TW200812473A - Method and system for irrigation - Google Patents

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200812473 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 相關申請案之前後參照 本發明在標題35之美國代碼（U.S.C.)第119條（e)款下 針對2006年6月22日所申請標題爲”海水及鹹水之除鹽 作用供農作用之電透析”之美國臨時申請案號 60/8 05,5 12，及針對2006年6月13日所申請標題爲”供農 作用水生成用之電透析及過濾”之美國臨時申請案號 60/804,6 1 0主張其優先權，據此將兩案整體倂入參考。 本發明關於提供作物灌溉水及飮用水之系統及方法， 且更尤其是，關於從具有未可接受溶解固體量之水提供灌 溉水及/或飲用水之系統及方法。 【先前技術】 去除鹽份或除鹽作用指的是從例如水中去除鹽份之水 處理程序。在某些情況下，水源爲鹹水或海水且其除鹽技 術提供至少一部分飮用水之市政需求。除鹽作用技術向來 包含該等依據蒸餾及逆滲透技術者。商用上及例如’處理 給水（P r 〇 c e s s f e e d w a t e r)，鍋爐給水’與_溉水之工業應用 亦可消耗除鹽水。可利用除鹽水之工業特例包含製藥業、 採礦業、紙業、紙漿業及農作業。 【發明內容】 本發明之某些觀點提供涉及一種方法之一或更多實施 例，該方法包括將待處理水導引入電驅動分離設備以提供 鈉吸附比（SAR或RNa)値約小於20之灌溉水。該SAR値係 依據下列公式算定’ 200812473 SAR = [Na]

VtCaJ+lMgJ 【爲 mol/m3，[Ca] 且[Mg]爲灌溉水 方法之一或更多 處理水源之電驅 備之灌溉水分佈 式中所說明之組 能以該等此處資 實行。 供適於農作設施 提供飲用水或適 發明之某些系統 畜、家禽、及/或 觀點可包含從待 些類之系統及技 對照非選擇性技 程序，可使本發 因此，本發明之 其中[Na]爲灌溉水中之鈉類濃度，單β 爲灌溉水中之鈣類濃度，單位爲mol/m3, 中之鎂類濃度，單位爲mol/m3。 本發明之其他觀點提供涉及一種灌溉 實施例，該灌溉方法包括流動地連接至待 動分離設備及流動地連接至電驅動分離設 系統。 【實施方式】 本發明不限於應用在以下說明之或圖 件結構及配置之細節。本發明能具體化且 以爲範提出者以外之各種方式加以實施或 本發明之一或更多觀點可包含用以提 用水之系統及技術。本發明之其他觀點可 於人類使用或耗用及家畜與家禽用水。本 及技術可轉換或另外提出適用於農作、家 人類耗用之非飲用水。本發明之還進一步 處理流體，比其他類優先或選擇性去除某 術以提供具有一或更多理想特性之產物。 術，藉由避免或減少如掺合之附加後處理 明某些選擇性去除觀點之成本更爲有效。 系統及技術節約地提供更適用之處理水。 本發明之某些實施例中，將某類型保持在處理水流中 而將其他類型優先去除。在各種應用中可利用所形成之生 200812473 成流體且/或另外滿足一或更多目的。本發明之其他觀點可 包含提供具有一或更多修訂特性或特徵以滿足特殊目的用 水之系統及技術。本發明之某些實施例可因此包含提供具 有一或更多屬性之一或更多水流或水體系統及技術，其中 該屬性已依據使用點或當中利用水流或水體之設施之一或 更多參數加以調整。 即使本發明之進一步觀點可包含節約地提供農作、工 業、商業、及居家服務用水之系統及技術。而且，本發明 之某些特殊觀點可包含提供用水，符合純度或品質之多數 需求或等級。因此，在某些實施例中，本發明之系統及技 術可在混用設施中提供一或更多水流或水體。本發明之特 殊優勢觀點可包含提供多數水流或水體，其隨具有高固體 量可各具不同需求之水源至多數使用點，可各具不同水質 等級。本發明之該等觀點可提供處理，例如，非飲用水， 提煉爲可飲用及/或適於灌溉，家畜及/或家禽耗用，及人類 耗用或使用之系統及技術。 本發明之某些觀點中，可處理此處所溶解一或更多高 度不接受類用水，以去除或至少降低該類濃度爲可接受程 度。一或更多不接受類可爲提煉未適於特殊應用之未處理 水之任何類。例如，該水可含高度或不理想濃度之單價陽 離子及/或陰離子，其不利地或無意阻礙保持土壤中水或吸 附，例如含雙價或甚至多價類之其他類。如需求與農作灌 溉有關，則無意之條件或特性可涉及包含影響灌溉土壤浸 透性及/或滲透性之一或更多類之用水。例如，本發明之某 些觀點可包含提煉或處理用水，比非單價類優先去除單價 200812473 類。 依據一或更多觀點，本發明可包含實施例，其導向包 括提供或將待處理水導引入電驅動分離設備之系統及/或 方法。本發明之某些實施例可包含灌溉系統，其包括流動 地連接，或至少可連接至一或更多待處理水源之電驅動分 離設備及至少一灌溉水分佈系統。 本發明之其他觀點中，其某些實施例可包含提供飲用 水之方法。明顯地，本發明之某些觀點可提供灌溉水及/或 飲用水而不需熱驅動分離技術或單元作業。例如，本發明 之某些實施例中，該方法可包括一或更多作法或步驟，其 提供待處理水並在電驅動分離設備中處理至少一部分待處 理水，以生成第一處理水。該方法可進一步包括一或更多 作法，其在一或更多壓力驅動分離設備中處理爲分離部分 之一部分待處理水，以生成第二處理水。在某些情況中， 該方法可進一步包括攪拌第一處理水與第二處理水以生成 飮用水之步驟。該飲用水向來具有目標或理想之總溶解固 體量（TDS)。 直接提供飮用水之系統之本發明觀點％包括待處理水 源，具有入口之壓力驅動分離設備，該入口係流動地連接， 或至少可連接至待處理水源。壓力驅動分離設備亦具有一 或更多出口，一般地以至少一個生成出口作爲處理水出 口。壓力驅動設備一般地亦具有至少一個剔除出口作爲含 一般地爲不理想類之一或更多類水流之出口從處理水中去 除。用以提供飲用水之系統可進一步包括一或更多電驅動 分離設備，其可流動地連接，或可連接至待處理水源，至 200812473 壓力驅動分離設備，或兩者。例如，如以下進一步詳述者， 一或更多電驅動分離設備可流動地連接至壓力驅動分離設 備之剔除出口。依據本發明之特定實施例，用以提供飲用 水之系統可進一步包括具有一或更多入口之一或更多攪拌 器，該入口具有流動地連接，或可連接至壓力驅動分離設 備之處理水出U及電驅動分離設備之生成水出口。攪拌器 可包括使至少部分掺合或結合一或更多生成水流易於處理 之任何攪拌單元作業，在某些情況中，該生成水流包含來 自待處理水源之水流，以形成具有一或更多理想特性之最 終生成水流。 待處理水可包括海水、鹹水、及/或含高濃度溶解固體 水或鹽水。其它待處理水源可包括由於滲透及/或毒性考 量，不適用於農作設施之用水。 < 適當的話，本發明之系統及技術可包括前置處理子系 統以利處理其一或更多操作原理。在本發明之一或更多實 施例中可利用一或更多前置處理及後置處理單元作業。例 如，本發明之系統及技術可包括含有一或多數過濾器之前 置處理子系統，該過濾器分離或去除至少一部分待處理水 中之任何懸浮固體。該等前置處理子系統通常去除會傷害 本發明系統之任何下游單元作業之微粒物質β其它前置處 理單元作業包含，例如，微過濾器即可去除大或等於1微 米懸浮固體之沉澱式系統。 可利用進一步之前置處理作業，增進本發明一或更多 單元作業之效益。例如，前置處理子系統可包括在分離作 業前，分別使待處理水冷卻或加熱之冷卻器或加熱器。可 200812473 執行未處理給水流，或任何中間程序水流之冷卻，以利， 例如，不理想類之輸送，或從待處理水流防止理想類之輸 送。同樣地，可加熱提高未處理給水流，或一或更多中間 手壬序水流之溫度至’例如’利於一或更多分離設備節約獲 有效作業之理想溫度。加熱程序之未設限實例可包含加熱 器、火爐、或有關或爲本發明程序或系統單元作業之熱交 換器。例如，可透過未必與本發明之處理系統有關之電廠 之熱交換器提供加熱。. 後置處理單元作業可精煉、去除、或降低處理水中一 或更多類之濃度。例如，可利用一或更多離子交換柱去除 在電驅動分離設備及/或壓力驅動分離設備中未輕易去除 之類。在後置處理作業中，通常被去除或至少濃度降低至 較佳是無毒性及/或可接受度之未設限實例類，其包含該等 可景>響土壌凝聚、水滲透者、及/或對植物生長有毒者，如 鋁、砷、鈹、鎘、鈷、鉻、銅、鐵、氟化物、鋰、錳、鉬、鎳、 鉛、硒、錫、鈦、鎢、釩、硼、及鋅。可以一或更多後置處 理作業處理之其他類包含飮用水中該等對人類、家禽、及/ 或家畜有毒或不可接受者，如，但不限於硝酸鹽、亞硝酸 鹽、及釩、與硫化物。亦可執行消毒程序，至少部分去活性 或降低對人類及/或家畜有害之滋繁微生物濃度。 另外’或結合一或更多精煉單元作業，本發明之系統 及技術可包含將一或更多類添加至至少一部分處理水。例 如’可添加石膏，調整一或更多理想類之濃度或調整水特 性。當水作爲灌溉用時，其它添加物可包含肥料或利於作 物生長之補充物。 -10- 200812473 電驅動設備一向利用位能場（potential field)以產生包 含向來爲目標類之一或更多類之電動勢，該目標類可包含 理想及不理想類，·從載體或流體加以遷移。電驅動設備可 利用遷移期間分離目標類之一或更多組件及/或阻止回復 或逆程序。該等裝置之未設限實例包括含逆電流電透析 (EDR)裝置，及電去離子（EDI)裝置之電透析（ED)裝置。然 而，本發明不限於一或該等電驅動設備之組合並可以提供 電動勢之其他設備加以實行，該電動勢比待測流體中之其 他類利於優先遷移一或更多目標類。 本發明之電驅動分離設備通常利用離子選擇性薄膜以 利於分離現象。在某些情況中，該選擇性浸透薄膜可優先 或選擇性地允許相對其他類加以輸送某些類。例如，在電 驅動分離設備之某些隔室中可利用陽離子選擇性薄膜。在 其他情況中，於一或更多隔室中可利用陰離子選擇性薄 膜。還有在其他情況中，本發明之電驅動分離設備可包括 一或更多單價選擇性薄膜以選擇性地推動單價陽離子類或 陰離子類之傳輸。實在是，在本發明之某些實施例中，向 來在設備之一或更多‘濃縮隔室中，本發明之分離設備可包 括陽離子選擇性薄膜及一或更多單價陰離子選擇性薄膜。 商用單價選擇性薄膜之未設限實例包含來自日本東京 ASTOM公司或曰本東京德山（Tokuyama)之NEOSEPTA®陽 離子及陰離子選擇性薄膜。 壓力驅動分離設備通常利用一或更多障壁阻止從該處 遷移而允許另外者滲透。利於分離現象之電動勢一向包含 對待處理流體施壓。壓力驅動分離設備之未設限實例包含 -11 - 200812473 微過濾’奈米過濾（NF)設備及逆滲透（R〇)系統。 本發明之一或更多實施例可導向如第1圖中資以爲範 表示之水處理系統100。系統1〇〇可爲用以提供飲用水，灌 溉水，或兩者至使用點114之系統。處理系統1〇〇可包括 在某些情況中從待處理水源1 02選擇性地去除一或更多類 或類型之至少一分離單元作業或分離設備110。該系統可選 擇包括提供標示處理系統之一或更多操作特性之一或更多 監控子系統。如圖解說明，系統100可具有一或更多監控 感測器108，其通常提供標示從分離設備1 10所生成，或不 然的話，所處理之水質。本發明之某些觀點中，系統10 0 可利用係配置或構成與佈置以調整本發明系統中一或更多 單元作業之一或更多參數之控制系統或控制器。再次參考 第1圖，系統100可因此具有一或更多控制器106，其通常 依據至少一理想條件，調整分離設備1 1 〇之至少一個操作 參數。可利用任何適當之控制技術來調整系統1 〇〇中任何 單元作業之至少一個操作參數以提供具有一或更多理想特 性之處理水。 本發明之系統及技術可包括利於輸送處理水至一^或更 多使用點之一或更多水分佈系統。例如，該分佈系統可包 含輸迭灌槪水至農作設施中各種使用點之灌槪分佈系統。 / 爲便於輸送處理水，分佈系統可包含如水庫、水槽、水井、 或其他容器及水箱之一或更多儲存系統。本發明之灌溉系 統可利用位於上方及/或表面之灌溉技術將水輸送至指定 區。灌溉系統組件可因此使用非移動式及行動式裝置。 一或更多儲存系統可被考慮爲部分分佈系統或處理系 -12· 200812473 統之輔助子系統。一或更多儲存系統可更便於提供具有理 - 想特性之處理水。在進一步處理或進行，例如與另依處理 . 或未處理水體或水流掺合前，例如，可將具有第一條件或 特性之處理水儲存在一或更多儲存艙口中。 第2圖資以爲範地表示有關灌溉系統200之本發明某 些特性之示意圖。灌溉系統200可包括流動地連接，且如 圖解說明，係配置透過灌溉水分佈系統2 2 4從水源2 0 2接 收待處理水之分離設備230。分離設備220可從水源202 處理水並提供處理水至此處所說明爲第一型作物之第一使 β 用點228。使用點228可爲一部分作物，其例如，處於異於‘ 整體作物至少一部分之生長階段。系統200可更包含一或 更多第二分離設備230。分離設備230亦可從水源202處理 水並透過第二灌溉分佈系統234提供處理水至所說明爲第 二型作物之第二使用點23 8。使用點228，第二使用點238 可爲與，例如，第一使用點228同型待灌溉作物之一部分 或在不同生長階段之第二作物之一部分。依據本發明之某 些實施例，分離設備230可選擇性地提供處理水至第一使 ^ 用點228，而非且/或透過導管或連結244從分離設備220 補充處理水。本發明之某些實施例至少部分考量階段式之 處理配置。例如，第一分離設備220可透過導管或分佈系 統242提供具有第一水質或特性之處理水，該處理水可在 第二分離設備做進一步處理。可利用多數第二分離設備23 0 與一或更多第一分離設備220,提供處理水至一或更多使用 點。本發明之某些實施例可包含串列配置之分離設備且其 他實施例可利用並列配置之分離設備以提供處理水，致能 -13- 200812473 滿足一或更多使用點之容積要求。然而，在某些情況中， 可執行串列及並列處理路徑之組合，以一種速率或多數速 率提供處理水，其中每種一或更多處理水流具有一或更多 理想特性。 系統200可包含一或更多控制器（未示出）以控制系統 200之任何組件或子系統之一或更多操作參數。像第1圖中 資以爲範所說明之系統，系統200可具有能調整一或更多 操作參數之一或更多控制器。例如，系統200之一或更多 控制器可調整任何分離設備中所施加電場之電流、電位、 或兩者。可調整之其他參數包含，例如，TDS量、壓力、 溫度、pH、流量比或系統任何水流之任何組合。 依據本發明之某些觀點，處理水系統之一或更多特性 可爲生成水流之任何量測或導出屬性，致能將其適用於點 11 4。然而，本發明不限於此，例如，水之特性就待處理水 流而言，可爲處理或生成水流之屬性。屬性或參數可爲水 之單一或複合或凝聚特性。該等屬性之特定，未設限實例 可包含水之傳導係數或電阻係數，水中一或更多特定類或 種類之存、無、或濃度，以及其組合。 依據本發明之一或更多實施例，本發明之系統及技術 提供具有理想水屬性之水，該屬性可被提出或量化爲複合 特質。就特定用途，該複合特質可提供標示處理水之適用 性。結果’本發明之系統及技術可包含找尋或至少推動提 供具有一或更多理想複合特性用水之作業。在灌溉應用 中’處理水之屬性可與灌溉水之適用性有關。因此，藉由 調整其一或更多特性，可將本發明之某些觀點導向，如同 -14- 200812473 處理水般，處理非飮用水及精煉水，使其適於一或更多農 作設施灌溉。本發明之某些觀點可提供爲一或更多農作設 施中所生長或培植之一或更多作物所修訂之灌溉水。例 如’再次爹考桌2圖’本發明之系統及技術可提供具有第 一複合特性之第一處理水至第一型作物228及具有第二複 合特性之第二處理水至第二型作物23 8。可使用第二處理水 補充及/或調整第一處理水之特性，且反之，可使用第一處 理水調整第二處理水之一或更多特性。可調整該一或更多 特性，藉由，例如，一起攪拌或掺合一或更多處理水流以 符合特定需求。藉由調整待攪拌之處理水流之比率或相癸寸 量或比例，可達成特定標的特性。 在典型作業期間，每個一或更多分離設備220及230 通常產生一或更多次要水流。向來，一或更多次要水流含 未接受度之一或更多不理想類。任何一或更多次要水流可 被以廢水流釋出。透過導管或分佈系統236可將，例如， 一般包含從分離設備2 3 0之處理水流所傳輸之一或更多類 之廢水流釋出或傳輸至待處理水源202。同樣地，本發明之 其他實施例一般從一或更多下游分離設備考量組合一或更 多次要水流與在一或更多上游分離設備中之待處理水流。 廢水流亦可與和處理系統可有或可無直接相關之其他水流 被釋出。例如，待釋出水流在與來自，例如，可非爲處理 系統單元作業之冷卻塔之一或更多廢水流攪拌後，可回到 待處理水源。然而，在其他情況中，可儲存一或更多廢水 流並將其與甚低鹽度之水組合，以減輕從表面土壤可能造 成過濾可溶性礦物質，及如鈣鹽之滲水問題。 -15- 200812473 在本發明之某些實施例中，可將導管236中所含之次 要水流，如第2圖中所示，單獨或與透過導管222輸送， 來自水源202之待處理水組合，從第二分離設備23〇導入 第一分離設備220。 第1及2圖中所說明之示意系統可更包括利於水處理 之單元作業。例如，可在分離設備22〇及230之上游利用 選項系統以過濾或不然的話，從水源202去除水中至少一 部分懸浮固體。可用以降低待處理水中所產生至少一懸浮 固體濃度之前置處理單元作業之未設限實例包含微過濾 器、沉澱器（settleO、及行徑粒子過濾器。 而且，可利用一或更多單元作業，進一步處理一或更 多處理水流。例如，精煉床可從分佈系統224及234之一 或更多處理水流進一步去除一或更多類。可用以去除至少 一部分弱離子化或如，但不限於硼、亞硝酸鹽、及砷之可 離子化類之該等單元作業之未設限實例包含離子交換柱。 而且，利於本發明一或更多處理水流之後置處理之進 一步單元作業包含該等添加，或不然的話，調整一或更多 理想類濃度或水流特性者。可使用後置處理作業以精煉適 於釋出至環境之一或更多廢水流。 因此，可將攪拌器配置在本發明一或更多分離設備之 下游，其利於結合另一處理或未處理水流，消毒劑、營養 劑、及/或來自一或更多該等水源之理想鹽。依據本發明之 某些實施例，可配置一或更多鹽源，將其導入處理水流。 例如，在本發明之處理或灌溉系統中可利用分離設備，其 從待處理水流選擇性地去除或降低二價或其他非單價類之 -16 - 200812473 濃度。該等選項設備通常至少提供具有相當高濃度，可被 導入處理水流之非單價類之生成水流，以調整其至少一項 特性，致能提供具有標的或理想條件之水流或水體。有利 地提供富有類水流之系統及技術實例包含該等標題爲”電 驅動分離設備”，於美國審查中申請案號1 1/474,299所發 表者，此處將該內容倂入參考。然而，在某些情況下，可 利用一或更多另有未連接或不同之，例如，鈣及/或鎂鹽 源，於使用前先調整處理水流之一或更多特性。此外，可 進一步調整水流之一或更多本質及/或非本質特性。例如， 可冷卻或加熱水流以調整其溫度。例如，藉由添加一或更 多酸或鹼亦可調整水流或水體之pH，以達到理想pH値。 理想特質或特性可依多數因素而定，該等因素包含，例如， 待_溉土壤之pH、待灌溉作物之容鹽度（salt tolerance)， 及在某些情況下，土壤之濕氣量。因此，本發明之某些特 性提供導向達成一或更多理想複合特性之進一步性能。 在分離設備中處理後，使用或導引入使用點前，或將 處理水儲存在一或更多水庫期間，可執行一或更多特質或 特性之進一步調整。 然而，本發明之某些觀點考量該等次要水流之有利或 吸引節約性，該次要水流相對於第一或處理生成水流及/或 導引入分離設備之水流含高濃度之一或更多溶解類。例 如，次要生成水流可含高度溶解固體並可作爲給水流，其 中可進一步處理該給水流以取得附加生成品或至少提供具 高濃度理想類之生成水流。 在本發明之某些系統及技術中所利用水之一或更多特 -17- 200812473 性可提供農作用水適用性之標示。例如，可將用水之一或 更多特性表示爲總溶解鹽或固體量之鹽度，及/或電傳導係 數’以及’或聯合鹼度，鐵含量中之任一項，及水之pH。 在某些情況下’當相對於要以至少部分處理水灌溉之作物 型作考量時’水之鹽度可成爲選擇性參數。因此，依據本 發明之某些觀點，可使用水之鹽度調整本發明系統之至少 一項操作參數。在本發明系統及技術之其他實施例中，可 將特性値表示爲傾向於使土壤成爲不透水類濃度相對於傾 向於使土壤成爲集聚或吸附水類濃度之比。 依據本發明之某些觀點，特性値可提供灌溉用水、人 類耗用、及/或家畜或家禽用水適用性之標示。在某些實施 例中’可將水流或水體之特性値表示爲單價類濃度相對於 水中二價類濃度之比。例如，可將特性値至少部分表示爲 鈉吸附比或鈉交換百分比。較佳的是，水流或水體之SAR 値可提供有關水是否適於灌溉作物型或種類之標示。因 此，依據本發明之某些觀點，其某些實施例與可包含至少 部分依據理想特性値，控制一或更多操作參數之系統及技 術有關，該特性値係至少部分從使用點之至少一項需求導 出。例如，使用點所在處，待灌溉作物，理想特性値可依 據作物之容鹽度及/或土壤之一或更多屬性或特性。 鈉吸附比値一向係依據公式（1)算定， [Naj

VlCa]+lMgj 其中[Na]爲水中之鈉類濃度，單位爲m〇i/m3，[Ca]爲水 中之鈣類濃度，單位爲m〇l/m3，以及[Mg]爲水中之鎂類濃 -18 - 200812473 度，單位爲mol/m3。可單獨或聯合其他特性値來利用水之 其他特性値。因此，在某些情況下，可作爲水質或其用途 適用性標示之水特性値包含水中總溶解固體濃度、pH、及/ 或一或更多有毒或危險類濃度。 調整，例如，灌溉水之SAR値可受調整水系統之一或 更多操作參數影響。例如，可調整具有各種相關SAR値之 處理水相對比，以提供具有理想S AR値生成水之複合或摻 合混合物。包含透過一或更多分離設備降低水流流動率或 增加停駐或處理期間之其他技術可利於達成理想SAR値。 除了或聯合該等技術，透過，例如，電驅動或壓力驅動分 離設備之施加電位位準亦可提供具有一或更多理想特性之 處理水。 本發明之處理水生成系統可去除海水及/或鹹水之鹽 分以提供避免或降低任何土壤滲透性及/或滲入問題程度 之灌溉水。 處理水之一或更多特性値可爲水中所含類間之相對性 相互關係。例如，特性値可爲溶解鈉類對溶解鈣類之比。 由於土壤鬆散與黏塞及土壤表面之氣孔密封，未大於約3 :1 之較佳理想鈉對鈣比可避免或降低水滲入問題之可能性。 而且，本發明之某些實施例可選擇性地降低灌溉水中單價 鈉之濃度，可提供相對富有鈣之水源以削減灌溉時之任何 鈉分散現象。 生成水之SAR値範圍約從2至8。然而，目標或理想 SAR値可依據農作設施中之一或更多因素。例如，目標SAR 値依據設施中生長之作物型，設施中一或更多作物之生長 •19- 200812473 階段，及包含水滲入、鹼性、及/或土壤鹼度之土壤條件。 * 可用以提供灌溉水一或更多目標特性之特定指導原則包含 • 該等由聯合國糧農組織（FAO)所提供者。例如，與SAR値 有相互關係之鈉交換位準可作爲灌溉用水之理想特性値。 尤其是，如，但不限於水果、堅果、及柑橘類植物之敏感 作物通常需要SAR値高達約8之灌溉水；如豆子之其他敏 感作物可耐抗SAR値高達約18之灌溉水；如苜蓿、燕麥、 及稻米之適度耐抗作物可耐抗SAR値高達約1 8至46之灌 0 溉水；且如，但不限於小麥、大麥、蕃茄、甜菜根、及高 小麥草之耐抗作物可耐抗SAR値高達約46至102之灌溉 水。 當灌溉水未進入土壤且未能爲作物所用時通常就產生 滲入問題。對照降低水可用性，滲入問題之鹼性問題可有 效降低可供作物用水之量。隨鹽度之增加可增加水滲入且 隨鹽度之降低或相對於鈣與鎂之鈉量之增加而降低。而 且，小於約0.5dS/m之低鹽度水通常具腐蝕性並.傾向於萃 取可溶礦物質與鹽分之表面固體，如依序可降低土壤凝聚 與結構之鈣。不具或具有低鹽量之土壤傾向於鬆散爲細緻 土壤粒，其充塡氣孔空間，有效密封土壤表面並降低水滲 入率。土壤會傾向形成地殻，其降低進入下表面之水量且 亦能防止作物之緊急事件。因此，在本發明之某些實施例 中，理想之水質可更依據灌溉水之鹽度。例如，第4圖可 聯合提供理想鹽度及降低或避免滲入問題之灌溉水之SAR 値，其依據1989，1 994聯合國糧農組織，FAO灌溉及排水 論文29,修訂1，標題爲”農作水質”之艾爾斯（Ayers R.S.) -20- 200812473 與威斯寇特（Westcot D.W.)所著刊物，且其表示如TDS濃度 * 及有關滲入之SAR所表示之鹽度影響，可聯合提供理想鹽 - 度及降低或避免滲入問題之灌溉水SAR値。在第4圖中， 利用海水特性從以上參照之電傳導係數資料導出TDS濃度 値。尤其是，依據發佈之物理特性，算定密度與鹽度間及 20 t：海水之鹽度與電傳導係數間之相互關係。接著利用該 等相互關係將海水之電傳導係數値從以上辨認之參考値轉 換成對應之TDS濃度，接著相對於對應之SAR値映射該 _ TDS濃度以取得第4圖所呈現之滲入指導原則。 本發明之進一步實施例亦提供適用之灌溉水，其具有 如約小於8之SAR値而大或等於1，500 ppm TDS位準之複 合特性値。 本發明之某些實施例可提供除鹽系統及技術，其選擇 性地去除對照該等依據熱及壓力驅動程序之非選擇性除鹽 技術之不理想類。而且，本發明之某些系統及技術可提供 生成水流，不需額外附加較佳類。例如，本發明可提供不 包含藉附加補充類進而調整特性値之灌溉水。 第3圖說明本發明之進一步特性及觀點。資以爲範所 說明之處理系統300可包括第一分離設備304及第二分離 設備306。分離設備304及306通常處理來自一或更多水源 302之流體。來自水源302之待處理水通常含高度或不可接 受度之溶解類。可因此利用一或更多分離設備，從水中至 少部分去除或降低一或更多不理想類之濃度。如資以爲範 之說明，可在一或更多攪拌作業或攪拌器308中組合來自 分離設備304之處理水與來自分離設備306之處理水，以 -21- 200812473 提供具有理想特質及/或特性之處理水流至使用點3 1 4。依 ^ 據本發明之某些實施例，可將處理水精煉成在一或更多使 ‘ 用點3 1 4中適於當飮用水及/或洗澡水。 第一分離設備304可爲電驅動設備或壓力驅動設備。 同樣地，第二分離設備306可爲電驅動分離設備或壓力驅 動分離設備。依據本發明某些觀點，分離設備304從水源 3 02去除待處理水中多數不理想類中之至少一部分。在某些 情況中，第一分離設備可從待處理水中無分別地去除多數 不理想類中之至少一部分。例如，第一分離設備可利用R〇 ® 及/或NF爲基礎技術，通常無優先或選擇地去除任何不理 想類中之至少一部分。由壓力驅動分離設備所形成之處理 水流較佳是超過飮用水質要求。 第二分離設備可從待處理水流去除一或更多不理想 類。在某些情況中，分離設備從水中選擇去除至少一部分 .一或更多不理想類，以產生生成水流。如來自第二分離設 備之生成水流未能符合或超過飲用水質要求，則隨即可結 合或掺合超過飲用水質要求，來自第一分離設備之一部分 ^ 處理水。例如，其中第一分離設備提供TDS位準約爲 250mg/L之生成水而第二分離設備提供 TDS位準約爲 l，000mg/L之生成水，可以約2:1之容積比混合生成水流， 產生TDS位準約爲500mg/L之掺合產品。目標位準可爲符 合或超過世界健康組織所建議一或更多指導原則之濃度。 亦可掺合其他水流與本發明分離設備之一或更多生成水 流，以提供符合或超過一般爲政府管理組織所設定指導原 則或要求之飲用水及/或洗澡水。 -22- 200812473 可將一般含從第一處理生成水流所去除之相當高度類 之來自桌一^分離设備之一或更多剔除水流加以排放，導引 至一或更多輔助使用點310，或回到水源302。本發明之進 一步實施例考量組合剔除水流與透過導管322，來自水源 3 02之水，使其能在第二分離設備中加以處理。可將來自第 二分離設備之次要或剔除水流加以排放，導引至一或更多 輔助使用點3 1 0及/或3 1 2，如透過導管3 1 6所示，回到水 源 302。 如以上所示，在本發明之系統及技術中可利用輔助系 統供後置處理作業。例如，可配置如該等照射、氧化、或 不然降低水中微生物活動之一或更多消毒系統以進一步處 理水。而且，如以上之討論，亦可使用一或更多儲存系統。 本發明之某些特性涉及包括電驅動分離設備之系統及 技術，該分離設備，如以上之討論，利用選擇性薄膜。如 第7圖中之說明，利用薄膜之選擇性可影響，例如由TDS 量所呈現之處理水質。依據本發明之某些觀點，第8A及 8B圖表示選擇性分離設備之性能。如第8A圖中所示，利 用電驅動分離設備可生成具有理想特性集之用水供灌溉作 物。在本發明之某些實施例中，電驅動分離設備利用單價 選擇性薄膜，以利於如海水及/或鹹水之處理水，提供適於 在農作設施中灌溉用之水。對照之下，非選擇性技術或即 使如該等含逆滲透設備、蒸餾設備及奈米過濾之單價選擇 性技術亦無法有彈性地提供符合目標特性之處理水。第8 B 圖尤其說明包括單價選擇性薄膜之電驅動分離設備可提供 相對於TDS量之可接受鈉吸附比特性大於2,500或甚至 -23- 200812473 3,000 ppm之處理水。因此，本發明之某些觀點可提供目標 在去除不理想類而保持較無異議類之系統及技術。 而且，由於本發明之某些實施例可選擇性地去除單價 類，任何作爲結果之次要或集中水流較不受鱗片與污垢感 染。相較於非選擇性技術，因可有效地降低任何次要水流 之容積率，與不理想之沉澱物無關或較無關係，故本特性 有利地允許本發明之某些分開實施例以較高復水率來運 作。因此，相較於非選擇性ED及以蒸餾爲基礎之分離設 備’且即使相較於以RO及NF爲基礎之分離設備爲更高復 水率時，可以較高之復水率運作本發明之某些實施例，該 發明係導向利用選擇性地分離單價類之系統及技術。明顯 地，由於以RO及NF爲基礎之分離設備選擇性地降低非單 價類之濃度，該等程序無法有效提供低S A R値之處理水。 本發明選擇性分離系統及技術之進一步優點係有關於 降低或去除對作物生長少具或無影響之非離子化類。例 如，本發明之以ED爲基礎之系統中向來不優先去除矽土， 因此，在次要水流中，避免通常產生任何鱗片與污垢之慮， 當在RO及蒸餾設備中處理含矽土之水時，通常產生該慮。 此外，因本發明某些實施例之次要水流通常已減低鱗片可 能性，故本發明分離系統及技術中之復水率大於RO及以 蒸飽爲基礎之系統之復水率。 使用一或更多電腦系統可執行本發明系統之控制器 1 06。電腦系統可例如爲通用型電腦，諸如該等以英特爾 (Intel)奔隳（PENTIUM®)型處理器、摩托羅拉（Motorola) PowerPC®處理器、昇陽（Sun) UltraSPARC®處理器、惠普 -24- 200812473 (Hewlett-Packard)PA-RISC®處理器、或任何其他型處理器 或其組合爲基礎者。電腦系統可使用特殊程式化，例如爲 特殊應用積體電路（AS 1C)或意爲水處理系統用控制器之特 殊用硬體來執行。 電腦系統可包含通常連接至一或更多記憶體裝置之一 或更多處理器，該記憶體裝置可包括，例如，磁碟機記憶 體、快閃記憶裝置、RAM記憶裝置、或儲存資料用之其他 裝置中之任一種或更多種。在系統1 00及/或電腦系統運作 期間，向來使用記憶組件或子系統供儲存程式及資料用。 例如，可使用記憶體組件供儲存有關過去一段期間參數之 歷史資料，以及運算資料。可將包含執行本發明實施例程 式碼之軟體儲存在電腦可讀取及/或可寫入非揮發性記錄 媒體上，且然後將其複製在接著可爲一或更多處理器所執 行之記憶體子系統內。可以例如爲J a v a、V i s u a 1 B a s i c、C、 C#、或 C + +、Fortran、Pascal、Eiffel、Basic、或其多種組 合中任一種之多數程式語言中之任一語言撰寫該等程式 碼。 電腦系統之組件可以互連機構連結，該互連機構可包 含在結合於同一裝置及/或網路內之組件之間提供通信之 一或更多匯流排，該等組件於存在各自分開裝置上之組件 間提供通信或互動。互連機構使含，但不限於資料及指令 之通信能在系統組件之間互換。 電腦系統亦可包含，例如爲鍵盤、滑鼠、軌跡球、麥 克風、觸控銀幕之一或更多種輸入裝置，及例如爲列印裝 置、顯示銀幕、或喇叭之一或更多種輸出裝置。此外，電 -25- 200812473 腦系統可包含可將電腦系統連接至通信網路，而且，或可 由一或更多系統組件所形成之替代網路之一或更多種介 面。 依據本發明之一或更多實施例，該一或更多種輸入裝 置可包含測量參數用感測器。另外，感測器、計量閥及/或 泵浦、或所有該等組件可連接至作用在連結電腦系統之通信 網路。例如，一或更多感測器1 08可配置爲直接連接至控 制器106、計量閥、泵浦之輸入裝置，及/或設備102組件 可配置爲連接至控制器1 08之輸出裝置。該等細組件或子 系統之任一或更多項可連結至另一電腦系統或組件，致能 在通信網路上與電腦系統通信。該種配置允許一個感測器 位在離另一感測器明顯距離處或允許任一感測器位在離另 一子系統及/或控制器明顯距離處，而在其間仍提供資料。 控制器可包含如當中可儲存信號之可讀取及/或可寫 入非揮發性記錄媒體之一或更多電腦儲存媒體，其界定由 一或更多處理器所執行之程式。該媒體可例如爲磁碟或快 閃記憶體。在典型運算中，處理器可造成從儲存媒體將諸 如爲執行本發明一或更多實施例之碼之資料讀入記憶體 內’該記憶體比媒體允許由一或更多處理器更快速存取資 訊。記憶體通常爲揮發性，隨機存取記憶體，如動態隨機 存取記憶體（DRAM)或靜態記憶體（SRAM)或利於資訊傳輸 至及自一或更多處理器之其他適當裝置。 雖然控制系統係藉由作爲一種可實施本發明各種觀點 之電腦系統之實例加以說明，應該察覺的是本發明不限於 以軟體，或在如資以爲範所示之電腦系統上執行。實在是， -26- 200812473 不在，例如，通用型電腦系統上執行，控制器或組件或其 — 細部可另以專用系統或專用之可程式化邏輯控制器（PLC) • 或分散式控制系統中加以執行。而且，應察覺的是本發明 之一或更多特性或觀點可以軟體、硬體、或韌體、或其任 一組合加以執行。例如，在各別電腦中可執行由控制器1 06 所執行之一或更多段演算，該電腦依序可透過一或更多網 路來通信。 雖然已利用感測器說明資以爲範所示之各種實施例， I 但應察覺的是本發明未如此受限。本發明考量修正既有設 施以修正一或更多系統、子系統、或組件並執行本發明之 技術。因此，依據此處資以爲範所討論之任一或更多實施 例’例如，可修正特別是農作或作物生長之既有設施，以 包含係配置提供灌溉水、飮用水、或兩者之一或更多種系 統。另外，可修正既有系統及/或組件或其子系統，以執行 本發明之任一或更多項。 實例 從以下實例可進一步了解本發明之該等及其他實施例 之功能及優點，其說明本發明一或更多系統及技術之益處 及/或優點，但非爲本發明完整範圍之典範。 實例1 本實例說明當利用ED設備，從待處理水流選擇性地去 除單價陽離子並產生低SAR値處理水時，ED設備之預期效 能。

第5圖表示利用各種單價選擇性薄膜之處理水中，隨 不同選擇性等級之SAR値圖。如所示，如可接受或理想SAR -27- 200812473 値約小於6，則可達成約3,500 ppm之TDS位準，其單價選 擇性薄膜之選擇度約爲5。而且，如可接受或理想SAR値 約小於3，則可達成約2,700 ppm之TDS位準，其單價選擇 性薄膜之選擇度約爲1 〇。 預測ED設備之能量需求小於利用RO設備之預測需 求。而且，預期在本發明之電驅動分離設備中要處理水所 需之預測能量線性地受到待處理水鹽度之影響。在本發明 之某些實施例中，可調整給水流溫度，降低所需能量以利 電驅動分離設備中之成本效益分離。例如，增加含海水之 給水流溫度約25°C，提供生成之TDS位準約1，500 ppm及 復水率約50%可造成ED模組中減低約6%之預測能量。 實例2 除了未利用控制器調整系統之操作參數外，本實例說 明利用如第1圖示意圖中所實質代表之本發明技術之系統 效能。 ED堆層係由1 0組濃縮及稀釋之有效蜂室對，5組向下 流徑之蜂室對及5組向上流徑之蜂室對組成，提供約28吋 之整體流體水流程序流徑。蜂室對利用來自德山公司之陽 離子選擇性薄膜，CMS單價選擇性同質薄膜以優先去除鈉 陽離子，及陰離子選擇性薄膜（I〇NPURETM陰離子薄膜， 0.018吋厚）之異質離子交換薄膜。使用0,020吋厚並突出濾 網約70%開放區及〇·020吋厚之間襯（spacer)塡料以至少部 分界定隔室。ED設備係透過塗覆Ru〇2之鈦電極，對每個 蜂室對施加約2伏電位加以操作。 給水係藉由在去離子水中溶解得自Spectrum Brands公 -28- 200812473 司之Instant Ocean®合成水鹽混合物而製成。依需要添加氯 化鈉以提供具海水SAR値（約54)之給水溶液。 模組係在一次通過模式下作業，其中稀釋及濃縮水流 係回到給水筒。電極室係建構成稀釋隔室並分開給水。給 水及生成水流中之鈣及鎂類濃度係以標準滴定法算定。依 據測量之傳導係數計算TDS位準。亦計算鈉濃度。 第1及2表分別表示入口及生成水流特性。如第2表 中所示，本發明之系統及技術可提供具有一或更多理想特 性之生成水流。例如，本發明之系統及技術可選擇性地降 低單價類濃度，以提供具有理想SAR値之水。 而且，表中所呈現之資料表示連結兩或更多電驅動分 離設備可提供具有理想SAR値之處理水。亦即，第一電驅 動分離設備可降低水流之SAR値，提供具有中等SAR値之 中等生成水流。依序可將中等生成水流導引入第二電驅動 分離設備，提供具有理想SAR値之處理水。尤其是，第6 圖表示在依據本配置之約三階段中，藉由利用具有單價選 擇性薄膜之ED設備可將TDS位準及SAR値降低至理想位 準。其它配置可含些許階段以達成一或更多理想之水特性。 資料更表示可調整各種參數以裁製生成水中之SAR 値。例如，可增或減少處理流率以達成目標之SAR値。另 外，或連同調整流率，使用所施加電位及/或整體流徑長度 作爲本發明一或更多觀點中之可調整操作參數。 -29- 200812473 第1表給水流特性 流率 傳導係數 Ca Mg TDS Na S AR L/m m S / c m ppm ppm ppm ppm - 0.064 33.7 340 19 4 0 2 4 0 62 6 3 97 29.4 0.072 33.7 340 1940 24062 63 97 29.4 0.072 33.7 340 1940 2 4062 63 97 29.4 0.076 34.7 3 52 1928 2 4 8 3 6 6673 3 0.7 0.1 15.8 224 1196 1 05 96 24 18 14.1 0.122 33.7 340 1940 24062 6 3 97 29.4 0.148 49.7 3 16 1784 3 7426 113 3 9 54.4

第2表生成水流特性 流率 傳導係數 Ca Mg TDS Na S AR L/m m S / c m ppm ppm ppm ppm - 0.064 16.0 236 1584 1 0766 2094 10.7 0.072 16.2 2 52 15 8 8 1 0 8 8 0 2116 10.8 0.072 22.1 284 1756 15 164 3 4 5 3 16.8 0.076 24.8 292 1720 17159 4 192 20.5 0.1 5.2 124 740 3 3 74 374 2.8 0.122 23.3 276 1724 1 603 1 3 8 00 18.6 0.148 36.4 268 1652 26163 7493 37.5 實例3 本實例比較電驅動分離設備之效能與熱驅動分離設備 之效能。 所利用之ED模組在褶曲流徑中有1 0蜂室對，使得水 -30- 200812473 流通過5蜂室對之稀釋及濃縮隔室，然後轉向並通過另5 蜂室對。模組中之每個蜂室對係由濾網及0.020吋厚之間 襯組成。蜂室爲1 4吋X 1.2吋。所利用之單價陽離子選擇 性薄膜爲來自德山蘇打公司之薄膜。所利用之陰離子選擇 性薄膜爲IONPURETM異質薄膜。ED模組利用塗覆鉑之鈦 版。所施加電壓及電流，流率及給水複合物會變而得到各 種有效選擇度之條件。 第3及4表列出給水及生成水流之特性。第7圖表示 處理水之TDS位準針對在ED模組中所利用薄膜之選擇度 之影響圖。給水及生成水流之TDS量以及鈉、鈣、及鎂之 濃度被加以分析。依據公式（2)，利用該等測量値來計算有 效選擇度： △V, 選擇度 2 △Vca+AvM VCa +VMg

其中v爲離子類i之克分子濃度而△ ^爲離子類i之克 分子濃度差。 -31- 200812473 第3表給水流特性

Ca Mg TDS S AR Na ppm ppm ppm - ppm 1 126 42 8 3 7426 121.66 1 2822 2 14 1 1928 248 3 6 75.42 82 8 3 3 13 6 1940 2 4 0 62 72.92 8 0 0 9 4 136 1940 24062 72.92 8 009 5 13 6 1940 24062 72.92 8 009 6 13 6 1940 2 4 0 62 7 2.92 8 009 7 355 5 112 4 0 2 6 8 72.13 1 2 8 5 0 8 306 43 96 3 5 028 67.75 11193 9 234 3 3 96 2 7 12 9 59.78 8 674 10 163 2 3 40 1 9 2 8 1 5 1.29 6184 11 98 1336 11356 39.93 3 6 5 1 12 90 1196 1 0 5 96 39.45 3419 13 32 384 4014 2 6.5 13 13 14 32 3 84 40 14 26.5 13 13 -32- 200812473

第4表生成水流特性及算徵之選擇度 Ca Mg TDS S AR Na 選擇度 ppm ppm ppm ppm 讎 1 107 396 26163 87.84 8 8 5 2 1.8 2 292 1720 17159 54.42 5614 1.4 3 27 6 1724 1 603 1 50.72 5217 1.4 4 252 1588 1 0 8 8 0 34.66 3420 1.5 5 2 84 1756 15164 4 7.14 48 97 1.8 6 236 15 84 1 0766 34.5 1 3 3 8 6 1.4 7 804 5 0 3 6 34123 60.92 1 0707 3 . 1 8 7 04 4276 2 9 3 4 8 56.79 92 1 7 2.5 9 536 3 3 24 2 15 6 6 47.05 6724 3.7 10 304 19 72 8 8 97 23.73 2604 1.7 11 188 1148 6187 22.26 187 1 1.6 1 2 124 740 3 3 74 14.58 986 0.9 13 44 23 6 1321 10.4 400 0.9 14 32 168 65 1 5.57 18 1 0.8 第3與4表及第7圖中之資料表示給水之TD S量降低時’ 陽離子選擇性薄膜之選擇度亦降低。算定選擇度對TDS之 相互關係遵循公式（3): 選擇度=0.5905 + (5xl(T5)(TDS) 相對於其他非選擇性技術之逆滲透、蒸餾、及奈米過 濾，就如第8 A及8 B圖中所代表之複合特性而言，接著利 用選擇度/TD S之關係，說明依據本發明電驅動分離設備性 能之特性。 -33- 200812473 假定海水中約96%之單價陽離子類爲鈉而約4%爲鉀。 ^ 而且，假定所有陽離子類構成約37%之TDS量，使得依據 ' 公式（4)可算定TDS差： + 40^。) + 24(Δν Mg )=0.37(ATDS) 而且，當在電驅動分離設備中去除二價類鈣及鎂時，假 定其表現類似，可利用下列公式： ^vCa __ ^vMg

以利用公式（2)、(3)、及（4)之以上假定來預測生成水SAR 値對TDS位準。該結果表示在第8A及8B圖中，後者表示 前者之放大部位。第8B圖表示本發明之分離技術可提供滿 足或橫跨目標特性及限制之多數實際生成水流，其包含界 定某些作物較佳特性區之透明圖。明顯地，本發明之分離 系統及技術提供以非選擇性選項無法直接達成之中間及/ 或可裁製特性。然而，欲提供比較基礎，藉由趨近實際形 成之生成物與成比例之生或未處理海水量之假定性摻合， 使其接近處理水之中間特性。例如，欲提供蒸餾水生成物 之SAR/TDS關係之本質估算，即混合進給海水與實際蒸餾 水以預測中間生成物之特性値。即使向來未使用該等慣 例，如連接實際資料之虛線所註，舉出所說明之預測中間 特性以提供相對於選擇性分離系統之比較。藉由估算理論 上摻合之生成物特性，逆滲透及奈米過濾系統SAR/TDS關 係之本質同樣接近。因此，對於每個分離，非可裁製技術， -34- 200812473 連接實際資料點之虛線表示假定可達成之可裁製生成物， ' 但是，連接實際資料値之實線卻表示可達成之可裁製生成 * 物。 實際蒸餾水特性可得自美國內政部墾務局（Bureau of R e c 1 a m a t i ο η)丹佛辦公室（D e n v e r 0 f f i c e)，於 1 9 9 5 年，編 .號7，標題爲”水處理技術計畫報告”之刊物。非選擇性ED 生成水特性之實際資料係得自圖瑞克（Turek，Μ.，）於2002 年，編號153，371-376頁，標題爲”成本有效之電透析海 φ 水除鹽作用”之刊物。奈米過濾生成水特性之實際資料係得 自曾姓（Tseng)等人於 2003 年 AWWA 2003 CA-NV An. Fall Conf·標題爲”海水除鹽作用之雙重階段NF薄膜之最佳化” 之刊物。 現在已說明本發明之某些圖解實施例，對該等嫻熟該技 術者明顯應爲前述只爲說明起見而非受限。多數修正及其 它實施例係在該技術中一般技術之其中一種之範圍內且考 量爲落入本發明範圍內。尤其是，即使此處所提出之許多 φ 實例包含方法或系統元件之特定組合，應了解的是可以其 它方式組合該等方法及元件，以達成同樣目的。例如，可 將ED及EDI設備組合在兩階段程序中，其中ED設備降低 海水中之TDS位準至範圍約5,000ppm至約6,000ppm，而 EDI設備隨後降低 TDS位準至範圍約 l，500ppm至約 2,00 0ppm 〇 而且’只與一個實施例有關而論及之方法、元件、及特 性無意從其它實施例中之類似角色加以排除。 _ ^ SJ s令該等嫻熟該技術者可輕易發生各種替代、修 -35- 200812473 改、及增進，而且，有意使增進成爲發表之一部分，其並 在本發明之精神及範圍內。例如，可依據另有方程式（5)表 示鈉吸附比： adjRNa = n.......Na )Cax +Mg 其中Na爲水中鈉濃度，單位爲me/L ; Cax爲修正鈣値， 單位爲me/L，其表示由於水中鹽度、HC03/Ca比（單位爲 me/L)、及土壤表面中估算之c〇2分壓而互補之水中鈣類濃 度；且Mg爲水中鎂類濃度，單位爲me/L。 而且’亦應查覺的是本發明指向此處所說明之每個特 性、系統、子系統、或技術，並認爲此處所說明之兩或更 多特性、系統、子系統、或技術之任意組合以及兩或更多 特性、系統、子系統、及/或方法之任意組合，如申請項目 中所具體實施者，係在本發明之範圍內，假如該等特性、 系統、子系統、及技術非相互不一致的話。 在申請項目中使用如「第一」、「第二」、「第三」等之次 序名稱來修正申請項目要素，比其中實施方法之另一或暫 時次序，本身不隱含任何優先性、優先權、或一申請項目 要素之次序，而只是做爲標籤以分辨具有某一名稱之一申 請項目要素以及具有同一名稱（但供作次序名稱用）之另一 要素。 該等嫻熟該技術者應察覺此處所說明之參數及配置可 資以爲範且該實際參數及/或配置將依特定應用而定，其中 該應用使用本發明之系統及技術。該等嫻熟該技術者亦認 -36- 200812473 知或能確定，等同本發明之特定實施例，不過使用例行之 實驗法則。因此，了解到僅藉由實例提出此處所說明之實 施例’且其在附加申請項目及同等項目之範圍內；本發明 比起明確說明者可另以方式加以實施。 如此處所用，名稱”多數”指的是兩或更多項目或組件。 名稱”包括”、”包含”、”帶有”、”具有”、”含有”及”涉及”， 不管以撰述或申請項目等，爲開放型名稱，即意爲”包含但 未限於”。因此’該等名稱之使用意爲包含之後所列舉項 目，及其等同項目，以及附加項目。針對申請項目，只有 過渡性片語”由…·組成”及”基本上由....組成，，分別爲結束性 或半結束性片語。參考尤其是處理水之用水，進一步闡述 名稱”飲用水”之使用未限制本發明主題事物之範圍並能參 考適於含耗用之家畜用水。 【圖式簡單說明】 附圖並沒有打算繪製縮尺線。圖式中，各種圖解之每 個相同或近乎相同之組件以同一號碼表示。 第1圖爲依據本發明一或更多特性之系統示意圖； 第2圖爲依據本發明進一步特性之灌溉系統示意圖； 第3圖爲表示仍依據本發明進一步特性之另一系統之 另一示意圖； 第4圖表示依據本發明某些觀點之可接受水位特性範 圍之代表圖； 第5圖表示依據本發明某些特性在各種選擇度等級 下’電透析除鹽水之鈉吸附比相對於利用單價陽離子選擇 性薄膜之總溶解固體位準之預測圖； •37- 200812473 第6圖爲本發明階狀式處理觀點以生成具有一或更多 理想特性處理水之圖表； 第7圖表示依據本發明某些實施例之膜選擇度對於設 備中所處理生成用水之總溶解固體量影響之圖表；以及 第8A及8B圖相對於其他選擇性程序，相當說明本發 明系統及技術所生成處理水某些特性之圖表。 【主要元件符號說明】

100 水處理系統 102 水源 106 控制器 108 監控感測器 110 分離設備 114 使用點 122 導管 124 導管 200 灌溉系統 202 水源 220 分離設備 222 導管 224 灌溉水分佈系統 226 導管 228 使用點 230 分離設備 232 導管 234 灌溉分佈系統 -38- 200812473 236 導管 238 使用點 242 分佈系統 244 連結 300 處理系統 302 水源 304 分離設備 306 分離設備 308 攪拌器 310 使用點 312 使用點 314 使用點 316 導管 318 導管 3 20 導管 322 導管 -39-

Claims (1)

1. 200812473 十、請專利範圍： * 1.一種方法，其係包括將待處理水導引入電驅動分離設備 ^ 以提供鈉吸附比（SAR)値約小於20之灌溉水， 其中該SAR値係依據下列公式算定， SAR [Na] #aJ+[MgJ 其中[Na]爲灌溉水中之鈉類濃度，單位爲mol/m3， [Ca]爲灌溉水中之鈣類濃度，單位爲mol/m3，以及 [Mg]爲灌溉水中之鎂類濃度，單位爲mol/m3。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中更包括加熱待處理 水。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該待處理水包括海 水與鹹水中至少一項。 4·如申請專利範圍第1項之方法，其中該灌溉水之總溶解 固體量（TDS)約小於3,500 ppm。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中更包括調整該灌溉 水鈣類濃度。 6.如申請專利範圍第1項之方法，其中更包括調整該灌溉 水鎂類濃度。 - 7 ·如申請專利範圍第1項之方法’其中更包括去除該灌溉 水中至少一部分任何含硼類。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該電驅動分離設備 包括單價選擇性薄膜。 9.如申請專利範圍第8項之方法，其中該單價選擇性薄膜 -40- 200812473 爲單價陽離子選擇性薄膜。 ^ 1 〇.如申請專利範圍第8項之方法’其中該單價選擇性薄膜 • 爲單價陰離子選擇性薄膜。 1 1.如申請專利範圍第8項之方法，其中該電驅動分離設備 包括電透析裝置。 1 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該灌溉水之S AR値 約小於9。 13.如申請專利範圍第12項之方法，其中該灌溉水之SAR 値約小於3。 ® 1 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中更包括在執行將水 導引入電驅動分離設備前’從待處理水去除懸浮微粒。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之方法，更包括將灌溉水導引 入離子交換床。 1 6.如申請專利範圍第1項之方法，其中更包括以灌溉水灌 溉至少一部分農作設施。 1,7 .如申請專利範圍第16項之方法，其中該方法更包括將 海水與鹹水中至少一項添加至該灌溉水，以生成具有理 • 想SAR値之掺合灌槪水。 18.如申請專利範圍第16項之方法，其中該方法更包括依 據至少一項農作設施需求，調整電驅動分離設備之操作 參數以達成灌溉水之預定SAR値。 19·如申請專利範圍第18項之方法，其中至少一項需求爲 至少有一項特徵係農作設施中之土壤及農作設施中至少 一項作物生長之容鹽度（salt tolerance)。 20.—種灌溉系統，其係包括： 電驅動分離設備，其流動地連接至待處理水源；以及 -41- 200812473 灌溉水分佈系統，其流動地連接至電驅動分離設備。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項之灌溉系統，其中該電驅動分 離設備包括電透析設備。 22. 如申請專利範圍第20項之灌溉系統，其中更包括加熱 器，其流動地連接至電驅動分離設備。 23. 如申請專利範圍第20項之灌溉系統，其中該待處理水 包括海水與鹹水中至少一項。 2 4 .如申請專利範圍第2 0項之灌溉系統，其中更包括鎂鹽 與鈣鹽中至少一項源頭，其流動地連接在電驅動分離設 備與灌溉水分佈系統之間。 25·如申請專利範圍第20項之灌溉系統，其中更包括過濾 器，其配置在電驅動分離設備之上游。 26 ·如申請專利範圍第20項之灌溉系統，更包括離子交換 床，其配置在灌溉水分佈系統之上游。 27.如申請專利範圍第20項之灌溉系統，其中更包括控制 器，其係配置以調整電驅動分離設備之至少一項操作參 數。 28 .如申請專利範圍第27項之灌溉系統，其中該控制器係 配置以調整電驅動分離設備之至少一項操作參數以提供 具有理想鈉吸附比値之灌溉水。 29. 如申請專利範圍第20項之灌溉系統，其中更包括攪拌 器，其具有流動地連接至電驅動分離設備之入口及流動 地連接至灌溉水分佈系統之出口。 30. 如申請專利範圍第29項之灌溉系統，其中該攪拌器更 包括流動地連接至水源之入口，該水源之鈉吸附比値約 大於20 〇 -42-