO产品水流过DI装置190，可以在相应的出口(未示出)处获得DI浓缩水和合规水。在一些实施例中，可以将诸如合规水之类的高质量的水经由管线部分117供应到终端消耗装置/系统出口199A和/或通过管线部分118经由第四水箱入口254供应到水循环消耗装置199B，所述水循环消耗装置199B从水纯化布置450接收水以将水循环回到电解潜在水垢减少器130中。
终端消耗装置199A可以例如被体现为WFI蒸馏单元(未示出)。在一些实施例中，可以通过绕过RO装置180和/或DI装置190或通过布置没有RO装置的水纯化布置150，来由被提供给WFI蒸馏单元的水来生产WFI，而无需使得水流过RO装置180。额外地或者替代地，通过使得水通过RO装置180进行单通或双通反渗透和/或通过可以被体现为连续DI装置的DI装置190进行去离子，可以利用没有采用WFI蒸馏单元的过程来生成WFI。
在一些实施例中，在将水混合物馈送回到电解潜在水垢减少器130以减少潜在水垢之前，可以例如通过经由浓度该供应管线116向存储水箱250供应RO和/或DI浓缩水，来将DV浓缩水与自来水和RO浓缩水进行混合。存储水箱250可以接收大约处于大气压的水。例如，在RO浓缩水到达第三水箱入口253的时间为止，压力可以例如从小于大约15巴减少到大约大气压，并具有浓缩度和温度，从而处理系统400在RO装置180和DI装置190的相应的浓缩出口之后在实质上保持无水垢。
RO装置180可以被配备有RO泵181，其可以例如是由例如不锈钢制成的多阶高压泵。RO泵181可以被配置为以下述方式被保护：对于RO泵181的入口处的水压，通过低压切割开关(例如通过低压泵开关)保护；以及对于RO泵181的出口182处的水压，通过高压切割开关(例如通过高压泵开关)保护。RO装置180的膜(未示出)可以是单通或双通膜。膜的出口渗透能力的范围例如为从大约50升/小时到大约50000升/小时。RO装置180可以被配置为提供例如大约0.5到大约0.9范围内的恢复系数。RO装置180可以被配备有传感器(未示出)，用于测量RO装置180的入口和出口处的水传导性、流速和/或压力。
消毒剂减少器140可以通过将消毒剂化学地分解为化学副产品来减少消毒剂。根据实施例，可以随后通过RO装置180和/或DI和/或CEDI和/或WFI蒸馏单元和/或PSG和/或任何其他适当的水处理设备来滤出由UV消毒剂减少器140进行水处理的可能的副产品。
至少对于降低水中的潜在水垢和消毒剂浓度的过程而言，通过采用电解潜在水垢减少器130和UV消毒剂减少器140，水处理系统100可以以实质上无化学反应剂的方式和无有机介质地进行操作。作为其结果，可以针对处理系统100的诸如泵、管线、仪器之类的设备实现在操作可靠性和成本降低上的改进，和/或控制预处理的馈送和高质量的水的生产。
DI装置190可以提供的DI产品水的流速的范围例如是从大约50升/小时到大约50000升/小时，并且当具有大约25℃或更低的温度时，具有大约1.3μS/cm或更小的出口传导性。
在一些实施例中，DI装置190可以被配置为使得例如可以通过采用电场，在没有采用化学反应剂的过程中在实质上连续再生DI树脂。
可以利用温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的热水来净化纯化布置450。对应地，RO装置180、DI装置190和相关的入口和出口管线部分113、115、116和118可以进行热水净化。
在一些实施例中，通过采用蒸馏装置(未示出)和/或纯净蒸汽生成器(未示出)，水纯化布置450可以被配置为生产质量符合注射用水的合规水。与上述类似地，可以由电解潜在水垢减少器130减少潜在水垢，从而蒸馏装置和/或纯净蒸汽生成器在实质上保持无水垢。
在本文中使用的术语“消耗装置”可以是指接收这样的水的设备和/或人，所述水的至少一部分被由电解潜在水垢减少器处理以减少潜在水垢，并且有UV消毒剂减少器处理以降低水中的消毒剂(例如氯或氯化物)的浓度。换言之，UV消毒剂减少器140的下游的设备可以被称为经处理的水的消耗装置，并且例如可以包括水纯化布置450、合规水的终端消耗装置199A和/或水循环消耗装置199B(例如存储水箱250)。
应当注意的与经处理的水相接触的所有设备和/或管线可以由实质上抗氧化材料制成，并且因此可以在实质上保持无腐蚀。
现在再参见图5，其示意性地示出了根据一个实施例的水处理方法500。
如框510所示，方法500可以包括例如通过使得水流过电解潜在水垢减少器130来减少潜在水垢。
如框520所示，方法500还可以包括例如通过使得水流过UV消毒剂减少器140来从水中实质上去除消毒剂。
如框530中所示，方法500还可以包括例如通过使得热水流过(例如循环)通过电解潜在水垢减少器130来至少对电解潜在水垢减少器130进行净化。
在一些实施例中，方法500可以包括通过使得热水流过(例如循环)通过UV消毒剂减少器140来对UV消毒剂减少器140进行净化。
在一个实施例中，方法500可以包括通过使得热水循环通过处理系统的净化管线110和存储水箱250来净化管线110和存储水箱250。
再参见图6，其示意性地示出了根据另一个实施例的水处理系统600。处理系统600可以包括水纯化布置460，用于生产合规水。
在一些实施例中，水纯化布置460可以包括RO装置180。可以利用温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的热水来净化纯化布置450。对应地，RO装置180和相关的入口和出口管线部分113、115、116和118可以进行热水净化。
在一些实施例中，通过采用蒸馏装置(未示出)和/或纯净蒸汽生成器(未示出)，水纯化布置460可以被配置为生产质量符合注射用水的合规水。与上述类似地，可以由电解潜在水垢减少器130减少潜在水垢，从而蒸馏装置和/或纯净蒸汽生成器在实质上保持无水垢。
示例1：根据本发明的实施例纯化水的方法。
与图4中的系统400类似地构建水处理系统。系统被配置为使得电解潜在水垢减少器和UV消毒剂减少器应被地利用温度范围为例如从大约65℃到大约95℃的水周期性地进行消毒。
系统包括的电解潜在水垢减少器具有并行的8个反应器。每个反应器被配置为提供处于6-24伏特的电压、6-14安培的电流。反应器由等级为316的不锈钢制成。
系统还包括由等级为316的不锈钢制成的UV消毒剂减少器，其被配置为以1700毫焦耳/平方厘米(mJ/cm2)的最小剂量照射水。在入口处使用的城市用水为马塔姆海法工业区(HaifaMatamIndustrialZone)用户。来自系统的水的流速为大约500-550升/小时。每周一次地用热水对系统进行消毒。也由等级为316的不锈钢来制成连接单元的管线。
在2个月的过程期间，在2013年十月和2013年十一月之间，定期地在系统的各个点处对水进行各种生物和质量检测。图4中对生物污染物和它们相关联的单元进行测试的点是：城市用水入口(121A)、存储水箱出口(111)、UV消毒剂减少器入口(112B)、UV消毒剂减少器出口(113)和反渗透装置(115)的出口。下面的表1中示出了结果，所述结果被示出为平均微生物数量(av.)或微生物数量范围(ra.)，并且被表达菌落形成单位数量(CFU)/毫升(ml)或/100毫升。
表格1：
除了生物测试之外，在城市用户入口(馈送传导性)处和RO出口(渗透传导性)还测试了水的传导性。在图7A中以微西门子/厘米示出了在8个月的时间段上的测试结果。
针对系统测试的另一个参数是来自RO出口的渗透流。在8个月时间段的规则的时间间隔上，渗透流被记录，并且被示出在图7B中。
还可以在8个月的时间段的过程上规则地测量RO膜上的压差。图7C示出了在8个月时间段的过程上以巴为单位的结果。
生物测试的结果指示随着水流过系统、水处理系统在减少生物负担(微生物数量)上有效。尽管进入系统的城市用水随着测试时间段的过程在其微生物含量上变化很大，但离开系统的水却具有稳定的低生物负担。系统能够非常有效地降低各种类型的微生物的含量。
反渗透膜可能对于诸如氯和含氯产品之类的消毒剂化学品敏感。包含诸如氯之类的消毒剂的大量的水通过这样的膜之后，膜可能会失效，从而允许污染物通过膜。此外，通过使得水垢形成在膜上或者膜中，具有高潜在水垢的水可能会损坏RO膜，从而减少流过膜的水。
根据此示例的数据指示RO膜的完整性在整个测试时间段上保持不变，并且水流并不会由于在膜中累积水垢而减少。特别地，图7A示出了在整个测试时间段上在任何给定的测试点水的传导性减少了大约100倍。(通过菱形点和上线表示的)馈送传导性在整个测试过程期间变化。(通过方形点和下线表示的)在通过系统之后的渗透水的传导性在整个测试期间对馈送传导性进行了“镜像”，如在实质上匹配了上线的样式的下线所示。这指示系统在稳定降低水的传导性上有效。
图7B示出了在整个测试时间段期间的稳定保持的渗透流，指示系统在降低电解潜在水垢上有效，从而并不在RO膜中形成水垢，所述水垢将会一般地降低渗透流。
图7C示出了在测试过程期间相位稳定地维持的RO膜的压差，指示系统在去除或中和消毒剂在RO膜的结构完整性上的效果上有效。
之前使用的系统通常需要水软化系统和/或活动的碳过滤器来实现将水垢减少到与本示例中描述的系统类似的程度。水软化系统和激活的碳过滤器需要大量的水来进行定期“冲刷”，以保持它们的去除杂质和/或软化水的能力。根据本发明上述实施例的系统避免了对集中式水冲刷的需求，从而节约了水并降低了开销。
根据本发明的实施例，还提供了用于处理在处理系统处接收到的水的方法，所述方法包括：由电解潜在水垢减少器通过对所述水进行电解，减少所述水的潜在水垢；以及由UV消毒剂减少器通过利用紫外线照射所述水，从所述水中实质上地去除消毒剂。可选地，所述方法还包括：通过使得热水流过所述电解潜在水垢减少器，来对所述电解潜在水垢减少器进行净化。可选地，所述方法还包括：通过使得热水流过所述UV消毒剂减少装置，来对所述UV消毒剂减少装置进行净化。可选地，所述方法还包括：通过使得热水流过所述处理系统的管线和存储水箱，来对所述管线和存储水箱进行净化。可选地，所述接收到的水首先流过所述电解潜在水垢减少器以减少所述潜在水垢，并且随后流过所述紫外消毒剂减少器以进行消毒剂去除。可选地，所述接收到的水流过所述紫外消毒剂减少器以进行消毒剂去除，并且随后流过所述电解潜在水垢减少器以减少所述潜在水垢。可选地，所述电解潜在水垢减少器将所述接收到的水的潜在水垢减少到生成潜在水垢减少的水的程度，从而使得至少直到所述水离开所述处理系统之前，保持实质上不符合形成水垢所需的条件。可选地，在执行所述方法之前所述水中的多价阳离子金属的浓度为大约等于或大于作为CaCO3等量的大约100ppm。可选地，在执行所述方法之前所述水中的多价阳离子金属的浓度为大约等于或大于作为CaCO3等量的大约400ppm。可选地，通过所述方法将所述水中的多价阳离子金属的浓度减少介于1％和大约10％之间。可选地，减少所述水的潜在水垢，从而针对给定的多价阳离子的浓度、水压和水温，电解潜在水垢减少器下游的析出时间被至少乘以1.5的因数。可选地，所述水中的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度为大约100ppm或更高,所述水压等于大约2巴或更大；并且所述水温等于大约4℃或更高。可选地，所述电解潜在水垢减少器减少潜在水垢而不使用化学反应剂和有机介质。可选地，所述方法还包括对所述水进行反渗透和/或去离子。可选地，所述方法还包括蒸发所述水以获得从包括下述各项的组中选择的高质量的水产品：注射用水、以及纯净蒸汽。
根据本发明的实施例，还提供了一种水处理系统，包括：电解潜在水垢减少器；以及紫外消毒剂减少器，与所述电解潜在水垢减少器流体连通。可选地，所述电解潜在水垢减少器用于减少由自来水供应提供的水中的水垢来获得潜在水垢减少的水，并且用于向所述紫外消毒剂减少器提供所述潜在水垢减少的水以从所述潜在水垢减少的水中实质上地去除消毒剂。可选地，所述水处理系统还包括反渗透装置，所述反渗透装置与所述电解潜在水垢减少器流体连通，并且与所述紫外消毒剂减少器流体连通。可选地，所述的水处理系统还包括去离子装置，所述去离子装置与所述电解潜在水垢减少器流体连通，并且与所述紫外消毒剂减少器流体连通。可选地，所述电解潜在水垢减少器被配置为在电压为6-24伏特、电流大约6-14安培的条件下执行电解。可选地，所述紫外消毒剂减少器被配置为以大约1700毫焦耳/平方厘米(mJ/cm2)的最小剂量照射水。可选地，所述水处理系统是由能够经受温度为65-95℃的净化处理的材料形成的。可选地，所述水处理系统还包括反渗透装置。可选地，所述水处理系统还包括去离子装置。可选地，所述水处理系统还包括消毒装置。可选地，所述水处理系统还包括存储水箱。
应当理解的是，当权利要求或说明书中引用了“一”或“一个”元件时，这样的引用不应被解释为仅存在一个这样的元件。
在本发明的说明书和权利要求书中，动词“包括”、“包含”和“具有”及其搭配中的每一个均用于指示动词的对象无需是动词的主体的部件、元件或部分的完整列表。
除非另有说明，否则位于用于选择的选项的列表的最后两个项之间的表达“和/或”的使用指示选择所列选项中的一个或多个是适当的并且可以进行这样的选择。
在论述中，除非另有说明，否则修改实施例的一个或多个特征的条件和关系特征的诸如“实质上”和“大约”之类的形容词应被理解为表示所述条件或特性被定义为出于对于其意在的应用的实施例的操作可接受的容差的范围内。本申请中的实施例的描述是通过示例来提供的，并且并不意在限制实施例的范围。所描述的实施例包括不同的特征，并非在所有实施例中需要它们的全部。一些实施例仅利用特征中的一些或特征的可能组合。本领域技术人员可以想到包括在本公开中标注的不同的特征组合的实施例和描述的实施例的变体。仅通过权利要求来限制实施例的范围。
Claims (26)
1.一种用于处理在处理系统处接收到的水的方法，所述方法包括：
由电解潜在水垢减少器通过对所述水进行电解，来减少所述水的潜在水垢；以及
由UV消毒剂减少器通过利用紫外线照射所述水，来从所述水中实质上地去除消毒剂。
2.根据权利要求1所述的用于处理水的方法，还包括：
通过使得热水流过所述电解潜在水垢减少器，来对所述电解潜在水垢减少器进行净化。
3.根据权利要求1或2所述的用于处理水的方法，还包括：
通过使得热水流过所述UV消毒剂减少装置，来对所述UV消毒剂减少装置进行净化。
4.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，还包括：
通过使得热水流过所述处理系统的管线和存储水箱，来对所述管线和存储水箱进行净化。
5.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中所述接收到的水首先流过所述电解潜在水垢减少器以减少所述潜在水垢，并且随后流过所述紫外消毒剂减少器以进行消毒剂去除。
6.根据权利要求1到4中的任何一项所述的用于处理水的方法，其中所述接收到的水流过所述紫外消毒剂减少器以进行消毒剂去除，并且随后流过所述电解潜在水垢减少器以减少所述潜在水垢。
7.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中所述电解潜在水垢减少器将所述接收到的水的潜在水垢减少到生成潜在水垢减少的水的程度，以便至少直到所述水离开所述处理系统之前，保持实质上不符合形成水垢所需的条件。
8.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中在执行所述方法之前所述水中的多价阳离子金属的作为CaCO3等价物的浓度为大约等于或大于大约100ppm。
9.根据权利要求8所述的用于处理水的方法，其中在执行所述方法之前所述水中的多价阳离子金属的作为CaCO3等价物的浓度为大约等于或大于的大约400ppm。
10.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中通过所述方法将所述水中的多价阳离子金属的浓度减少1％至大约10％。
11.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中减少所述水的潜在水垢，以便针对给定的多价阳离子的浓度、水压和水温，电解潜在水垢减少器下游的析出时间被至少乘以1.5的因数。
12.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中所述水中的多价阳离子的作为CaCO3等价物的浓度为大约100ppm或更高，所述水压等于大约2巴或更大；并且所述水温等于大约4℃或更高。
13.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，其中所述电解潜在水垢减少器减少潜在水垢而不使用化学反应剂和有机介质。
14.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，还包括对所述水进行反渗透和/或去离子。
15.根据上述任一权利要求所述的用于处理水的方法，还包括蒸发所述水以获得从包括下述各项的组中选择的高质量的水产品：注射用水、以及纯净蒸汽。
16.一种水处理系统，包括：
电解潜在水垢减少器；以及
紫外消毒剂减少器，与所述电解潜在水垢减少器流体连通。
17.根据权利要求16所述的水处理系统，其中所述电解潜在水垢减少器可操作以用于减少由自来水源提供的水中的潜在水垢来获得潜在水垢减少的水，并且用于向所述紫外消毒剂减少器提供所述潜在水垢减少的水以从所述潜在水垢减少的水中实质上地去除消毒剂。
18.根据权利要求16或17所述的水处理系统，还包括反渗透装置，所述反渗透装置与所述电解潜在水垢减少器和所述紫外消毒剂减少器流体连通。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的水处理系统，还包括去离子装置，所述去离子装置与所述电解潜在水垢减少器和所述紫外消毒剂减少器流体连通。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的水处理系统，其中所述电解潜在水垢减少器被配置为在电压为6-24伏特、电流为大约6-14安培的条件下执行电解。
21.根据权利要求16-20中任一项所述的水处理系统，其中所述紫外消毒剂减少器被配置为以大约1700毫焦耳/平方厘米(mJ/cm2)的最小剂量照射水。
22.根据权利要求16-21中任一项所述的水处理系统，是由能够经受温度为65-95℃的净化处理的材料形成的。
23.根据权利要求16-22中任一项所述的水处理系统，还包括反渗透装置。
24.根据权利要求16-23中任一项所述的水处理系统，还包括去离子装置。
25.根据权利要求16-24中任一项所述的水处理系统，还包括消毒装置。
26.根据权利要求16-25中任一项所述的水处理系统，还包括存储水箱。
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