TWI728773B - 高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統 - Google Patents

Abstract

一種高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統，包括有：一伺服器、一控制模組及一容置主體；其中，該容置主體中含有一電容脫鹽裝置，該電容脫鹽裝置由複數個含有對應上電極與下電極板之平行電極板、以及水溶液通道所組成；該伺服器操控一水溶液幫浦運轉，且於一上電極板上施加正電壓，及於一下電極板上施加負電壓，因而淨化出離子濃度較低之水溶液；吸附離子達濃度區間之後，令上、下電極板上停止施加電壓，並使水溶液幫浦停止運轉；最後，再操控該水溶液幫浦運轉，且於該上電極板上施加負電壓，及於該下電極板上施加正電壓，令該上、下電極板上吸附之正、負離子釋出水溶液並進行沖堤，以完成該上、下電極板之脫鹽容量之再生。

Description

高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統

本發明係一種高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統，尤指一種能以反向充電方式和水溶液幫浦運轉方式，進行沖堤電極板釋出吸附之離子，使電極板上吸附之離子可以在短時間內有效釋出而完成電極板脫鹽容量再生之控制方法及其系統。

按，電容去離子(Capacitive deionization,CDI)技術是一種新式水處理技術，主要可用於移除水體中之帶電荷汙染物質或離子，使用電容去離子技術原理進行脫鹽的裝置，稱為電容去離子裝置或電容脫鹽裝置(以下稱電容脫鹽裝置)；相較於高能耗、低回收率之傳統去離子程序(例如：逆滲透法)，電容脫鹽裝置具有低能耗、高回收率之優勢。更者，由於電容脫鹽裝置去離子之過程具有可逆性，不用加藥即可進行電容再生，故在電容再生過程無產生二次污染物的問題，因此，CDI技術亦同時被視為一種清淨節能之創新技術。

詳細來說，電容去離子處理程序包含充電吸附以及放電脫附二階段；於充電吸附階段中，水溶液通過電容脫鹽裝置時，離子因電場作用力以被吸附於電極板，因而淨化出離子濃度較低之水溶液；而於放電脫附階段中，將水溶液以固定的流量持續通入電容脫鹽裝置，俾電極 板釋出吸附之離子，直到電極板中離子濃度與流道中之水溶液之離子濃度達到平衡，方完成電容脫鹽裝置之再生。

電容脫鹽裝置可以完成脫鹽或去離子的水處理，其技術原理是利用一個在兩片平行電極板間具有通道式結構的電容裝置中給予正電壓產生電場作用力，使其中一片電極板帶予正電荷，進而吸引待處理水溶液中的陰離子，而另一片電極板帶予負電荷，進而吸引待處理水溶液中的陽離子。因此，在充電程序中可將水溶液中的陰陽離子分別儲存在相對應電性之電極板內的表面電雙層之中，進而產出離子濃度較低的水溶液。電容脫鹽裝置在經過上述吸附水溶液中陰陽離子的「充電程序」後，電極板會漸漸吸附飽和，緊接著電容脫鹽裝置需要進行「放電程序」，將提供給電容脫鹽裝置的外部電壓移除之後，電極板間的電場消失而失去對陰陽離子的吸引力，此時因電極板中與流道間的水溶液離子濃度差異而產生濃度梯度，儲存在電極板中的陰陽離子會以濃度梯度作為驅動力而自電極板釋放至電容脫鹽裝置中兩片平行電極板間，並順者持續流動的水體被帶出電容脫鹽裝置之外，進而恢復電極板的吸附容量(可簡稱電容再生)。電容脫鹽裝置即是在上述充電程序與放電程序不斷交替的循環充放電操作程序中對水溶液進行去離子或脫鹽處理。

在充電階段是藉由電場作用力將帶電離子吸附在電極板之中，在這個過程，即使電極板中的離子濃度漸漸提升而遠高於流道中的離子濃度而產生濃度梯度，離子仍可藉由電場作用力而抵抗濃度梯度，持續的由流道中移動到電極板之中，因此，可知電場作用力的影響大於濃度梯度的影響。反之，在放電階段，在移除外部電場之後，儲存在電極 板中的陰陽離子會是以濃度梯度作為驅動力而將離子自電極板釋放至電容脫鹽裝置中兩片平行電極板間的水溶液通道。由於濃度梯度作為驅動力對離子傳輸的影響小於電場作用力作為驅動力對離子傳輸的影響，因此在放電階段若要將充電階段所吸附的離子充分排放乾淨，則需要比充電時間更長的時間來達成，進而在放電階段浪費過多的水溶液水量，而降低脫鹽水處理程序的產水率(產水率代表水處理程序中產水量與處理水量的百分比關係；處理水量等於產水量加上耗水量)。

本案發明人曾針對電容脫鹽裝置的控制方法，先前已有提出「電容去離子控制方法以及其自動控制系統」發明專利，如中華民國申請第107116792號「電容去離子控制方法以及其自動控制系統」發明專利，其揭露有：一種電容去離子控制方法及其自動控制系統，該自動控制系統包含自動控制伺服器以及電容脫鹽裝置。電容脫鹽裝置根據自動控制伺服器傳送之充電訊號，施加電壓予電極板以吸附水溶液之離子。在電極板吸附離子達特定判斷條件之後，電容脫鹽裝置根據自動控制伺服器傳送之靜置訊號，執行水溶液靜置程序，將電極板接地以釋出吸附之離子。於設定之操作時間區間後，電容脫鹽裝置根據自動控制伺服器傳送之沖提訊號，以水溶液沖提電極板以再生電極板。

然而，該發明專利雖可將電極板釋出吸附之離子，以達成電極板再生之目的，但是其電極板釋出吸附離子之方式，僅有「靜置」與「沖提」兩個階段，也就是先在靜置階段等待電極板中的水溶液離子濃度與流道中的水溶液離子濃度接近或相等時，再啟動幫浦進入沖提階段，以將電極板釋出吸附之離子，如此利用電場趨動力進行離子吸附，卻僅 利用強度遠低於電場驅動力的濃度梯度進行離子脫附，容易導致電極板釋出吸附離子之效率較差，會有電極板上吸附之離子無法完全釋出之缺失。

由此可見，上述習用物品仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。

有鑑於此，本案發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之目的，在提供一種高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統，係能以反向充電方式和水溶液幫浦反向運轉方式，進行電極板釋出吸附之離子，使電極板上吸附之離子完全釋出。

根據上述之目的，本發明之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統，其主要係包括有：一伺服器、一控制模組及一容置主體；其中，該伺服器設有一處理器及一通訊模組，該處理器與該通訊模組電性連接，該處理器可透過該通訊模組，傳送執行之命令；該控制模組係接收該伺服器傳送之執行命令，並依該執行命令執行容置主體之各種動作；該容置主體中設有一電容脫鹽裝置，由至少一含有對應之上電極板與下電極板之平行電極版組成，對應之上電極板與下電極板之間為一水溶液通道，該水溶液通道一端設有一輸入閥門，另一端則設有一輸出閥門，該輸入閥門一側設有一水溶液幫浦，該控制模組與該輸入閥門、該輸出閥門、該水溶液幫浦、該上電極板及該下電極板電性連接；藉此，當該伺服 器傳送一幫浦運轉及該電容脫鹽裝置正向充電之執行命令時，該控制模組依該執行命令，操控該輸入閥門、該輸出閥門開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦產生運轉，且於該上電極板上施加正電壓，及於該下電極板上施加負電壓，使水溶液由該水溶液通道前端流向該水溶液通道後端，流往該水溶液通道後端之途中，該上電極板上正電極因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之負離子，同時該下電極板上負電極亦因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之正離子，使水溶液中之離子因電場作用力以及被吸附於該上、下電極板之多孔結構上，因而淨化出離子濃度較低之水溶液，完成脫鹽程序；接著，在該上、下電極板因持續吸附離子而使脫鹽能力下降至濃度區間時(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的下降程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板之飽和情形之後，該伺服器傳送一幫浦停止運轉及該電容脫鹽裝置停止充電之執行命令，使該控制模組再依該執行命令，操控該輸入閥門、該輸出閥門關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦停止運轉，且於該上、下電極板上停止施加電壓，使脫鹽程序中被吸附於電極板中的離子因濃度梯度差異而自電極板向水溶液通道釋出，直到依據一操作時間區間決定該上、下電極板其脫鹽能力的恢復程度時，而完成第一次電容再生程序；最後，該伺服器再傳送一幫浦運轉及該電容脫鹽裝置反向充電之執行命令，令該控制模組再依該執行命令，操控該輸入閥門、該輸出閥門開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦產生運轉，且於該上電極板上施加負電壓，及於該下電極板上施加正電壓，使該上電極板上負電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出水溶液，同時該下電極板上正電極亦因 同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出於水溶液，在該上、下電極板因持續脫附離子而使脫鹽能力恢復至濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的恢復程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板之再生情形之後，方完成沖堤程序；接者再循環上述脫鹽程序、第一次電容再生程序、以及沖堤程序；如此一來，能以反向充電方式和水溶液幫浦運轉方式，進行沖堤電極板釋出吸附之離子，使電極板上吸附之離子可以在短時間內有效釋出而完成電極板脫鹽容量再生之控制方法及其系統。

本發明進一步可於進行第一次電容再生程序後，再進行第二次電容再生程序，即是令水溶液幫浦仍維持停止運轉的狀態下，再進行該電容反向充電，並藉該電容反向充電之電場作用力，以令帶電離子由該上、下電極板釋放至水溶液內，直到依據一操作時間區間決定該上、下電極板其脫鹽能力的恢復程度時，而完成第二次電容再生程序；最後，在維持電容反向充電的狀態下，再啟動水溶液幫浦運轉而進行沖提程序。再進行沖提程序時可依據一操作時間區間或依據出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的恢復程度，而完成沖堤程序；接者再循環上述脫鹽程序、第一次電容再生程序，第二次電容再生程序、以及沖堤程序；如此一來，能進一步有效縮短完成電容再生所需之的沖堤程序時間，使得節省更多沖堤用水之控制方法及其系統。

為便 貴審查委員能對本發明之目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說 明如下：

10:伺服器

11:處理器

12:通訊模組

13:計時器

20:控制模組

30:容置主體

31:水溶液通道

32:輸入閥門

33:輸出閥門

34:水溶液幫浦

35:上電極板

36:下電極板

37:輸入溶液導電度感測器

38:輸出溶液導電度感測器

第1圖為本發明高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統之第一種運作模式之方塊示意圖。其中電容脫鹽裝置電極為正向充電狀態，水溶液幫浦為正向運轉狀態。

第2圖為本發明高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統之第二種運作模式之方塊示意圖。其中電容脫鹽裝置電極為停止充電狀態，水溶液幫浦為停止運轉狀態。

第3圖為本發明高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統之第三種運作模式之方塊示意圖。其中電容脫鹽裝置電極為反向充電狀態，水溶液幫浦為正向運轉狀態。

第4圖為本發明高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統之第四種運作模式之方塊示意圖。其中電容脫鹽裝置電極為反向充電狀態，水溶液幫浦為停止運轉狀態。

第5圖為本發明高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統之第五種運作模式之方塊示意圖。其中電容脫鹽裝置電極為反向充電狀態，水溶液幫浦為反向運轉狀態。

本發明乃有關一種「高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統」，請參閱第1圖所示，本發明之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統，其主要係包括有：一伺服器10、一控制模組20及一容置主體30。

其中，該伺服器10設有一處理器11及一通訊模組12，該處理器11與該通訊模組12電性連接，該處理器11可透過該通訊模組12，傳送執行之命令。

該控制模組20係接收該伺服器10傳送之執行命令，並依該執行命令執行容置主體之各種動作。

該容置主體30中設有一電容脫鹽裝置，由至少一含有對應之上電極板35與下電極板36之平行電極版組成，對應之上電極板與下電極板之間為一水溶液通道31，該水溶液通道一端設有一輸入閥門32，另一端則設有一輸出閥門33，該輸入閥門一側設有一水溶液幫浦34，該控制模組20與該輸入閥門32、該輸出閥門33、該水溶液幫浦34、該上電極板35及該下電極板36電性連接。

透過該伺服器10傳輸執行命令予該控制模組20，藉以控制容置主體30，透過電容脫鹽裝置內上、下電極板35、36執行正、反向充電及短流，以達到上、下電極板35、36吸附離子、釋出吸附之離子；透過該水溶液幫浦34執行正、反向及停止運轉。

本發明之第一實施例中，請再參閱第1圖所示，當該伺服器10傳送一幫浦正向運轉及該上、下電極板35、36正向充電之執行命令時，該控制模組20依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生正向運轉，使水溶液由該水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端，且於該上電極板35上施加正電壓，及於該下電極板36上施加負電壓，水溶液流往該水溶液通道31後端之途中，該上電極板35上正電極因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之負離 子，同時該下電極板36上負電極亦因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之正離子，使水溶液中之離子因電場作用力以及被吸附於該上、下電極板35、36之多孔結構上，因而淨化出離子濃度較低之水溶液，達到淨化水質之目的，接著，在該上、下電極板35、36吸附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的下降程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之飽和情形之後，而完成脫鹽程序。

接者，請再參閱第2圖所示，該伺服器10傳送一幫浦停止運轉及該上、下電極板35、36短流之執行命令，使該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦34停止運轉，使水溶液靜置於水溶液通道31，且於該上、下電極板35、36上停止施加電壓，上、下電極板35、36因濃度梯度原理，釋放出原所各自吸附之離子，達到電極再生之目的，直到上、下電極板35、36持續脫附達一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之恢復情形，而完成第一次電容再生程序。

接者，請再參閱第3圖所示，該伺服器10再傳送一幫浦正向運轉及該上、下電極板35、36反向充電之執行命令，令該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生正向運轉，且於該上電極板35上施加負電壓(反向電壓)，及於該下電極板36上施加正電壓(反向電壓)，使水溶液由該水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端，流往該水溶液通道31後端之途中，該上電極板35上負電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出於 水溶液通道，同時該下電極板36上正電極亦因同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出於水溶液通道，達到持續進行電極再生，並將排出之離子沖堤至水溶液通道31之外之目的，直到該上、下電極板35、36脫附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的恢復程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之再生情形時，而完成沖堤程序。

接著，再循環上述脫鹽程序、第一次電容再生程序、以及沖堤程序，如此一來，此實施例能以反向充電方式和水溶液幫浦運轉方式，進行沖堤電極板釋出吸附之離子，使電極板上吸附之離子可以在短時間內有效釋出。

本發明之第二實施例中，請再參閱第1圖所示，當該伺服器10傳送一幫浦正向運轉及該上、下電極板35、36正向充電之執行命令時，該控制模組20依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生正向運轉，使水溶液由該水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端，且於該上電極板35上施加正電壓，及於該下電極板36上施加負電壓，水溶液流往該水溶液通道31後端之途中，該上電極板35上正電極因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之負離子，同時該下電極板36上負電極亦因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之正離子，使水溶液中之離子因電場作用力以及被吸附於該上、下電極板35、36之多孔結構上，因而淨化出離子濃度較低之水溶液，達到淨化水質之目的，接著，在該上、下電極板35、36吸附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能 力的下降程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之飽和情形之後，而完成脫鹽程序。

接者，請再參閱第2圖所示，該伺服器10傳送一幫浦停止運轉及該上、下電極板35、36短流之執行命令，使該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦34停止運轉，使水溶液靜置於水溶液通道31，且於該上、下電極板35、36上停止施加電壓，上、下電極板35、36因濃度梯度原理，釋放出原所各自吸附之離子，達到電極再生之目的，直到上、下電極板35、36持續脫附達一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之恢復情形，而完成第一次電容再生程序。

接著，請再參閱第5圖所示，該伺服器10再傳送一幫浦反向運轉及該上、下電極板35、36反向充電之執行命令，令該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生反向運轉，使水溶液由該水溶液通道31後端流向該水溶液通道31前端；且於該上電極板35上施加負電壓(反向電壓)，及於該下電極板36上施加正電壓(反向電壓)，水溶液流往該水溶液通道31前端之途中，該上電極板35上負電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出於水溶液通道，同時該下電極板36上正電極亦因同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出於水溶液通道，達到持續進行電極再生，並將排出之離子沖堤至水溶液通道31之外之目的。需特別說明的是，此實施例之優勢在於在脫鹽程序中，水溶液是由水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端，因此鄰近水溶液通道前端的電極所吸附的離子量較大，因此 在沖堤階段將幫浦以反向運作方式操作時，可使第一電容再生程序時自電極排出之位於水溶液通道31前端的較高濃度水溶液能直接被沖堤而排出於水溶液通道31之外。沖堤程序將持續直到該上、下電極板35、36脫附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的恢復程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之再生情形時，而完成沖堤程序。

接著，再循環上述脫鹽程序、第一次電容再生程序、以及沖堤程序，如此一來，此實施例即能以反向充電方式和水溶液幫浦34反向運轉方式，有效使電極板上吸附之離子釋出，並排出於水溶液通道之外，而縮短沖堤程序所需之時間，進而節省沖堤程序用水量。

本發明之第三實施例中，請參閱第1圖所示，當該伺服器10傳送一幫浦正向運轉及該上、下電極板35、36正向充電之執行命令時，該控制模組20依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34正向運轉，使水溶液由該水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端；且於該上電極板35上施加正電壓，及於該下電極板36上施加負電壓，水溶液流往該水溶液通道31後端之途中，該上電極板35上正電極因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之負離子，同時該下電極板36上負電極亦因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之正離子，使水溶液中之離子因電場作用力以及被吸附於該上、下電極板35、36之多孔結構上，因而淨化出離子濃度較低之水溶液，達到淨化水質之目的，接者，在該上、下電極板35、36吸附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的下 降程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之飽和情形之後，而完成脫鹽程序。

接者，請再參閱第2圖所示，該伺服器10傳送一幫浦停止運轉及該上、下電極板35、36短流之執行命令，使該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦34停止運轉，使水溶液靜置於水溶液通道31；且於該上、下電極板35、36上停止施加電壓，上、下電極板35、36因濃度梯度原理，釋放出原所各自吸附之離子，達到電極再生的目的，直到上、下電極板35、36持續脫附達一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之恢復情形，而完成第一次電容再生程序。

接者，請參閱第4圖所示，該伺服器10再傳送一幫浦停止運轉及該上、下電極板35、36反向充電之執行命令，令該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦34停止運轉，使水溶液持續靜置於水溶液通道31；且於該上電極板35上施加負電壓(反向電壓)，及於該下電極板36上施加正電壓(反向電壓)，在該水溶液通道31中停止流動之水溶液，該上電極板35上負電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出水溶液，同時該下電極板36上正電極亦因同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出水溶液，達到進一步進行電極再生之目的，直到上、下電極板35、36持續脫附達一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之恢復情形，而完成第二次電容再生程序。

接著，請再參閱第3圖所示，該伺服器10再傳送一幫浦正向運轉及該上、下電極板35、36反向充電之執行命令，令該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生正向運轉，使水溶液由該水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端；且持續於該上電極板35上施加負電壓(反向電壓)，及於該下電極板36上施加正電壓(反向電壓)，水溶液流往該水溶液通道31後端之途中，該上電極板35上負電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出於水溶液通道，同時該下電極板36上正電極亦因同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出於水溶液通道，達到持續進行電極再生，並將排出之離子沖堤至水溶液通道31之外之目的，直到該上、下電極板35、36脫附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的恢復程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之再生情形時，而完成沖堤程序。

最後，再循環上述脫鹽程序、第一次電容再生程序、第二次電容再生程序、以及沖堤程序。如此一來，此實施例即能進一步有效縮短完成電極再生所需之的沖堤程序時間，使得節省更多沖堤用水。

本發明之第四實施例中，請參閱第1圖所示，當該伺服器10傳送一幫浦正向運轉及該上、下電極板35、36正向充電之執行命令時，該控制模組20依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生正向運轉，使水溶液由該水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端；且於該上電極板35上施加正電壓，及於該下電極板36上施加負電壓，水溶液流往該水溶液通道31後端之途 中，該上電極板35上正電極因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之負離子，同時該下電極板36上負電極亦因異極相吸之原理，將吸附水溶液中之正離子，使水溶液中之離子因電場作用力以及被吸附於該上、下電極板35、36之多孔結構上，因而淨化出離子濃度較低之水溶液，達到淨化水質之目的，接者，在該上、下電極板35、36吸附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的下降程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之飽和情形之後，而完成脫鹽程序。

接者，請在參閱第2圖所示，該伺服器10傳送一幫浦停止運轉及該上、下電極板35、36短流之執行命令，使該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生停止運轉，使水溶液靜置於水溶液通道31；且於該上、下電極板35、36上停止施加電壓，上、下電極板35、36因濃度梯度原理，釋放出原所各自吸附之離子，達到電極再生的目的，直到上、下電極板35、36持續脫附達一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之恢復情形，而完成第一次電容再生程序。

接者，請參閱第4圖所示，該伺服器10再傳送一幫浦停止運轉及該上、下電極板35、36反向充電之執行命令，令該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33關閉閥門通道，且操控該水溶液幫浦34停止運轉，使水溶液持續靜置於水溶液通道31；且於該上電極板35上施加負電壓(反向電壓)，及於該下電極板36上施加正電壓(反向電壓)，在該水溶液通道31中停止流動之水溶液，該上電極板35上負 電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出水溶液，同時該下電極板36上正電極亦因同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出水溶液，達到進一步進行電極再生之目的，直到上、下電極板35、36持續脫附達一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之恢復情形，而完成第二次電容再生程序。

接著，請再參閱第5圖所示，該伺服器10再傳送一幫浦反向運轉及該上、下電極板35、36反向充電之執行命令，令該控制模組20再依該執行命令，操控該輸入閥門32、該輸出閥門33開啟閥門通道，且操控該水溶液幫浦34產生反向運轉，使水溶液由該水溶液通道31後端流向該水溶液通道31前端；且持續於該上電極板35上施加負電壓(反向電壓)，及於該下電極板36上施加正電壓(反向電壓)，水溶液流往該水溶液通道31前端之途中，該上電極板35上負電極因同極相斥之原理，將吸附之負離子釋出於水溶液通道，同時該下電極板36上正電極亦因同極相斥之原理，將吸附之正離子釋出於水溶液通道，達到持續進行電極再生，並將排出之離子沖堤至水溶液通道31之外之目的。需特別說明的是，此實施例之優勢在於在脫鹽程序中，水溶液是由水溶液通道31前端流向該水溶液通道31後端，因此鄰近水溶液通道前端的電極所吸附的離子量較大，因此在沖堤階段將幫浦以反向運作方式操作時，可使第一電容再生程序與第二電容再生程序時自電極排出之位於水溶液通道31前端的較高濃度水溶液能直接被沖堤而排出於水溶液通道31之外。沖堤程序將持續直到該上、下電極板35、36脫附離子達濃度區間之後(即依據該出流端對水溶液 的導電度監測值顯示該上、下電極板之脫鹽能力的恢復程度)，或依據一操作時間區間決定該上、下電極板35、36之再生情形時，而完成沖堤程序。

最後，再循環上述脫鹽程序、第一次電容再生程序、第二次電容再生程序、以及沖堤程序。如此一來，此實施例即能以反向充電方式和水溶液幫浦34反向運轉方式，有效使電極板上吸附之離子釋出，並排出於水溶液通道之外，而縮短沖堤程序所需之時間，進而節省沖堤程序用水量。

復請參閱第1~5圖所示，該水溶液通道31之前進一步設有一輸入溶液導電度感測器37，且該水溶液通道31之後進一步設有一輸出溶液導電度感測器38，該輸入溶液導電度感測器37、該輸出溶液導電度感測器38與該控制模組20電性連接，使該輸入溶液導電度感測器37、該輸出溶液導電度感測器38可將對該水溶液通道31中水溶液感測出之導電度值，傳予該控制模組20，令該控制模組20再將此導電度值傳予該伺服器10，而使該伺服器10之處理器11依此導電度值(離子濃度愈高導電度愈高、離子濃度越低導電度越低)，得以判斷出該上、下電極板35、36之脫鹽能力的下降程度，而能在該上、下電極板35、36吸附離子達濃度區間之後，下達該上、下電極板35、36再生之命令；並得以判斷出該上、下電極板35、36之脫鹽能力的恢復程度，而能在該上、下電極板35、36脫附離子達濃度區間之後，下達該上、下電極板35、36再循環進行脫鹽程序之命令。

復請參閱第1~5圖所示，該伺服器10進一步設有一計時器13，該伺服器10可藉由該計時器13進行計時，當計時至一操作時間區間 後，該伺服器10之處理器11可依此操作時間區間，得以推斷出該上、下電極板35、36之飽和情形，而能在該上、下電極板35、36持續吸附帶電離子至設定之時間區間數值時，下達該上、下電極板35、36進行第一階段再生程序之命令；得以推斷出該上、下電極板35、36之再生情形，而能在該上、下電極板35、36持續脫附帶電離子至設定之時間區間數值時，下達該上、下電極板35、36進行第二階段再生程序之命令；並得以推斷出該上、下電極板35、36之脫附情形，而能在該上、下電極板35、36持續脫附帶電離子至設定之時間區間數值時，下達該上、下電極板35、36進行沖堤程序之命令；得以推斷出該上、下電極板35、36之脫附情形，而能在該上、下電極板35、36持續脫附帶電離子至設定之時間區間數值時，下達該上、下電極板35、36再循環進行脫鹽程序之命令。

綜合上所述，本發明之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法及其系統，確實具有前所未有之創新系統及方法，其既未見於任何刊物，且市面上亦未見有任何類似的產品，是以，其具有新穎性應無疑慮。另外，本發明所具有之獨特特徵以及功能遠非習用所可比擬，所以其確實比習用更具有其進步性，而符合我國專利法有關發明專利之申請要件之規定，乃依法提起專利申請。

以上所述，僅為本發明最佳具體實施例，惟本發明之構造特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

10:伺服器

11:處理器

12:通訊模組

13:計時器

20:控制模組

30:容置主體

31:水溶液通道

32:輸入閥門

33:輸出閥門

34:水溶液幫浦

35:上電極板

36:下電極板

37:輸入溶液導電度感測器

38:輸出溶液導電度感測器

Claims (14)

1. 一種高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其包含下述步驟：a、脫鹽程序：透過一伺服器傳輸執行命令予一控制模組，令該控制模組控制一容置主體內之電容脫鹽裝置，並令該電容脫鹽裝置正向充電，該控制模組並控制一水溶液幫浦，令該水溶液幫浦運轉，該水溶液幫浦運轉令水溶液持續灌入電容脫鹽裝置內部，並藉該電容脫鹽裝置正向充電之電場作用力以吸附帶電離子；b、第一次電容再生程序：透過該伺服器傳輸執行命令予該控制模組，令該控制模組控制該容置主體內之電容脫鹽裝置，以停止對該電容脫鹽裝置之充電，並藉該電容脫鹽裝置中電極及水溶液通道的帶電離子濃度不同之濃度梯度，以令帶電離子由該電容脫鹽裝置中電極釋放至水溶液通道內，進一步恢復該電容脫鹽裝置之脫鹽能力；以及c、沖堤程序：透過該伺服器傳輸執行命令予該控制模組，令該控制模組控制該容置主體內之電容脫鹽裝置，並令該電容脫鹽裝置反向充電，該控制模組並控制該水溶液幫浦，令該水溶液幫浦運轉，該水溶液幫浦運轉令水溶液由電容脫鹽裝置內持續沖堤而流出，並藉該電容脫鹽裝置反向充電之電場作用力，以令帶電離子由該電容脫鹽裝置中電極釋放至水溶液通道內；其中，該電容脫鹽裝置由複數個平行電極板組成。
2. 如請求項1所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a及步驟c，該水溶液幫浦運作方向為正向。
3. 如請求項1所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a該水溶液幫浦運作方向為正向，及步驟c該水溶液幫浦運作方向為反向。
4. 如請求項1所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a，可依據該出流端對水溶液的導電度監測值顯示電容脫鹽裝置之脫鹽能力的下降程度，而終止步驟a進入步驟b。
5. 如請求項1所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a終止進入步驟b、步驟b終止進入步驟c、步驟c終止而再循環進入步驟a程序，均可依據一操作時間區間執行該程序。
6. 如請求項1所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟b，該控制模組並控制該水溶液幫浦，令該水溶液幫浦停止運轉，該水溶液幫浦停止運轉令水溶液靜置於容置主體內。
7. 如請求項1所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟c，可依據出流端對水溶液的導電度監測值顯示電容脫鹽裝置之脫鹽能力的恢復程度，而終止步驟c再循環進入步驟a程序。
8. 一種高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其包含下述步驟：a、脫鹽程序：透過一伺服器傳輸執行命令予一控制模組，令該控制模組控制一容置主體內之電容脫鹽裝置，並令該電容脫鹽裝置正向充電，該控制模組並控制一水溶液幫浦，令該水溶液幫浦運轉，該水溶液幫浦運轉令水溶液持續灌入電容脫鹽裝置內部，並藉該電容脫鹽裝置正向充電之電場作用力以吸附帶電離子； b、第一次電容再生程序：透過該伺服器傳輸執行命令予該控制模組，令該控制模組控制該容置主體內之電容脫鹽裝置，以停止對該電容脫鹽裝置之充電，並藉該電容脫鹽裝置中電極及水溶液通道的帶電離子不同之濃度梯度，以令帶電離子由該電容脫鹽裝置中電極釋放至水溶液通道內；c、第二次電容再生程序：透過該伺服器傳輸執行命令予該控制模組，令該控制模組控制該容置主體內之電容脫鹽裝置，並令該電容脫鹽裝置反向充電，並藉該電容脫鹽裝置反向充電之電場作用力，以令帶電離子由該電容脫鹽裝置中電極釋放至水溶液通道內；以及d、沖堤程序：透過該伺服器傳輸執行命令予該控制模組，該控制模組控制該水溶液幫浦，令該水溶液幫浦運轉，該水溶液幫浦運轉令水溶液由電容脫鹽裝置內持續沖堤而流出；其中，該電容脫鹽裝置由複數個平行電極板組成。
9. 如請求項8所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a及步驟d，該水溶液幫浦運作方向為正向。
10. 如請求項8所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a該水溶液幫浦運作方向為正向，及步驟d該水溶液幫浦運作方向為反向。
11. 如請求項8所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a，可依據出流端對水溶液的導電度監測值顯示電容脫鹽裝置之脫鹽能力的下降程度，而終止步驟a進入步驟b。
12. 如請求項8所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟a終止進入步驟b、步驟b終止進入步驟c、步驟c終止進入步驟d、步驟d終止而再循環進入步驟a程序，均可依據一操作時間區間執行該程序。
13. 如請求項8所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟b、步驟c，該控制模組並控制該水溶液幫浦，令該水溶液幫浦停止運轉，該水溶液幫浦停止運轉令水溶液靜置於容置主體內。
14. 如請求項8所述之高效能的電容脫鹽裝置之控制方法，其中步驟d，可依據出流端對水溶液的導電度監測值顯示電容脫鹽裝置之脫鹽能力的恢復程度，而終止步驟d，再循環進入步驟a程序。

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