CN1155849A - 无废液的水脱盐系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无废液的水脱盐系统及其方法，该系统的环路包括从脱盐装置3的第一室(44)的盐水出口(38)与循环罐(1)的入口的连接。罐(1)的出口(34)与脱盐装置(3)的第一室(44)的入口(41)连接。水从罐(1)中出来并被泵入装置(3)，盐分和矿物质被水分离部件如膜(40)分离并积累在第一室(44)，废水从第一室循环到罐(1)。服务水源和放出的使用水的管线(32)和(36)都与罐(1)连接。随着周期性地用水，服务水稀释并将废水从罐(1)中排出。

Description

无废液的水脱盐系统
本发明是1994年8月18日提交的美国专利申请第08,292,037号的部分继续申请。
本发明所属技术领域
本发明涉及水脱盐系统及其方法，在连续提供被处理水的同时，不产生或很少产生废物。本发明的重要特征之一是能够进行无废液操作并不会对所使用的脱盐膜造成污损。
本发明的背景技术
已经有各种在商业区或住宅区定点使用的水处理系统对水进行提纯(或处理)。这些系统中最为普遍的都具有以下技术特征：用活性炭去除有机物质；紫外线消毒；用离子交换降低硬度(水的软化)；以及用膜进行脱盐，例如使用反渗透膜(RO)或纳米过滤(NF)。
反渗透膜用于脱盐已经达到二十年以上。但是纳米过滤是相对比较新的用于水处理的技术。纳米过滤膜将水中的造成硬度的二价离子滤掉而产生软水。纳米过滤膜可以在滤掉大量二价离子的同时，允许大量的一价离子如钠离子和氯离子等通过。正是这些一价离子造成渗透压，从而只需要由泵以必要的中等或较高的压力将水通过反渗透膜即可。因此，纳米过滤膜只需要较低的泵压来使水通过纳米过滤膜，因为对水的驱动力不必超过一价离子的渗透压。一般而言，用于商业区和住宅区的反渗透膜水处理系统可以将近乎98％的溶解性固体去除，而纳米过滤膜可以去除二价离子(硬度的组分：钙离子和镁离子)的大约90％，以及一价离子(氯化钠)的大约50％。
使用膜装置(例如，反渗透膜和纳米过滤膜)的脱盐设备总是在水流出处理装置的时候产生两股水流：脱盐的产物水(经过了过滤膜)，以及废盐水(只从膜的表面经过)。这种废盐水水流起到将盐份和矿物质从膜的表面清除，并防止它们积累和对膜产生污损的作用。如果在供往过滤膜的进水中持续积累盐份和矿物质，则溶解的物质就会在过滤膜的表面沉淀形成固体膜，污损过滤膜的表面。此外，胶体和颗粒状污染物也可以粘附到过滤膜的表面而造成污染。由于存在有多种水生性污染物，所以一旦过滤膜被不可逆地垢化或被污染了的话，那么就无法将过滤膜清洗干净，以致必须被替换。这种过滤膜方法的特性在定点使用的水处理系统，特别是那种简便经济型的水处理系统中会在降低废水产量方面具有严重的问题。
离子交换装置也被用于软化所谓的“硬水”。在这种离子交换型水软化系统中所存在的问题是：它们是用钠离子取代那些硬性的水成分(钙离子和镁离子)从而产生所谓的软化水。当对离子交换介质进行再生的时候，就会有被浓缩了钠离子、氯离子、钙离子、和镁离子的水流被排放到下水道系统，从而造成对环境的污染。
在常规的住宅区或家庭用反渗透水处理系统中，一般废水与产物水的比例大约为5∶1，或者说，5加仑的废水产生1加仑的产物水。然而，这只是出现在产物水离开了反渗透装置后处于常压的情况。在用含有空气的储存罐储存反渗透产物水的水处理系统中，这种比例一般为10∶1，甚至更高。这种形式的储存罐产生一种反压，在对储存罐进行罐注的时候(此时废盐水继续自由地流向下水道)会限制水通过反渗透膜。因此，这些常规的家用反渗透系统都会造成相当量的水的浪费。
以前曾经有过各种制造无废盐水或很少废盐水的脱盐系统。Bray(美国专利第3,746,640号)涉及在小型反渗透系统中降低废盐水。从该系统排放出的浓缩盐水被排放到具有压力的供水管线内，以便在连接到供水管线(冷水线或热水线)上的水龙头(或其它用水器)打开时产生低压的涌浪。
该篇专利所描述的系统具有众多的问题。其中之一是其渗透膜无法得到足够的清洗以保证正常工作。此外，绝大多数的建筑物的供水系统在设计时都不允许发生当打开用水器时出现压力涌浪。因此，在热水线和冷水线之间的压力差就可能为0。没有压力差就不会有水流过处理器来清洗它。另外的问题是，在该专利的一种造型中，系统允许热水流过反渗透部件。温度高于90°F的水会给大多数的渗透膜造成损害。Bray也承认它的系统在不经常用水的系统中无法另人满意地工作。
Bray的系统产生的产物水的质量很差，因为自始至终该系统都没有足够的推进力使得水通过反渗透膜。在反渗透部件内积累起来的盐分会提高渗透压并且降低通过渗透膜的水量。事实上，有一些盐分会通过该渗透膜，因为盐分的通过是具体的渗透膜的盐转运系数和在渗透膜表面的盐浓度的函数。如果不用进料水/盐水在产生产物水的同时不停地清洗过滤膜部件，盐分就会迅速地积累起来并使渗透膜的表面垢化，同时降低通过渗透膜的水量和增大通过渗透膜的盐量。因此，其产物水的质量很差，而且渗透膜会被过早地垢化。
Hall(美国专利第4,626,346号)描述了一种自身含有限制性水源的水脱盐系统，该系统可被用于含有储水罐的活动房屋、旅行房车、游艇等，但是，该系统不能永久性地与压力供水系统相连接。该储水罐被定期地罐满水，用水器的用水将会使储水罐内的水量降低而必须进行重新罐满。
在Hall的系统中，纯化的饮用水被产生并被导向出口64。用未经过处理的水来冲洗厕所或进行淋浴等的第二出口，通过给反渗透部件供水的储水罐连接到储水罐的管线上。经过反渗透处理的废水或盐水被循环到供水罐内并与其中的水相混合。
Hall的系统所具有的问题是，当用水时储水罐内的水量就会下降。随着储水罐内水的降低，储水罐内循环来/去的水对反渗透部件的稀释效果就会被降低。在这种情况下，盐分和矿物质就会在该罐内累积起来。这样经过一段时间，反渗透膜就会被损害，具体依据留在储水罐内的水量和进料水的盐含量而定。
在Hall的设计中，与具有压力的水管相连接并不能有助于对水处理渗透膜的清洗，因为所有对于旅行房车和游艇而设计的水处理系统都在供水罐和压力水管线的入口之间设置有单向阀，以便将供水罐与压力水管线相隔离。这样，为旅行房车和游艇设计的供水系统在与压力水源相连时就会绕过储存罐。因此当旅行房车和游艇与永久性压力水管相连接时，Hall的系统不能够对储水罐内的盐分和矿物质(由反渗透水纯化器所产生)进行稀释。此外，该专利中的几处都明确表示该设计是用于“有限的和可被用光的水源”，而不可用于连续供水的系统。
Hanna的专利(美国专利第5,282,972号)是为只产生少量废水的建筑物而设计的水纯化系统。在Hanna的设计中，水被供往建筑物，水循环通过反渗透部件并将盐水/浓缩的水在入水口处泵入供水管线。该系统还使用了相当复杂的控制部分来绕过反渗透部件并对反渗透膜进行冲洗/清洗以对反渗透部件进行定期减压。在该篇专利中没有提出使用供水或循环水罐来接受被循环的废水。
Hanna专利的最根本性问题是，反渗透部件产生的废盐水被直接循环到建筑物的供水管线中。常规的建筑的供水管线的直径为四分之三英寸，而建筑物内部的水管通常的直径为二分之一英寸。因此，除非不停地用水，否则，由于反渗透部件的使用，盐水和矿物质就会迅速地在水管线内积累起来并且对渗透膜造成垢化(和弄污)以致被损害。实质上，通过将反渗透部件的废盐水在四分之三英寸的水管线内循环并不能对盐分和矿物质进行稀释。要想得到稀释就必须不停地用水。不停地使用反渗透系统的进水对于商业性建筑或住宅性建筑来讲都是不现实的，因此也就经常使得Hanna的专利设计受到很大的局限。事实上，在大多数的建筑物中，Hanna的专利设计都无法保持反渗透膜部件的清洁，因此就需要过早地被更换。本发明的系统使用了循环罐以在相当长的时间内对盐分和矿物质进行稀释，因此，水纯化膜就不会被垢化或污染。Hanna的专利没有使用循环罐，并且将废盐水直接导入水管内。
本发明的概述
本发明涉及可以用于住宅或商业性建筑的水脱盐和/或软化系统，该系统采用可以被自身清洗的过滤膜部件以防止盐分和矿物质在膜的表面上的积累。本系统利用了建筑物内的用水所产生的动力来定期地冲洗向水处理部件的过滤膜供水的循环/储水罐。本系统并不产生必须要被排放到下水道的废水，因此节约了用水也避免了环境污染。
本发明的系统在工作时没有或只有很少量的流出物，不对过滤膜造成损害(特别是垢化)，其原因是在该系统运行时只有很少的(或没有)建筑物供水的流动。
本发明的无流出物系统不同于Bray和Hanna的系统，当建筑物内的用水量不大时，本发明的系统也能够良好地工作。循环罐补足了用水少这一缺陷从而使得建筑物的用水器在不用水的情况下也能让渗透膜纯化系统正常工作。要想设计出绝对依赖于建筑物用水的水纯化系统并能在水纯化系统工作时防止对膜的损害是不现实的。由于有了本发明，则只要在24小时之内使用一次水来对循环罐进行稀释，就不会造成对膜的损害。在长期不用水的情况下，也可以通过将一部分的盐水排放掉而避免对膜的损害。
本发明所描述的系统具有很强的容忍性，并能长期地防止对膜的损害(特别是垢化)。该系统可以在永久型供水管线的条件下以没有或只有少量流出物的方式运行，并且在没有或只有少量用水的情况下运行该渗透膜纯化系统而不对渗透膜造成损害。这就与Hall的系统不同，Hall的系统在经常用水的情况下无法正常工作。在Hall的系统中，用于向反渗透系统供水的储存罐内的水量会在用水时减少，这就会使已经被反渗透系统浓缩过的供水罐内的盐分和矿物质的浓度再次升高。而本发明的系统在经常性用水的条件下可以非常好地工作。
本发明的其它特征和优点可以通过阅读以下的详细描述和附图得到更好的理解。
附图的简要说明
图1是本发明的使用自身清洗水处理膜部件的基本型无流出物水处理系统的概图。所表示的产物水的安排是向热水罐提供软化水。
图2是本发明的使用自身清洗水处理膜部件的基本型无流出物水处理系统的概图，其中的自身清洗水处理膜部件是被安置在水循环/储水罐内。所表示的产物水的安排是向饮用水储存罐提供脱盐水。
图3是本发明的使用自身清洗水处理膜部件的基本型无流出物水处理系统的概图，其中的自身清洗水处理膜部件是被安置在储水罐内并且不需要泵来进行循环。
图4是与图1的实施例类似的一个实施例的水处理系统的概图，该系统装配有流量调节器和单向阀，从而使水处理膜部件的盐水的一部分可以被排放到双向供水管线(或热水供水线)。
图5是与图1的实施例类似的另一个实施例的水处理系统的概图，表示了其使用的是结合型循环/产物水罐，而不是使用分别的循环水罐和产物水罐。
图6是在图5中所显示的结合型循环/产物水罐的详细描述图。
本发明的详述
本发明的水处理系统运行时，将冷的具有一定盐份含量的进水和由水处理部件排放出的具有较高的盐份含量的废水送入储水罐内，得到它们的混合体，该混合水的盐份含量在进水和废水之间，然后将该混合水通过过滤膜得到脱盐的产物水。在该储水罐上还连接有用水管线。在用水时，补充的水进入到该罐内，稀释罐内的水，将混合水从罐内冲向用水管线。
基本型的系统10包括水处理结构3和循环罐1，与封闭的环线30连接。环线30还可以包括泵2和用于定期操纵泵2的开关8。结构3包括水处理部件40，位于容器42之内并将该容器内部分成第一室44和第二室46。在第二室46还连接有低盐份产物水的出口48。
循环罐1包括冷水供应管线的入口32和废水入口34，该废水入口34通过管线36与水处理结构3的第一室44的出口38连接。
当开关8启动泵2时，在罐1内的水50就经管线39和入口41被泵入到第一室44。一部分水，通常为5％-10％，通过膜40形成低盐的产物水52被收集于第二室46而流出。盐份被膜40排除并收集于膜40的表面54。在第一室44内的高盐份废水56被泵出，经出口38和管线36及入口34到达罐1。
循环罐1的入口34还可以作为进水的出口，将罐1与用水管线62相连接。管线62可以用于各种目的，也可以仅用于冲洗厕所、淋浴、洗衣等。通常，管线62是关闭的。当管线62打开时，来源水就通过入口32进入罐1，与循环的废水混合，并将罐1内的成分通过出口34冲出罐1进入用水管线62。流量调节器4和单向阀5可以用来防止水从管线36进入环路30。
水处理结构包括水处理部件，其排斥离子或允许水通过该部件而不发生离子的通过和/或吸收。该部件可以是固体的，例如，聚合性膜，也可以是胶体的，例如碳化气凝胶。或是离子交换树脂。水处理部件将进料水的杂质分离，产生纯化水。对此而言，水处理部件可以包括任何构型的水纯化介质，包括但不限于膜，例如管状、螺旋、空心纤维、片型、和框架等形状。此外，如果某一个建筑的用水不够维持无流出物系统，则可以设计使只有少量的流出物被排放到下水道内。在这种情况下，本发明的系统就可以使必须要排放到下水道的废水量被降低到最小。另外还应该理解的是，虽然本说明书内的对本发明的水处理系统的描述都包括了膜，但是，本发明的系统还可以用于不采用膜的分离杂质和进行水纯化的水处理系统，例如，采用碳化气凝胶或电子去离子方法等的水纯化系统。
纯净水出口48可以通过包括单向阀78的管线70与产物水储存罐6连接。如果开关8是压力开关，它就在单向阀78之后监测产物水储存罐6内的压力。如果罐6内的压力达到极限，泵2就被关闭。如果开关8察觉到压力低于预定值，就打开泵2，将水泵入水处理结构3，通过单向阀5，回到循环罐1。如果需要将压力提高到正常水压以上，还可以将流量调节器4安置在循环管线36中。如果开关8是界面开关，就将它与产物水储存罐6连接。此时，开关8就以与所描述的压力开关类似的方式在产物水储存罐6的空或满的状态下启动或关闭泵2。另外，其它在反渗透领域内熟知的方法也可以用来根据需要启动或关闭泵2。当水被泵过循环线路(罐1，泵2，水处理部件3，单向阀5和流量调节器4)，则水就从水处理部件的膜(或其它介质)表面冲过，降低该膜(或其它介质)表面上盐份和矿物质的浓度，同时，将水推过膜以产生纯化的产物水。
当水通过了水处理结构3的部件40后，产物水通过含有单向阀78的管线70到达产物水储存罐6。在图1中显示的产物水构造表示向热水罐提供软化水。然而，图1所显示的水处理系统还可以产生用于饮用的被处理过的水，如图2中产物水部分所示。产物水储存罐6可以使用可膨胀性气囊74来储存由与冷水管线62相连的分线路76来的加压的冷水，以将产物水56从圆形水罐57推进到罐6。每当连接在产物水管线59上的用水器(例如，水龙头)被打开时就会发生这种情况，从而降低产物水管线的压力。这种罐被用在住宅区的反渗透领域，并被称作“水上水”罐(water on water tank)。此外，其它类型的产物水罐，例如，气动气囊罐、非压力型罐、泵助气囊罐等也已经被用在住宅区反渗透领域内作为产物水罐。这些罐中的任何一种都可以用在本发明的系统中来储存产物水。
在本说明书中使用的术语“水龙头”仅仅是为了方便起见，实际上，在水管线上可以安装任何类型和任何数量的用水器。例如，洗衣机、洗碗机、马桶、淋浴器/澡盆、以及其它可以被安装在“水龙头”位置的常规装置。
向建筑物供水一般是通过冷水供应管线(CWSL)31来完成的。本发明的上述系统可以接到该建筑物的冷水供应管线的任何位置。但是，通常都将循环水罐1安置在冷水管线“马上”就要向热水罐供水的位置。另一常用的位置是在产物水的水龙头的排水口位置的下方(未标出)。
如果水罐1被放置在冷水供应管线进入建筑物的地方，则当建筑物内的各种用水装置例如水龙头、马桶、淋浴、洗衣机、和洗碗机等被使用时，就可以通过罐提供充足的供水。因此，就不会有可检测到的总溶解性固体(TDS)例如盐份和矿物质产生，因而也就使循环过程能够有效地进行。
如果水罐1被放置在排水口下方的冷水管线上或是安置在不经常用水的水管处时，则就要偶尔使用该水龙头，例如，每天使用一次，从而将产物水52从产物水罐6移出以防止在水罐1内积累可溶性固体。事实上，水罐1起到可储存许多加仑原料水的蓄水池的作用，并且还使水处理结构3内的部件40，例如过滤膜所接触的溶解性盐份和矿物质的浓度被降低。冷水供应管线上连接的用水器的使用越频繁，水罐1的体积就可以更小。如果冷水供应管线的水的使用不是经常性的，则水罐1就要足够大，以保证经过脱盐的产物水的盐份和矿物质的浓度符合要求。
在图1中所示的产物水部分，被软化的水52位于储水罐6内，然后通过设置有单向阀80的管线79向建筑物的常规热水器的水罐7供水。在运行中，本系统不产生废盐水，因为从水处理部件3排出的流体被循环到循环/储存罐1内。储存罐1被连接到冷水供应管线31，每当建筑物内用水时(例如，当水龙头被打开时)就稀释进水。本实施例的设计是软化所有为热水管线所用的水。由于仅仅对热水进行软化，就使该系统的效率很高，因为需要软化水的用水器例如淋浴器、洗碗机、和洗衣机等最经常需要的是热水。此外，本系统还能够防止建筑物内的热水管线结垢，因为在水被加热之前就已经将形成垢化物的物质去除掉了。另外，该系统还可以用于软化该建筑物内的所有用水，其具体构造如图4所示，或者在允许废水被排放到下水道时使用该系统。
除了启动泵2的控制器8之外，在水被从产物水罐中移出时，还有一条回水线82(包括单向阀84和压力调节器12)在软化水系统不能够满足对热水需求的情况下，向热水器提供未经处理的水。但是，产物水罐6可以设计为足够的大以满足一栋建筑物的热水需求。
图2表示的是本发明的第二实施例的无流出物的脱盐系统。在图2中，盐份和矿物质分离结构3被垂直安装在储存罐1内部。如同图1所示，循环回路30包括泵2、单向阀5、分离器3，它们的使用方式如图1所示。如果需要比常规更高的管线内压力时，则还可以选择在该结构的出口管线100处设置流量调节器4。冷水供应管线进到储存罐1，从用水管线62流出以向连接在管线62上的用水器供水。正如图1中的系统所示，每当冷水从管线62出来时，则在储存罐1内的供向结构3的水103(以及其积累的盐份和矿物质)就被稀释并且通过循环罐1被冲走。同样，循环回路30还通过对结构3的冲洗而降低过滤膜40的表面上的盐份和矿物质的浓度。在图2的产物水部分所示的结构是常规的以过滤膜为基础的饮用水处理系统，它包括：被处理水的水龙头9，“水上水”的产物水储存罐6，碳过滤器10，和紫外灯11。还应该理解的是，在图2描述的系统内，储存罐1也可以起到构造3的压力容器的作用，具体则取决于所使用的过滤膜的构型(例如管状的或空心纤维)。事实上，并不需要将这些管子或空心纤维用容器装起来。
图3是另一实施例，表示构造3在储存罐1内处于垂直状态。从图3中可以看出，该系统并没有使用泵送循环回路。事实上，冷水供应管线通到储存罐1通过构造3的进料/盐水隔离通道344到达储存罐1，并且通过室346的出口管路304而离开储存罐1而到达连接在冷水供应管线62上的各种用水器。如同对图1的描述一样，当使用冷水时，到达过滤膜部件的进水(以及其积累的盐分和矿物质)被稀释和冲走。在本实施例中，对过滤膜部件的冲洗作用远比图1和图2的实施例所述的结构更为强大，因为每当用水管线62内的水流动时，则水就直接从构造3的过滤膜表面上冲洗过。对于那些不使用进料/盐水隔离管道的过滤元件构型，例如空心纤维或管状物，到达储存罐1的冷水供应管线入口301就需要尽可能地靠近过滤膜以保持足够的冲洗作用。在空心纤维和管状物周围提供以足量的水可以使膜表面的盐分和矿物质被稀释，而当连接在冷水供应管线62上的用水器被使用时，就可以进一步地对这些盐分和矿物质进行稀释。还应该理解的是，在图3所描述的系统中，储存罐1也可以起到过滤部件的压力容器的作用，具体则取决于所使用的膜的构型(例如管状的或空心纤维)。产物水通过管线304从部件3的室346中流出。
图3中的产物水部分的各组件与图1和图2中所示基本相似(或相等)。
本发明的另一选择可见于图4，其中在循环回路到热水供应管线402或双向水输送线处加有额外的管线400。双向水输送线包括用于冲洗马桶和其它有关用水器的单独管线，并与便携式饮水器的管线相分离。图4中所示的额外管线400包括有流量调节器17和单向阀18。当泵2工作时流量调节器17允许一定百分数的超出量进入额外的水管线400。这样，当冷水供应管线处于不使用状态时，就可以防止在循环回路内积累溶解性固体并保证没有废水流出。还应该理解的是，如果不需要无废水流出系统的话，则从单向阀18流出的水就可以直接进入排放线路。废盐水进入到热水供应线(或者双向水输送线)内并与管线内的水相混合，从而成为被使用的水的一部分(在此保证了没有流出物)。
另外，泵2可以给反渗透部件的盐水406施加压力以超过热水管线402(或双向水输送线)内的正常压力。另一种选择是用常规的装置，例如水压调节器来降低热水管线(或双向水输送线)内的压力。这样做在某些情况下就可以省去泵2。
图5表示的是对图1和图2内的产物水部分构型的修饰。在图5中，单独的产物水储存罐6被结合型循环/产物水储存罐500所取代。罐500作为循环和储水罐的作用与图1和图4中所述的罐1完全相同。使用这种结合型的循环/产物水储存罐从而取代两个罐的优点可以从图6中明显看到。
图6表示了结合了循环罐和产物水储存罐双重功能的单一罐500。当今所采用的在小型水处理系统中的用于储存和对产物水加压的储存罐都使用有加压空气的容器(气囊)来提供水动力罐，或者使用加压水罐注的容器(气囊)来产生所谓的“水上水”罐。无论在何种情况下被加压的空气或被加压的水是被用来将产物水推出该水罐。“水上水”罐是非常好的构造，因为它可以在水管压力(例如60psi)将所有的产物水推出该水罐。水动力罐在气囊内预先充以5～10psi的空气以便在产物水从罐内排出时对其施加一定的压力。然而，4加仑的水动力罐通常只能将(至多)大约2加仑的水推出，而4加仑的“水上水”罐则可将所有4加仑的水排出，因此“水上水”罐更为有效。
在图5和图6中所示的结合型循环/产物水储存罐500起到如图1和图4中所述的循环罐的作用，并且冷水供应线502经过该罐。因此，在该罐内的水就处于水管的压力之下，例如60psi。但是，该罐还含有用于储存产物水的气囊600，该气囊将接受从水处理构造3来的产物水并以水管内的压力(例如60psi)将产物水从管线306排出，因为从管线502来的冷水供应线的水将挤压气囊600。
将产物水气囊600放置于循环罐500内是独特和有益的。产物水气囊必须比循环罐小，这样即便在产物水气囊充满时该循环罐内也有空间允许循环水存在。例如，对于“台面下”水处理类型而言，一个结合型循环/产物水储存罐可以使用4加仑的罐配以2加仑的气囊。对于家用水软化系统而言，可以使用80加仑的罐并配以40加仑的气囊。可以使用填充材料508(对大型空间构造而言)来占据气囊600下面的空间，以便在气囊充满时不会过分膨胀。循环水从管线36可以容易地流过这些填充材料而不使其压力发生明显的降低。这些填充材料的优点之一是可以有助于混合并随后在运行水处理系统时扩散盐分和矿物质(特别在建筑物内不使用水的情况下更是如此)。应该理解的是，可以有更多的其它材料用以填充循环罐内的部分空间以对气囊提供缓冲性支持。
再次回到图5和图6，在系统启动时(假定为80加仑的罐)产物水气囊600是处于收缩状态的，使罐内的循环部分的空间为最大。随着产物水被罐入气囊，循环部分的水就被挤压出罐并给正在膨胀的气囊留出空间。
使用单一的罐来完成双重功能就可以使用比两个原来的罐更小体积来完成同一任务。例如，以过滤膜为基础的软化水系统(见于图1)使用两个50加仑的罐，因为在建筑物内的用水器不被使用的情况下需要50加仑的循环/储存体积来提供稀释并产生50加仑的产物水，当这两个50加仑的罐的功能被结合在一起时，一个80加仑的罐就可被用来完成水循环罐和产物水储存罐的任务。同样，“台面下”的反渗透系统在图1或图2中显示的是使用两个4加仑的罐，因为在用水器不被使用的情况下需要4加仑的循环/储存体积来提供稀释并产生4加仑的产物水，当这两个4加仑的罐的功能被结合在一起时，一个4加仑的罐就可被用来完成水循环罐和产物水储存罐的任务。
结合型循环/产物水储存罐还可以提供自我调整的特性，即当水处理系统需要产生最大量的水(例如产物水气囊空的时候)，该水处理系统就在循环/供水罐内具有最大体积。以家用软化水系统为例，80加仑的罐配以40加仑的产物水气囊，如果在产物水气囊完全为空的时候运行循环泵则在罐的循环部分具有80加仑的体积可被用来使循环进水的稀释达到最大值。
对于“台面下”家用反渗透系统而言，4加仑的罐可被用作循环罐，另一个4加仑的水动力罐可被用作产物水储存罐，这样的稀释因子为1∶1(4加仑循环水体积∶4加仑产物水体积)。而对结合型循环/水储存罐而言，仅用一个4加仑的罐就足够了。产物水气囊的尺寸可以容纳2加仑的水，而该罐的循环部分也是2加仑。当产物水气囊空了的时候，该水纯化系统需要产生最大量的水，则该循环罐就具有4加仑的体积以用于最大限度地对循环盐分和矿物质进行稀释。当充满时，该罐的产物水储存部分将容纳2加仑的产物水而得到2∶1的稀释因子(4加仑循环水体积∶2加仑产物水体积)。
结合型循环/水储存罐可以起到常规的循环罐的作用，如建筑物供水可以通过该罐。这样，罐内的水就处于水管内的压力之下，例如60psi。然而，该罐内还含有用于储存产物水的气囊，该气囊接受从无流出物的反渗透和/或软化系统来的产物水并将其以水管线内的同样压力(例如60psi)排放出去，因为水管内的压力水对该气囊进行挤压。
虽然本发明的无流出物系统和其使用方法已经在前面以相当详细的方式进行描述，但是应该理解的是，本技术领域的技术人员可以在不超出本发明权利要求的范围内得到对本发明的变型，这些变型如果是落在本发明的保护范围内，就将对本发明造成侵权。

Claims (16)

1.一种脱盐系统，包括：
连接第一进水口的供水管线，所述的进水具有第一浓度的盐分和矿
物质；
水处理构造，包括容器以及将容器分隔成第一室以接收进水和不通
过水处理部件的盐分和矿物质，以及接受脱盐产物水的第二室；
与第一室连接的进水口；
与第一室连接的废水出口；
与第二室连接的脱盐水出口；
与第二室的脱盐水出口相连接的第一水龙头或其它用水装置；
具有第一进口和第二进口以及第一出口和第二出口的循环罐；
与罐的第二出口和水龙头以及用水装置相连接的用水管线；
将供水管线与罐的第一进水口相连接的装置；
由罐的第一出口和所述水处理构造的第一室的入口连接而形成的第
一液体连接，以及将第一室的出口和罐的第二进口相连接的第二连
接而构成的回路；
将水从所述的罐通过所述回路使其一部分进入第一室并通过水处理
部件同时将其一部分盐分和矿物质留在第一室内形成更高盐度的废
水，所述废水由第一室的出口排出到罐内并与罐内的水相混合而被
稀释的装置；以及
定期地将水供往用水管线的装置，并使水从供水管线进入到罐内与
废水相混合并稀释形成用水，并使其通过罐的第二出口进入所述用
水管线。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述的水处理部件是过滤膜。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述的过滤膜是反向渗透膜或纳米过滤膜。
4.根据权利要求1所述的系统，还进一步包括在将罐的第一出口与水处理构造的第一室的入口相连接的第一液体连接内安置的泵。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述的水处理构造被安置在循环罐内。
6.根据权利要求4所述的系统，还进一步包括在所述的第二室的出口和所述的水龙头或其它用水装置之间安置的产物水储存罐。
7.根据权利要求6所述的系统，还进一步包括与所述储存罐相连并产生信号的容量探测器，泵，以及依据所述信号启动或关闭所述泵的控制开关装置。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述的产物水储存罐被放置在循环罐内。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述的产物水罐的外壁是可伸缩的囊并浸没在循环罐的水中，所述的外壁相应于储存罐内的水压而发生变化。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述的储存罐内的空余部分含有填充材料。
11.一种水的脱盐方法包括以下步骤：
   将水从水罐通往由允许水通过并排斥和/或吸收水中的盐分和矿物质
   的水过滤部件所分成的第一室和第二室的水处理构造的第一室，并
   脱盐以在第一室内形成废水，而在第二室内形成产物水；
   将废水与水罐内的水相合并；以及
   定期地将进料水通往所述的水罐并与其内的废水相混合和稀释，再
   将其从所述的罐内冲出。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述的从第一室产生的废水被循环到所述的水罐以形成水处理回路。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述的水处理构造被安置在水罐内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述的供水被直接连接到所述水处理构造的第一室。
15.根据权利要求11所述的方法，还进一步包括产物水罐，和将产物水从所述的第二室通往所述的产物水罐。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述的水处理根据产物水罐内的存水量而定期地进行。
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