CN1954112B - 净化和再循环洗涤液的洗涤方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统，所述系统包括：a.用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；c.与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区；d.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个e.产品分配区；f.用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；g.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；h.洗涤液消毒区；和i.供给水软化区；所述洗涤液净化和再循环区优选包括超滤或微滤装置，所述装置具有约1.7E-21g(1000道尔顿)至约1μm，更优选约0.05μm至约0.5μm的截止范围；约1至约10mm，优选约2至约6mm，更优选约3至约5mm内腔尺寸；以及至少约1000L/m2.h.100kPa(25℃下的RO水)，优选至少约10,000L/m2.h.100kPa的净水通量。

Description

净化和再循环洗涤液的洗涤方法和系统
发明领域
本发明涉及用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的方法和系统。具体地讲，本发明涉及可用于家庭或工业设备如洗衣机、自动洗碗机等领域中的方法和系统，并且所述方法和系统能够在洗涤剂用量范围内改善对一种或多种受污底物的清洁效果。本发明还涉及能够更有效地利用水、能源和洗涤剂产品资源的方法和系统。
发明背景
近些年来，用于洗涤衣物和其它受污底物的多种基于无洗涤剂的技术正日益引起人们的注意。例如，大量利用电解、超声或气穴技术以提高洗涤清洁效果或消毒效果的洗衣机已被投放到日本和亚洲市场。典型地，上述设备包括至少一个以“不含洗涤剂”为特征的洗涤循环，并且所述设备被设计用于洗涤较轻度污染的衣物。然而，洗衣机制造商自己也承认，对于洗涤较重度污染或玷污的物品，目前市场上的设备和系统用途有限，此时仍旧需要继续使用基于表面活性剂的洗涤剂产品以获得可接受的清洁效果。因此，所设计和销售的上述设备根据洗涤任务的难易性选择无洗涤剂洗涤循环和洗涤剂洗涤循环，具有所谓的“混合”用途。
在总体资源利用性方面，基于无洗涤剂的技术可能能够在轻度污垢情形下节省洗涤剂产品的用量，但是对使用更多水和能源的操作需要，较小或较大程度上抵销了上述节省。因此，资源换算是几乎平衡的。
显然需要增强当前包括新型“混合”设备在内的洗衣机和系统的功效，以可在洗涤剂用量的所有范围内递送改善的洗涤效果。还需要在资源-化学剂、水和能源的整体有效和持续利用方面递送性能的改善。
本发明的一个目的是提供可用于家庭或工业设备如洗衣机、自动洗碗机等领域中的方法和系统，并且所述方法和系统能够在洗涤剂用量范围内改善对一种或多种受污底物的清洁效果。本发明的另一个目的是提供能够更有效地利用水、能源和洗涤剂产品资源的洗涤方法和系统。
发明概述
依照本发明的第一方面，提供了可用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统，所述系统包括：用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；废液贮存和/或排放区；以及与洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区。任选地，所述洗涤系统还可包括以下的一种或多种：产品分配区(本文重有时称为“分配区”)；用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；洗涤液消毒区；以及供给水软化区。所述洗涤区可具有双重用途，并且还可用作洗涤后漂洗区；可供选择地，所述洗涤系统可任选地包括独立的洗涤后漂洗区。在优选的实施方案中，所述洗涤区是高效洗涤区，根据本文所述的污垢去除测试，其所能够提供的机械作用程度可去除约50％至约65％，更优选约53％至约60％的污垢。
除非在上下文中清楚指明，本文所用术语“产品”包括适用于洗涤和清洁受污底物的基于活性物质的洗涤剂组合物以及辅助组合物，所述辅助组合物适用于洗涤后或与基于活性物质的洗涤剂组合物搭配，并旨在提供辅助底物有益效果或作用，例如整理剂、漂洗剂、旨在提供洗涤后织物护理有益效果的织物增强剂、以及旨在提供洗涤后表面护理有益效果的洗涤剂助剂。术语“产品分配区”、“产品贮存部件”等应据此解释。
在本发明优选的系统和方法中，洗涤液净化和再循环区包括洗涤液过滤装置，所述装置优选为超滤或微滤装置。过滤装置优选具有约1.7E-21g(1000道尔顿)至约1μm，更优选约0.05μm至约0.5μm的截止范围。所述过滤装置优选包括一片或多片管状膜，每片膜具有优选约1至约10mm，更优选约2至约6mm，尤其约3至约5mm的内腔尺寸。所述过滤装置优选具有至少约1000L/m2.h.100kPa(25℃的RO水)，更优选至少约10,000L/m2.h.100kPa的净水通量。本文的截止范围是指所述装置中膜的标称孔径型号，不同的是总体最小值(1.7E-21g(1000道尔顿))是以分子量截止范围的形式给出的。内腔尺寸是指所述膜的最小内径。
从而，依照本发明的这一方面，提供了使用洗涤系统来清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统和方法，所述系统包括：
a.用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c.与洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区；
d.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个
e.产品分配区；
f.用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；
g.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；
h.洗涤液消毒区；和
i.供给水软化区；
并且其中所述洗涤液净化和再循环区包括超滤或微滤装置，所述装置具有约1.7E-21g(1000道尔顿)至约1μm，更优选约0.05μm至约0.5μm的截止范围；约1至约10mm，优选约2至约6mm，更优选约3至约5mm的内腔尺寸；以及至少约1000L/m2.h.100kPa(25℃下的RO水)，优选至少约10,000L/m2.h.100kPa的净水通量。使用所述系统清洁或洗涤一种或多种受污底物的方法包括洗涤液净化和再循环步骤，所述步骤依次包括通过超滤或微滤装置使所述洗涤液再循环的步骤。
在本文的某些实施方案中，洗涤液的净化可作为单独的分批操作在离线区的批量液体中进行，但优选在洗涤系统的再循环的环路区内，在洗涤液流中进行净化。可供选择地，可在洗涤区的自身区或子区内进行净化。术语“净化”是指通过例如浊度测定污垢含量，洗涤液(适宜的批量液体或洗涤液流)中污垢含量的降低。再循环洗涤液的浊度优选小于约15NTU，更优选小于约5NTU。
净化后，使液体再循环回至洗涤区中，其中所述液体可被用于相同或后续洗涤步骤中，或洗涤后漂洗步骤中。在此类优选的实施方案中，在洗涤剂辅助，优选漂白剂辅助的洗涤步骤之前，在基本不含洗涤剂的预洗涤步骤期间或结束之时，使所述洗涤液再循环至所述洗涤区中。本文中，从提供改善的漂白和清洁性能方面来看，对于漂白剂辅助的底物洗涤步骤而言，本发明的预洗涤实施方案是尤其有用的。优选地，所述洗涤系统被排列为在相同底物洗涤步骤期间，提供洗涤液的连续或半连续的净化和再循环，换句话说，在洗涤或预洗涤步骤期间，使洗涤液连续再循环或在一个或多个操作阶段中再循环，以从洗涤区中除去污垢，并使污垢在底物上的再沉积降低或最小化。“基本上不含”洗涤剂是指按所述洗涤液的重量计，洗涤液包含小于约0.1％的洗涤剂产品。
在优选的实施方案中，所述洗涤液净化和再循环区可有效地将再循环洗涤液的浊度降低至小于约15NTU，优选小于约5NTU。另一方面，当在约100至约1000kPa(1至10巴)，优选约100至约400kPa(1至4巴)的压力范围内操作时，所述洗涤液净化和再循环区的透过物通量优选为至少约100L/h，更优选为至少约500L/h.所述膜的表面积优选为约0.01至约2m2，更优选为约0.05至约1m2，尤其为约0.25至约0.75m2。
本文高度优选的是包括横流式过滤装置的洗涤液净化和再循环区。优选地，所述横流式过滤装置包括一片或多片独自站立的不对称管状过滤膜，每片管状膜具有如上所述大小的内腔尺寸。在优选的实施方案中，所述装置包括一系列连通膜亚单元，每个亚单元为束状，包括一片或多片，优选约2至约20片，更优选约5至约15片管状过滤膜。当所述装置包括多个连续亚单元时，单独的亚单元可通过一个或多个区的具有较大内腔尺寸的管状膜来相互连接。所述装置中管状膜的总路径长度优选为约10至约250m，更优选约35至约150m，并且自装置入口至出口的压力降优选小于约200kPa(2巴)，更优选小于约100kPa(1巴)，且尤其为约20kPa至约50kPa(约0.2至约0.5巴)。此外，在约100至约1000kPa(1至10巴)，优选约100至约400kPa(1至4巴)的操作压力范围内，每片管状膜优选具有至少约2300，优选至少约4000的雷诺数。
所述横流式过滤装置拥有洗涤液入口端口和透过物出口端口以及滞留物出口端口，所述透过物出口端口与洗涤区流体连通，并且所述滞留物出口端口与洗涤液缓冲区或与废液排放区流体连通。
在系统使用洗涤液缓冲区的情况下，洗涤液沿着第一导管由洗涤区供至或引至缓冲区中，然后在泵的辅助下，在压力下沿着第二导管由所述缓冲区供至横流式过滤装置的入口。还可在横流式过滤装置的上游，提供旨在去除大于约20微米颗粒如活性炭的常规粗滤器以去除较大尺寸的杂质。然后，将所得滞留物再循环至缓冲区，使透过物返回到洗涤区。还可在横流式过滤装置的入口上安装减压阀，通过排放到缓冲区或废液排放区来释放过量的压力。在一个实施方案中，使缓冲区与大气隔绝，在此种情况下，洗涤液被自动引到缓冲区中，接着透过物被移至洗涤区中。可供选择地，缓冲区可与大气连同，并且洗涤液在压力下自洗涤区供至缓冲区。安全阀还可置于滞留物出口以及缓冲区进口端和出口端上。还可在过滤装置透过物出口上安装阀门如钳制阀，以使能够间歇地进行过滤膜的清洁-扫除或反冲。然而，本发明系统的一个特征在于它们需要最少的反冲或去污操作形式的维护。
过滤装置优选采用组合部件形式，所述组合部件包括具有隔膜室的滤过部，其中装有单片或多片管状过滤膜，其末端装入膜固定器中，并且与入口和滞留物出口端口连通。当所述装置包括一系列连通膜亚单元时，每个亚单元通常包括一束管状膜、用于包住管状膜末端的一对膜固定器、和外壳，所述外壳具有一个或多个开口，以使透过物可排放到滤过部的隔膜室中。单独的膜亚单元可通过一个或多个区的互接管状膜来相互连接，所述管状膜具有的内腔尺寸通常大于单独亚单元所具有的内腔尺寸。另一方面，所述串联部分的末端亚单元可通过一个或多个管状膜部分与入口端口和滞留物出口端口连通，并且相应的膜固定器放置于膜外壳中。在与一个或多个透过物出口端口连通的所述滤过部壁上，所述滤过部还可具有一个或多个开口。洗涤液通过与入口端口相连的连接器进入滤过部，然后通过一片或多片过滤膜，所得滞留物和透过物通过连接器，被排放到相应的滞留物出口和透过物出口端口。
本文中可使用多种膜材料以用于超滤或微滤装置中，其包括聚丙烯、聚二氟乙烯、纤维素乙酸酯、纤维素、聚丙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚碳酸酯、脂族和芳族聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的混合物。然而，本文优选不对称聚醚砜膜，其具有的标称孔径比率(内表面对外表面)为约1∶10，并且表面能(内表面)为约8E-7J(8达因.厘米)。
在本发明的一个应用中，本文洗涤系统还包括所谓的“高效”洗涤区，即旨在于高效洗涤条件下用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区。具体地讲，本文已发现，在洗涤剂用量范围内，高效洗涤条件与洗涤液净化和再循环的组合对于向底物提供改善的清洁效果、污垢去除效果和洁白保持效果而言是尤其有用的。
从而，依照本发明的这一方面，提供了用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统和方法，所述系统包括：
a.在高效底物洗涤步骤中用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个
d.产品分配区；
e.用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；
f.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；
g.洗涤液消毒区；和
h.供给水软化区；
并且其中所述洗涤系统还包括与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区。
在洗涤系统还包括高效洗涤区的情况下，本发明的一个优选的方法包括以下的组合：i)洗涤步骤，其中在高效洗涤条件下使受污底物与洗涤液相接触，和ii)洗涤液净化和再循环步骤，其中洗涤液被净化，并继而再循环至洗涤区中，优选通过本文所述的超滤或微滤装置再循环至洗涤区中。优选地，所述底物在高效条件下与洗涤液接触，同时进行洗涤液的净化和再循环。
本文所用术语“高效洗涤步骤”、“高效洗涤条件”和“高效洗涤区”是指由洗涤系统所递送的清洁度，这是洗涤区中标准机械搅拌作用的结果。换句话讲，这排除了由化学、电化学或光化学作用、由高能机械作用如超声或气穴技术、或由包括过滤的水净化和再循环作用等所产生的对清洁性能的贡献。有时，本文将由于机械作用而造成的清洁度称为洗涤区的“机械作用”。洗涤区的机械作用取决于许多不同的因素，包括1)设备因素，例如洗衣机的型号、设备为水平轴设备还是垂直轴设备、转筒的个数、转筒的尺寸、形状和导流板排列、第二低压喷雾系统的使用等；和2)取决于所选循环的操作因素，例如转筒的转动速度和转动模式、洗涤过程的能量消耗、水含量、通过洗涤液的速度和运动模式、转筒旋转次数/循环等。可在一定使用条件下，使用一套标准受污棉样本，根据不含有洗涤剂情况下递送的污垢去除性能，对本文所用的洗涤区的机械作用进行量化。具体地讲，本文“高效”洗涤区定义为，在洗涤系统的一个或多个低温(20℃至40℃)主要洗涤循环中，递送或能够递送最小程度机械作用的洗涤区。在洗涤区中洗涤的织物被认为是处于高效洗涤条件下。本文高效所要求的最小程度机械作用，相当于在下文所述测试条件下，去除至少约47％的污垢。在优选的实施方案中，将机械作用设置在较高的水平上，在可去除约50％至约65％，更优选约53％至约60％污垢的范围内，上限根据织物护理因素来设置。
污垢去除测试条件如下所述：
EMPA 101-104污垢组-依照IEC 60456 Edition4，Annex E，用颗粒(碳黑/矿物油)、酶(血)、油脂(巧克力/奶)和可漂白的(红葡萄酒)污垢弄脏纯纺棉样本；每个装置重复8次；压载负荷-3kg干净衣物；水硬度-6度English Clark；经由图象分析，比对MacBeth24薄片染色表来校准，进行数据分析；在污垢组内平均污垢去除增加(SRI)。
在本发明的另一应用中，本文洗涤系统还包括用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件。具体地讲，本文已发现，在洗涤剂用量范围内，声波或超声波处理与洗涤液净化和再循环的组合对于向底物提供改善的清洁效果而言是尤其有用的。优选地，声波或超声波处理受污底物的部件包括声波或超声波能量发生器或多个上述发生器，其中所产生能量的频率在约1kHz至约150kRz，优选约20kHz至约80kHz的范围内，并且所述发生器的功率输入在约0.1W至约500W，优选约10W至约250W的范围内。
从而，依照本发明的这一方面，提供了用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统和方法，所述系统包括：
a.在洗涤步骤中用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；
c.向所述洗涤区和/或预处理区提供冷热水供给的供给源；
d.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个
e.产品分配区；
f.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；
g.洗涤液消毒区；和
h.供给水软化区；
并且其中所述洗涤系统还包括与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区。
在洗涤系统还包括用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件的情况下，本发明的一个优选的方法包括以下的组合：i)洗涤步骤，其中使受污底物与洗涤液相接触，同时经受声波或超声波处理，和ii)洗涤液净化和再循环步骤，其中洗涤液被净化，并继而再循环至洗涤区或洗涤后漂洗区中，优选通过本文所述的超滤或微滤装置再循环至洗涤区或洗涤后漂洗区中。优选地，所述底物与洗涤液接触，并经受声波或超声波处理，同时进行洗涤液的净化和再循环。
在一个实施方案中，能量发生器适于产生超声波能量，并向洗涤区中的受污底物提供超声波能量。在上述实施方案中，所产生能量的频率在约20kHz至约150kHz，优选约20kHz至约80kHz的范围内，并且对于洗涤区中的每升洗涤液，所述发生器的功率输入在优选约5.28W至约132.1W(每加仑约20W至约500W)，更优选约6.6W至约66.1W(每加仑约25W至约250W)的范围内。适用于上述实施方案中的能量发生器包括超声波换能器和电源。超声波换能器可以是PZT(铅-锆酸盐-榍石)换能器或磁致伸缩换能器。市售超声波换能器的实施例包括购自Sonics & Materials Inc.的Vibra-CellVCX系列，和购自Telsonic AG的Tube Resonator。所述洗涤系统中可使用单个换能器或若干换能器阵列。换能器可安装在洗涤区底部或围绕洗涤区的侧壁上。它还可直接浸没于洗涤区中，换能器还可安装在洗衣机转筒或转缸中，如下文所详细描述。
在此类的一个优选的实施方案中，所述洗涤系统采用前开门洗衣机形式，所述洗衣机包括容纳衣物的转筒，所述转筒在其环形内壁上具有一个或多个，优选两个至四个，更优选三个导流板，以翻滚衣物。所述洗衣机还包括一个或多个声波或超声波发生器，所述发生器安装在转筒的至少一个、优选每个导流板上，以使当所洗衣物从大量洗涤液中抬起与相应导流板接触时，声波或超声波能可作用于所述衣物。在此类的另一个实施方案中，所述洗涤系统采用上开门洗衣机形式，所述洗衣机具有居中的搅拌器叶轮，在所述叶轮上安有一个或多个声波或超声波发生器。
在一个可供选择的实施方案中，能量发生器适于产生声波或超声波能，并向洗涤预处理区中的受污底物提供声波或超声波能。在上述实施方案中，所产生能量的频率优选在约1kHz至约80kHz，更优选约20kHz至约60kHz的范围内，并且所述发生器的功率输入优选在约0.1W至约80W，更优选约1W至约40W的范围内。适用于上述实施方案中的能量发生器包括一个或多个振荡清洁换能器，所述换能器适合直接接触受污底物的一个或多个表面。在使用中，使受污底物从清洁换能器底部或之间通过，所述底物同时或早已被洗涤液润湿。所述清洁换能器可安装在洗涤区以外的方便位置上，并且具有能够将洗涤液排放到洗涤区中的部件。
本发明的系统和方法还包括将用于洗涤区的能量发生器和用于洗涤预处理区的具有上述频率和功率输入的能量发生器进行组合的实施方案。
在本发明的另一应用中，本文洗涤系统还包括用于电解所述供给水或洗涤液的电解区，以产生电解活化的洗涤液和/或漂洗液。具体地讲，本文已发现，在洗涤剂用量范围内，电解与洗涤液净化和再循环的组合对于向底物提供改善的清洁效果而言是尤其有用的。本文电解区优选包括具有至少一对电极以电解供给水或洗涤液的电解部件，所述电解部件被分别称为供给水电解部件和洗涤水电解部件。通常，供给水电解部件设置在供给源和洗涤区之间，而洗涤液电解部件设置在洗涤区中或洗涤液再循环区中。供给水和洗涤液电解部件的组合也是本文所设想的。任选地，所述电解区还可包括用于贮存所得电解水的贮存器(电解贮存器)和用于贮存电解质或其它氧化剂前体物质并将它们分配到供给水或洗涤液中的部件。
在功能方面，适用于本文的电解区包括产生氧化剂的电解区和产生pH的电解区。在本发明产生氧化剂的实施方案中，供给水或洗涤液在使用中包括一种或多种氧化剂前体物质，并且电解区包括通过电解氧化剂前体物质，在供给水或洗涤液中产生一种或多种氧化剂或混合氧化剂物质液流的部件。
在本发明产生pH的实施方案中，电解区包括用于在供给水或洗涤液中产生一种或多种酸性和/或碱性物质液流的部件，所述一种或多种液流供至洗涤区，以用于底物洗涤步骤中或随后的底物漂洗步骤中。
从而，依照本发明的这一方面，提供了用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统和方法，所述系统包括：
a.在底物洗涤步骤中用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；
d.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个
e.产品分配区；
f. 用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；
g.洗涤液消毒区；和
h.供给水软化区；
并且其中所述洗涤系统还包括与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区。
“电解活化的洗涤液”是指洗涤液已经受电解，以例如产生氧化剂、混合氧化剂、酸性或碱性物质，或由已经受电解的供给水形成的洗涤液。另一方面，术语“电解活化的漂洗液”是指由已经受电解的供给水或洗涤液形成的漂洗液。
在洗涤系统还包括电解区的情况下，本发明的一个优选的方法包括：i)电解步骤，其中供给水或洗涤液被电解，以产生电解活化的洗涤液和任选的电解活化的漂洗液，ii)洗涤步骤，其中使受污底物与电解活化的洗涤液接触，iii)任选的洗涤后漂洗步骤，其中所述底物与电解活化的漂洗液接触，和iv)洗涤液净化和再循环步骤，其中电解活化的洗涤液被净化，并继而再循环至洗涤区中，优选通过本文所述的超滤或微滤装置再循环至洗涤区中。优选地，所述底物与电解活化的洗涤液接触，同时进行洗涤液的净化和再循环。
在本发明的另一应用中，本文洗涤系统还包括洗涤液消毒区。具体地讲，本文已发现，在洗涤剂用量范围内，洗涤液消毒与洗涤液净化和再循环的组合对于向底物提供改善的清洁效果而言是尤其有用的。
用于本发明系统和方法中的消毒区可采用多种不同的形式。在第一实施方案中，所述消毒区包括抗菌剂(本文中该术语包括杀菌剂和细菌抑制剂)和用于将抗菌剂递送到洗涤液中的部件。优选地，所述抗菌剂包括一种或多种氧化剂或漂白物质如臭氧、次氯酸，或一种或多种抗菌金属离子源，包括银、铜、锌、锡和它们的化合物，以及所述抗菌金属离子源与无机载体材料的组合。在此类的一个优选的实施方案中，所述消毒区包括抗菌剂的电解源如银、铜、锌或锡离子，或包括活性氧化剂或漂白物质如次氯酸。在另一个实施方案中，所述消毒区包括光催化剂和/或UV源。在上述实施方案中，所述光催化剂和/或UV源可与超滤或微滤装置联合，以用于过滤装置和洗涤液的清洁和消毒。
从而，依照本发明的这一方面，提供了用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统和方法，所述系统包括：
a.在底物洗涤步骤中用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c.洗涤液消毒区；
d.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个
e.产品分配区；
f.用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；
g.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；和
h.供给水软化区；
并且其中所述洗涤系统还包括与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区。
在洗涤系统还包括洗涤液消毒区的情况下，本发明的一个优选的方法包括以下的组合：i)消毒步骤，其中用抗菌剂、光催化剂或UV源处理洗涤液，ii)洗涤步骤，其中使受污底物与处理过的洗涤液相接触，和iii)洗涤液净化和再循环步骤，其中洗涤液被净化，并继而再循环至洗涤区中，优选通过本文所述的超滤或微滤装置再循环至洗涤区中。优选地，所述底物与洗涤液接触，同时进行洗涤液的消毒以及净化和再循环。
在本发明的另一应用中，本文洗涤系统还包括水软化区。具体地讲，本文已发现，在洗涤剂用量范围内，水软化与洗涤液净化和再循环的组合对于向底物提供改善的清洁效果而言是尤其有用的。在本发明系统和方法中，所述水软化区包括一种或多种供给水软化装置，所述装置优选选自纳米过滤、电解离、电透析、逆渗透和离子交换水软化装置以及它们的组合。高度优选的是公开于Baeck、Convents和Smets名义的欧洲专利申请04252837.2中的水软化系统，所述申请引入本文以供参考，并详细描述于下文中。优选供给水软化装置可有效地将水软化至1mmol/L或更低的残余Ca2+硬度，同时在约100至约1000kPa(1至10巴)，优选约100至约400kPa(1至4巴)的供给水压力范围内，软化水通量为至少约2L/h，优选为至少约10L/h。
从而，依照本发明的这一方面，提供了用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统和方法，所述系统包括：
a.在底物洗涤步骤中用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c.位于所述供给源和洗涤区中间的水软化区；
d.废液贮存和/或排放区；以及任选的一个或多个
e.产品分配区；
f.用于声波或超声波处理所述洗涤区或洗涤预处理区中的所述受污底物的部件；
g.用于电解所述供给水或洗涤液的电解区；和
h.洗涤液消毒区；
并且其中所述洗涤系统还包括与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区。
在洗涤系统还包括供给水软化区的情况下，本发明的一个优选的方法包括以下的组合：i)水软化步骤，其中在水软化区中软化供给水，ii)洗涤步骤，其中使受污底物与由软化的供给水所形成的洗涤液相接触，和iii)洗涤液净化和再循环步骤，其中洗涤液被净化，并继而再循环至洗涤区中，优选通过本文所述的超滤或微滤装置再循环至洗涤区中。优选地，所述底物与洗涤液接触，同时进行洗涤液的净化和再循环。
在一个优选的实施方案中，所述水软化区包括供给水过滤装置。尤其优选的是纳米过滤装置，所述装置具有约1.7E-21g(100道尔顿)至约1.7E-21g(1000道尔顿)，优选约3.3E-22g(200道尔顿)至约1.7E-21g(1000道尔顿)的截止范围。另一方面，所述装置具有优选至少3，更优选至少6L/m2.h.100kPa(25℃的RO水)的净水通量。所述装置具有优选至少50％，更优选至少80％(0.35％重量的MgSO4，600kP，Re＝2500，25℃)的镁离子滤出率。
优选地，所述水软化区采用横流式过滤装置形式，所述装置具有透过物和滞留物出口端口，所述透过物出口端口与洗涤区流体连通，并且所述滞留物出口端口与一个或多个废液贮存、排放以及洗涤液净化和再循环区流体连通。
更具体的讲，优选可用于本文的过滤装置是横流式装置，所述装置具有主供给水输入、滞留物再循环、硬水废液排放、和任选的再循环泵。优选地，软水透过物与硬水废液的通量比率为至少约1∶1，优选为至少约3∶1，更优选为至少约5∶1，尤其为至少约8∶1。
上述过滤装置优选采用组合部件形式，所述组合部件包括具有隔膜室的滤过部，其中装有一束毛细管状或管状过滤膜，其末端装入膜固定器中，并且与一个或多个入口端口以及一个或多个滞留物出口端口连通。滤过部还可在所述滤过部壁上具有一个或多个开口，并且所述开口与一个或多个透过物出口端口连通。来自供给源的热水或冷水通过与入口端口相连的连接器进入滤过部，然后通过毛细管状或管状过滤膜，所得滞留物和透过物通过连接器，被排放到相应的滞留物出口端口和透过物出口端口。本文中，上述排列称为“由内至外”排列。
可供选择地，所述组合部件可以相反的方式(由外向内)操作，其中通过与相应入口和滞留物出口连接器相连通的滤过部壁上的开口，供应供给水并排放滞留物。在此情况下，透过物被收集在过滤膜中，并通过它们的开口端和相应的透过物出口端口连接器排出。
所述组合部件还可具有一个或多个分配管，所述分配管横向地放置在过滤膜方向上，有一个或多个进入隔膜室的开口，以减少过滤膜上的横向力，如详细描述于WO-A-98/20962中的排列。
优选可用于本文的是基于聚酰胺/聚醚砜纳米过滤膜的过滤装置或组合部件，所述膜被研制用于由内向外过滤，以名称NF50M10市售于X-Flow B.V.。
纳米过滤膜易于被供给水中的氯降解或破坏。因此，所述过滤装置可与氯去除系统如碳预滤器、抗氧化剂或黄铜结合使用，以延续所述装置的工作寿命。
在过滤装置实施方案中，所述过滤装置还优选包括泵，以用于使滞留物液流在高压下再循环通过过滤组合部件，所述泵可位于再循环环路中，唯一或主要用途是使滞留物再循环，或可操作地连接到洗涤装置或洗涤区中的主排放泵上。
在其它优选的实施方案中，所述水软化区包括电透析或电解离装置。在电透析中，阳离子交换膜可供选择地与阴离子交换膜堆叠在一起，并且将所得的间隔排列置于两个带相反电荷的电极之间。在低压下将供给水注入到所述装置中并在膜之间流动。在将水流导向电极的应用中，阳离子和阴离子分别向着阴极和阳极反向移动并且富集于间隔的隔室中。然后，将从所述装置中流出的软水注入到洗涤区，并将硬水废液注入到一个或多个废液贮存、排放和洗涤液净化和再循环区中。
电解离是电透析与离子交换的有效组合在此情况下，将阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的混合物引入到阳离子交换膜与阴离子交换膜之间，并且供给水中的所有离子物质均被捕获到树脂中。然后将所得到的软水注入到洗涤区中，随之所述装置经历电化学再生循环，其中阳离子交换树脂和阴离子交换树脂被再生以继续使用。然后，将所得硬水废液注入到一个或多个废液贮存、排放和洗涤液净化和再循环区中。
在本发明的系统和方法中，供给源直接通过管道、通过管道或污水贮存器如下文所述的再循环贮存器或通过它们的组合来提供水。
在水软化区的下游和与之流体连通的下游处，洗涤系统还可包括入口贮存器，以贮存并向洗涤区递送热或冷的软化管道水。
在包括与洗涤区分开的洗涤后漂洗区的本发明系统和方法中，供给源和入口贮存器还可用于向漂洗区供应热或冷的软化水。同样，水软化区、具体地讲是过滤装置透过物出口端口，还可与漂洗区流体连通。
本发明洗涤系统可采用整合的水软化和洗涤装置形式，其中所述水软化区和洗涤区构建于单独装置中，并成为所述单独装置分一部分，并且这两个区通过所述装置的导管彼此流体连通。然而，在优选的实施方案中，洗涤系统包括复合形式的水软化装置和洗涤装置，由此水软化装置及其连接的水软化区形成独立式单元，按使用者的需要，可永久性或临时性连接于洗涤装置的供给水入口导管，水软化装置所需的任何电源可得自洗涤装置的电源，或独立得自管道电源。
本发明洗涤系统优选还包括产品分配区，在优选的实施方案中，所述区位于水软化区(如果存在的话)和洗涤区中间。产品分配区优选包括用于将洗涤剂和/或洗涤剂辅助产品加入到供给水中的部件，所述部件位于通向洗涤区和/或洗涤后区(如果存在的话)的供给水入口内部或供给水入口上方，并且还可包括用于贮存大量洗涤剂和/或洗涤剂辅助产品的产品贮存部件。
此外，产品分配区还可包括能够填充、再充填或替换产品贮存部件的部件，并且还可包括阀门、分配孔口或与水软化区软化水通量有关的其它用于控制洗涤剂和/或洗涤剂辅助产品给料速度的部件。优选地，分配区和水软化区可连续连接，或包括整合的水软化和产品分配单元，即具有分开但互连的水软化区和产品分配区的单元，所述产品分配区位于水软化区的下游，并且包括位于水软化区输出端的用于将产品加入到供给水中的部件。
依照本发明的方法，在洗涤步骤期间或结束时，洗涤液可再循环至洗涤区中，以用于后续洗涤步骤或洗涤后漂洗步骤中。在此类的一个优选的实施方案中，在洗涤剂辅助的、优选漂白剂辅助的洗涤步骤之前，在基本不含洗涤剂的预洗涤步骤期间或结束之时，使所述洗涤液再循环至所述洗涤区中。在上述实施方案中，可还包括再循环贮存器，以在再循环之前用于贮存净化的洗涤液。
优选地，所述底物与洗涤液接触，同时进行液体的净化和再循环。在上述实施方案中，在(优选高效)底物洗涤步骤期间，在一个或多个操作阶段中进行净化和再循环是有利的。例如，在一个实施方案中，在洗涤步骤后半阶段例如在洗涤步骤完成约50％，优选至少约70％，或甚至约90％时，开始进行净化和再循环。可供选择地，可仅在系统已达到其最佳洗涤温度之后，或在洗涤液已达到阈值浊度或传导率值或污垢阈值之后，开始进行净化和再循环。为此，洗涤系统可具有一个或多个可对洗涤液的浊度、传导率、或污垢含量作出响应的传感器，并且所述传感器用作引发净化和再循环的触发器。
在另一个尤其可用于织物洗涤的优选的实施方案中，洗涤液被再循环至洗涤区或漂洗区以用于洗涤后漂洗步骤中。此外，此处也可包括再循环贮存器，以在再循环之前用于贮存净化的洗涤液。优选地，所述方法包括i)一个或多个供给水或洗涤液处理步骤，所述步骤选自电解步骤，其中所述供给水或洗涤液被电解以产生电解活化的洗涤液；消毒步骤，其中用抗菌剂、光催化剂或UV源处理所述洗涤液或供给水；水软化步骤，其中所述供给水在水软化区被软化，以及它们的组合，ii)任选的洗涤剂分配步骤，其中以清洁有效量将活性洗涤剂产品加入到洗涤液中，或供往洗涤区的供给水中，iii)洗涤步骤，其中所述织物与所述洗涤液接触，iv)洗涤液净化和再循环步骤，v)织物增强剂分配步骤，其中将提供洗涤后织物护理或美观有益效果的织物增强剂，加入到再循环洗涤液中，和vi)漂洗步骤，其中所述织物与所得漂洗液接触。适宜的织物增强剂包括原本熟知的香料和其它嗅觉剂、纺织品软化剂、烫熨助剂、抗菌剂、防起球助剂等。
在本发明优选的方法中，在按重量计约0％至约2％，优选约0％至约1％，更优选约0％至约0.5％、尤其约0％至约0.25％的洗涤剂产品洗涤液浓度范围内，进行洗涤步骤。然而典型地，洗涤剂产品以清洁有效量存在，即可有效改善清洁最终结果，使其高于无洗涤剂时所获得的最终结果的量。因此，按所述洗涤液的重量计，洗涤剂产品通常的含量为至少0.1％。在洗涤步骤期间，洗涤液的适宜pH在约5至约13，优选约6至约12，更优选约7至约11的范围内。在包括使用去污酶如蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶的方法中，洗涤步骤期间的酶浓度优选为具有约0.0001至约100ppm的活性酶。适用于本文的酶的非限制性列表公开于，例如，US2002/0155971中。
下面的实施例说明了本发明的洗涤系统。
实施例
实施例1
适用于本发明洗涤系统中的过滤装置采用上文概述的组合部件形式。所述组合部件包括滤过部，所述滤过部具有隔膜室，其中装有一组六个互连的膜亚单元，每个亚单元包括一束12片管状膜，每片长约1.04m，内腔尺寸为约3mm，所提供的总路径长度为约75米，并且总表面积为约0.5m2。所述管状膜由不对称聚醚砜膜材料制成，并且具有的标称孔径为约0.1μm，孔径比率(内表面比外表面)为约1∶10，表面能(内表面)为约8E-7J(8达因.厘米)，且在100kPa(1巴)操作压力下的雷诺数为约4000。所述装置具有的净水通量为约3000L/m2.h.100kPa(25℃的RO水)，并且压力降为约50kPa(0.5巴)。
所述过滤装置具有洗涤液入口和透过物出口以及滞留物出口端口，透过物出口与前开门自动洗衣机(Miele W360，主洗涤液容量为约14升，机械作用相当于去除约56％的污垢)的转筒(洗涤区)流体连通，而滞留物出口与具有约10升容量的保存容器流体连通，所述容器与大气连通，并用作洗涤液缓冲区。
在使用中，洗涤液经由第一连接管(第一导管)从洗衣机转筒被泵送至保存容器中，然后经由第二连接管(第二导管)从保存容器单独被泵送至过滤装置入口。然后，将所得滞留物再循环至保存容器，使透过物返回到转筒。还可安装减压阀，与过滤装置的入口连通，通过排放到保存容器中来释放过量的压力。安全阀还可置于滞留物出口以及保存容器出口端上。
所述系统与液体洗涤剂或包含漂白剂的颗粒状洗涤剂(ArielFutur)组合，可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗衣机的棉制品洗涤循环完成约60％时，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例1中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
在一个可供选择的实施方案中，在洗涤剂分配和棉制品洗涤循环开始之前，在没有洗涤剂的情况下，使受污衣物经受15分钟的预洗涤，同时进行洗涤液的净化和再循环。所述可供选择的方法在洗涤剂用量范围内，同样提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例2
使用实施例1中的过滤装置，并与包括部件以用于超声波处理衣服的装置协同使用。所述装置采用前开门洗衣机形式，所述洗衣机包括转筒以容纳衣物(洗涤区)，并且在其环形内壁上具有多个孔洞。在外缸中安装所述转筒，以围绕水平轴旋转，并且安装传动单元，以正向/反向旋转转筒。将三个导流板等分布排列在内环壁上，使其平行于旋转轴，以向衣物提供翻滚作用。传动单元包括马达、安装在马达从动轴上的马达皮带轮、用于使转筒延伸至外缸后壁并由轴承支撑旋转的水平传动轴、安装在水平轴上的驱动皮带轮、以及连接两个皮带轮的传动皮带。所述装置还包括常见的产品分配部件、泵部件、悬浮部件、动力部件、程序部件、加热和温度控制部件、以及常规的供给水入口和废液排放口等。此外，将三个可产生28kEz频率的超声波换能器分别安装在每片导流板上，以当所洗衣物从大量洗涤液中抬起与相应导流板接触时，超声波能可作用于所述衣物，所述超声波换能器通过滑动触点式电气连接器，连接到电源上。所述转筒具有的主洗涤液容量为约14升，并且对于每升液体，超声波换能器功率输入为约20瓦。
所述过滤装置具有洗涤液入口以及透过物出口和滞留物出口，透过物出口与洗衣机的转筒流体连通，而滞留物出口与具有约10升容量的保存容器流体连通，所述容器与大气连通，并用作洗涤液缓冲区。
在使用中，由超声波处理受污衣物所产生的洗涤液经由第一连接管(第一导管)从洗衣机转筒被泵送至保存容器中，然后经由第二连接管(第二导管)从保存容器单独被泵送至过滤装置入口。然后，将所得滞留物再循环至保存容器，使透过物返回到转筒。还可安装减压阀，与过滤装置的入口连通，通过排放到保存容器中来释放过量的压力。安全阀还可置于滞留物出口以及保存容器出口端上。
在无洗涤剂的情况下，或在与液体洗涤剂或包含漂白剂的颗粒状洗涤剂(Ariel Futur)组合的情况下，所述系统可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗衣机整个主洗涤循环过程中，所述衣物经受超声波处理。在主洗涤循环完成约60％时，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例2中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
在一个可供选择的实施方案中，在洗涤剂分配和主洗涤循环开始之前，在没有洗涤剂的情况下，使受污衣物经受15分钟的预洗涤，同时进行洗涤液的净化和再循环。所述可供选择的方法在洗涤剂用量范围内，同样提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例3
在过滤装置透过物出口端的导管中，再设置一个具有28kHz频率的超声波换能器，重复实施例2。在此情况下，在洗涤剂递送之前，并同样是在主洗涤循环完成约60％之时，与预洗涤中的超声波处理一道，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例3中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例4
使用实施例1中的过滤装置，并与包括电解区以用于电解洗涤液的装置协同使用。所述装置采用前开门洗衣机形式，所述洗衣机包括转筒以容纳衣物(洗涤区)，并且在其环形内壁上具有多个孔洞。在外缸中安装所述转筒，以围绕水平轴旋转，并且安装传动单元，以正向/反向旋转转筒。将三个导流板等分布排列在内环壁上，使其平行于旋转轴，以向衣物提供翻滚作用。传动单元包括马达、安装在马达从动轴上的马达皮带轮、用于使转筒延伸至外缸后壁并由轴承支撑旋转的水平传动轴、安装在水平轴上的驱动皮带轮、以及连接两个皮带轮的传动皮带。所述装置还包括常见的产品分配部件、泵部件、悬浮部件、动力部件、程序部件、加热和温度控制部件等。
所述过滤装置具有洗涤液入口以及透过物出口和滞留物出口，透过物出口与洗衣机的转筒流体连通，而滞留物出口与具有约10升容量的保存容器流体连通，所述容器与大气连通，并用作洗涤液缓冲区。
所述电解区设置在过滤装置透过物出口端的导管中，并且包括电解室、设置在电解室中的一对平行的不锈钢板状电极、和电解室内部的一对开口，当洗涤液被泵送通过过滤装置时，所述开口可使洗涤液流进和流出电解室。动力经由适宜的变压器供往电极，所述动力借助于电流表进行调节，以递送约1安培的电流。所述电极间隔约1.5mm，由于位于过滤装置出口端上的电解区中，使这种紧靠的分隔区可能不存在杂质的积聚或电极污染。同时，电极间隔小，可降低递送必要电流所需的电压。在不存在洗涤剂的情况下，所述电解水具有弱碱性，并且包含由管道供水中的氯离子杂质或故意添加的氯化物盐电解所产生的次氯酸离子。
在无洗涤剂的情况下，或在与液体洗涤剂或包含漂白剂的颗粒状洗涤剂(Ariel Futur)组合的情况下，所述系统可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗涤剂递送之前，并同样是在主洗涤循环完成约60％之时，与电解处理一道，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例4中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
在一个可供选择的实施方案中，在洗涤剂分配和主洗涤循环开始之前，在没有洗涤剂的情况下，使受污衣物经受15分钟的预洗涤，同时进行洗涤液的净化和再循环。所述可供选择的方法在洗涤剂用量范围内，同样提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例5
重复实施例4，并且另外将三个可产生28kHz频率的超声波换能器分别安装在每片导流板上，以当所洗衣物从大量洗涤液中抬起与相应导流板接触时，超声波能可作用于所述衣物，所述超声波换能器通过滑动触点式电气连接器，连接到电源上。所述转筒具有的主洗涤液容量为约14升，并且对于每升液体，超声波换能器功率输入为约20瓦。
在无洗涤剂的情况下，或在与液体洗涤剂或包含漂白剂的颗粒状洗涤剂(Ariel Futur)组合的情况下，所述系统可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗衣机整个主洗涤循环过程中，所述衣物经受超声波处理。在洗涤剂递送之前，并且在主洗涤循环完成约60％之时，与电解一道，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例5中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例6
使用实施例1中的过滤装置，并与包括区以用于洗涤液消毒的装置协同使用。所述装置采用前开门洗衣机形式，所述洗衣机包括转筒以容纳衣物(洗涤区)，并且在其环形内壁上具有多个孔洞。在外缸中安装所述转筒，以围绕水平轴旋转，并且安装传动单元，以正向/反向旋转转筒。将三个导流板等分布排列在内环壁上，使其平行于旋转轴，以向衣物提供翻滚作用。传动单元包括马达、安装在马达从动轴上的马达皮带轮、用于使转筒延伸至外缸后壁并由轴承支撑旋转的水平传动轴、安装在水平轴上的驱动皮带轮、以及连接两个皮带轮的传动皮带。所述装置还包括常见的产品分配部件、泵部件、悬浮部件、动力部件、程序部件、加热和温度控制部件等。
所述过滤装置具有洗涤液入口以及透过物出口和滞留物出口，透过物出口与洗衣机的转筒流体连通，而滞留物出口与具有约10升容量的保存容器流体连通，所述容器与大气连通，并用作洗涤液缓冲区。
所述消毒区设置在过滤装置透过物出口端的导管中，并且包括电解室、设置在电解室中的由各位于其一端的一个银阳极和两个不锈钢阴极组成的三个平行板状电极、和电解室内部的一对开口，当洗涤液被泵送通过过滤装置时，所述开口可使洗涤液流进和流出电解室。动力经由递送约6伏直流电的适宜变压器供往电极，所述动力借助于电流表进行调节。所述电极间隔约3mm，由于位于过滤装置出口端上的消毒区中，使这种紧靠的分隔区可能不存在杂质的积聚或电极污染。所述消毒区可有效地将银离子释放到洗涤液中，并递送抑制细菌的控制效果。
在一个可供选择的实施方案中，用银阴极替换两个不锈钢阴极，将叠加到直流电流上的10kHz正方形波脉冲施加到电极上，并且以1.5秒的间隔交变电极极性。结果是一个周期性过程，由此带正电荷的银粒子从阳极迁移至阴极，以附着在阴极上，并在极性倒转时，附着的带正电荷的银粒子被排斥，以形成银胶态分散体。
在无洗涤剂的情况下，或在与液体洗涤剂或包含漂白剂的颗粒状洗涤剂(Ariel Futur)组合的情况下，所述系统可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗涤剂递送之前，并同样是在主洗涤循环完成约60％之时，与消毒处理一道，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例6中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例7
重复实施例6，并且另外将三个可产生28kHz频率的超声波换能器分别安装在每片导流板上，以当所洗衣物从大量洗涤液中抬起与相应导流板接触时，超声波能可作用于所述衣物，所述超声波换能器通过滑动触点式电气连接器，连接到电源上。所述转筒具有的主洗涤液容量为约14升，并且对于每升液体，超声波换能器功率输入为约20瓦。
在无洗涤剂的情况下，或在与液体洗涤剂或包含漂白剂的洗涤剂(Ariel Futur)组合的情况下，所述系统可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗衣机整个主洗涤循环过程中，所述衣物经受超声波处理。在洗涤剂递送之前，并且在主洗涤循环完成约60％之时，与消毒处理一道，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例7中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。
实施例8
使用实施例1中的过滤装置，并与包括区以用于软化液体给料的装置协同使用。所述装置采用前开门洗衣机形式，所述洗衣机包括转筒以容纳衣物(洗涤区)，并且在其环形内壁上具有多个孔洞。在外缸中安装所述转筒，以围绕水平轴旋转，并且安装传动单元，以正向/反向旋转转筒。将三个导流板等分布排列在内环壁上，使其平行于旋转轴，以向衣物提供翻滚作用。传动单元包括马达、安装在马达从动轴上的马达皮带轮、用于使转筒延伸至外缸后壁并由轴承支撑旋转的水平传动轴、安装在水平轴上的驱动皮带轮、以及连接两个皮带轮的传动皮带。所述装置还包括常见的产品分配部件、泵部件、悬浮部件、动力部件、程序部件、加热和温度控制部件等。
所述过滤装置具有洗涤液入口以及透过物出口和滞留物出口，透过物出口与洗衣机的转筒流体连通，而滞留物出口与具有约10升容量的保存容器流体连通，所述容器与大气连通，并用作洗涤液缓冲区。
水软化区设置在供给源与洗涤区之间，并且包括以商品名MiniEWP市购自Sabrex的电解离装置。
在无洗涤剂的情况下，或在与液体洗涤剂或包含漂白剂的颗粒状洗涤剂(Ariel Futur)组合的情况下，所述系统可用于洗涤典型的一堆受污衣服，所述洗涤剂的浓度在0.1％至0.5％重量范围内。在洗涤剂递送之前，并同样是在主洗涤循环完成约60％之时，与消毒处理一道，开始进行洗涤液的净化和再循环。实施例8中的系统和方法在洗涤剂用量范围内，提供了改善的受污衣物清洁效果。

Claims (21)

1.一种用于清洁或洗涤一种或多种受污底物的洗涤系统，所述洗涤系统包括：
a.用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b.向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c.与所述洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区；
d.废液贮存和/或排放区；
e.用于声波或超声波处理所述洗涤区中的所述受污底物的部件，且该部件包括能量发生器，该能量发生器包括一个或多个振荡清洁换能器，所述换能器直接接触受污底物的一个或多个表面；
f.用于电解供给水和洗涤液的电解区，该电解区包括供给水电解部件和洗涤水电解部件；
还包括g.产品分配区、h.洗涤液消毒区和i.供给水软化区中的一个或多个；
并且其中所述洗涤液净化和再循环区包括横流式过滤装置，所述装置包括一片或多片独自站立的不对称管状膜并具有0.05μm至0.5μm的截止范围；3至5mm的内腔尺寸；以及用25℃下的RO水测得的至少1000L/m2.h.100kPa的净水通量。
2.如权利要求1所述的洗涤系统，其中所述净水通量在25℃下用RO水测得至少是10,000L/m2.h.100kPa。
3.如权利要求1所述的洗涤系统，其中所述电解区选自a)产生氧化剂的电解区，其中在使用时所述供给水或洗涤液包含一种或多种氧化剂前体物质，并且所述电解区包括部件，所述部件通过电解所述氧化剂前体物质，在所述供给水或洗涤液中产生一种或多种氧化剂或混合氧化剂物质液流；和b)产生pH的电解区，其中所述电解区包括用于在所述供给水或洗涤液中产生一种或多种酸性和/或碱性物质液流的部件，所述一种或多种液流供至所述洗涤区或洗涤后漂洗区，以用于底物洗涤步骤中或随后的底物漂洗步骤中。
4.如权利要求1所述的洗涤系统，其中所述洗涤系统包括所述消毒区，并且所述消毒区选自a)消毒区，所述区包括抗菌剂和用于将所述抗菌剂递送到所述洗涤液中的部件，所述抗菌剂包括一种或多种抗菌离子源，以及所述抗菌离子源与无机载体材料的组合，所述抗菌离子源选自银、铜、锌、锡和它们的化合物；和b)消毒区，所述区包括光催化剂和/或UV源，所述光催化剂和/或UV源与超滤或微滤装置相结合，以用于所述过滤装置和所述洗涤液的清洁和消毒。
5.如权利要求1所述的洗涤系统，其中所述洗涤系统包括所述供给水软化区，并且所述供给水软化区包括一种或多种供给水软化装置，所述装置有效地将所述水软化至1mmol/L或更低的残余Ca2+硬度，同时在100至400kPa(1至4巴)的供给水压力范围内，软化水通量为至少10L/h。
6.如权利要求1所述的洗涤系统，其中所述洗涤系统包括所述供给水软化区，并且所述供给水软化区包括一种或多种供给水软化装置，所述装置选自纳米过滤、电解离、电透析、逆渗透和离子交换水软化装置以及它们的组合。
7.一种使用洗涤系统清洁或洗涤一种或多种受污底物的方法，所述洗涤系统包括：
a)用洗涤液接触并洗涤所述受污底物的洗涤区；
b)向所述洗涤区提供冷热水供给的供给源；
c)与洗涤区流体连通的洗涤液净化和再循环区；
d)废液贮存和/或排放区；
e)用于声波或超声波处理所述洗涤区中的所述受污底物的部件，且该部件包括能量发生器，该能量发生器包括一个或多个振荡清洁换能器，所述换能器直接接触受污底物的一个或多个表面；
f)用于电解供给水和洗涤液的电解区，该电解区包括供给水电解部件和洗涤水电解部件；
还包括g)产品分配区、h)洗涤液消毒区和i)供给水软化区中的一个或多个；
所述方法包括洗涤液净化和再循环步骤，所述步骤包括所述洗涤液通过横流式过滤装置再循环的步骤，所述装置包括一片或多片独自站立的不对称管状膜并且具有0.05μm至0.5μm的截止范围；3至5mm的内腔尺寸；以及用25℃下的RO水测得的至少1000L/m2.h.100kPa的净水通量。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述方法包括洗涤步骤，其中所述受污底物与洗涤液接触，同时经受声波或超声波处理。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述方法包括i)电解步骤，其中所述供给水和洗涤液被电解，以产生电解活化的洗涤液和电解活化的漂洗液，ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与所述电解活化的洗涤液接触，和iii)洗涤后漂洗步骤，其中所述底物与所述电解活化的漂洗液接触。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述洗涤系统包括洗涤液消毒区，并且其中所述方法包括i)消毒步骤，其中用抗菌剂、光催化剂或UV源处理所述洗涤液，和ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与处理过的所述洗涤液接触。
11.如权利要求7所述的方法，其中所述洗涤系统包括供给水软化区，并且其中所述方法包括i)水软化步骤，其中在所述供给水软化区中软化供给水，和ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与由被软化的供给水形成的洗涤液接触。
12.如权利要求7所述的方法，其中所述底物与洗涤液接触并经受声波或超声波处理，同时进行所述洗涤液的净化和再循环。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述方法包括i)电解步骤，其中所述供给水和洗涤液被电解，以产生电解活化的洗涤液和电解活化的漂洗液，ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与所述电解活化的洗涤液接触，和iii)洗涤后漂洗步骤，其中所述底物与所述电解活化的漂洗液接触。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述洗涤系统包括洗涤液消毒区，并且所述方法包括i)消毒步骤，其中用抗菌剂、光催化剂或UV源处理所述洗涤液，和ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与处理过的所述洗涤液接触。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述洗涤系统包括所述供给水软化区，并且所述方法包括i)水软化步骤，其中在所述供给水软化区中软化供给水，和ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与由被软化的供给水形成的洗涤液接触。
16.如权利要求7所述的方法，其中所述洗涤系统包括洗涤液消毒区，并且所述底物与所述洗涤液接触，同时进行所述洗涤液的消毒以及净化和再循环。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述洗涤系统包括所述供给水软化区，并且所述方法包括i)水软化步骤，其中在所述供给水软化区中软化供给水，和ii)洗涤步骤，其中所述受污底物与由被软化的供给水形成的洗涤液接触。
18.如权利要求7所述的方法，其中所述底物与所述洗涤液接触，同时进行所述洗涤液的净化和再循环。
19.如权利要求7的方法，所述方法用于织物洗涤，其中所述洗涤系统包括所述洗涤液消毒区和所述供给水软化区，并且所述方法包括i)一个或多个供给水或洗涤液处理步骤，所述步骤选自电解步骤，其中所述供给水和洗涤液被电解，以产生电解活化的洗涤液；消毒步骤，其中用抗菌剂、光催化剂或UV源处理所述洗涤液或供给水；水软化步骤，其中所述供给水在所述供给水软化区被软化，以及它们的组合，ii)洗涤剂分配步骤，其中以清洁有效量将活性洗涤剂产品加入到所述洗涤液或供给水中，iii)洗涤步骤，其中所述织物与所述洗涤液接触，iv)洗涤液净化和再循环步骤，v)织物增强剂分配步骤，其中将提供洗涤后织物护理或美观有益效果的织物增强剂加入到所述再循环洗涤液中，和vi)漂洗步骤，其中所述织物与所得漂洗液接触。
20.如权利要求7所述的方法，其中在洗涤剂辅助的洗涤步骤之前，在基本不含洗涤剂的预洗涤步骤期间或结束时，使所述洗涤液再循环至所述洗涤区中。
21.如权利要求7所述的方法，其中在漂白剂辅助的洗涤步骤之前，在基本不含洗涤剂的预洗涤步骤期间或结束时，使所述洗涤液再循环至所述洗涤区中。
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