專利名稱：：流體的電化學離子交換處理的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明的實施例有關于電化學單元處理流體來控制流體中的離子、微粒及微生物含量，以及再生單元。
背景技術：
：包含電化學離子交換單元的流體處理裝置可用來處理流體，例如，用于選擇性交換存在于流體中的離子；由飲用水中去除污染物；減少總?cè)芙夤腆w(TDS);處理工業(yè)廢水或有害廢水；及將鹽水脫鹽等等用途。電化學離子交換單元具有水解作用離子交換膜于單元中的兩相對電極間。當憑借單元電源施加電流于電極時，于該膜的陽離子交換層與陰離子交環(huán)層間的邊界，水被不可逆地解離成為H+離子及OH'離子，造成陽離子及陰離子從通過單元的流體流中交換。電化學單元可未使用危險化學品而被再生，單純經(jīng)由逆轉(zhuǎn)所施加的電位，同時以流體沖洗單元來再生。此外，為了獲得連續(xù)操作，兩個或多個電化學單元可連接來允許于單元中進行流體的處理，同時另一個單元則被再生。當施加反電位時，未使用任何化學品，膜被再生。單元也可具有閥，用于控制處理程序及再生程序期間的流體流動。電化學系統(tǒng)可用來選擇性控制所處理的流體中的離子含量，但典型無法從流體流中去除沉淀物及微粒。典型出現(xiàn)于諸如井水或甚至經(jīng)過處理的自來水等流體中的固體包括微粒及沉淀物，諸如砂石或泥土。自來水也可能含有必需被移除的鉛或其它重金屬離子。工業(yè)廢水系統(tǒng)也可使用來減少微粒物質(zhì)。除了從流體中去除離子之外，也希望從流體流中去除此等微粒。有高固體含量的流體也可能堵塞膜，限制膜的工作周期且阻塞電化學單元的孔口。另一項問題為，來自于井或自來水源的硬水也含有溶解化合物，諸如鈣、鎂及錳化合物及碳酸氫鹽或硫酸鹽。此等鹽類可能于處理周期期間于單元及管路中沉淀出。舉例言之，溶解的碳酸鈣化合物可能沉淀出而堆積于單元壁、管路及膜上，需要頻繁更換或清潔此等組成組件。鱗垢堆積于卡匣、單元或管路，提高流體進入壓力需求，且降低流經(jīng)單元的流速。于膜再生期間沉淀出的溶解轉(zhuǎn)化合物也可能以鱗垢或微粒堵塞膜，而降低單元效能。于流體處理程序中，也期望降低可能存在于處理后的流體流中的微生物諸如細菌、微生物或甚至病毒的含量。未能適當消毒飲用水，可能導致嚴重后果。例如，隱孢蟲(Cryptosporidium)乃飲用水的污染物，造成威斯康星州密瓦基市發(fā)病人數(shù)超過40萬人。此等微生物可能存在于處理前的原水流體，及/或?qū)嶋H上于流體處理程序的本身產(chǎn)生及添加至流體流。存在于原水流體中的微生物可于憑借離子交換進行流體處理之前，憑借傳統(tǒng)細菌分解、消毒或滅菌等手段去除。于流體處理裝置內(nèi)部所產(chǎn)生的微生物生長也可憑借定期清潔流體處理系統(tǒng)來減少。但此種清潔經(jīng)常效力不彰，原因在于此種清潔只能部分去除形成于流體處理系統(tǒng)內(nèi)壁的有機生物殘渣，但此種系統(tǒng)的多個組成組件內(nèi)表面難以接近。此外，刷洗裝置內(nèi)表面來完全去除強力黏著膜，可能導致刮痕，后來形成的生物膜更為強力黏著于刮痕上，結(jié)果皆更難以移除。傳統(tǒng)膜再生程序處理上過度費時，且需使用過量流體或電力來再生。縮短再生膜所耗用的時間，將允許每單位時間單元可用于更大量的處理周期。最小化再生膜耗用的電力，既可降低能量成本，同時也可減少典型因溫度梯度而增加的鱗垢形成。于水過濾用途中，再生過程中的過量廢水經(jīng)常造成工作成本的升高。于工業(yè)應用中，角來再生膜的流體可能昂貴，難以取得或危險，特別于化學過濾系統(tǒng)危險，因而難以根據(jù)環(huán)保法規(guī)來棄置。如此期望最佳化膜再生程序，來縮短再生時間，減少流體與能量的耗用。處理流體供飲用水用途有另一項問題。于再生周期期間，水通過單元，來去除離子及沖出殘余固體。但少部分再生水流于再生程序完成后可能變成捕捉于單元內(nèi)部。當隨后使用者初次啟動單元時，單元將該殘余物所捕捉的流體放電，可能有沉淀物、可能變色、或有非期望的味道。當單元不用時關閉孔口，也可能引發(fā)相同問題，造成單元中的殘液被由單元所滲透出的離子所游離，且進入停滯的單元水中；如此喪失處理程序的效果。此外，通過單元的流體質(zhì)量各異，可能影響處理周期及再生周期。自來水源的離子組成、硬度、pH值、壓力及其它水源特性經(jīng)常于不同時間改變或于各城市間改變。較高的周圍水溫可能變更熱水或冷水的處理性質(zhì)及再生性質(zhì)。此外，當正常單元電極功率級別施加至熱輸入流體流時，輸出流體溫度可能過高。輸入水中的硬鈣鹽含量的變化也可能造成流體處理與再生的非期望的起伏波動。期望有一種流體處理裝置，包含電化學單元，其可有效處理流體來控制流體中的離子含量，去除沉淀物和微粒，以及處理就離子含量或離子類型、硬度、pH值、溫度及壓力等方面而言各異的流體。進一步期望可更快速更徹底且耗用較少流體及電力來再生膜。進一步期望去活化或防止流體中的微生物的繁殖、去除微生物或減少微生物含量。此處所述的系統(tǒng)、裝置及方法的特征、態(tài)樣及優(yōu)點參照后文說明、附圖及隨附的權(quán)利要求范圍將更為明了，全部皆提供系統(tǒng)、裝置及方法的說明例。但須了解此處所述的各項特征本身可就此使用或以任一種選擇性組合使用，并非單純?nèi)缣囟ǜ綀D的內(nèi)文、或任何特別說明的特征的組合，附圖包括圖1為一種包含電化學單元具有電極設置環(huán)繞膜的流體處理裝置的實施例的示意圖2A為圖1的電化學單元的示意剖面頂視圖，顯示一卡匣其具有膜且有整合一體的隔件，該隔件環(huán)繞一中心管螺旋狀巻繞；圖2B為一種電化學單元的實施例的示意透視分解圖，該單元具有膜裹于管狀電極周圍，該電極可施加電位于單元，來當流體流通過膜時將流體流中的微生物去活化；圖3A為一種包含電極環(huán)繞一膜的電化學單元的實施例的示意透視分解圖，顯示垂直于膜施加電場來獲得跨該膜的電位降；圖3B為一種包含圓形膜和電極的電化學單元的實施例的示意透視分解圖3C為包含兩個內(nèi)電極及兩個外電極的電化學單元的實施例的示意剖面圖3C1為一種尺寸穩(wěn)定的陽極電極的示意剖面圖，該電極包含導電基材具有表面涂層，且有部分絕緣體涂層于電極的相鄰部上；圖4A為一種控制器的示意方塊圖，該控制器包含控制模塊及一電極電源用來操作圖1的電化學單元；圖4B為適合用于圖4A的電源的直流電壓供應器的電路圖5為包含電磁傳感器及一磁性渦輪總成的一種流量傳感器的側(cè)視圖6為曲線圖，顯示異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值相對于圖2A及圖2B的電化學單元的單元周期數(shù)；圖7為曲線圖，顯示對于具有螺旋狀包裹膜的電化學單元，呈流速的函數(shù)，細菌計數(shù)值及病毒計數(shù)值二者的對數(shù)下降值；圖8A及圖8B為曲線圖，顯示于通過單元流速為0.25升/分鐘(第7A圖)及通過單元流速為0.50升/分鐘(第7B圖)，呈通過單元施加的直流電流的函數(shù)，大腸桿菌(E.Coli)細菌的對數(shù)下降值；圖9A為沉淀過濾器的橫截面示意圖9B為逆滲透過濾器的橫截面示意圖IO為活性碳過濾器的橫截面示意圖IIA為包含紫外光單元的一種抗微生物單元的橫截面示意圖；圖11B為包含飽和鹽溶液單元及一控制閥的一種抗微生物單元的示意圖12為包含多個電化學單元的一種流體處理裝置的實施例的示意方塊圖13為用于閥系統(tǒng)用來調(diào)節(jié)通過流體處理裝置的流體流量的電動閥的剖面?zhèn)纫晥D14為適合用于閥系統(tǒng)的單元閥的剖面?zhèn)纫晥D15為一種流體處理裝置的實施例的示意圖，該裝置具有雙重電化學單元及雙重電源、一電磁閥系統(tǒng)及多個過濾器；圖16為一種流體處理裝置的另一個實施例的示意圖，該裝置具有雙重電化學單元及雙重電源、一電磁閥系統(tǒng)及多個過濾器；圖17為隨著時間的經(jīng)過，供給電極的噴流流體量及電流的曲線圖18為電化學單元的再生周期的曲線圖，顯示于該再生周期中的噴流時間及隨著時間的經(jīng)過供給電極的電流；圖19為一種流體處理裝置的示意流量圖，該流體處理裝置具有一流量調(diào)節(jié)計及一流量傳感器于一對電化學單元的流徑上；圖20為一種具有限流器于電化學單元的流徑上的一種流體處理裝置的示意流量圖21為去離子流體從單元流動結(jié)束后，對去離子電力供給單元的不同時間段，從通過單元的流體移除的離子百分比的曲線圖22為于下列各情況下，于電化學單元執(zhí)行去離子處理周期的處理水的導電率的曲線圖(a)包含硬水的流體用來再生單元；(b)包含軟水的流體用來再生單元；以及(c)包含去離子水的流體于逆向流流經(jīng)去離子流體孔口而流過單元；圖23為當不同再生電流施加于電極時，隨著時間的經(jīng)過從單元輸出的再生流體或廢流體的導電率的曲線圖24為對于以圖23的較低再生電流級別來再生的單元，于輸出的去離子流體中減少的總?cè)芙夤腆w(TDS)的百分比的曲線圖；以及圖25為呈存在于輸入流體的氯離子及流速的函數(shù)，測量得的輸出流體中的總氯含量的曲線圖。具體實施方式本系統(tǒng)、裝置及方法的實施例可處理流體來萃取離子、置換離子或添加離子至流體，去除顆粒及沉淀物，以及去活化或降低流體中的微生物含量。雖然提供流體處理裝置的具體實施例來舉例說明本發(fā)明，但不可用來囿限本發(fā)明的范圍。舉例言之，流體處理裝置可包含如本領域技術人員顯然易知之除了此處所述的電化學單元或單元配置以外的一種裝置。此外，除了處理水(作為此處的具體實施例加以說明)之外，流體處理裝置也可用來處理其它流體，諸如基于溶劑或基于油的流體、化學料漿及廢水。如此，此處所述具體實施例不可用來囿限本發(fā)明的范圍?？蓱{借離子交換處理流體的裝置100的具體實施例顯示于圖1。裝置100包含電化學單元(electrochemicalcell)102，其包括一殼體104包圍至少兩個電極106、108以及張或多張離子交換膜110，諸如水解離子交換膜。設置單元電源U4經(jīng)由供給電流或電壓至電極106、108來供電給電極106、108。閥系統(tǒng)118控制來自流體源120的流體供應，來提供留入流體流124至單元。處理后的流體送出單元102之外，作為經(jīng)處理的流體流或流出流體流125，其可儲存于處理流體罐126及/或從配送裝置128釋放。電化學離子交換裝置說明于共同轉(zhuǎn)讓的授予給Nyberg等人的美國專利No.5,788,812、也是授予Nyberg等人的美國專利申請No.10/130,256;以及Holmes等人提出申請的美國專利申請No.11/021,931，各案全文以引用方式并入此處。單元102的電極106、108由導電材料諸如金屬或金屬合金制成，導電材料可對抗單元102操作中，電極106、108的正偏極化及負偏極化期間所形成的低pH值或高pH值化學環(huán)境的腐蝕。適當電極106、108可由防蝕材料如鈦或鈮制造，且具有貴金屬如鉑的外涂層。電極106、108的形狀依據(jù)電化學單元102的設計及流經(jīng)單元102的流體流124的導電率決定。電極106、108的適當形狀例如包括線、線網(wǎng)包裹、以及帶有沖孔的薄片。電極106、108設置來提供當施加電流于電極106、108時，通過膜110的電位降。于一個實施例中，如圖1B及圖1C所示，單元102包含卡匣130含有一對電極106、108，電極為包裹卡匣130中心升流管109的線、及包裹于卡匣外側(cè)相鄰于殼體104內(nèi)壁的線。電極位置環(huán)繞一螺旋狀包裹的水解膜(water-splittingmembrane)110堆棧，電極憑借外嵌套管(圖中未顯示)而巻起且結(jié)合在一起。于單元102c中，流體流124由殼體外側(cè)至內(nèi)側(cè)流動于膜層間，且流入升流管109頂部，于單元底部流出；或流體流動可為相反方向。電位差于兩片電極106、108間跨螺旋狀巻繞膜110的堆棧施加。較佳卡匣130以較小腳印，提供于二電極106、108間的高密度或高填充效率的堆棧膜110，也允許憑借更換卡匣130而更容易置換膜或清潔膜。電極106、108也有其它形狀，諸如依據(jù)應用用途而定可為同心球形、平行板形、管狀線網(wǎng)形、圓盤形或甚至圓錐形。例如圖3A顯示平行板單元102a，包含一對電極106、108，其為水解膜110的任一側(cè)上的平行板。并非使用一張膜IIO，本單元中也可使用多張堆棧膜110。于平行板單元102a中，流體流124垂直流經(jīng)膜110或流經(jīng)膜110的表面間。至于另一個實例，如圖3B所示的圓盤形單元102b包含一對電極106、108，包含圓盤于一堆棧水解膜110的任一側(cè)上。于圓盤形單元102b中，流體流124憑借重力的輔助而流經(jīng)膜110。電位降施加于兩個圓盤形電極106、108間。膜IIO也可成形為圓形圓盤，膜間也具有隔件(圖中未顯示)。電化學單元102的又另一個版本包含兩個內(nèi)電極108a、b及兩個外電極106a、b,如圖3C所示。傳統(tǒng)單元102使用單一內(nèi)電極108及單一外電極106，依據(jù)單元處于去離子模式或再生模式，二電極交替作為陽極與陰極操作。但于雙重電極單元版本中，第一對內(nèi)電極108a及外電極106a各自由相同的第一材料構(gòu)成。第二對內(nèi)電極108b及外電極106b各自由相同的第二材料構(gòu)成，該第二材料為與第一材料不同的材料。單元102的電源U4施加電流來操作第一對內(nèi)電極108a及外電極106a排他地用作為陽極(例如于去離子步驟)；由不同材料構(gòu)成的第二對內(nèi)電極108b及外電極106b排他地被用作為陰極(例如于再生步驟期間)。操作中，電源114中斷未使用的電極的連接讓其變浮動。例如若電流供給內(nèi)電極108a及外電極106a，則內(nèi)電極108b及外電極106b將中斷連接來減少電極間的雜散電流。第一對內(nèi)電極108a及外電極106a作為陽極，皆由可減少陽極電極腐蝕的材料構(gòu)成，否則受到流體中被吸引至正極性電極的特定離子的化學供給可能造成陽極電極的腐蝕。適當陽極電極108a、106a為尺寸穩(wěn)定陽極或稱做DSA。此等陽極電極提供較長的總體壽命、較少維修、或降低單元操作成本。于一個版本中，如圖3C1所示，各個尺寸穩(wěn)定陽極電極108a、106a包含導電基材107a具有表面涂層107b。表面涂層107b可能為含缺陷的固溶體，含有至少一種貴金屬氧化物及至少一種"閥"金屬氧化物。于此等置換型固溶體中，定向于特征性金紅石閥金屬氧化物晶體晶格結(jié)構(gòu)的閥金屬的填隙原子以貴金屬原子置換。與兩種氧化物的物理混合物為絕緣體相反，此種結(jié)構(gòu)具有導電性質(zhì)。除了為導電性之外，也可為催化性或電催化性。適當閥金屬包括鈦、鉭、鈮及鋯；而植入的貴金屬可包括鉑、釕、鈀、銥、銠及鋨。閥金屬對貴金屬的莫耳比典型于約0:2至約5:1間改變，例如2:1。導電基材107a也可由閥金屬制成。此等DSA電極的一個實例包含鈦基材107a具有表面涂層107b，其包含二氧化鈦及二氧化釕的固溶體。鈦基材107a于氯環(huán)境下為防蝕性，不似例如由石墨等構(gòu)成的陽極，鈦基材允許結(jié)構(gòu)于使用壽命期間維持其尺寸耐性。另一個實例為于氧離子環(huán)境下可對抗溶蝕的DSA電極，其由鈦基材107a構(gòu)成，其具有一涂層107b包含不同金屬的多層或一電化學活性金屬氧化物層。內(nèi)電極108b及外電極106b作為陰極，也由耐溶蝕材料構(gòu)成，可延長其作為陰極的壽命，于離子性流體中有負極性。用于陰極電極108b、106b的適當耐溶蝕材料包括碳及不銹鋼。雙內(nèi)電極及雙外電極108a，b、106a,b，其中一者用作為陰極而另一者用作為陽極，可相鄰定位，讓電極于單元102的概略同一區(qū)。于一個版本中，雙內(nèi)電極106a，b皆有相同形狀、尺寸及組態(tài)，雙外電極108a，b也大致相同。于一個版本中，內(nèi)陰極電極108b和外陰極電極106b由不銹鋼制成；而內(nèi)陽極電極108a及外陽極電極106a皆為由鈦及二氧化釕構(gòu)成的DSA電極。于又另一個版本中，內(nèi)電極108a，b并排設置，有絕緣體涂層于各內(nèi)電極的相鄰部分；外電極106a,b也并排設置，具有絕緣體涂層107c于各外電極的相鄰部分。絕緣體涂層107c可為陶瓷涂層，例如電漿噴灑氧化鋁或二氧化鈦。涂層107c的厚度薄，例如厚度小于100微米?；仡^參考圖2A及圖2B，卡匣130設置于電化學單元102的殼體104內(nèi)部。殼體104具有一入口或流入孔口146，用來將于流入流體流124中的輸入流體導入單元內(nèi)部，以及具有一出口或去離子孔口148來釋放出流出流體流125中的處理后的輸出流體?？ㄏ?30包含液壓多孔管狀內(nèi)壁134，諸如剛性網(wǎng)狀管，于其上方巻繞膜IIO，以及端帽138a，b安裝于管狀內(nèi)壁134的任一端上?？ㄏ?30也可設計用于多種流樣式，例如端對端流(平行于管狀內(nèi)壁134)，或內(nèi)至外流(來去于管狀內(nèi)壁134的徑向流)。管狀內(nèi)壁134、含有巻繞膜的外套筒142、及端帽138a，b設計來提供流體通道144，提供實質(zhì)跨越整個膜表面的期望的流動樣式。舉例言之，對來去于管狀內(nèi)壁134流動的流體流124，跨各個結(jié)構(gòu)化膜IIO的內(nèi)表面及外表面，端帽138a，b密封螺旋狀巻繞膜110末端，來防止流體由孔口146至孔口148的路途中繞道膜110表面。膜IIO也配置于卡匣130，來提供由孔口146至孔口148的流體通道144。流體流124流過流體通道144中各膜110的陽離子交換層150及陰離子交換層152。較佳信道144構(gòu)成統(tǒng)一連續(xù)路徑，以未打斷的順序由孔口146連續(xù)延伸至孔口148。于一個版本中，離子交換膜110為水解性，也稱作為兩極性、雙層膜或?qū)訝钅?。水解作用的離子交換膜110包含陽離子交換層150及陰離子交換層152，其共同接合于膜接口156，如圖2A及圖2B所示。于所示版本中，陽離子交換層150面對第一電極或外電極106，而陰離子交換層152面對第二電極或內(nèi)電極108。于此實施例中，三張膜IIO螺旋狀包裹來形成平行流配置，表示流體可于膜110間的三個相當流體通道144由孔口146流至孔口148。對任何流樣式，例如平行流或就管狀內(nèi)壁134的徑向流，一張或多張膜110可以平行配置包裹，來改變跨卡匣130的電壓降、及改變于選用來提供通過單元102的期望電壓降的平行流配置中包裹的膜110的數(shù)目。雖然膜110通常相對于彼此緊密包裹，但為求圖解清晰，膜110顯示疏松包裹，膜間有間隔。陽離子交換層150及陰離子交換層152分別含有陽離子交換材料及陰離子交換材料，典型呈含離子的固體或凝膠形式，離子可憑借其它離子所置換，或與特定離子進行化學反應來從流體流124中去除離子。舉例言之，適當陽離子交換材料及陰離子交換材料包括交聯(lián)的或未經(jīng)交聯(lián)的有機聚合物或無機結(jié)構(gòu)，諸如沸石。陽離子交換材料可交換陽離子，而對材料結(jié)構(gòu)不會造成永久性改變，陽離子交換材料例如可包括酸性基團。適當陽離子交換材料可包含個或多個可交換陽離子的酸性官能基，諸如-COOM、-S03M、-P03M2、及-C6H40M，此處M為陽離子(例如氫、鈉、鈣或銅離子)。陽離子交換材料也包括包含中性基團或配體可透過配位而非透過靜電或離子鍵結(jié)而結(jié)合的基團(例如砒啶基團、膦基團、及硫陰離子基團)以及包含錯合基或螯合基的基團(例如衍生自胺基磷酸、胺基羧酸及羥酸的基團)。陰離子交換材料交換陰離子，對其結(jié)構(gòu)不會造成永久性改變，可為例如堿性基團。其它適當陰離子交換材料包含個或多個可交換陰離子的堿性官能基，諸如-NR3A、-NR2HA、-PR3A、-SR2A、或C5H5NHA(秕啶)，此處R為烷基、芳基、或其它有機基團而A為陰離子(例如氫氧陰離子、碳酸氫根、氯陰離子、或硫酸根陰離子)。用于離子交換膜110的適當陽離子交換材料及陰離子交換材料的選擇依據(jù)膜110的用途決定。舉例言之，于基于水的溶液流的去離子中，膜UO包含陽離子交換層150包含-SO3M基或羧酸基(-COOH);而陰離子交換層152具有-NR3A基團諸如三甲基銨基(-NCH3)或三乙基胺基(-N(C2H5)3)為較佳實施例。此種膜IIO易于水中溶脹，因而于寬廣的pH值范圍提供低電阻及高質(zhì)量傳送速率。當要求特別有效的離子交換再生時，以包含弱堿基團或弱酸基團的陰離子交換材料為佳。例如，-NR2HA將與OH'以極為有利的反應反應來形成-NR2、H20，而驅(qū)逐A-。舉另一例，用于由含其它離子例如鈉離子的液體選擇性去除鈣離子或銅離子，以離子交換基團諸如-COOM或螯合基團諸如胺基羧酸為佳。此等弱酸基團由于-(COO)nM與H+的強力有利反應形成-COOH而驅(qū)逐M+、此處M為金屬離子，故可提供特別有效再生的額外效果。水解離子交換膜110可具有重復三度空間形狀的圖樣的組織結(jié)構(gòu)，諸如峰和谷數(shù)組，其說明例顯示于Hawkins等人的"結(jié)構(gòu)化離子交換膜"，美國專利申請No.10/900,256，申請日2004年7月26日，該案全文以引用方式并入此處。結(jié)構(gòu)化特征可為溝與脊數(shù)組，其彼此線性隔開且平行于通過單元的流體流124的流徑。結(jié)構(gòu)化特征通常具有微米級的尺寸。膜110可經(jīng)螺旋狀包裹，有或無隔件154設置于陽離子交換層150或陰離子交換層152個別的外表面上，將其與相鄰層隔開，如圖2A及圖2B所示。隔件154可由含纖維的介電材料諸如聚合物如聚乙烯或聚丙烯構(gòu)成，且具有厚度由約0.01毫米至約5毫米，或更典型約為0.1毫米。隔件154將結(jié)構(gòu)化膜110彼此隔開，來允許流體的更佳流經(jīng)膜110?？ㄏ?30包含數(shù)張膜110，有隔件154螺旋狀巻繞于管狀內(nèi)壁134(典型為圓柱形)周圍?？刂破?70控制裝置IOO的操作，供給控制信號和電力給裝置100的各個組成組件。于一個版本中，控制器170包含電源114及控制模塊140，如圖4A所示。電源114可產(chǎn)生電壓來輸送電力給離子交換裝置100的各個組成組件。由電源114所產(chǎn)生的電壓級別可依據(jù)例如組成組件的需求、離子交換裝置100的工作條件或其它因素而輸送電力給裝置100的各個組成組件?？刂颇K140可產(chǎn)生與接收信號和指令，來個別操作與集合操作離子交換裝置100的各個組成組件?？刂颇K140包含電子電路和程序代碼來接收、評估與發(fā)送信號。舉例言之，控制模塊140可包含(i)可程序集成電路芯片或中央處理單元CPU(圖中未顯示)，(ii)內(nèi)存(圖中未顯示)諸如隨機內(nèi)存及儲存內(nèi)存，(iii)周邊輸入裝置及輸出裝置(圖中未顯示)諸如鍵盤及顯示器，以及(iv)硬件接口版(圖中未顯示)包含模擬、數(shù)字輸入版及輸出版，及通訊版?？刂颇K140還包括儲存于內(nèi)存的程序代碼指令，其可控制與監(jiān)視離子交換裝置100的離子交換單元102、電源1M、及其它組成組件。程序代碼可以任一種傳統(tǒng)計算機程序語言寫成。適當程序代碼使用傳統(tǒng)文書編輯器加載單一檔或多文件，且儲存于內(nèi)存或于內(nèi)存具體實施。若加載的密碼文字為高級語言，則密碼經(jīng)過編譯，然后所得編譯碼與預先編譯的存庫例程的目的碼鏈接。為了執(zhí)行經(jīng)過鏈接且經(jīng)編譯的目的碼，使用者叫出目的碼，造成CPU讀取且執(zhí)行該碼來從事該程序所識別的工作。一個版本中，控制模塊140包含微控制器152。微控制器152典型為單一積體裝置，其包含若干控制模塊140的組成組件。舉例言之，微控制器152可包含CPU、內(nèi)存、程序代碼、輸入電路及輸出電路，以及其它可特別訂制或調(diào)適特殊工作的電路。微控制器152為較佳，原因在于微控制器152將相當高度功能包封于單一可程序組件中。適當市售微控制器152的一個實例為皮麥可(PICmicro)系列的微控制器152，諸如28/40接腳8位CMOS快閃PIC16F87X微控制器，得自位在亞利桑納州堪德勒的微芯片公司(Micmchip)。市售微控制器的另一個實例為得自亞利桑納州鳳凰城摩托羅拉公司(MotorolaCorp.)的68000。于一個版本中，電源114及部分控制模塊140諸如陰離子交換層152可共同形成一經(jīng)控制的電源。經(jīng)控制的電源將電壓及電流的產(chǎn)生組合來傳輸電力給離子交換裝置100的具有陰離子交換層152的程序能力及控制功能的組件。經(jīng)過控制的電源也可為控制器170的一部分，控制器170具有控制模塊140及陰離子交換層152以外的組成組件。電極電源114用來將交流電壓源158轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出而充電單元電極106、108，驅(qū)動于電化學處理單元102中的流體處理。于電極106與電極108間施加的直流電壓幅度影響單元102中的離子質(zhì)量傳送，因此較高電壓對應于較大離子質(zhì)量傳送，較低電壓對應于較少離子質(zhì)量傳送。為了調(diào)整所處理的流體的性質(zhì)，電極電源114必需可輸送選擇式直流電壓?？山邮艿闹绷麟妷狠敵隼鐬榫哂姓穹凹y波的脈沖式直流電壓。于一個版本中，紋波具有于一段規(guī)定時間段直流電壓的時間平均值的約10%至約50%;電源114可產(chǎn)生直流電壓，其具有電壓級別典型于約0伏至約330伏或約30伏至300伏間的范圍選用施加于電極的電壓極性也影響操作，因此一種極性為與流體處理相對應，而相反極性為與電化學單元再生相對應。為了具有此等特性，電源114必需包含某些組件，亦即可整流及倍增交流輸入電壓的直流電壓供應器164、具有計時電路的電壓級別選擇器165、電流檢測器232、極性選擇器216，必須憑借控制器170控制，其可解譯傳感器信息，且輸出適當命令信號至電壓級別選擇器165及極性選擇器216。適合用于圖4A的電源114的直流電壓供應傳感器160的一個實施例顯示于圖4B。直流電壓供應傳感器160包含整流器168及一倍增器172。整流器168包含光學耦接至計時信號電路的經(jīng)閘控的電路組件的順時針正向并聯(lián)電路。閘控電路組件為SCR176a,b。SCR優(yōu)于標準蕭克利(Schockley)二極管的一項可能優(yōu)點為其閂鎖性質(zhì)，允許其切換為關，直到憑借供應電壓至SCR176的閘極而被切換為開為止。SCR176a，b響應于扳機脈沖被切換為開，允許電流正向通過于SCR176被切換為開后所出現(xiàn)的交流波形部分。于閘極電壓被去除后，直到施加的AC電壓降至低于其臨界導通值，SCR176將持續(xù)通過電流，然后再度被切換為關。電壓級別選擇器165包含計時電路，其選擇觸發(fā)脈沖，具有足夠允許導通的SCR176被活化的時間。順時間正向并聯(lián)SCR電路有效包含兩個相反方向配置的整流器168，如此輸出電壓信號包含正脈沖及負脈沖。換言之，各個整流器組件亦即各個SCR產(chǎn)生至少部分半波整流電壓，其具有極性為與由另一個整流器組件亦即另一個SCR所產(chǎn)生的半波整流電壓的至少一部分的極性相反極性。于所示實施例中，SCR176a，b也可用來調(diào)節(jié)傳輸至電壓倍增器的功率量，如此調(diào)整得自電源114的電力和電壓。來自整流器168的輸出可用作為電壓倍增器172的輸入，電壓倍增器172整流及倍增該輸入。倍增器172包含兩個二極管208a，b，其連接至整流器168的輸出，一者可通過來自于該輸出的電流，而另一者可將電流通入該輸出內(nèi)。二極管208a,b的末端附接至兩個電容器212a，b，電容器212a，b的末端連接至AC輸入的中性接腳171。輸出電壓傳送至包括其接腳間的兩個電容器212a,b。當輸入信號為正電壓脈沖時，電流流經(jīng)正向二極管208a，流至電容器212a上，及流出AC輸入的中性接腳171之外，充電電容器212a。當輸入信號為負電壓脈沖時，電流流經(jīng)反向二極管208b，流出電容器212b之外及離開中心接腳171，從而充電電容器212b。若電路可利用的電力高于其電力輸出，則電容器212a,b將充電來獲得經(jīng)切斷的AC輸入信號的電壓振幅兩倍的組合輸出電壓。若有所需，輸出電壓可進一步憑借施加電壓倍增器的輸出至另一對電容器來進一步步進向上，但可用電流受整流器的電力輸入所限。于一個版本中，電流檢測器232包含于DC輸出線的電阻器，于電流通過時，具有可任選地耦接至一光-晶體管(圖中未顯示)的電壓。光-晶體管于施加光時通過電壓，輸出與電極106、108的二終端間流過的電流的相關電壓信號。此信號發(fā)送至控制器170，其可解譯輸入且發(fā)訊通知電壓級別選擇器165的計時電路，來控制供給單元102的電流。供纟貪整流器168的觸發(fā)脈沖的時序影響D電源C的輸出電壓，且由電壓級別選擇器165所供應。于電源114的一個版本中，電壓級別選擇器165包含零交越檢測器(圖中未顯示)、一電容器與切換電阻器網(wǎng)絡(圖中未顯示)及一定時器(圖中未顯示)。零交越檢測器連接至AC電源，每次看到AC電源通過O伏及輸出一脈沖。電容器及電阻器電路界定RC時間為常數(shù)，具有可憑借控制器170調(diào)整的電阻，讓時間常數(shù)變成可調(diào)整。時序讀取且組合零交越檢測器的脈沖化輸出與電容器及電阻器電路的時間常數(shù)成為有效計時的觸發(fā)脈沖輸出。稱作為555的常見芯片為適當計時芯片。如圖12所示，流體處理系統(tǒng)有兩個單元102a，b，要求控制器170可感測與控制供給兩個單元102a,b的電力。當一個電源114用來控制兩個單元102a，b時，單元102a，b可被供給相同幅度的電壓。但極性選擇器216允許單元以相反極性操作，換言之一個單元處于處理模式，而另一個單元處于再生模式。于一個實施例中，極性選擇器216包含雙極雙投中繼交換器。于一個實施例中，經(jīng)由對各個單元102a,b設置一分開電源114a，b，可于多單元操作中降低電源114的負載。于具有多于一個電源114的離子交換裝置IOO的版本中，控制器170組配來分開控制電源114a，b。于一個實施例中，經(jīng)由設置兩個不同電源，可延長系統(tǒng)100的壽命，一個電源于正向驅(qū)動單元用于流體處理，一個電源于再生期間于反向驅(qū)動單元。此外，因離開再生單元的流體被拋棄，故再生電源供應電壓無需精密控制及微調(diào)。如此，再生電源的設計參數(shù)寬松，較廉價較污濁的D電源C可用于再生。傳感器離子交換裝置100典型包含個或多個傳感器160來感測裝置100的組件的性質(zhì)，或檢測一事件或測量一性質(zhì)。傳感器160可屬于不同型別，諸如流量傳感器、壓力傳感器、離子導電性傳感器或溫度傳感器?？刂破?70經(jīng)由連接傳感器160的控制器170的線路174而接收來自于傳感器160的信號，且可使用此等信號來產(chǎn)生電源114的控制信號。例如，控制器170的微控制器152也可回應于來自于傳感器160的信號而產(chǎn)生極性選擇信號。于另一個版本中，控制器170可使用信號的組合，諸如電源114及傳感器160所產(chǎn)生的信號的組合，來產(chǎn)生一系列電源114用的控制信號。舉個實例，控制器170可產(chǎn)生時間常數(shù)選擇信號及極性選擇信號，該信號響應于傳感器160所感測得裝置IOO的狀況、以及憑借電源114通訊給控制器170，例如憑借電流檢測信號通訊的電源114或裝置IOO的狀況而實時發(fā)出信號。包含流體流量傳感器204的傳感器160可沿流體流125定位。于一個實施例中，適當流體流量傳感器204包含渦輪143，其定向來旋轉(zhuǎn)或以其它方式隨流體流移動，如圖5所示。于所示版本中，渦輪143包含轉(zhuǎn)子205，其具有螺旋狀輪葉包裹于一中軸周圍，該中軸懸吊于二軸承207間。中軸209憑借臂(圖中未顯示)而被夾持于管路中的固定方向，臂從管路的內(nèi)壁延伸出，且附接至軸承207。螺旋狀輪葉206可為至少兩片輪葉206，其沿關節(jié)接頭而整合式附接至轉(zhuǎn)子205，讓輪葉206變不平坦，但裹于轉(zhuǎn)子205本體周圍且有間距。軸承207的外廓為圓錐形，以便允許流體流憑借圓錐的外表面偏轉(zhuǎn)而被導引朝向渦輪143的螺旋狀輪葉206。渦輪143還包括埋設于轉(zhuǎn)子205的磁鐵208，且定向成接合磁鐵北極與南極的線約略垂直轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子205及磁鐵208的轉(zhuǎn)速為與輪葉206的轉(zhuǎn)速成正比，輪葉206的轉(zhuǎn)速依據(jù)流經(jīng)管路的流體流量決定。電磁傳感器(圖中未顯示)定位于相鄰于轉(zhuǎn)子205的管壁上或埋設于管壁內(nèi)，且感測渦輪磁鐵的磁場的振蕩頻率。電磁傳感器(圖中未顯示)輸出包含電壓的流速信號給控制器170。傳感器204的輸出電壓為旋轉(zhuǎn)頻率的函數(shù)，因此也是流經(jīng)輸出管151的流體流速的函數(shù)。適當傳感器為霍爾效應傳感器，其輸出電壓，該電壓以與渦輪旋轉(zhuǎn)頻率相對應的頻率振蕩。雖然描述一型流量傳感器204，但須注意也可有其它流量傳感器組態(tài)?？刂破?70使用來自于流體流量傳感器204的流速信號，來判定通過管路及單元102a,b的流體流速，此流速信息可用于多個不同目的。舉例言之，控制器170可使用流速信號的級別來控制電源U4a,b，來調(diào)整施加于單元102a,b的電極的電力。憑此方式，施加于電極的電壓可經(jīng)調(diào)整來達成更高程度的微生物去活化，或調(diào)整相關于流經(jīng)單元102a,b的流體流速而施加于電極的電壓功率。傳感器160為壓力傳感器也提供輸出的壓力信號給控制器170，該信號為與裝置100中的流體壓力成正比。使用中，當輸出管路中的壓力降低時，控制器170可啟動流體處理裝置100的操作來提供經(jīng)處理的流體流125。但當輸出關閉時，壓力累積于輸出，控制器170可將電化學單元102的操作切換為關。傳感器160也可是導電離子傳感器，其直接或間接測量憑借離子交換裝置100所處理的流體中的離子濃度。導電離子傳感器例如可測量所處理流體中的離子濃度、離子物種、或離子濃度比。傳感器160可置于流體流的某一點，例如電化學離子交換單元102的入口146或出口148，或于此等位置的組合等。離子導電性傳感器也可用來判定及控制于所處理的流體流125中的總?cè)芙夤腆w(TDS)濃度。另外，導電離子傳感器160可為特定離子傳感器，其檢測特殊離子物種，例如硝酸根、砷或鉛。特殊離子傳感器可為例如ISE(離子選擇電極)。通常較佳將導電離子傳感器設置于盡可能遠離的上游來獲得最早測量值。本實施例中可愈早判定傳感器的測量值，則可愈精確控制所處理流體的離子濃度?？刂破?70的微控制器152可產(chǎn)生時間常數(shù)選擇信號，其為與來自于電源114的信號諸如電流撿測信號、及來自于離子傳感器的信號諸如離子濃度信號二者有關。控制器170也控制電源114，來回應于接收自傳感器的離子濃度而控制供給單元102的電極106、108的電力。包含溫度傳感器的傳感器160也可供感測流體溫度，及產(chǎn)生溫度信號。溫度傳感器測量于單元102內(nèi)側(cè)和外側(cè)的流體溫度，產(chǎn)生含有有關流體溫度的信息的溫度信號。于去離子周期及再生周期的任一周期或二者，控制器170接收溫度信號，響應于該溫度信號設定施加于電極106、108的電流幅度。例如控制器170可指示電源114改變電流幅度達例如至少約20%的級別。于較佳版本中，電流幅度每IO度改變至少約20%，讓測量得的流體溫度高于或低于25t:溫度。舉例言之，響應于溫度測量信號，控制器170指示電源114將流經(jīng)單元102的電流由第一級別降至第二級別，當流體溫度至少高于25'C(室溫)約l(TC時，該第二級別比第一級別至少低約20%。例如，當溫度至少約為45°C時，控制器170可經(jīng)程序規(guī)劃來將電流由第一級別降至第二級別。當檢測得流體溫度至少比室溫高約20'C時，電流也可連續(xù)降低。例如，電流可以毫安遞減至達到期望的第二電流級別為止。較佳此種方法可控制單元102中處理的流體溫度，來確保流體不會于去離子期間被加熱至過高溫度。特別可用于飲用水用途，此處不期望熱水輸出。于另一版本中，控制器170設定流經(jīng)單元102的電流來維持預先規(guī)定的流體溫度。例如當期望有單元102輸出較溫熱水或較冷水時，此種版本有用?？刂破?70經(jīng)規(guī)劃來憑借增高電流或降低電流可調(diào)整經(jīng)由單元102施加的電流級別，來控制流體溫度。電流幅度可相關于單元102中測量得的溫度及/或期望的流體溫度而設定。適當溫度傳感器為熱偶或定位于流體流動路徑上或接觸流體管路。熱偶可為J型熱偶或K型熱偶。溫度傳感器也可為熱敏電阻，諸如于陶瓷基體中由經(jīng)燒結(jié)的金屬氧化物構(gòu)成的熱敏電阻，其可隨溫度而改變電阻。微生物去活化于本發(fā)明的一個版本中，控制器170發(fā)送一控制信號給電源114，來控制輸出的電極106、108的電力?？刂破?70可控制電源114來跨單元102的第一電極106及第二電極108施加電流，該電流的電流密度高至足以去活化通過單元102的流體通道144的流體流124中的微生物。對一給定流速而言，若去活化電流過低，則存在于單元102及輸入流體中的微生物于流體通過單元102后仍然保有繁殖或復制的能力，此點為不期望的。但去活化程序并非只是通過電極106、108的電流的函數(shù)，反而通過單元102的膜110的電流密度的函數(shù)。已經(jīng)判定低電流密度將導致微生物去活化的不足或未被去活化。但電流密度過高也不合所需，原因在于此種電流密度將導致過度耗用電力，也可能損害膜IIO的離子交換性質(zhì)。當單元102內(nèi)表面上的微生物諸如細菌被去活化時，可達成單元102內(nèi)部的制菌作用，導致單元內(nèi)部的微生物含量隨著時間的經(jīng)過維持相等或甚至減少。當輸入流體通過單元時，可維持制菌，而未減少活性微生物含量。制菌單元或系統(tǒng)的細菌于通過其中的水中的數(shù)目經(jīng)歷一段時間例如數(shù)周或數(shù)月不會增加。非制菌單元的內(nèi)表面上將生長細菌隨后由表面腐爛剝落，當流體通過單元時加至流體中。隨著時間的經(jīng)過，單元內(nèi)部的細菌濃度增高，結(jié)果導致經(jīng)一段時間，處理水中的細菌濃度升高。如此，較佳有夠高電流密度可導致單元102的制菌(亦即單元內(nèi)面的微生物去活化)的電流憑借電源114跨第一電極106及第二電極108施加，且由控制器170控制。通過流體施加的電流的電流密度夠高，將造成制菌，經(jīng)過一段使用時間，由單元102輸出的流體包含微生物含量維持恒定或減少。進一步較佳當水通過單元102時去活化輸入水中的微生物，例如細菌或病毒含量。于本實例中，輸入流體中的第一微生物含量降至輸出流體中的第二水平(含量)，例如比第一水平(含量)至少低約90%,或甚至至少低約99%、99.99%或99.9999%。例如，第一水平及第二水平可為大腸桿菌細菌、MS-2病毒或其它微生物的含量?；钚约毦鷶?shù)目的常用測定方法為可存活平板計數(shù)(platecount)法。本方法中，欲計數(shù)細菌或其它微生物的流體樣本于溶液中稀釋，該溶液不傷害微生物但又不支持微生物生長，故分析期間微生物不會生長。舉例言之，定量流體樣本首先稀釋于緩沖液中10倍，且徹底混合。大部分情況下，一份0.1-1.0毫升第一稀釋液又稀釋10倍，獲得總稀釋度ioo倍。此處理程序重復至達到估計每毫升流體約iooo細菌細胞為止。于展板技術中，有最低細菌密度的最高稀釋液隨后以無菌玻璃板展開于固體培養(yǎng)基諸如異養(yǎng)型細菌(heterotrophebacteria)用的瓊脂上，該培養(yǎng)基支持此等微生物的生長。展開于孔板上的液體須泡入瓊脂來防止留在表面上的液體造成群落的聚集。需要干板典型將可展開量限于0.1毫升或以下。第二種計數(shù)存活細菌的方法為傾板技術，傾板技術包含將部分稀釋液與熔融瓊脂混合，且將混合物傾倒于培養(yǎng)板上。任一種情況下，樣本稀釋夠高，個別細胞沈積于瓊脂上，形成群落。計數(shù)各群落，判定培養(yǎng)板上的集落生成單位(CFU)總數(shù)。經(jīng)由將CFU計數(shù)值乘以溶液總稀釋度，可找出流體樣本中的CFU總數(shù)，可為輸入流體樣本或輸出流體樣本。于一個實例中，第一水平和第二水平定義為每100毫升流體中的集落生成單位。一個版本中，控制器170設定電流密度來獲得第二水平，第二水平包含每100毫升輸出流體中的集落生成單位比每100毫升輸入流體中的集落生成單位的輸入水平更低。電流密度夠高，可實質(zhì)上防止每100毫升輸出流體中的集落生成單位的增加。至于另一實例，控制器170控制電源，來施加至第一電極106及第二電極108有夠高電流密度的電流，該電流密度可提供輸出流體具有每100毫升的第二集落生成單位水平，至少比每100毫升輸入流體中的第一集落生成單位水平低約90%。第一及第二活性有機體含量也定義為異養(yǎng)型細菌平板數(shù)目。雖然細菌可為異養(yǎng)型亦即食用碳，但細菌也可為其它型例如食用硫。異養(yǎng)型細菌平板數(shù)目用來計算以碳為食物的活性細菌數(shù)目。當輸入流體包含第一水平微生物含量，包含異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值至少約500Cfu/mL，控制器170將電流密度設定為為高至足以提供輸出流體具有異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值小于約450Cfu/mL。控制器170也控制電源114而于第一電極106及第二電極108施加電流，其具有夠高電流密度可提供輸出流體具有異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值至少比輸入流體的異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值低50CFU/mL。于一個版本中，控制器170設定電流密度為高至足以提供對流體停駐時間至少0.05分鐘有至少為1的細菌平板計數(shù)值的對數(shù)下降值，或甚至為2的細菌平板計數(shù)值的對數(shù)下降值。參考圖3A及圖3B的單元實例，此等單元102a，b中電極106具有暴露于單元中的流體流124的暴露面積AE1，第二電極108具有暴露面積AE2，膜110具有暴露面積AM。此等單元中，暴露面積Au、Ah及AM實質(zhì)上彼此相似來提供相當容易算出平均電流密度。對一給定膜包裹層或?qū)拥哪て骄娏髅芏葹榭倖卧娏鞒栽摪鼘踊驅(qū)拥哪っ娣e?？刂破?70控制電源114來跨第一電極106施加電流，來提供相關于暴露出AE1、Ae2或AM中的任一區(qū)或多區(qū)選定的平均電流密度。另一種描述細胞制菌或微生物去活化參數(shù)的方式透過使用電位降。施加于電極106、108的電流通過流體，來形成跨流體膜110的電位降。由電位降所產(chǎn)生的電場垂直膜110的平面，基于電極106、108間的膜110的數(shù)目，經(jīng)規(guī)度化的電位降可用來獲得跨一膜110堆棧所施加的電壓。于圖2A及圖2B所示的圓柱體單元102中，對一給定的施加于電極106、108的電位差而言，于內(nèi)電極108的方向的電流密度及電場遞增，原因在于內(nèi)電極108的直徑比外電極106小。于此單元102中，第一電極106具有暴露于流體流124的暴露面積AE1，，第二電極108具有暴露面積AE2，，膜110具有與電流密度的計算相關的暴露面積AM，范圍，原因在于典型裝置于電極106、108間采用多層膜。暴露面積AE1、Ae2及Am彼此不同，原因在于電極106、108及膜110各自有不同形狀。如此，相對于膜，流體中的電流密度及電位降選擇為由相鄰于二電極106及108的膜層算出的數(shù)值中的較小者?？刂破?70控制電源114來施加跨電極106、108的電流，該電流具有平均電場通量實質(zhì)上垂直于膜表面。對一螺旋狀單元如單元102而言，用來計算電流密度的膜面積為最外層的面積。當然對由多層膜全部有相同表面積構(gòu)成的板與框單元而言，電流密度的計算為直捷。基于此等觀察，單元102a及102b的平均電流密度的較佳范圍由約0.01至約20毫安/平方厘米或甚至約0.01至約10毫安/平方厘米。螺旋狀包裹膜單元的適當電流密度約為10毫安/平方厘米。每一膜層的適當平均電位降對每一莫耳層由約0.05伏至約20伏。更佳電位降對每一膜層由約0.5伏至約10伏。舉個實例，對圖2A所示單元102而言，于高15厘米的單元操作期間，通過電極106、108的電流由約0.1安培至約4安培。于此單元中，最內(nèi)卡匣膜面積為約200平方厘米，最外膜面積約500平方厘米。由二面積中的較大者或由500平方厘米算出電流密度，電流密度的范圍于低端為0.2毫安/平方厘米，于高端為8毫安/平方厘米。通過第一電極106及第二電極108施加至任何單元102中的流體的選用的電流密度級別可導致制菌、或活性微生物濃度的降低，活性微生物包括流體流124中的微生物諸如細菌或病毒。去活化為微生物無法復制的狀態(tài)，因而可有效中和其于活有機體中的有害效應。去活化并非必然表示微生物從溶液中去除，或于單元中被殺死。但去活化足夠消毒流體流124，可阻止微生物復制因而造成發(fā)病?？刮⑸飭卧邮茈娀瘜W處理的流體也暴露于抗微生物單元177a中的抗微生物制劑，來進一步提高輸出流體所得的消毒程度?？刮⑸飭卧?77a可設置于電化學單元102(如圖所示)前方、單元102后方、單元102本身中，或沿小型分歧流體流路徑設置?？刮⑸飭卧?77a用來將流體暴露于抗微生物制劑，或透過抗微生物制劑源添加抗微生物制劑至流體，來進一步提高輸出流體所得消毒長度。抗微生物制劑可減少微生物含量，防止微生物的生長，或限制微生物的繁殖。微生物為微小有機體和微小生命形式其例如包括細菌、病毒、寄生蟲、囊蟲、真菌、霉菌及芽孢?？刮⑸镏苿┛蔀榭咕鷦⒖共《緞?、抗真菌劑、抗寄生蟲劑、免疫治療劑、抗生素、化學治療劑及其它藥劑中的一者或多者?？刮⑸镏苿┛删哂羞x擇性毒性，亦即抗微生物制劑須可抑制微生物的繁殖或殺死微生物，而未釋放有害化合物至所處理的流體。抗微生物單元177a可為滴注系統(tǒng)(圖中未顯示)，抗微生物單元177a當流體通過電化學單元102的本身，或通過連接于單元102的抗微生物單元177時，添加抗微生物制劑至流體。于一個實例中，滴注系統(tǒng)包含流體滴注器而于流體通過單元117a時，將含抗微生物制劑的抗微生物流體滴注于該流體內(nèi)。流體滴注器包含容器，容器含有定量可置換的抗微生物流體，其可憑借管路連接至流體管線，接受處理流體或未經(jīng)處理流體通過該流體管線。設置于管線的流量控制閥(圖中未顯示)，控制由流體滴注器流入管線的流量。于一個實例中，抗微生物流體包含氯化鈉或氯氣。滴注暴露將添加含抗微生物流體的濃度夠高，允許以至少約2升/分鐘流速通過系統(tǒng)的流體接受消毒。于圖11B所示實例中，滴注系統(tǒng)227包括一夾角管線246，其輸送小量流體流進入單元233。轉(zhuǎn)向的流體溶解少部分單元233所含的抗微生物顆粒，諸如氯化鈉顆粒。適當抗微生物單元233完全以適當鹵化物鹽如氯化鈉的粒狀顆粒247填補，部分流體流被轉(zhuǎn)向入單元233來至少部分溶解鹵化物鹽來形成鹵素離子，例如來自于氯化物鹽的氯離子?？刮⑸镱w粒例如還包括含抗微生物制劑的化合物如氯化鈉鹽，來當流體通過單元233時釋放氯離子至流體?？刮⑸镱w粒也可包封于緩慢釋放或持續(xù)釋放材料諸如涂層中，將氯離子緩慢釋放入流體。轉(zhuǎn)向流體通過控制閥234返回流體流，控制閥234控制流體流經(jīng)滴注系統(tǒng)227的速率，因而計量抗微生物溶液229及抗微生物顆粒247進入流體流的劑量。其它滴注系統(tǒng)包括微閥系統(tǒng)，微閥系統(tǒng)采用有細小毛細管的微闊來連續(xù)釋放極小劑量的抗微生物制劑進入流體流。又另一種滴注系統(tǒng)包含毛細管或細腰孔口，也可減慢抗微生物制劑的釋放入流體流?？刮⑸镱w?？捎煽刮⑸镏苿┰慈绾刮⑸镏苿┑幕衔锶缏然c鹽產(chǎn)生，于流體流經(jīng)單元177時釋放氯離子至流體。抗微生物顆粒也可包囊于緩慢釋放或持續(xù)釋放材料如涂層，其可緩慢釋放氯離子進入流體。于又另一個實例中，抗微生物單元177a含有抗微生物制劑懸浮于抗微生物膜(圖中未顯示)，諸如半透明膜或多孔過濾膜?？刮⑸锬腋∮趩卧?77a，故流體跨越膜表面通過單元177。如此，流體捕捉小部分陷于膜內(nèi)部的抗微生物材料。舉個實例，適當抗微生物材料可于聚合物膜制造期間被捕陷于聚合物膜內(nèi)?？捎米鳛楹锌刮⑸镏苿┑哪さ拿劫|(zhì)的適當聚合物包括聚酰胺類、亞克力類、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯類、聚胺基甲酸酯、乙基纖維素及硝基纖維素類?？刮⑸镏苿┛呻x子鍵結(jié)至交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡或被捕陷于交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡?？刮⑸锘衔镯毰c膜聚合物前驅(qū)物料均勻且均質(zhì)混合?；旌峡山?jīng)由于剪力混合機中混合聚合物前驅(qū)物粉末及抗微生物材料粉末而達成。粉末也可分散于適合溶劑，然后經(jīng)涂覆或干燥來形成固體粉末。適當溶劑包括醇/水混合物，也包括界面活性劑、膠溶劑及分散助劑?？刮⑸镏苿┍仨毧赡褪苣ぶ圃炱陂g施加于膜的溫度及壓力。于另一版本中，抗微生物制劑添加至離子交換膜或水解膜uo本身，故流體于通過電化學單元102時暴露于抗微生物制劑。此系統(tǒng)可避免有分開的抗微生物制劑用的單元177a,b。于一個版本中，膜110于制造且經(jīng)結(jié)構(gòu)化后，添加抗微生物制劑至膜來制造此種膜110。例如抗微生物制劑可添加至陽離子交換材料與陰離子交換材料的混合物，該混合物于被壓制或輥軋進入水解膜110之前于罐內(nèi)混合。陽離子交換材料及陰離子交換材料可為粉末，其與抗微生物制劑于剪力混合機內(nèi)混合而形成均化粉末混合物?？刮⑸镏苿┮部煞稚⒂谶m當溶劑，諸如醇、水、界面活性劑、膠溶劑、分散助劑及其混合物；然后涂覆于其它基體顆粒上或干燥來形成混合粉末。然后混合粉末于滾輪系統(tǒng)中憑借加熱處理及加壓而制造成膜?？刮⑸镏苿┮部商砑又聊?10，將預先制造的水解膜110浸泡于含抗微生物制劑的溶液；或當膜通過制造滾輪時，將抗微生物制劑噴灑于膜上。高度多孔的滲透膜110可將抗微生物制劑吸收于其表面及內(nèi)部孔洞。膜110制造后施用抗微生物制劑，也可降低抗微生物制劑因暴露于加熱、加壓、或其它膜制造條件而變無效的可能?？刮⑸镏苿┯诹黧w通過含有改性抗微生物水解膜的電化學單元期間交換或釋放。結(jié)合于膜110的長鏈親水聚合物也可吸附水分子，且輔助離子交換?？刮⑸镏苿╉氁詨蚋邼舛却嬖谟谀?10，來允許以至少約2升/分鐘流速通過單元的流體消毒。含有抗微生物制劑的結(jié)構(gòu)化膜比較未經(jīng)結(jié)構(gòu)化膜預期可提供較佳消毒效果，原因在于前者的表面積較大之故?？刮⑸锬?10也包括奈米材料，其具有約奈米尺寸，可去除或去活化微生物。例如，陶瓷奈米纖維可添加至膜來過濾出污染物。帶正電荷可從流體吸引帶負電荷的菌種且將菌種保持于過濾膜表面上的氧化鋁奈米纖維過濾膜由阿根奈(Argonide)佛羅里達州山佛制造。涂覆以分子的奈米級聚合物刷可用來捕捉且去除毒性金屬、蛋白質(zhì)及菌種，此等材料由e膜(eMembrane)，羅得島普維登制造。也可使用氧化鈦制成的奈米管柱來去除微生物。前文說明的用來將抗微生物制劑摻混于裝置100或電化學單元102本身來處理流入的流體流而去除或去活化微生物的裝置及方法，可使用多種不同抗微生物制劑中的一者或多者實作。適當抗微生物制劑的實例包括無機化合物、天然或合成有機化合物、及藥學化合物。此等化合物的若干實例列舉于此處，但須了解所列舉的化合物僅供舉例說明，本發(fā)明并非囿限于此等實例，反而包括本領域技術人員顯然易知的全部其它抗微生物制劑。多種含鹵素化合物及強力氧化劑亦屬可摻混于此處所述裝置及方法的有效抗微生物制劑。例如諸如次氯酸鈉的鹵素消毒劑可用作為有效抗微生物制劑。當于電化學單元中處理時變成有效的抗微生物制劑包括含氯陰離子的化合物，諸如氯化鈉，其可由如此處所述添加至容器的粒狀鹽顆粒中溶解于流體諸如水中。于一個版本中，抗微生物單元177a包含含鹵素粒子單元，其包括含有含鹵素化合物的容器，諸如顆粒形式的氯化鈉或滴注系統(tǒng)的飽和氯化鈉溶液。也須注意氯陰離子也常以可有效提高于特定電化學電流通量操作的電化學單元的抗微生物效果的有效量而存在于自來水供應源。流體或膜中的化學離子濃度乘以流體通過抗微生物單元或膜所耗駐留時間，可決定消毒率。于一個實例中，鹵素離子諸如氯離子以至少約15ppm或甚至至少60ppm或甚至至少100ppm的濃度添加至流體。其它鹵素化合物也可用作為抗微生物制劑。例如抗微生物制劑也可為鹵素-胺，例如N-鹵胺。N-鹵胺樹脂珠粒市面上可以商品名哈羅純(HaloPure)得自哈羅來源公司(HaloSource)。N-鹵胺包含胺基接合至鹵素諸如氯。若干實例包括酰胺鹵胺類、酰亞胺鹵胺類、及胺鹵胺類。N-鹵胺消毒劑的實例包括1,3-二氯-2,2,5,5-四甲基咪唑啶-4-酮(1,3畫dichloro-2，2,5，5-tetramethylimidazolidin曙4國one)以及l(fā)-氯-2,2，5,5畫四甲基咪唑啶-4-酮(1畫chloro畫2，2，5，5畫tetramethylimidazolidin國4曙one)。另一型卣素-胺化合物包含氯胺類，其比較自由態(tài)氯產(chǎn)生較少量氯化有機化合物，結(jié)果于單元102中更長效且更穩(wěn)定。于一個版本中，抗微生物膜包含氯胺懸浮于精密碳網(wǎng)。當流體諸如水通過膜時，流體暴露于氯胺類來殺死或去活化流體中的微生物。鹵素-胺或N-鹵胺可由基于前述滴注系統(tǒng)的鹵素胺或N-鹵胺所提供。于另一個實例中，碘化離子交換樹脂可為陽離子樹脂或陰離子樹脂，也可用來形成膜。樹脂大量進給元素碘，當水通過碘化樹脂時，提供經(jīng)過規(guī)劃的釋放碘而于被處理水中形成固定濃度。碘化樹脂為高度有效的殺生物劑，可殺死或去活化大部分水載微生物，包括細菌、寄生蟲及病毒。由于水只需暴露于樹脂一段短時間來有效消毒，故碘化樹脂允許流體通過單元的駐留時間短。如此，碘化樹脂允許流體流經(jīng)單元的高流速。由于碘于有機材料具有低電動勢，故碘也是環(huán)保友善材料。碘也比其它鹵素更不易形成危險性有機錯合物，主要副產(chǎn)物為碘化物鹽，若有所需碘化物鹽容易從被處理水中被萃取出。碘化樹脂可經(jīng)制造來提供期望的固定碘釋放入流體的釋放速率。當暴露于載有帶負電荷顆粒包括大部分微生物的水時，若干碘化樹脂將經(jīng)由置換略為大量碘至污染水中而補償。碘化樹脂也可組合活性碳樹脂，用于單元本身，例如用作為單元壁內(nèi)襯，或甚至用作為分隔膜的隔件?；钚蕴紭渲矎妮斎胨腥コ?，來防止氯與碘反應。碘化樹脂膜特別可用于緊急水純化。強力氧化劑也可用作為有效抗菌劑。于此版本中，抗微生物單元177a包括一容器含有呈化合物形式存在的氧化劑本身，或有催化劑或其它激勵來源的共存。舉例言之，添加小量氧化劑如過氧化氫H202本身至流體，或水流過單元102可用來進一步純化流體。于本實例中，氧化劑單元包括含過氧化氫的容器。氧化劑單元也包括容器含有H202組合膠體銀(用作為抗微生物催化劑)來提供良好消毒。存在于水中的化學品被H202所氧化，微生物被升高的氧濃度所殺滅。含有具抗微生物性質(zhì)的金屬離子的無機材料包括銀、銅、鎳、鋅、錫及金等金屬離子。金屬也可以金屬膠體、金屬鹽、金屬酐及抗微生物金屬離子交換材料形式提供于裝置。金屬離子與流體中的抗衡離子進行離子交換，抗衡離子為流體中的微生物的一部分，憑此去活化或摧毀微生物。當接觸時，金屬離子也可破壞細菌細胞內(nèi)部的電子移轉(zhuǎn)和呼吸。銀離子為特別有效的抗微生物制劑。舉個實例，包含銀離子維持于控制釋放基體中的抗微生物制劑可于制造程序中添加至膜110。例如，抗微生物膜可包含銀離子摻混于膜110，膜110被用作為載劑。離子交換材料可兼容，甚至與電化學單元102中發(fā)生的電力加速離子交換程序和離子遷移協(xié)力作用。此外，膜110的高表面積將增加銀離子暴露于流體的有效表面積，來提供較佳消毒。因電化學單元102已經(jīng)操作來提供某種程度的消毒或微生物去活化，故增加銀離子控制釋放或銀離子交換實質(zhì)上可提高有益消毒效果。銀離子也可有效對抗引發(fā)氣味、變色、生物垢穢及其它美感問題的寬廣范圍的微生物。當銀離子接觸細菌及其它微生物時，其破壞細胞內(nèi)部的電子移轉(zhuǎn)和呼吸作用。進一步，銀離子對人體或動物體無毒，可調(diào)整來提供控制釋放以便允許連續(xù)的抗微生物保護效果。經(jīng)由與膜材料混合，含銀離子基體可直接摻混于膜。銀離子基體也可用于抗微生物管，諸如剛性聚乙烯管，其用來連結(jié)閥118、電化學單元102及其它組成組件。抗微生物管可抑制于管內(nèi)面微生物形成群落，來防止管壁上形成膠質(zhì)、黏液或霉?？刮⑸锬せ蝾w粒包含銀離子摻混于陶瓷基體，陶瓷基體為惰性且如后文說明用作為載劑。一型抗微生物膜包含銀離子吸附于沸石層表面上，經(jīng)由銀離子與流體中的抗衡離子交換而發(fā)揮作用。沸石為水合硅酸鋁礦物，有"開放"結(jié)構(gòu)可容納多種陽離子例如銀離子，陽離子被相當疏松地固定，而方便與該結(jié)構(gòu)接觸流過的流體中的其它離子交換。常見礦物沸石包括阿沸石(analcime)、查沸石(chabazite)、合沸石(heulandite)、鈉沸石(natrolite)、菲沸石(phillipsite)及甚沸石(stilbite);鈉沸石的化學式實例為Na2Al2Si301(r2H20。沸石有獨特結(jié)晶結(jié)構(gòu)包含互連內(nèi)部孔洞，具有奈米級或更小的經(jīng)控制的直徑。除非存在有陽離子供交換，否則交換需要沸石表面為中性，銀離子釋放出。如此，當此種膜表面為濕潤時，含沸石表面變成活性，可釋放銀離子至抗微生物濃度，然后關閉，無干燥時保有銀存量。沸石基體中的適當銀離子市面上可以商品名艾吉揚(AgION)購得。艾吉揚抗微生物化合物對寬廣細菌、真菌及其它微生物發(fā)揮效果，證實可減少接受處理產(chǎn)物的細菌高達99.999%或?qū)?shù)下降值為5。另一型抗微生物膜包含銀離子于包含磷酸鋯的陶瓷基體。磷酸鋯有三度空間層狀結(jié)構(gòu)，有銀離子定位在各層間。經(jīng)由與周圍離子進行離子交換，銀離子從層中釋放出；但因離子交換只發(fā)生于層邊緣，故可提供經(jīng)過控制的釋放動力學。適當?shù)暮y的基于磷酸鋯的樹脂為阿發(fā)山(AlphaSan)，得自北加州斯巴坦堡的米立肯公司(Milliken&Company)。又另一型抗微生物膜包含銀離子于磷玻璃基體。此種玻璃與銀的混合物經(jīng)過研磨，然后與塑料或涂層摻混。當玻璃溶解于微酸性溶液時，銀離子釋放出而提供抗微生物效果?？刮⑸锬ひ部墒褂媒饘匐x子交換材料制造，該材料已經(jīng)交換有抗微生物離子或載有抗微生物離子。適當金屬離子交換材料包括鋯或磷酸化合物諸如磷酸鋯、磷酸氫鈉鋯及金屬磷酸氫鹽。多種礦物也具有抗微生物性質(zhì)，包括沸石類、黏土類諸如蒙脫土、多孔硅酸鋁鹽及硅酸鎂鹽?？刮⑸镏苿┛删哂谢钚钥刮⑸锝M成物，其選自寬廣范圍的已知抗微生物制劑，適當材料例如揭示于"食品用途的活性包裝"A丄.Brody，E.R.Strupinsky及L.R.Kline，科技出版公司(TechnomicPublishingCompany,Inc.)賓州(2001年)，全文以引用方式并入此處。某些金屬化合物也可為有效抗微生物制劑及沉淀物形成劑。舉例言之，諸如鈣及鎂等無機化合物被用作為緩沖劑，輔助沉淀絮凝物或泡沬體的形成，隨后可從流體中去除。高濃度鎂(舉例)于單元中形成一層也可抑制真菌諸如曲菌(aspergillus)的生長；二氧化鈦及鈦氧陶瓷也可用于水的純化、抗病毒涂層及殺菌涂層。硫酸銅屬于另一種抗微生物制劑，其可以夠小劑量不影響人體健康的劑量以某種膜形式用于由該裝置所得的處理后的飲用水?？蔀樘烊晃镔|(zhì)或合成物質(zhì)的有機化合物也可用作為抗微生物制劑。舉例言之，苯甲酸C6H5COOH及其鹽當直接添加或由與其鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽反應形成時，可抑制霉、酵母及若干細菌的生長。舉另一個實例，山梨酸<:611802分離自山梨(歐洲花椒)的未成熟漿果的天然有機化合物及其鹽諸如山梨酸鈉、山梨酸鉀及山梨酸鈣為常用于防止霉、酵母及真菌生長的抗微生物制劑。鹽類由于較可溶于水，故比酸形式更佳?？刮⑸锘钚缘淖罴裵H值低于pH值6.5，山梨酸鹽通常的使用濃度為0.025%至0.10%。至于另一個實例，大蒜素為大蒜的天然萃取物，是一種強烈抗生素及抗真菌化合物。其它可用作為抗微生物制劑的合成有機化合物包括百里香酚及三氯沙(triclosan)。百里香酚是甲基異丙苯的烯酚衍生物CH)HuOH，與香芹酚為異構(gòu)形，出現(xiàn)于百里香油，可殺死真菌芽孢及霉菌。三氯沙是一種氯化芳香族化合物，具有可代表醚類及酚類二者的官能基，三氯沙為抗菌化合物。三氯沙微溶于水，但可溶于乙醇、乙醚、及較強的堿性溶液諸如1M氫氧化鈉。三氯沙由于與細菌的烯酰基-?；d劑蛋白質(zhì)還原(ENR)(由Fabl編碼)結(jié)合，故顯然主要經(jīng)由抑制脂肪酸的合成來殺死細菌?？捎米鳛榭刮⑸镏苿┑乃帉W化合物包括抗生素及抗病毒劑。于一個版本中，抗微生物制劑為藥物，可為抗生素。于一個分開單元中的電化學膜或其它膜，當經(jīng)由將膜浸泡入溶液罐內(nèi)然后干燥而添加至膜時，抗生素可結(jié)合于膜結(jié)構(gòu)內(nèi)，或于膜基體本身的制造期間可摻混于膜基體內(nèi)。于一個版本中，添加至膜110的抗微生物制劑包含抗生素，其對某個范圍的微生物具有殺死或殺滅效果或抑制或抑制效果。受抗生素影響的微生物范圍表示為抗生素的有效范圍。廣效性抗生素可有效對抗原核生物，可殺死或抑制寬廣范圍的革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌。窄效性抗生素可有效對抗革蘭氏陽性菌或革蘭氏陰性菌。適當抗生素為四環(huán)素類(tetracyclines)、氯霉素(chloramphenicol)、巨環(huán)抗生素(例如紅霉素(erythromycin))及胺基糖類(例如鏈霉素(streptomycin))。通常四環(huán)素類為廣效性抗生素，對革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌有寬廣活性范圍，為鏈絲菌(Streptomyces)的天然產(chǎn)物。四環(huán)素、氯四環(huán)素(chlortetracycline)、及朵西環(huán)素(doxycycline)為最佳己知的四環(huán)素類抗生素且包括奎洛卡丁(chelocardin)。氯霉素為有廣效活性的蛋白質(zhì)合成抑制劑，對胞內(nèi)寄生蟲諸如力克次體具有制菌效果。氯霉素可抑制細菌的酵素勝基轉(zhuǎn)移，來防止蛋白質(zhì)合成期間多勝鏈的成長。頭孢子菌素類(Cephalolsporins)為頭孢子菌(Cephalosporium)種屬所制造的卩內(nèi)酰胺抗生素，及毒性低，比天然青霉素類(penicillins)更為廣效。單一巴坦類(Monobactams)特別可用于治療過敏個體?？ò团四犷?Carbapenems)也可使用?？莶輻U菌素(Bacitracin)為桿菌屬(Bacillusspecies)所制造的多勝抗生素。環(huán)絲胺酸(Cycloserine)可抑制謬瑞(murein)合成的早期階段，D陽丙胺酰基-D-丙胺酸加至成長當中的勝支鏈。糖類諸如抗生素萬古霉素(vancomycin)顯然可抑制于勝基聚糖組裝過程中的糖轉(zhuǎn)移反應及勝轉(zhuǎn)移反應。紅霉素對大部分革蘭氏陽性菌、奈瑟氏菌(Neisseria)、軍團菌(Legionella)、及嗜血桿菌(Haemophilus)具有活性，但對腸細菌科(Enterobacteriaceae)不具活性。林可霉素(Lincomycin)及克林達霉素(clindamycin)屬于蛋白質(zhì)合成抑制劑的雜項類別，具有類似巨環(huán)類抗生素的活性。胺基糖類為鏈絲菌屬的產(chǎn)物，諸如鏈霉素、康霉素(kanamydn)、妥布霉素(tobramycin)、及健它霉素(gentamicin)。此等抗生素經(jīng)由結(jié)合至細菌核糖體來發(fā)揮活性，且可防止引發(fā)蛋白質(zhì)合成。胺基糖類對革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌所引發(fā)的寬廣多項細菌性感染有效。康霉素、健它霉素及妥布霉素由于可提供堆積于胞質(zhì)內(nèi)，對細胞有致命性作用，因而具有殺菌功效，可用來治療假單胞桿菌(Pseudomonas)的感染。安莫西林(Amoxycillin)及安比西林(Ampidllin)具有對抗革蘭氏陰性菌的加寬的有效范圍且口服有效。梅西西林(Methicillin)對青霉素有抗性。克福蘭酸(Clavulanicacid)為偶爾加至半合成青霉素的化學品。細胞膜抑制劑抗生素經(jīng)由破壞組織結(jié)構(gòu)，或抑制細菌胞質(zhì)外膜的完好來發(fā)揮作用。其中一個實例為多黏桿菌素(polymyxin)由多黏桿菌(Bacilluspolymyxis)所制造，可有效對抗革蘭氏陰性菌，通常限于局部使用?？刮⑸镏苿┮部蔀榭共《緞?jīng)由抑制病毒的復制因而抑制病毒的繁殖能力及再生能力來摧毀或去活化病毒。適當抗病毒劑例如說明于抗病毒劑、疫苗及免疫治療，StephenK.Tyring,馬塞戴克(MarcelDekker),2004;及抗病毒藥物，JohnS.Driscoll,約翰威力父子公司(Wiley,John&Sons,Inc.),2002;二文皆以引用方式并入此處。適當抗病毒劑包括蛋白抑制劑，其為用來對抗HIV的抗病毒藥物。進一步實例包括阿馬它丁(amantadine),其為抑制A型流行性感冒病毒繁殖的合成藥物；瑞曼塔丁(Rimantadine)也是抗A型流感藥物；以及?？?foscarnet)屬于一組治療造成眼部感染的細胞巨病毒(cytomegalovirus(CMV))的癥狀的抗生素。于另一個版本中，抗微生物單元177a可為紫外光管242，如圖11A所示。紫外光輻射211也可用于生物消毒，因紫外光輻射211通過水時可將水滅菌。紫外光也可被微生物213膜中的蛋白質(zhì)RNA及DNA吸收，吸收高劑量UV最終將導致細胞膜的破壞及細胞的死亡。于較低UV劑量，DNA吸收UV可能破壞微生物213的復制能力，結(jié)果由于微生物213無法復制因而無法感染故可導致微生物213的去活化。通常較復雜的微生物213對UV的去活化較為敏感。如此，病毒較不敏感，接著是細菌孢子214，最后是細菌231極為敏感。原蟲(Protozoa)諸如矮小隱孢蟲(Cryptosporidiumparvum)及蘭氏賈第鞭毛蟲(giardialamblia)由于其于包囊狀態(tài)或卵囊狀態(tài)時，UV難以穿透外殼，因此對UV不敏感；但一旦穿透之后，則對紫外光輻射211相當敏感。如此憑借紫外光輻射211消毒現(xiàn)在已經(jīng)擴展至涵蓋全部的病原。紫外光輻射211是一種波長比400奈米更短的光。此范圍又再分成UVA(320至400奈米)、UVB(280至320奈米)及UVC(200至280奈米)。UVC是所謂的"殺菌"輻射，UVC被DNA吸收，造成基因的損傷與細菌及病毒的去活化。波長比200奈米更短的紫外光輻射211被水和空氣吸收，只能夠在真空中透射，因此稱作為真空紫外光。紫外光管可得自于多個供貨商用于小型和大型流體處理系統(tǒng)中的微生物去活化。紫外光輻射211通常由低壓和中壓汞蒸氣燈237所產(chǎn)生。低壓汞燈可產(chǎn)生主要波長為253.7奈米的UV輻射。中壓汞燈可發(fā)出200奈米至600奈米的較寬廣范圍且有較高功率密度。紫外光輻射211經(jīng)歷一時間段傳輸至流體中來去活化微生物213。唯有當有機體暴露于紫外光時紫外光才有效，紫外光消毒中的E級別、紫外照度級別決定消毒程度。期望的E級別可由各種微生物213例如枯草桿菌(Bacillussubtillis)芽孢及MS2-噬菌體病毒等各種微生物的紫外光劑量-反應曲線估計。于準直光束裝置中，微生物的濃縮懸浮液于紫外光抗微生物濾光鏡的上游播種，而于達成穩(wěn)態(tài)之后，取數(shù)個流入流樣本和流出流樣本接受平板計數(shù)。由流入流樣本與流出流樣本間所達成的對數(shù)值去活化，經(jīng)由從UV劑量、反應曲線中讀取與該對數(shù)值去活化相對應的UV劑量，可得知UV劑量。當含有微生物231的流體進入含UV燈238的紫外光管242時，依據(jù)流體距離UV燈238的距離而定，流體暴露于來自于一個燈或數(shù)個燈的不等照度級別。流體曝光時間或駐留時間依據(jù)流體通過反應器的特定路徑?jīng)Q定。通過此光試管242的每個有機體將曝光于至少若干紫外光輻射211。傳遞給微生物的UV照度乘以曝光時間(秒數(shù))獲得提供給有機體的UV劑量。然后此劑量再度以微瓦-秒/平方厘米或毫瓦-秒/平方厘米測定。由于l瓦-秒是l焦耳，故一般接受使用的UV劑量單位是毫焦耳/平方厘米，但有些使用相等的單位毫瓦-秒/平方厘米。UV劑量的測定涉及前述影響UV照度的全部因素。為了最大化紫外光輻射211對微生物231的劑量，于一個版本中，內(nèi)壁239可反射紫外光輻射211。典型地，要求30，000-40,000毫瓦-秒/平方厘米劑量進行消毒。經(jīng)由將UV處理與電化學處理組合，由裝置100所提供的微生物去活化顯著優(yōu)于單獨使用電化學單元102的微生物去活化程度。紫外光管242也可放置于電化學單元102a,b后方，來處理已經(jīng)被去離子的水。舉例言之，UV燈237容易被鱗垢(例如碳酸鈣)及死微生物243所垢穢。憑借沉淀過濾器181去除粒狀物質(zhì)，以及憑借活性碳過濾器187去除鈣和碳酸鹽，水通過紫外光管242前，將此等光試管內(nèi)以及電化學單元102內(nèi)的微生物213實質(zhì)上去活化，將可降低UV燈237的垢穢速度，因而減慢需要清潔或更換的速率。如此將紫外光管242放置于單元102a,b的后方既可節(jié)省成本，又可使用較低效率裝置來進行微生物的去活化；紫外光管242若放置于單元的下游則將延長裝置壽命。于另一個版本中，抗微生物單元177b包含臭氧處理單元。臭氧經(jīng)由摧毀例如大腸桿菌(Escherichicoli(E.coli))、隱孢蟲(Cryptosporidium)、小兒麻痹病毒(Poliovirus)、穆氏賈第鞭毛蟲(Giardiamuris)及蘭氏賈第鞭毛蟲等微生物，也可用來消毒流體。臭氧可抑制革蘭氏陰性菌及革蘭氏陽性菌的生長因而造成所述試驗細菌的死亡。臭氧也可從水中去除鐵、硫化氫及其它污染物。臭氧(03)是由三個氧原子構(gòu)成的低分子量分子，臭氧是氧(02)的別構(gòu)異構(gòu)物。臭氧是一種強力氧化劑，臭氧的化學反應性來自于其電子組態(tài)的不穩(wěn)定因此尋求從其它分子獲得電子。當臭氧與其它分子反應期間，臭氧被破壞，而宿主被氧化。臭氧造成細菌細胞膜的裂開，微生物無法再度被活化。于水中，氧化作用污染物于周圍溫度憑借臭氧氧化，而未改變水的pH值。此點為與其它氧化劑諸如氯氣不同，其它氧化劑需要使用苛性物質(zhì)或石灰來調(diào)整pH值，因此副產(chǎn)物留在水中而改變整體的水質(zhì)。于典型臭氧單元中，臭氧或活性氧氣通過單元中的流體。臭氧通過單元中流體或水，流體駐留時間最少4分鐘，維持溶解臭氧殘量濃度0.4ppm，可用來提供消毒的飲用水。于一個版本中，于稱作為"電暈放電"的程序中，于兩片充電板間加快電子速度所產(chǎn)生的臭氧，使用該臭氧來操作臭氧單元。于另一個版本中，使用紫外光來產(chǎn)生臭氧，經(jīng)紫外光通過臭氧室中的周圍空氣，于臭氧室中紫外光解離氧分子，然后復合成為臭氧分子。過濾單元177a可結(jié)合臭氧單元用來去除被摧毀的微生物及物質(zhì)，來維持穩(wěn)定與最佳水澄清度。下列實例驗證裝置100的電化學單元102的微生物去活化及抗微生物效果。但本發(fā)明的范圍并非限于此處所提供的實例。實例1進行本實例來測定電化學單元102提供消毒及制菌的電流級別，其中于電化學單元102中的流體去離子期間，微生物無法于單元102中繁殖或生長。相信微生物被去活化或甚至被殺死，原因在于在兩個電極106、108以及各個水解膜110內(nèi)部產(chǎn)生酸和堿，形成微生物的不友善環(huán)境。經(jīng)處理的流體流125中的細菌數(shù)目憑借接種于營養(yǎng)物之后計算細菌菌落來測定。異養(yǎng)型細菌定義為以含碳材料作為食物的細菌。于選定的電流密度級別，測定異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值(HPC)作為六周的工作周期，如圖6所示。第一次測量在60水處理周期時，此處各個周期為6升的一個去離子周期接著為一個再生周期。裝置100以每2小時一個周期的速率操作，結(jié)果獲得每毫升的HPC只有10Cfu(集落生成單位)，此乃期望的低值。隨后的三個測量值具有約略相等的次羃幅度，HPC在約30至約60Cfu/mL的范圍。Cfu的測量值不精確，如此，彼此于一個次羃幅度以內(nèi)的數(shù)值(例如1至10或10至100)被視為大致上相同。由于電極故障，單元電流極低(約IO毫安)，因此末次測量于周期550測得330Cfu/mL的數(shù)值。如此證實單元電流密度對電化學單元102的制菌效能的重要性。都市水系統(tǒng)含有殘氯，具有HPC小于500Cfu/mL，可憑借本電化學單元102來滿足。如此，于一個版本中，控制器170設定單元102中的電流密度，來預防通過單元102的水中的異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值隨著時間的經(jīng)過而增高，該效果由于單元內(nèi)表面的微生物被去活化的結(jié)果。實例2當輸入流體124以四種流速流過單元102時大腸桿菌細菌及MS-2病毒的去活化示于圖7。本數(shù)據(jù)于使用如圖12所示的裝置100于6升去離子周期的中間獲得，裝置IOO有兩個電化學單元102a,b，各個單元102包含卡匣130,卡匣130高25厘米，具有外膜面積600平方厘米。裝置IOO經(jīng)組配來處理流體諸如自來水，來將水去離子及處理水。所處理的流體為含大腸桿菌及MS-2病毒的750ppmNaCl溶液，去離子期間單元電流由去離子周期開始時的0.1安培升高至結(jié)束時約1.0安培。如此，施加通過單元102的電流密度由0.15至1.5毫安/平方厘米。判定微生物去活化程度隨著流體流速的降低以及單元102中的流體駐留時間的增加而升高。即使于所檢驗的最高流速1.1升/分鐘，仍然可獲得出乎意外的駭人的細菌和病毒的對數(shù)下降值為3的(99.9%)的消毒效果。于所檢驗的最低流速亦即0.060升/分鐘，獲得細菌和病毒對數(shù)下降值為6的(99.9999%)非凡消毒程度。最低流速對于EPA清凈機狀態(tài)即足，對多項用途也實用。如此至少約0.15毫安/平方厘米的電流密度可提供于0.060升/分鐘或以下對數(shù)下降值至少為6的微生物的降低，使用此處的大小裝置于少于1升/分鐘甚至可提供對數(shù)下降值為3。單元102的高度由25厘米加倍成50厘米，雖然可維持如圖6數(shù)據(jù)的相同電流密度，但可讓每個單元102的流速加倍。單元102中流體的駐留時間為單元102的流體體積除以流速，可決定流體流所得的消毒程度。舉例言之，如圖12所示的單元102a具有空隙容積約為1升，故流體流速為0.060升/分鐘，單元102中的流體駐留時間約為17分鐘。舉另一例，于流速l.l升/分鐘，駐留時間約為0.9分鐘。如此，期望控制于電化學單元102的駐留時間來提供期望的消毒程度。較佳流體駐留時間至少約為0.05分鐘，更佳至少約0.3分鐘。控制器170也相關于接受處理流體中的微生物的預定含量來設定電流密度。例如，于使用裝置100適當培養(yǎng)之后例如憑借計算群落數(shù)目的方法，檢測得微生物含量為對數(shù)下降值為6，則于駐留時間約10分鐘，電流密度可設定于至少0.1毫安/平方厘米。電流密度也可關聯(lián)檢測得處理水中的微生物濃度設定，以便調(diào)整電流密度及/或駐留時間(流速)。實例3一種電化學流體處理裝置100包含一對電化學處理單元102a，b、閥118、一電源114、控制器170及管路系統(tǒng)，不含輔助過濾器或抗微生物單元(諸如117a，117b),用來消毒具有ATCC25922大腸桿菌輸入濃度3-5xl07Cfu/100mL的給水。給水濃度以1:20000及1:400000樣本稀釋度稀釋于無菌PBS(哈地(Hardy))接種于mFC瓊脂板100毫米(生物媒體(Bio-Media)BM3277)測定?？装甯鶕?jù)迪?？晒?Difco)手冊于升高溫度培養(yǎng)24小時。使用手持式電子式群落計數(shù)器(費雪(Fisher)07-910-15)計算藍色大腸桿菌群落數(shù)目。計算大腸桿菌數(shù)目的輸出水樣本對裝置100的兩個單元的6升連續(xù)樣本，于1升樣本點及于5升樣本點對各個回合分開收集樣本。樣本(100毫升)收集于康寧公司(Corning)品牌桿菌形樣本容器含硫代硫酸鹽(費雪0973091)。樣本憑借膜過濾法，使用米利普(Millipore)微菲爾(Microfil)過濾系統(tǒng)(MIAC01P01)附有100毫升漏斗，使用MICE膜白色0.45微升(MIHAWG072)及mFC瓊脂孔板100毫米(生物媒體BM3277)進行檢定分析。孔板根據(jù)迪?？晒臼謨杂谏叩臏囟扰囵B(yǎng)24小時。使用手持式電子式群落計數(shù)器(費雪07-910-15)計算藍色大腸桿菌群落數(shù)目。由單元所提供的消毒程度憑借大腸桿菌減少的對數(shù)值測定，定義為給水中的大腸桿菌濃度(以Cfu/100mL表示)除以制造水中的大腸桿菌濃度之比的LOG10。舉例言之，若大腸桿菌的初濃度為107Cfu/100mL，而最終計數(shù)值為10Cfu/100mL，則對數(shù)下降值為6.0。一項實驗中，產(chǎn)物水由有兩個單元102a，b的裝置100收集，單元各自高約15.6厘米，膜內(nèi)徑約3厘米，及膜外徑約10厘米。樣本于0伏至300伏的電壓設定值范圍收集，于電壓50伏，相對應于60層螺旋狀單元的每一膜乘0.8伏，消毒程度為大腸桿菌對數(shù)下降值大于2。于本實驗中，給水含有150ppm氯陰離子、150ppm碳酸氫鈉、及150ppm硫酸鎂。測量得的導電率為850-890|iS/cm，測得的pH值為6.5。對各條件的平均對數(shù)下降值，結(jié)果顯示如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage56</column></row><table>實例4如圖8A所示6升得自各單元102的樣本的1升點以及如圖8B所示6升得自各單元102的樣本的5升點，所得全部各點，將實例3的實驗所得數(shù)據(jù)作圖。對數(shù)下降值測得的消毒程度隨著單元102測得的電流而增高。即使于單元外徑于0.2毫安/平方厘米電流密度相對應的低于0.1安培直流電流，仍然可獲得大于2log降低。未供電單元(0伏)并未提供顯著的消毒程度。本試驗中低于1log降低的消毒程度于本程序的實驗誤差范圍以內(nèi)。實例5于另一項使用實例3所述裝置100、單元102及方法進行的實驗中，消毒程度以給水中存在的氯陰離子濃度的函數(shù)測定。給水的大腸桿菌的濃度于5><106至1.3x107Cfu/100mL的范圍，下表中各個登錄項目的結(jié)果得自相同條件下的4-8個個別樣本的平均值。對全部氯陰離子濃度而言，總導電率添加150ppm碳酸氫鈉或硫酸鎂調(diào)整。全部樣本測得的導電率于430-8卯iiiS/cm的范圍，pH值于8.0-8.6的范圍。對全部接受測試的氯陰離子濃度以及無氯陰離子存在下可見大于2log的降低。<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table>實例6本實驗使用實例3所述裝置100、單元102及方法進行，測量產(chǎn)物水中的殘留游離氯濃度，呈給水中所存在的氯陰離子的函數(shù)。各回合進行4次測量，表中的值為于流速范圍(0.25-1.0L/min)及導電率范圍(430-1680pS/cm)所做數(shù)回合的平均。使用比色計1000(帕林測試(Palintest)PT245/M2)及帕林測試DPD1及三種試驗試劑(AP031)測試樣本的游離氯濃度。全部樣本皆有消毒程度大于2log降低，平均氯殘量低于0.1ppm。平均值中并無任何個別點的值大于0.2ppm。于制造有低味道及氣味成分的飲用水時期望游離氯含量低。給水中的氯陰離子濃度，制造水中的平均游離氯，樣本數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage58</column></row><table>實例7于另一項使用實例3所述裝置100、單元102及方法進行的實驗中，消毒程度以給水的pH值的函數(shù)測定。用于本實驗的單次給水具有5.2x107Cfu/100mL及60ppm氯陰離子濃度，560nS/cm導電率及pH值8.6。然后憑借加入硫酸將pH值調(diào)整至6.4。表中的各值為四個樣本的平均(得自各單元的6升樣本中的l升點及5升點)。<table>tableseeoriginaldocumentpage58</column></row><table>實例8于另一項使用實例3所述裝置100、單元102及方法進行的實驗中，測定廢液流中的大腸桿菌濃度。此等試驗回合中，發(fā)現(xiàn)廢水中的大腸桿菌少于10Cfu/100mL。<table>tableseeoriginaldocumentpage59</column></row><table>實例9本實驗使用實例3所述裝置100及方法進行，但不存在有水解膜，產(chǎn)物水的總氯含量以給水中存在的氯陰離子及流速的函數(shù)測定。圖25顯示于無水解膜110存在下，產(chǎn)生顯著量的氯且留在產(chǎn)物水中。不含離子交換膜的電化學單元可用來產(chǎn)生游離氯，進給入含有膜110的電化學單元102用來改良消毒效能。實例10于另一項使用實例3所述裝置100、單元102及方法進行的實驗中，有或無額外抗微生物單元加至系統(tǒng)來測量消毒程度。抗微生物單元含有48克哈羅純(HaloPure)溴化樹脂珠粒，此乃一種N-鹵胺化合物。由該單元102中連續(xù)抽取6升產(chǎn)物水通過裝置，接著于0.5升/分鐘流速通過N-鹵胺池。表中的各數(shù)值為4個樣本的平均(得自各個單元的6升樣本的l升點及5升點)。本實驗中，給水含有600ppm碳酸氫鈉及600ppm硫酸鎂。加入額外量的鹽為250ppm氯化鈉或250ppm硫酸鈉目標達成總導電率1500|iiS/cm。測得的導電率為1480-1530liS/cm及pH值為7.2-7.3。<table>tableseeoriginaldocumentpage59</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage60</column></row><table>于給水中有或無氯陰離子的存在下，增加額外消毒單元至裝置100,可提供大于71og降低的消毒效果。雖然舉例說明的實驗指電化學單元102所能達成的微生物去活及抗微生物性質(zhì)，但須了解也可使用其它單元組態(tài)。過濾器除了抗微生物單元之外或作為替代的道，裝置100也包括過濾器177b，其設置于電化學單元102下游(如圖所示)、單元102上游、或甚至于單元102本身內(nèi)部。過濾器177b可有不同類型，包括沉淀過濾器、碳過濾器、微孔過濾器、細菌學過濾器、及其它過濾器。于一個版本中，如圖9所示，過濾器177b為沉淀過濾器181，其用來從流體流124中過濾出微粒197諸如懸浮固體。微粒197可包括泥土、砂石及黏土微粒。流體進入沉淀過濾器181，流體通過構(gòu)成過濾器181的壁的多孔膜198。直徑大于過濾器孔徑的微粒被捕捉于膜198內(nèi)部。通常沉淀過濾器以將被過濾器181所捕捉的顆粒大小的"微米"數(shù)來分級。進一步歸類為"名義值"或"絕對值"。例如，名義值5微米的過濾器預期可捕捉85%5微米及更大的顆粒而絕對值5微米的過濾器預期可捕捉99%5微米及更大的顆粒。于一個版本中，盒式過濾器具有孔洞結(jié)構(gòu)可過濾出直徑至少為5微米的顆粒。于一個版本中，沉淀過濾器181包含袋式。袋式過濾器使流體流入袋199內(nèi)，通過袋199的孔洞201流出，將泥土及微粒狀物質(zhì)197捕捉于內(nèi)部。另一個版本使用盒式過濾器(圖中未顯示)，其中卡匣包含多孔過濾組件材料之中空圓柱體定位在頂端及底端邊界。流體進入過濾組件(袋或卡匣)中心，通過壁的孔口流出，將泥土和微粒狀物質(zhì)捕捉于壁內(nèi)及中空中心底部。沉淀過濾器181組件(袋或卡匣)為多孔，包含巻繞線或繩索、聚丙烯、聚酯、纖維素、陶瓷、玻璃纖維或棉。過濾組件容納于包含本體202b及蓋202a的殼體202內(nèi)部。殼體202可包含成形塑料、聚合物、不銹鋼、青銅或黃銅。沉淀過濾器181還包括抗微生物過濾器，換言之沉淀過濾器的多孔膜包含此處所述的抗微生物制劑源。過濾器177b的另一個版本包含活性碳過濾器187，如圖10所示?；钚蕴歼^濾器187包含呈粒子、顆粒形式的活性碳或碳塊221，其從流體流中過濾出污染微粒及微生物。碳過濾器被套在殼體219內(nèi)部，碳粒子、碳顆?；蛱級K被前置過濾器223及后過濾器225所包圍，前置過濾器223及后過濾器225可包括抗微生物過濾器但非限于此。碳過濾器有個蓋子226來輔助導引流體流125的流動?；钚蕴季哂休^大表面積，可從通過的流體中吸附污染物，當進行此種吸附時，活性碳的表面能降低。活性碳具有名目孔徑例如約1微米。適當活性碳也具有表面積至少約1000平方米/克?；钚蕴甲鳛槲蘸Y來去除包囊、微生物、顯微顆粒、氯及有機化合物，而提供有較佳口味和外觀的處理水?；钚蕴歼^濾器187可定位在電化學單元102及抗微生物過濾器上游，來確保碳過濾器的任何可能生長在更下游被消毒。發(fā)現(xiàn)包含電化學單元102及過濾器177b具有名目孔徑1微米的碳塊的裝置100可去除寬廣范圍的污染物。于另一個版本中，活性碳過濾器187置于輸出管151來處理去離子水?；钚蕴歼^濾器187過濾出可能溶解或懸浮于流體流125的雜質(zhì)及污染物，諸如大型有機分子。活性碳也可定位在電化學單元102本身的殼體219內(nèi)部呈于單元102底部的一層?；钚蕴嘉挥趩卧獨んw219中央，環(huán)繞升流管，流體必須通過入口217，然后通過活性碳才能到達單元102的出口218。于另一版本中，可含括碳作為活性碳包裹物，或顆粒呈黏附于螺旋狀包裹膜110的內(nèi)表面。于此版本中，當離子交換膜卡匣更換時，活性碳包裹成將被更換。過濾器177b也可包含陶瓷過濾器，包含尺寸小于約10微米的小孔。陶瓷過濾器也包括次微米過濾器，可過濾出尺寸小于0.1微米的顆粒。適當陶瓷過濾器包括微孔過濾器及奈米材料過濾器。奈米材料過濾器含有奈米尺寸的材料，用來去除微生物和去活化微生物。舉例言之，陶瓷過濾器含有陶瓷奈米纖維諸如氧化鋁奈米纖維；涂覆有可捕捉及去除有毒金屬、蛋白質(zhì)及細菌的奈米級聚合物刷；及氧化鈦制成的奈米管柱。過濾器也包括奈米材料過濾器，其當受紫外光照射時，可摧毀通過的流體流中的多種污染物諸如寄生蟲、工業(yè)溶劑及菌種。陶瓷過濾器可以流體以反向沖洗來清潔。于多種情況下，需要強力反向刷洗來去除孔洞的堵塞物。過濾器177b也是抗微生物過濾器，其可殺死、去活化、或去除來自于流體流的細菌或其它微生物。經(jīng)由于裝置100的電化學單元102的前方或后方組合抗微生物過濾器(也稱作為細菌學過濾器)，對于過濾器177b及抗微生物單元177a二者的需求放松，但仍然讓裝置100可滿足消毒目的。例如可提供對數(shù)下降值為3的消毒的細菌學過濾器讓只提供對數(shù)下降值為3的消毒的單元102a,b共獲得對數(shù)下降值為6的微生物減少。適當細菌學過濾器包括機械過濾器例如有適當小孔(<1微米)的碳塊狀物，以及超濾膜、奈米濾膜、或逆滲膜，全部皆可以物理方式從產(chǎn)物水中排除各種尺寸的微生物。其它有用的過濾器包含可去活化或殺死微生物的添加劑，例如銀以某種形式與碳介質(zhì)或其它介質(zhì)摻混，當水通過過濾器時，滲濾出且殺死接近介質(zhì)表面的微生物，如金屬離子過濾器章節(jié)所述。于另一版本中，過濾器177b為逆向滲透(逆滲)過濾單元(過濾池)249。于逆滲單元249中，流體或水憑借電動幫浦251或自來水壓加壓通過合成半透膜253。半透膜253包含于流體中安定的化學化合物。水以高壓泵送通過半透膜253，造成污染物254于膜界面被去除。舉例言之，包含膜科技(Filmtec)膜的逆滲過濾器可用于海水脫鹽中去除鹽份，從井水中去除天然礦物質(zhì)，也憑借去除硬水離子而具有軟水效果。逆滲單元249也可組合活性碳單元使用，后者可去除氯來避免逆滲膜的降級，且于水通過逆滲膜之前可去除揮發(fā)性有機化合物。于脫鹽用途中，從含有35,000ppmTDS的水去除98%總?cè)芙夤腆w(TDS;或離子)，留下700ppmTDS于水中。如此對飲用水而言仍然是高濃度(口味與氣味問題)，較佳進一步以本發(fā)明的電化學裝置100來降低濃度。于又另一個版本中，過濾器177b為組合數(shù)種技術的優(yōu)點的多階段式過濾器或組合過濾器。多階段式過濾器包括沉淀池、活性碳池及其它單元的多種組合，來提供有較佳口味、較低固型物含量、色彩較為澄清、且微生物含量較低的飲用水。具有電化學去活化過濾器及多階段式過濾器的裝置100可去除寬廣范圍的污染物包括氯、懸浮粒子、有機化合物、細菌、病毒、包囊及離子，來提供大于90%寬廣多種生物污染物及化學污染物的去除比率。于另一個版本中，過濾器177b包括硬水轉(zhuǎn)換單元，將硬水轉(zhuǎn)成軟水。硬水會干擾肥皂與清潔劑的清潔作用。水軟化劑采用鈉形式的強酸陽離子交換樹脂。當包含二價陽離子諸如鈣、鎂及錳的水通過此種離子交換樹脂時，二價離子交換一價鈉。含有一價離子的水稱作為"軟水"。當離子交換樹脂上的大量鈉離子被二價離子置換后，樹脂必須以鹽水(濃氯化鈉或濃氯化鉀)再生，來以鈉或鉀置換二價離子，接著徹底清洗，準備用于另一次工作周期的水軟化劑來制造軟水。軟化后的產(chǎn)物水的TDS并未下降，陰離子(帶負電荷物種諸如硝酸根、砷或過氯酸根)并未被交換。于水軟化劑之后使用本發(fā)明的電化學裝置減少TDS，改進口味，去除可能有害的陰離子污染物。本消毒流體系統(tǒng)如水也可用作為其它流體處理系統(tǒng)的一部分。例如電化學消毒裝置可用于都會水處理系統(tǒng)包含沉淀處理、軟化處理及其它處理。都會系統(tǒng)包括飲用水處理和廢水處理讓水再度供使用或變成放流水。使用本發(fā)明裝置100結(jié)合都會水處理系統(tǒng)例如可降低氯或其它化學消毒劑濃度，同時降低TDS或特定污染物濃度。需要添加化學品來提供殘余消毒作用(當飲用水流過配送系統(tǒng)至終端使用者的持續(xù)消毒效果)。使用本發(fā)明將允許使用較少化學品來提供此種殘效。游泳池和水療館也需要水中有某些化學品殘余濃度來維持消毒，故當使用本發(fā)明于游泳池或水療館，同時也采用其它消毒系統(tǒng)例如化學品或電化學品進給系統(tǒng)(手動或自動)時也可獲得相同效果。于游泳池或水療館中，本發(fā)明的電化學單元102可同時降低TDS或去除特定污染物，同時減少對化學添加劑獲得給定的消毒效果的需求，憑此減少化學品的耗用量或維護保養(yǎng)頻次。于又另一項用途中，半導體產(chǎn)業(yè)需要超純水來制造半導體制品。于半導體用途中，因微生物有損微電路或組件制品的質(zhì)量，故水必須被消毒。典型以紫外光裝置作為多階段式處理程序的最末步驟來進行。使用本發(fā)明可同時去除水中離子，同時于制程水的制造中進行消毒作為最末步驟。又另一項用途作為電透析、電去除離子或混合床離子交換裝置的前處理，用于水的去除離子例如實驗室水的制造，來對此等裝置提供較少TDS、較低硬度及微生物污染的給水。如此可延長其它去離子系統(tǒng)的壽命，降低成本。多重單元裝置一種包含多個電化學單元102a，b的流體處理裝置100的具體實施例顯示于圖12。各個單元102a,b有一膜110a,b堆棧暴露于流體流124，且分別由第一電極106a、108a及第二電極106b、108b所包圍。單元102a，b還包括孔口146a,b來接納流體，孔口148a,b來釋放流體及流體通道144a，b連接孔口至孔口，流體流124通過其中。流體流124源自于流體來源120，例如可為自來水源、井水、或含有非期望的化學品的廢水源。例如流體源120可提供包含自來水的流體流124，將憑借處理單元102a，b凈化，所得凈化水通過孔口148送至配送裝置，諸如配送裝置128。流體來源120通常提供加壓流體，諸如得自自來水源、幫浦如脈動幫浦或自來水源與流量控制裝置(圖中未顯示)的組合。單元102a，b以兩種模式之一操作，兩種模式包括流體處理模式(或水去離子模式)及單元再生模式。于流體處理或水去離子期間，由施加至兩對電極106a、108a及106b、108b而出現(xiàn)于膜110a，b的電壓降造成水被逆向解離或于各膜110a,b的陽離子交換層150a,b與陰離子交換層152a,b間的界面156a，b被"分解"成為成分離子H+及0H'。于電再生期間，施加相反電場，造成膜界面156a,b形成H+離子和OH-離子，因此排斥于先前的去離子周期中所去除的陽離子和陰離子，如此再度形成陽離子交換材料及陰離子交換材料的酸形式和堿形式。最佳當電化學單元102a用來處理流經(jīng)單元102a的自來水源120，電化學單元102b被再生。如此，單元102a可以水處理模式操作，同時單元102b于再生模式操作。于一個版本中，在再生周期中，控制器170開啟閥讓去離子流體流入單元146的流體入口，而控制電源114供應有第一正極性的電流至第二電極106，來再生離子交換膜，來形成再生流體從去離子流體孔口釋放。去離子流體具有導電率比去離子周期期間處理的流體的導電率低50%。去離子流體用來再生電化學單元優(yōu)于含離子的輸入流體，可于二單元裝置的相鄰單元中形成。操作中，控制器170作動閥門，控制器170發(fā)送信號給各個閥門來控制其活動件122的由第一個位置移動至第二個位置或其它位置。閥系統(tǒng)118導引流體流124至102a，b中的任一者；由單元102a，b至排放口190;或由一個單元102a至另一個單元102b，或反之亦然。如本領域技術人員顯然易知，閥系統(tǒng)118也可用來將流體送至其它流體處理裝置?？刂破?70操控閥門117，送信號給閥門117的馬達188，來控制活動件122的從第一位置移動至第二位置或移動至其它位置。閥門117導引流體流124至單元102a或單元102b。閥門117包含活動件122，其可由第一位置移動至第二位置或移動至其它位置來調(diào)節(jié)流經(jīng)閥端口180a-d的流體的流動。閥門117也有馬達188來控制活動件122的移動。閥門U7也可用來導引流體流124至任一單元102a,b;由單元102a，b至排放口l卯或由一個處理單元102a至另一個單元102b，或反之亦然。如本領域技術人員顯然易知，閥系統(tǒng)118也可用來將流體送至其它流體處理裝置?？捎脕碚{(diào)節(jié)流體流124流經(jīng)流體處理裝置100的單閥門117的具體實施例顯示于圖13。雖然顯示具有特殊形狀和配置的閥門117的一個具體實施例，但如本領域技術人員顯然易知，閥門117也可具有其它形狀及結(jié)構(gòu)，此等閥或其它可控制流體流量的相當結(jié)構(gòu)皆含括于本發(fā)明的范圍。通常閥門117包含可盛裝流體的一個包圍殼體210，且包含耦聯(lián)至蓋240的底部230，且典型憑借聚合物例如諾里(NORYL)射出成形所制造，或由不銹鋼、鋁或銅構(gòu)成。殼體210具有一組端口180a-d，通過端口180，流體可進入閥門117及離開閥門117。各個端口180有至少一個包圍端口的溝槽182，其可接納一緣封183來包圍端口184。緣封183可為彈性體O形環(huán)或鐵氟龍(Teflon)O形環(huán)，其尺寸可嵌合入相對應的溝槽182內(nèi)部來形成流體緊密封。端口180也有多個同心溝槽182來允許安置多個緣封183環(huán)繞各個端口180。周邊溝槽186環(huán)繞底部230的周邊延伸來接納密封墊圈189。向外延伸的周邊唇有孔洞，其允許附接底部230至蓋240。蓋240嵌合于底部230上，至少有一個端口180來接納來自于流體源120的流體。蓋240形成室245，儲存透過孔口端口215而接納來自流體源120的流體。蓋240也包括一主軸開口235，活動件122伸出該開口。當流體源120提供加壓流體例如來自于自來水源的流體時，室245中的水也處于相等外部壓力下。活動件122維持于壓縮力之下，可于不同位置間移動，包括第一位置和第二位置，來控制流體流經(jīng)閥門117且流入端口180?；顒蛹?22于殼體210內(nèi)部，從蓋240伸出而將耦聯(lián)于馬達188。于一個實施例中，馬達188可旋轉(zhuǎn)活動件122;但依據(jù)閥117的形狀和組態(tài)而定，馬達188也可縱向、垂直方向、橫向或于其它方向滑動活動件。于所示實施例中，活動件122有一轉(zhuǎn)子252、一活動面268及一內(nèi)通道274。一浮動封284設置于活動件122(諸如轉(zhuǎn)子252)與底部230間，來減少當活動件122移動時流體從室245滲入端口180。彈簧290嵌套于主軸255，來維持活動面268上的初始壓縮力，活動面268又朝向浮動封284壓迫。適當浮動封284可由聚四氟乙烯制成，例如得自德拉威州威明頓杜邦公司(DupontdeNemoursCompany)的鐵氟龍。馬達188透過齒輪總成(圖中未顯示)而連結(jié)活動件122。馬達188可為傳統(tǒng)直流馬達，其以齒輪向下嚙合，且經(jīng)控制來提供活動件122的快速周期移動。適當直流馬達可為旋轉(zhuǎn)致動器，其旋轉(zhuǎn)包含轉(zhuǎn)子252的活動件；或為線性致動器其滑動活動件122。也可使用齒輪總成，包含組提供適當嚙合比的齒輪。替代單閥118，包含多個電磁閥119的閥系統(tǒng)也可用來導引流體流經(jīng)單元102a,b。雖然圖14顯示電磁閥119的具體實施例，但如本領域技術人員顯然易知，閥119也可具有其它形狀或結(jié)構(gòu)。大致上，閥119包含包圍殼體210，其可盛裝流體，且有一組端口180a,b，流體可通過端口而流入及流出電磁閥119。殼體210典型憑借聚合物射出成形制造，或由不銹鋼、鋁或銅制成。各個閥U9包含柱塞123，其可從第一位置移動至第二位置或其它位置來調(diào)節(jié)流體的流經(jīng)閥端口180a,b。電磁閥127用來憑借施加電流至電磁閥127內(nèi)部包圍柱塞123的線圈233，來控制柱塞123的移動。殼體210有端口可供附接電連接器來連接至電磁閥127的線圈233。柱塞123具有埋設的磁鐵247及底密封面249。磁鐵247定向成其北極與南極間畫一條線大致上垂直于一個線圈繞組的平面。電磁閥127透過連接器234將直流電流過線圈233來作動。電流流經(jīng)線圈233，而于線圈233內(nèi)部產(chǎn)生磁場，磁場與埋設于柱塞123內(nèi)部的磁鐵247交互作用，來依據(jù)電流方向升降柱塞123。當電磁閥127于開啟位置時，柱塞123升高，流體通道允許流體從第一端口180a流至第二端口180b。當電磁閥127于關閉位置時，柱塞密封面249向下壓迫孔口來形成封，防止流體通過于閥端口180a，b間，停止流體的流經(jīng)閥119。雙單元裝置的實例圖15顯示流體處理裝置100的版本，該裝置有兩個電化學處理單元102a，b由雙電源114a，b所供電，且有閥系統(tǒng)118憑借控制器170控制。雙電源各自分開包含所需組件，例如圖4A及圖4B的實施例所示組件。但于另一個版本中，雙電極電源有某些共通組件，例如雙電源可有單一零交越檢測器，原因在于由零交越檢測器所產(chǎn)生的零交越信號只取決于交流電壓，因此可由多個電源所共享。也可使用單一電源114，但雙電源114a，b允許一個電源114a來操作第一單元102a用于去離子與再生，而另一個電源U4b用來操作另一個單元102b也用于兩項功能。憑此方式兩個單元102a，b可獨立操作或同時操作。電源114a，b各自有兩個輸出端子157a,b及153a,b。本版本中，各個電源114a,b分別連接至單一單元102a，b，例如電源114a連接至單元102a而電源114b連接至單元102b。端子157a，b與153a，b間的電壓輸出級別由控制器170控制。各個電源114a,b分別可提供偏壓給各個單元102a,b來操作連接的單元進行流體的處理或再生。于所示版本中，各個電源114a,b可輸出約-300伏至+300伏間的電壓。舉例言之，電源114a，b可于輸出端子157a,b與153a,b間輸出高達約300伏的正電壓以及低于約-300伏的負電壓。于又另一版本中，雙電源114a,b設定成各個電源114a,b的極性為固定極性，故一個電源經(jīng)常提供有正極性的電壓，而另一個電源經(jīng)常性提供有負極性的電壓。如此，第一電源114a包含經(jīng)常性有正極性的第一輸出端子157a，而第二電源114b包含經(jīng)常性有負極性的第一輸出端子153a。此項版本允許第一電源114a單獨用于兩個單元102a，b中流體的去離子，而第二電源114b只用于兩個單元102a，b的再生。于又一版本中，各個電源114a,b分別連接至兩個單元102a及102b，可用來于去離子模式或再生模式驅(qū)動任一單元102a，b。此版本提供重復進行的能力，電源114a,b之一故障時，另一個電源可用來操作兩個單元102a,b。于此版本中，控制器170包含程序代碼來檢測各個電源114a,b的操作(或故障)，且若有所需以一個電源來替代另一個電源。于操作中，控制器170控制電源114a，b來切換其開或關，且控制于輸出端子157a,b與153a,b間所提供的電源電壓。此外，控制器170控制閥系統(tǒng)118來調(diào)節(jié)流體的流經(jīng)單元102a,b，同時控制連接至各個電源114a,b的端子157a，b及153a，b以及控制于端子所供應的電壓。憑此方式，控制器170可操作單元102a，b用于流體處理，也可于流體處理方向操作一個單元102，而另一個單元102被再生。裝置100進一步包含流體管路系統(tǒng)，其有第一分叉163分流入兩管，來允許輸入的流體流124順著分叉的一邊朝向第一單元102a流動，及順著分叉的另一邊朝向單元102b流動。于一個版本中，閥系統(tǒng)118包含四個電磁閥119a-d，設置于管路系統(tǒng)來控制流體的流經(jīng)各個管路。第一對電磁閥119a,b定位在第一分叉163與處理單元102a,b各自間的管路內(nèi)，來控制輸入流體的流入各處理單元102a,b。于第一電磁閥119a,b與單元102a，b間有第二分叉165a,b。于第二分叉165a，流經(jīng)裝置100的流體可流至處理單元102a或流至排放口190。于第二分叉165a，b與排放口190間有控制流體流至排放口190的第二電磁閥119c，d。閥系統(tǒng)憑借控制器140控制，控制器操作閥結(jié)合電源114a,b來處理流體及再生單元102a，b。于用于流體處理的單元102a的操作期間，閥119b關閉，而閥119a開啟。流體由沉淀過濾器181的出口，流經(jīng)電磁閥119a，通過第一孔口146a流入單元102a內(nèi)部。正向電壓施加于單元102a的電極106a、108a，流經(jīng)單元102a的流體經(jīng)處理。流體通過第二孔口148a離開單元102a，流經(jīng)活性碳過濾器187，進一步處理流體。經(jīng)過雙重處理的流體流經(jīng)流體流量傳感器204。閥119e開啟，處理后的流體從閥119e流出而流至消費者。單元102a,b、電磁閥119a-e及輸出148a,b以所示組態(tài)配置，允許單元102a，b用來再生彼此，舉例說明如后單元102a于處理模式操作而單元102b于再生模式操作期間，閥119b關閉而閥119a開啟。閥119c關閉而閥U9d開啟。流體從沉淀過濾器181流出，流經(jīng)閥119a，通過單元102a的第一孔口146。電壓施加于單元102a的電極106、108間，流經(jīng)單元102a的流體經(jīng)處理。流體通過第二孔口148a從單元102a流出。閥119e關閉，憑此阻斷經(jīng)處理的流體流至輸出。反而，該流體通過第二孔口148b而流入單元102b。施加反電壓于單元102b的電極106、108。流體從單元102b的第二孔口148b流至單元102b的第一孔口146b，且拾取離子。再度被離子化的流體由單元102b的第一孔口146b送出，流經(jīng)閥119c且流入排放口190，送出流體處理裝置100之外。憑此方式通過單元102b的流體清洗去除單元102b的雜質(zhì)而可稱作為將單元102b再充電供未來的流體處理使用。閥系統(tǒng)118的另一個版本也有五個電磁閥119，如圖所示，電磁閥119用來控制流體的流經(jīng)單元102a，b至排放口190，以及流至流體輸出來輸出處理后的流體給使用者。電磁閥119a及119b分別控制輸入的流體流至單元102a及單元102b。電磁閥119c及119d分別控制流體流至單元102a及102b排放。額外的第五個電磁閥119e控制流體的流至出口。處理單元102a的出口148a及處理單元102b的出口148b連結(jié)至一共通輸出管151。流體流量傳感器204也可沿流體流125設置。適當傳感器為霍爾效應傳感器，其輸出電壓，以與渦輪的旋轉(zhuǎn)頻率相對應的頻率振蕩?？刂破?70使用來自于流體流量傳感器204的流速信號，來判定流經(jīng)管路及單元102a,b的流體流速，而此流速信息可用于多項不同目的。舉例言之，控制器170可使用流速信號級別來控制電源114a，b，來調(diào)整施加于單元102a，b的電極106、108的電力。憑此方式，施加于電極的電壓可經(jīng)調(diào)整來達成較高度微生物去活化，或相關于流經(jīng)單元102a，b的流體流速，調(diào)整施加于電極的電壓功率。壓力傳感器159也可設置來輸出與裝置100中的流體壓力成正比的壓力信號給控制器170。當配送裝置128開啟而輸出管151的壓力降低時，控制器170可啟動流體處理裝置100的操作來提供處理后的流體流125。當配送裝置128關閉，于輸出管151及控制器170中累積的壓力會切斷電化學單元102a，b的操作。適當壓力傳感器159包含傳統(tǒng)傳感器諸如壓力隔膜傳感器，有一個可撓性隔膜當施加流體壓力于隔膜時隔膜癟陷。癟陷的隔膜作動可變電阻或微開關，由隔膜的位移所致動。裝置100也包括沉淀過濾器181，如前文說明用來從流體流124中過濾出微粒。于此版本中，沉淀過濾器181定位在裝置100的前端，故輸入流體流124通過沉淀過濾器181處理，隨后才通過電化學單元102。此外，將&設置于單元102前方提供更為制菌的系統(tǒng)，原因在于電化學單元102可去活化大部分過濾器中生長的細菌。裝置100進一步包括活性碳過濾器187，其定位在共通輸出管151內(nèi)，經(jīng)處理的流體于流至輸出端口162的途中通過活性碳過濾器187。于所示版本中，前述流體流量傳感器204設置于裝置100的活性碳過濾器187與輸出端口162間。裝置100也包括于流體流125的紫外光抗微生物過濾器161位于流壓力傳感器159與配送裝置128間。于所示裝置中，抗微生物過濾器161位于流體流125位于壓力傳感器159與配送裝置128間，壓力傳感器159則位于紫外光抗微生物過濾器161與流體流量傳感器204間。多單元裝置的另一個版本顯示于圖16。裝置IOO包含兩個電化學處理單元102a，b及單一電源114，類似圖15的版本，裝置100還包括沉淀過濾器181、包含電磁閥119a-d的閥系統(tǒng)118、排放口190、活性碳過濾器187、_流體流量傳感器204、紫外光抗微生物過濾器161及輸出配送裝置128。但圖16的裝置100也具有含壓力傳感器159的流體儲存罐126及具有計量閥119e的計量組件194。電源114連接電化學處理單元102a,b且供電給二單元，可分開驅(qū)動個別單元或共同驅(qū)動兩個單元。控制器170控制電源輸出電壓的幅度，可輸出30伏至330伏DC電壓或30伏至330伏DC電壓，具有AC紋波占輸出電壓幅度的10%至50%?？刂破?70也控制電源114的極性選擇器，因而控制于輸出端子供給單元102a及單元102b的電壓極性。如此，電源114可于流體處理方向操作單元102a，b，也于反向再生單元。電源114可分開或共同操作單元102a，b，換言之，電源114可于流體處理方向操作單元102a，而單元102b為關；或電源114可于流體處理方向操作兩個單元102a及102b。電源114也于流體處理方向操作單元102a，而于再生方向操作單元102b?？刂破?70控制電源114及閥系統(tǒng)118，來調(diào)節(jié)電壓的供應及流體的流經(jīng)單元102a，b。裝置IOO還包括具有一計量閥119e的計量組件194。計量組件194周期性供應或連續(xù)供應一劑抗微生物制劑給流體。操作時，輸入流體通過管路至沉淀過濾器181，去除沉淀物后，流體流過計量閥119e，其可為電磁閥。計量閥119e連接流體流124至計量組件194。計量組件194可包含抗微生物單元177a，其含有含抗微生物制劑的抗微生物顆粒，當流體通過計量組件194的單元177a時，抗微生物制劑緩慢釋放入流體。舉例言之，計量組件194可將氯陰離子源釋放入流體，如氯化鈉或氯氣。流體儲存罐126座落于流體流量傳感器204下游的經(jīng)處理流體管線中，來接納來自于電化學單元102a,b的經(jīng)處理流體或輸出流體。壓力傳感器159可安裝于流體儲存罐126，流體儲存罐126用來接納來自于裝置IOO的輸出流體，且儲存定量處理后的輸出流體，隨后將經(jīng)處理的流體釋放至配送裝置128。于一個版本中，壓力傳感器159位置接近罐126底部，來測量罐126內(nèi)部的流體壓力，因而測量流體儲71存罐126的流體深度。壓力傳感器159輸出壓力信號給控制器170，其控制閥系統(tǒng)118且調(diào)節(jié)流經(jīng)處理裝置100的流體流量。舉例言之，當壓力信號指出罐滿水位時，罐126接近全滿時，控制器170可停止經(jīng)處理的流體流至罐126。如此防止流體因溢流而浪費。當壓力信號指出罐126中的流體水位低時，控制器170也作動裝置100來開始流體的流入處理流體罐126，憑此維持流體儲存罐126接近全滿容量。當接收到壓力信號指出流體儲存罐126中有夠高壓力時，控制器170也可切斷電化學單元102a，b的操作來省電。多單元去離子及再生操作逆轉(zhuǎn)去離子流方向參考圖1，于電化學單元102進行去離子處理程序的一個版本，電化學單元102包含殼體104，有第一孔口146毗鄰于圓柱形外壁132，且允許流體從壁132中或接近壁132的孔進入單元102;第二孔口148毗鄰于一管狀內(nèi)壁134，其允許流體由單元102底部流出；第一電極106毗鄰于圓柱形外壁132;第二電極108環(huán)繞圓柱形內(nèi)壁134(壁134本身可作為電極108或可接近電極108);及一環(huán)狀巻繞離子交換膜110于電極106、108間?？刂破?70控制電源114及閥117，來在去離子周期中，流體流入單元102的第二孔口148，故由管狀內(nèi)壁134行進至圓柱形外壁132的流體于第一孔口146釋放出，同時供給電流至電極106、108來將流體去離子。于本特定去離子程序中，流體于單元102去離子期間流體流動的正常方向或典型方向的反向流經(jīng)單元102。單元102的孔口148于單元102的徑向內(nèi)容積，如圖1所示。如此，于此去離子周期期間，有較高導電率的流體進入單元102的徑向內(nèi)容積，來提供相對于反流方向較高的總導電率，由于幾何理由傳統(tǒng)采用反流方向。然后流體流經(jīng)卡匣130，流至徑向外容積作為有較低導電率的去離子流體，通過正常為去離子期間的入口146送出單元102之外。將較低導電率溶液于去離子期間置于較大型的外容積，而非如傳統(tǒng)置于內(nèi)容積，可提供整體而言較小的單元電阻。因內(nèi)電極108暴露于流體的面積比大型外電極106暴露于流體的面積小之故。于接近第一電極106的內(nèi)容積，電阻實質(zhì)上較小。較小電阻皆可導致局部流體區(qū)的局部導電率較高，故從相鄰于內(nèi)電極106的膜110獲得更有效的離子移除。此種去離子程序特別為螺旋狀包裹膜110所期望，膜110于單元102的內(nèi)容積比同一個單元102的外容積有較小型包裹膜組態(tài)。此項處理可降低單元電阻至傳統(tǒng)單元電阻的二分之一或三分之一。如此，此項去離子處理程序特別為螺旋狀包裹膜U0所需，其具有包裹膜組態(tài)于單元102內(nèi)容積比同一個單元102的外容積的直徑小。于再生期間，流體于新鮮流體由第一孔口146進入單元102的相反方向流經(jīng)單元102，故輸入的導電性較低的流體首先通過圓柱形單元102的外容積，其由于幾何理由提供整體更高導電率，于此幾何上較低導電率容積呈較高導電性溶液而從單元102的中部流出。如此于本循環(huán)周期中，流體進入單元102的第一孔口146，流體由圓柱形外壁132前進至管狀內(nèi)壁134，將于第二孔口148釋放，同時供給電流至電極106、108來再生螺旋狀包裹膜110。后去離子電流于另一版本中，控制器170經(jīng)規(guī)劃來控制電源114于去離子周期完成后，繼續(xù)維持電流流經(jīng)單元102經(jīng)歷短周期時間。在去離子周期中，控制器170開啟閥117，使流體流入單元102的孔口146，同時控制電源U4來供給電力或電流至電極106、108，來形成去離子流體于孔口148釋放。于另一版本中，控制器170經(jīng)規(guī)劃來控制電源114即使于去離子流體流動停止后，繼續(xù)維持電流流經(jīng)單元102經(jīng)歷短周期時間。此項處理為與間歇用途有關，諸如飲用水系統(tǒng)的使用點來供給處理水水杯或水瓶。在去離子周期中，當開啟水龍頭或閥117而感測到流動，例如憑借流速傳感器或壓力傳感器感測流動時，信號送至控制器170來供給電流至單元102來將流經(jīng)單元102的流體去離子化。恰在水龍頭或閥117關閉后，流量傳感器204發(fā)訊通知控制器170，流動實質(zhì)上停止。此時，即使于流體的流進與流出單元102停止后，于后去離子處理周期中，控制器170經(jīng)規(guī)劃來指令電源114繼續(xù)供應去離子電流至電極106、108，來將單元102內(nèi)部靜態(tài)盛裝的殘留流體繼續(xù)去離子化一段時間。如此允許單元102中的殘余流體仍然于單元102內(nèi)部期間被進一步去離子化。殘余流體于單元102去離子，故隨后當新鮮未經(jīng)處理的流體流入單元102時，于單元102中己經(jīng)被去離子的流體憑借輸入的新鮮流體而被壓出單元102之外。結(jié)果，單元102所產(chǎn)生的初次經(jīng)處理流體批次已經(jīng)被去離子化，不具有不良口味或殘余離子，若于流體流動初步停止時關閉電源，則該口味或離子將留在流體中。典型地，于流體流入單元102后電力施加于電極106、108的時間依據(jù)于此靜態(tài)周期期間單元102中的電流密度決定。為了獲得高于約0.5毫安/平方厘米的電流密度，后去離子時間少于IO分鐘且較佳少于5分鐘。總時間段典型少于約5分鐘。供給電極的典型電流密度至少約0.05毫安/平方厘米，也少于約5毫安/平方厘米。后去離子時間過長，特別于靜態(tài)期間去離子電流密度增高，將提升單元102及其流體內(nèi)容物的溫度。依據(jù)用途而定可能有益或有害。圖21驗證于流體流經(jīng)單元102結(jié)束后，施加后去離子電流至單元102的電極106、108的效果。對于流經(jīng)單元102流體量增加所去除的離子百分比，隨著時間段由0分鐘延長至3分鐘，增高約10%,電流持續(xù)供給電極106、108。于O電流級別，于無后去離子電流施加于單元102a,b，于7加侖流體被去離子后，去除的離子百分比降至約70%。相反地，當后去離子電流施加l、2或3分鐘時間，于容積量7加侖，去除的離子百分比約為80%或以上。再生中反向流動與電流回頭參考圖1，單元102有第一電極106及第二電極108環(huán)繞離子交換膜110設置，故第一電極106毗鄰于第一孔口146，而第二電極108毗鄰于第二孔口148。在去離子周期中，控制器170作動閥117使流體流入單元102的第一孔口146，故流體通過第一孔口146流入，而通過第二孔口148流出。同時，控制器170可作動電源114來維持電流于單元102，造成負離子朝向第一電極106遷移，以將流體去離子化，隨后于第二孔口148釋放。于本循環(huán)中，控制器170作動電源114，施加電壓至第一電極106，該電壓比施加于第二電極108的電壓更為正極性。如此將第一電極106相對于第二電極108維持于正偏壓。于一個實例中，第一電極106維持于正極性，而第二電極108維持于負極性。但第一電極106也可維持于比第二電極108更加正極性，二電極106、108維持于凈負極性(相對于地電位)或反之亦然。舉例言之，對一個高約25厘米直徑4吋的單元102而言，于去離子階段，電源114跨第一電極106及第二電極108施加約0.01安培至約IO安培電流，以正接腳來施加于第一電極106。因膜110螺旋狀巻繞，故膜IIO的截面積從螺旋狀巻繞的外側(cè)改變至內(nèi)側(cè)，故各個膜包裹的電流密度也從內(nèi)側(cè)改變至外側(cè)。膜110典型具有外徑約為內(nèi)徑的兩倍至三倍。膜的電流密度由相鄰于電極106、108的較大面積決定。于螺旋狀卡匣中，此乃外膜包裹，膜電流密度由單元電流(毫安)除以外卡匣表面積(平方厘米)求出。適當電流密度由約0.02毫安/平方厘米至約20毫安/平方厘米。于單元102的去離子周期中，因具有較高正極性的電壓施加于相鄰于第一孔口M6a,b的第一電極106，第一孔口146a，b供流體通過其中進入單元102，故可用作為陽極，造成酸形成于電極108，溶解于此電極108或單元102的此一部分的任何碳酸鈣或其它鱗垢。酸進一步于流體流動方向掃除進入卡匣，來溶解于膜上或膜周圍沉淀的鱗垢諸如碳酸鈣。結(jié)果，鱗垢沉淀于膜的去離子周期期間自我清潔，來提供單元102更長的操作壽命。隨后在再生周期中，控制器170操作閥117，來逆轉(zhuǎn)流經(jīng)單元102的流體流向。再生期間逆轉(zhuǎn)流向為較佳，原因在于比其它替代之道提供更高效率(更快速、更省水、更省電)。于去離子期間，于去離子流體入口的離子交換材料比于膜長度終端(經(jīng)處理流體離子單元102的位置)的離子交換材料，從給水溶液中萃取出更多量離子。于去離子路徑起點的膜為初處理步驟(去除大量離子)，而于膜長度終端的膜為結(jié)束處理步驟(去除較少量離子)。如此經(jīng)由逆轉(zhuǎn)再生流體方向，有最低離子濃度的再生進給流體接觸由最低離子濃度的膜長度的結(jié)束終點，當離子由膜中排出時，再生流體中的離子濃度升高。因此，于再生期間，沿膜全長跨膜表面的濃度梯度最小化，如此離子可更有效從膜中排放入再生流體中。額外效果為再生結(jié)束時，于去離子出口的水具有再生給水的組成，而非于去離子入口離開的廢水濃度。如此減少于隨后去離子期間于再生入口離開單元102的第一水的污染。圖22顯示用于增加于電化學單元102中的去離子處理周期，輸出的經(jīng)處理流體例如去離子水的導電率的比較。于各個去離子處理周期期間，于單元102中約有2加侖水被去離子化。于各個去離子周期后，單元102經(jīng)再生管線(a)-含硬水的流體具有高離子濃度；管線(b)-含軟水的流體；及管線(c)-含去離子水的流體以逆向經(jīng)由去離子流體孔口通過單元102?？芍缬诠芫€(a)，以硬水再生經(jīng)300周期后相對于管線(b)中以軟水再生的單元102a,b，或相對于管線(c)中以反向去離子水再生的單元102a，b，于單元102中去離子水的離子含量或?qū)щ娐噬?。除了于再生期間逆轉(zhuǎn)流體流向之外，控制器170也逆轉(zhuǎn)施加于單元102的電流方向。為了達成此項目的，控制器170操作電源114來維持第一電極106為負電極，而維持第二電極108為相對于第一電極106的正電極。如此進行方式逆轉(zhuǎn)第一電極106及第二電極108的極性，或相對于第二電極108以負偏壓來充電第一電極106。一個實例中，第一電極106維持于負極性，而第二電極108維持于正極性。但第一電極106也可維持于比第二電極108更負的極性，而兩個電極106、108維持于凈負極性或正極性。單元102中的電流造成正離子朝向第一電極106遷移。于再生期間，電源114施加相同或不同的電流及電流密度絕對值給電極106、108。于單元102的再生周期中，如同于去離子周期，因有較為正極性的電壓施加于定位在相鄰于流體進入單元102的第二孔口148a,b的第二電極108，故可用作為陽極，造成酸形成于電極108，溶解于此電極108或單元102的此一部分的任何碳酸鈣或其它鱗垢。酸進一步于流體流動方向掃除進入卡匣，來溶解于膜上或膜周圍沉淀的鱗垢諸如碳酸鈣。結(jié)果，鱗垢沉淀于膜的去離子周期期間自我清潔，來提供單元102更長的操作壽命。例如，憑此方法再生的單元102可提供約500至約1000加侖的單元102壽命，而先前單元102壽命只有100至300加侖。由控制器170所控制的電源114包含電壓供應器113。電壓供應器113也于去離子周期或再生周期的任一者供給時間調(diào)變電壓至第一電極106、第二電極108。例如，在去離子周期期間，電壓供應器113供給第一時間調(diào)變電壓至電極106、108;于再生周期期間，電壓供應器113供給第二時間調(diào)變電壓至電極106、108,該電壓具有與第一電壓振幅不同的振幅。舉例言之，控制器170于再生周期可開啟閥117，使流體流入單元102的去離子流體孔口，同時控制可變電壓供應源來供應經(jīng)時間調(diào)變直流電壓至單元102的電極。噴流再生控制器170也可經(jīng)規(guī)劃來控制閥117，于再生周期期間將定時噴流(burst)流體供給單元102的孔口。對再生周期時間進行各個再生周期，此乃膜再度被用于去離子周期之前膜的再生總時間。定時噴流流體為比再生周期時間更短的一個時間段的流體流量。舉例言之，控制器170可操作閥117來提供定時噴流流體經(jīng)歷再生周期時間的約0.1%至約80%時間段，或甚至再生周期時間的約0.3%至約30%時間段?？刂破?70經(jīng)規(guī)劃憑借開啟閥117—段時間，然后關閉閥117，來提供定時噴流流體流入單元102內(nèi)部。噴流時間為經(jīng)由移動活動件122由第一位置至第二關閉位置，閥117被開啟然后關閉的時間。同時，控制器170控制電源114來供電給電極106、108，來再生離子交換膜110來形成于另一孔口釋放的再生流體。典型地，控制器170操作閥117，而于一次再生周期時間，換言之于單再生周期提供多個噴流。多個噴流可具有根據(jù)電化學單元102中期望的殘余固體的去除來選定的流速和時間長短，典型地連續(xù)進行，實質(zhì)上并未插入任何單元102的流體去離子周期。舉例言之，控制器170可操作閥117來提供至少約兩次接續(xù)流體噴流至單元102，或甚至一次再生周期期間提供至少10次噴流或甚至20次噴流。一個實例中，控制器170操作閥117來開啟閥117經(jīng)歷一段定時流體噴流，持續(xù)約0.1秒至約40秒，然后關閉閥117，每分鐘作動一次。更典型地，定時流體噴流經(jīng)歷約0.3秒至約15秒時間段。于一個版本中，控制器170每一分鐘開啟閥117經(jīng)歷約0.5秒至約5秒的時間段，然后關閉閥117，直到次一定時噴流為止。噴流間的時間段，此等實例為1分鐘，典型為比噴流時間更長的時間段。一個版本中，在去離子周期中，控制器170也指令電源114施加具有第一極性的電壓跨單元102的電極106、108;于噴流再生周期中，供給具有第二極性的電力給單元電極106、108，同時將定時噴流流體流入單元102內(nèi)部。定時噴流流體再生單元102，可提供若干優(yōu)點。噴流再生允許單元102的更有效再生，同時使用較少量流體、減少耗電量、及改良再生時間。比較流體連續(xù)流入單元102接受再生的連續(xù)流處理法，可獲得此等優(yōu)點，降低電化學單元102再生周期的總成本。例如于單一噴流時間段所得的高再生流速，迫使顆粒諸如鱗垢送出單元102之外，來防止顆粒不可逆地沉淀或收集于單元102。流體定時噴流，比較連續(xù)流處理法，也允許單元以較小量流體再生。依據(jù)跨單元102及排放管的可用壓力和壓降而定，定時噴流可提供某一范圍的流速。限流器也可用于管路回路來降低噴流期間的流速。但通常為了最大化噴流再生的效果，系統(tǒng)可得的最高流速于噴流期間為較佳。實際流速隨單元102的尺寸以及可用壓力而改變，但對于高15厘米直徑IO厘米的單元而言，例如頂壓力為60psi，期望至少每分鐘0.5升的流速，更佳為至少每分鐘1升。此乃于噴流期間的實際流速，而非再生過程中通過單元102的總量算出的平均流速。例如，于長10分鐘的再生周期期間通過總量1.3升算出平均流速為0.13升/分鐘。但使用噴流再生，水以多次噴流通過，例如IO分鐘共IO噴流來提供總量1.3升送至排放口。若噴流期間的實際流速為2升/分鐘，則于每分鐘2升的實際噴流流速，噴流時間設定為4秒。若流速較低，則可單純延長噴流時間，來獲得相等平均流速及總再生廢水量。于單再生周期期間，循序定時噴流有二階段或更多階段不同時間，構(gòu)成整個單再生周期的一部分。于此版本中，于各個再生周期期間，控制器170開關閥117經(jīng)歷不同時間段。閥117被開啟然后被關閉的時間段可于單再生時間段期間由一個再生階段改變至另一個再生階段。如此，循序噴流再生可包括多個再生階段，閥117于各階段的開啟時間不等。舉例言的一個版本中，控制器170操作閥117來提供流體噴流(i)第一再生階段經(jīng)歷再生周期時間由約0.1%至約30%;(ii)第二再生階段經(jīng)歷再生周期時間由約0.3%至約80%;以及(iii)第三再生階段經(jīng)歷再生周期時間由約0.1%至約30%。于另一個版本中，控制器170操作閥117來提供流體的定時噴流(i)于第一再生階段期間經(jīng)歷約0.1至約10秒的一個或多個時間段；(ii)于第二再生階段期間經(jīng)歷約3至約40秒的一個或多個時間段；以及(iii)于第三再生階段期間經(jīng)歷約0.1至約IO秒的一個或多個時間段。第一再生階段可由再生周期開始進行例如少于約2分鐘的時間，第二再生階段又進行至少約3分鐘時間以及第三再生階段又進行至少約3分鐘時間。完整再生時間段例如持續(xù)約IO分鐘。流體流經(jīng)電化學單元102的噴流序列的具體實施例顯示于圖17，顯示再生周期通過的噴流量及電流相對于時間。閥117保持開的時間長度，控制流經(jīng)單元102的流體量。閥117保持開啟時間愈長，則流體通過單元102的量愈大。例如，于第一再生階段期間，以各次噴流通過單元102的流體量可為第二再生階段期間各次噴流通過單元102的流體量的20%,以及于第三再生階段期間，以各次噴流通過單元102的流體量可為第二再生階段期間各次噴流通過單元102的流體量再度只有20%。如此，于第二再生周期期間的定時流體噴流于本實例中比第一再生階段的時間段至少長5倍，第三再生階段期間流體的定時噴流至少約為第二再生階段時間的五分之一。舉另一個實例，閥U7經(jīng)作動而于一個再生階段期間提供定時噴流流體，比于另一個再生階段期間的時間段至少長約2倍。例如閥117可于初次再生階段期間提供定時噴流比隨后的再生階段的時間段少約1/2，末次再生階段期間流體的定時噴流的時間段比前次再生階段期間的時間段短約1/2。經(jīng)由控制閥117的開啟時間，可于再生周期的不同階段讓不同量的水流過此單元102，來更有效再生單元102。于早期噴流或初始噴流，此時再生期間由膜110排出的溶解離子或固體濃度為最高，例如期望有高量流體流過單元102，以便從單元102有效掃除或沖洗出被排除的物料。若允許于單元102中維持濃縮物，或從單元102的排出漸進或緩慢，則離子濃縮物將呈鱗垢沉淀出，沉積于單元102的內(nèi)面上，或甚至堵塞膜110的表面，或由于濃度偏極化而妨礙更大量離子的有效排除。堵塞膜110提高單元102的壓力，最終導致膜110的破裂或故障，去離子效能降低。舉例言之，從膜IIO排出的諸如鈣、鎂或錳等離子除非被快速掃除，否則可能呈不溶性碳酸鹽、硫酸鹽或其它化合物而沉淀出。噴流再生處理程序的具體實施例顯示于圖18，具有循序流體定時噴流，Y軸表示閥117維持開啟而電流供給電極106、108的時間，X軸表示再生時間段所經(jīng)過的時間。于所示具體實施例中，整個再生時間段持續(xù)約10分鐘。于第一再生階段中，閥117開啟經(jīng)歷循序定時噴流，持續(xù)約l秒時間。各次噴流起點間的時間為60秒。各l秒噴流可釋放60cc流體至單元102。于第二再生階段，當從膜110排出的廢料有最高濃度時，閥117維持開啟經(jīng)歷4個定時噴流，各6秒時間，每次噴流將300cc流體流入單元102。本周期將單元102的大量殘余固體送出卡匣130之外。然后于第三再生階段，提供各1秒時間的5個定時噴流，來從卡匣清除殘余固體。整個定時噴流序列包括三個階段，各有特定噴流時間和關閉時間間隔，也經(jīng)控制及規(guī)劃成控制器170的計算機程序碼，或可由操作員于裝置IOO的使用期間設定，而于現(xiàn)場使用期間改變。變更閥117維持開啟的時間，經(jīng)由控制于不同再生周期階段通過單元的流體量，可供更有效再生。如此，當由單元膜110驅(qū)逐的離子和固體于最高程度時，閥117可維持開放一段較長時間段，來提供較大量流體通過單元102。結(jié)果，多次噴流序列可減半膜IIO再生所需時間，減半廢水，因而比較傳統(tǒng)具有單一噴流時間或連續(xù)再生水流的傳統(tǒng)再生周期，可提高再生效率達2倍因子。雖然使用三個階段來舉例說明處理程序，但依據(jù)用途而定，也可使用兩個階段或多于三個階段。于閥117的開關周期期間，于噴流再生期間，施加于單元102的膜IIO的電流密度也可獨立控制來進一步最佳化再生效率，如圖17及圖18的具體實施例所示。舉例言之，于一個方法中，一或多高電流級別的短時間段可施加至電極106、108，來憑借單元102中的水解反應而于膜內(nèi)部產(chǎn)生高濃度酸和堿。高濃度酸和堿耗一段時間擴散且遷移通過膜110。然后電流密度下降至較低級別，來減少熱及電力耗用，同時仍然維持通過單元102的電位降，來繼續(xù)提供離子轉(zhuǎn)運至膜之外至孔口將從單元102沖出的遷移效果。一個版本中，于單元102維持至少約0.5毫安/平方厘米至約5毫安/平方厘米的高電流密度約3分鐘時間。本實例的高電流級別接著為低電流級別，低電流級別比第一電流級別低約80%經(jīng)歷約7分鐘時間。于圖18所示實例中，于第一階段電流，部分重迭第一和第二流體流噴流階段，約1.8安培的電流施加于電極106、108。但其余各階段，約0.5安培的較低電流施加于電極106、108。用來再生單元102的總流體量可相關于由流體源所提供的流體流速或壓力而控制。一個版本中，流體流量傳感器204設置于單元102后方的流徑上，如圖19所示，或設置于單元102中或單元102前方(圖中未顯示)。流體流量傳感器204可為質(zhì)量流量計或體積流量計，其測量流速，或為流體壓力監(jiān)視器159來監(jiān)視提供給單元102的流體壓力。所示版本中，流量傳感器204測量流經(jīng)單元102a，b的流速。流量傳感器204可為磁性渦輪，位于流徑上且相鄰于傳統(tǒng)霍爾效應傳感器?；魻栃獋鞲衅鳒y定磁性渦輪的轉(zhuǎn)動，來允許測定體積流體流速。適當磁性渦輪可得自珍傳感器(GemsSensors)康乃迪克州潘維爾。流量傳感器204與控制器170通訊，于至少部分單元操作周期期間，測量通過單元102的流體流速或流體壓力，來產(chǎn)生流體流速信號或壓力信號送至控制器170?？刂破?70作動閥117，來設定流體定時噴流時間，來調(diào)整再生期間通過單元102的流量。流體壓力例如可隨外部流體源例如自來水源所提供的壓力而改變。于某些地理情況下，每天壓力可能有重大變化。替代變更噴流時間來補償改變中的進給壓力，流量信號或壓力信號可調(diào)整幫浦，用來泵送流體通過單元102，或可控制閥117端口的開啟大小來控制流體壓力。當流體壓力改變時，流量傳感器204發(fā)送流體壓力信號給控制器170，其又控制幫浦壓力或閥開啟時間長度，來控制通過單元102的流體量。于又另一版本中，裝置100有兩個或更多個單元102a,b，第二單元102b可作動來提供去離子流體給第一單元102a,第一單元102a正在由噴流再生所再生。再生過程中的噴流流體流提供單元102的較佳再生，去除可能妨礙單元102再生的殘余固體。于此版本中，經(jīng)由控制流經(jīng)單元102a的流體，可提供噴流給單元102a。故單元102a接收來自于閥U7的流體噴流，然后去離子流體噴流由單元102b流至單元102a來再生單元102a。圖19也顯示調(diào)節(jié)流經(jīng)單元102a,b的流量的流量調(diào)節(jié)器193的適當配置。流量調(diào)節(jié)器193可為一種裝置其相關于通過調(diào)節(jié)器210的流體壓力，來開關于凹形橡皮墊圈(圖中未顯示)中的孔口大小。例如，流量調(diào)節(jié)器193可調(diào)節(jié)流經(jīng)其中的流體流速，來達成例如約0.5升/分鐘至3升/分鐘的恒定流速。對高151/2吋，直徑約6至12吋的單元102而言，適當流速由約1升/分鐘至約2升/分鐘。具有期望流速的流量調(diào)節(jié)器193由凡內(nèi)公司(Veniay)俄亥俄州黃泉市制造。裝置100進一步包含導電率傳感器212a,b于單元102a，b的上游、單元102a,b的下游或二者。一個版本中，導電率傳感器212a，b為電路，提供跨沉浸于流體中的兩個電極的恒定電壓來測定流體導電率。結(jié)果通過電極106、108間的電流又變成流體的離子濃度測量值。電流可方便以與電路串聯(lián)的跨電阻器的小電壓測量?？刂破?70當接收到來自傳感器212的導電信號時，可調(diào)整通過單元102a，b的電流，例如維持于通過單元102a,b的流體中的一致離子濃度。一個版本中，導電率傳感器212a,b包含電壓供應器，于插入流體流徑的兩根鍍金接腳間于1KHz提供2伏電壓?？鐪y量電阻器的電壓為與單元102的電流成正比，電流又與流體的導電率及其離子濃度有關。限流器■于單元再生期間限制流體流經(jīng)單元102的另一種方式使用限流器220于通過單元102a,b的流體流徑上，例如示意顯示于圖20。限流器220限制于單元102再生期間通過單元102a的流體流速，來減少再生中的流體消耗。限流器220結(jié)合止回閥222a,b使用，止回閥222a，b防止流體于箭頭(如圖所示)的相反方向流動。若無止回閥222a,b，則通過限流器220的流體流量無法控制。例如，適當限流器220可于再生期間將流速由超過約1升/分鐘降至較小量，例如0，5升/分鐘、0.1升/分鐘、或甚至20cc/分鐘。結(jié)果，若未使用限流器220且若閥117維持開啟經(jīng)歷整個再生周期期間，則相對于用于再生的流體量，再生期間流經(jīng)單元102的流體總量可降低3倍至約50倍因子。例如，未使用限流器220的連續(xù)流再生于持續(xù)23分鐘的再生周期期間以2升/分鐘流速共使用46升流體；15倍限流器則可將每23分鐘再生周期的流體總量降至約3升。限流器220也具有直徑比進給單元102的孔口146、148的正常入口管直徑小約30倍；例如直徑小于約0.05吋或甚至約0.01吋。但限流器220的直徑小偶爾可能造成限流器或止回閥222a,b的堵塞，此乃非期望者。使用噴流序列，允許去除限流器220及止回閥222a,b，結(jié)果免除限流器220的開口尺寸小造成使用此等組成組件時相關的問題。原因在于單純憑借調(diào)節(jié)流經(jīng)大型孔口的循序定時噴流時間及噴流周期，即可控制再生期間使用的流體總量。調(diào)變再生電流又另一版本中，供給單元102的電流經(jīng)調(diào)變且于再生期間設定于不同級別，來最佳化再生及/或減少再生周期期間的耗電量。再生流體流可為噴流模式或連續(xù)模式。一個版本中，控制器170適合控制電源114來維持再生周期期間跨電極106、108的第一電流和第二電流?？勺冸妷河赡?10剔除離子，形成濃縮物而釋放于單元102的入口。一個版本中，于第二單元102b的再生期間，于第一單元102a制造的去離子流體送至第二單元102b的去離子流體孔口。于再生期間，單元102b內(nèi)部的第二電極維持于正極性。于一個版本中，時間調(diào)變電流包含第一電流及第二電流，其中第一電流大于第二電流。第一電流的工作周期長于第二電流的工作周期。第一電流和第二電流經(jīng)選定來提供單元102的最佳再生。例如第二電流可為比第一電流降低的電流，來降低再生處理期間的耗電量，來降低陰極制造的氫氧化物濃度，以及來降低單元102的溫度。于一個版本中，再生周期包括第一電流級別，其中通過單元102的膜110的第一電流密度至少約為0.5毫安/平方厘米經(jīng)歷約1分鐘至5分鐘。如此接著為第二電流級別，比第一電流密度級別至少低約30%，且更佳至少低約50%又經(jīng)歷約5-20分鐘。于不同用途中，更高或更低的第一和第二電流級別倍數(shù)為較佳。于此項較佳操作的另一次測量中，第一電流密度維持于由約0.5至約5毫安/平方厘米；第二電流密度由約0.05至約3毫安/平方厘米。再生周期期間的第三和更多電流級別也可用來提供省電、降低溫度、或減少電極產(chǎn)物(例如氫氧化物)來改良本發(fā)明的操作。此等電流級別可與再生噴流重合或未重合。于另一版本中，再生周期的第一電流和第二電流可為脈沖式，或維持不同時間段來改變再生周期的第一、第二或額外階段，來獲得類似再生期間由改變直流電流級別所得的結(jié)果。若對電流加脈沖來控制電力級別，則脈沖期間的工作周期為電流施加于單元102的時間百分比的測量值。例如，第一電流可以100%工作周期操作，第二電流至多有70%工作周期而于第二再生階段只提供至多70%功率，如此獲得減低電源耗用、降低單元102溫度及減少電極產(chǎn)物的優(yōu)點。更佳于本實例中的第二階段的工作周期至多為50%。此外，也可提供交流脈沖來覆蓋直流脈沖。圖23顯示于再生期間，降低再生電流對由單元102輸出的廢物流體或再生流體的導電率的影響?？傇偕芷跁r間約為20分鐘。再生電流降低2分鐘，再生周期由原先的1安培至降至所指示的較低值，隨后于9分鐘時再生電流回到原先的1安培。施加于單元102的不同電流以指數(shù)顯示，以O.l、0.3、0.5、0.7及1安培的數(shù)值由約0.1安培變化至約1安培?？芍词褂谠偕芷谑┘?.1安培的較低電流級別，再生流體導電率維持約略相等，指示由膜110排出的離子(曲線下方面積)送至再生流體的總量，即使于施加較低再生電流級別時，離子84總量也無顯著變化。如此允許再生期間總能量耗用的實質(zhì)降低，而未犧牲再生效能。圖24顯示前文說明的再生電流經(jīng)歷2分鐘至9分鐘時間降低進入再生周期；而未顯著降低隨后單元102的去離子效能。以較低電流級別再生而得自單元102a，b的去離子流體中的總?cè)芙夤腆w(TDS)百分比并無顯著變化，指示又另一種出乎意外地于再生期間減少總能量耗用的另一種方法。于再生中顛倒電極極性于另一版本中，于單元102經(jīng)操作來將流體去離子后，進行二步驟式再生處理。于第一一次再生步驟中，控制器170開啟閥117來流入單元102的孔口148，控制電源114來供給具有極性的電流至單元102的電極106、108經(jīng)歷一段可再生離子交換膜110的時間。供給的電流造成離子從單元102被驅(qū)逐入通過單元102的流體而形成再生流體，于另一孔口146釋放。于此一次再生步驟中，控制器170典型供給于約0.2至20毫安/平方厘米電流密度的電流經(jīng)歷至少約2分鐘時間。于一次再生步驟完成后，于二次再生步驟或后再生步驟中，電流極性顛倒，但水流如同一次再生步驟繼續(xù)(為噴流流或連續(xù)流)。例如，第二極性可與第一極性顛倒，有相反符號。第二極性甚至可為實質(zhì)與去離子周期期間施加的極性的相同極性。第二極性提供去離子電流至單元102，來減少與引發(fā)去離子周期的前于單元102中的殘余離子濃度。反極性電流維持至少約0.5分鐘時間。此種方法允許剛再生單元102所含的流體憑借顛倒電極極性去離子，造成電流于反向流經(jīng)單元102，閥117于再生流向使流體流入單元102中經(jīng)歷一段時間。恰在周期的第一一次再生步驟后顛倒電壓極性，經(jīng)由至少部分將單元102內(nèi)部的流體去離子化，輔助準備單元102用于隨后的處理程序，提供于隨后去離子周期中的較少離子化的流體。于二次后再生步驟終點或于其位置，控制器170視需要可發(fā)訊通知電源114來停止供電給單元102的電極106、108，故無電流流經(jīng)單元102的電極，同時閥117設定為繼續(xù)允許流體于一次再生流動方向流入單元102內(nèi)部典型至少經(jīng)歷約1分鐘時間。此步驟可將溫熱流體從單元102掃除，于隨后的去離子周期的起點提供較冷的流體。以去離子化流體再生包含至少第一電化學單元102a(單元A)及第二電化學單元102b(單元B)的裝置100可用來將第一單元102a中的流體去離子化，且使用得自第一單元102a的去離子化流體再生于第二單元102b中的離子交換膜110。包含兩個電化學單元102a(單元A)及102b(單元B)的流體處理裝置100的操作周期實例顯示于圖12。裝置100的操作以得自流體源120諸如自來水源的水處理，以便將水去離子化及再生單元102a，b舉例說明。每個電化學單元102a有連接至閥117來接納流體的第一孔口或入口146a,b，以及將處理后的流體125送出單元102a之外的第二去離子流體孔口或出口148a，b。于操作中，閥117導引輸入流體124至任一單元102a,b，也從單元102a，b接納再生廢水，及通過排放口190排放廢水。如圖13所示，閥117憑借于至少兩個位置間移動活動件122來從事此一工作。例如，若活動件122為轉(zhuǎn)子252,則轉(zhuǎn)子252于不同位置間旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)流體流量?？刂破?70操作閥117的馬達188和電源114來允許進行多個前處理、流體處理(去離子)、再生及后再生周期。參考圖12及圖13，為了將單元A(102a)的流體去離子化及處理，閥117的活動件122設定于第一位置，來自流體源120(自來水源)的水通過入口180a，經(jīng)由活動件122進入閥117的閥蓋240的室245內(nèi)，通過活動件122而送出閥出口180d之外。然后流體進入單元102a的第一孔口或入口146a。于單元102a去離子化后，經(jīng)處理的流體125從孔口148a輸出或釋放來供耗用或用于其它用途。然后得自單元A的經(jīng)處理的流體或去離子流體流入單元B的孔口148b(先前于去離子模式操作)，現(xiàn)在變成于再生周期，來去除從離子交換膜IIO所置換出的離子。來自于單元B的再生廢水由孔口146b排出，通過底部230進入活動件122的內(nèi)部通道274，且流出至城市排放口190。再生可準備離子交換離子110a用于隨后去離子處理，去離子流體以較佳再生效率再生單元102a，原因在于去離子流體的離子含量較低，提供欲從膜110a驅(qū)逐的離子的更大驅(qū)動力。圖22顯示以硬水再生，如線(a)所見，相對于以去離子水再生的單元如線(b)所示，或以去離子水逆流再生的單元如線(c)所示，經(jīng)300周期后，以硬水再生可顯著提高單元102中去離子水的導電率或離子含量。本實驗使用的硬水具有導電率1000pS/cm，含有碳酸氫根離子，以約40毫升/分鐘的流速通過單元102。軟水不含碳酸氫根離子，但有相同導電率，去離子水于連接的單元102中去離子化，具有導電率100|iS/cm。注意，由單元102a輸出的去離子流體由其輸出孔口148a流至例如正常為正在進行再生的第二單元102b的去離子流體輸出孔口148b。逆轉(zhuǎn)于單元102b中流體再生期間的流體流動的正常方向或典型方向。單元102b的孔口148b于單元102a的徑向內(nèi)容積，例如如圖1所示。如此，于此單元102b的再生期間，流體由單元102b的徑向內(nèi)容積流至徑向外容積，且通過正常為入口孔口146b送出單元102b之外，然后流至排放口190。如此，于此單元102b的再生期間，流體由單元102b的徑向內(nèi)容積流至徑向外容積，且通過正常為去離子流體輸入孔口146b送出單元102b之外，然后流至排放口190。流向的反向提供前文引述的改良再生效率的效果，避免于隨后去離子周期期間提供的第一水污染?？刂破?70也控制流體流入于去離子模式操作的第一單元102a的流速，例如控制來自于單元102a的去離子水進入正在再生的單元102b的流速，或反之亦然。另外，控制器170可使用定位在于單元A孔口148a與單元B孔口148b間的流體路徑上的閥(圖中未顯示)來控制流體流入第二單元102b的流速。于一個版本中，控制器170維持流體流入單元102a,b的流速為高至足以防止在一個或多個去離子周期及再生周期期間在單元102a，b中的固體例如碳酸鈣的沉淀。流體流量維持含鈣化合物溶解于流體，如此減少含鈣沉淀及"鱗垢"的堆積于電化學單元102a,b的內(nèi)壁上。于再生期間的鱗垢抑制劑進給當處理硬水時，鱗垢緩慢堆積于單元102、過濾器160、管路及其它裝置100的組成組件。硬水除了陰離子如碳酸根、碳酸氫根、及硫酸根之外，包含多價金屬離子諸如鈣、鎂及錳。于再生期間當由水解膜所排出的多價離子及碳酸根的濃度最高時，形成鱗垢，于較高pH值特別形成碳酸鹽(由碳酸氫鹽形成碳酸鹽)。為了降低于卡匣及單元102的鱗垢形成速率，例如于再生周期期間，可抑制或去除鱗垢形成的鱗垢抑制劑可添加至進入單元102的流體中。鱗垢抑制劑可為酸諸如強酸如鹽酸、磷酸或硫酸；弱酸如檸檬酸、胺基磺酸或蘋果酸；或其它反應劑諸如磷酸鹽。于再生期間添加鱗垢抑制劑，可為連續(xù)步驟或非連續(xù)步驟，諸如短時間滴注，且可于整個再生周期期間或只于部分再生周期期間進行。鱗垢抑制劑滴注系統(tǒng)也可在去離子周期期間將鱗垢抑制劑滴注于流體內(nèi)。鱗垢抑制劑滴注系統(tǒng)可使用前述滴注系統(tǒng)將鱗垢抑制劑添加至流體。特別有用的最小化試劑耗用量，因而減少單元102的維修的方法，只于部分再生周期期間，產(chǎn)生最高濃度碳酸鹽，添加酸至再生給水，來降低膜間的pH值。將pH值維持于低于7或甚至低于6或低于5可大為防止鱗塘于卡匣130及單元102內(nèi)部形成。'本發(fā)明已經(jīng)參照某些較佳版本說明；但其它版本亦屬可能。舉例言之，如本領域技術人員已知，該裝置及方法可用于其它類型用途，例如用于從流體、溶液及漿液中去除其它材料或物種之處理程序。也可使用其它組態(tài)的裝置、電化學單元不同的互連方式、其它閥結(jié)構(gòu)、及不同的膜類型。因此隨附之權(quán)利要求范圍之精髓及范圍并非限于此處所述之較佳版本。權(quán)利要求1.一種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，其包含(i)多個流體孔口，用于接納輸入流體及釋放輸出流體，該輸入流體包含第一水平的活性微生物；(ii)第一電極及第二電極；以及(iii)位于第一電極與第二電極間的離子交換膜，用于處理該輸入流體而形成輸出流體；(b)電源，用于施加電流至該第一電極及第二電極；以及(c)控制器，用于控制電源施加電流至第一電極及第二電極，該電流的電流密度高至足以去活化流體中的微生物，讓輸出流體包含第二水平的活性微生物，低于輸入流體中的第一水平的活性微生物。2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該控制器控制電源施加具有約0.01毫安/平方厘米至約20毫安/平方厘米的電流密度的電流至該第一電極及第二電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該第一水平及第二水平包含每100毫升流體中的集落生成單位，以及其中該第二水平包含的每100毫升輸出流體中的集落生成單位少于第一水平所包含的每100毫升輸入流體中的集落生成單位。4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中該電流密度高至足以實質(zhì)上防止每IOO毫升輸出流體中的集落生成單位的增加。5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中該控制器控制該電源施加電流至該第一電極及第二電極，該電流的電流密度高至足以提供輸出流體的以每IOO毫升的集落生成單位表示的第二水平比以每IOO毫升輸入流體中的集落生成單位表示的第一水平至少低約90%。6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該活性微生物的第一水平及第二水平包含異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值。7.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中該輸入流體包含微生物的第一水平包含至少約500Cfu/mL的異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值；以及該控制器將電流密度設定為高至足以提供異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值少于約450Cfu/mL的輸出流體。8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該控制器設定電流密度高至可提供輸出流體對至少0.05分鐘的流體駐留時間具有對數(shù)下降值至少為1的細菌平板計數(shù)值。9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該控制器設定電流密度為高至足以提供輸出流體具有對數(shù)下降值至少為2的細菌平板計數(shù)值。10.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，其包含(i)多個流體孔口，用于接納輸入流體及釋放輸出流體，該輸入流體包含第一異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值，以及該輸出流體包含第二異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值；(ii)第一電極及第二電極；以及(iii)位于第一電極與第二電極間的離子交換膜，用于處理該輸入流體而形成輸出流體，該離子交換膜包含陰離子交換表面及陽離子交換表面；(b)電源，用于施加電流至該第一電極及第二電極；以及(C)控制器，用于控制該電源供給電流至該第一電極及第二電極，來獲得至少約0.05伏/膜的電位降，該電位降高至足以實質(zhì)上防止輸出流體中的異養(yǎng)型細菌的平板計數(shù)值的增高，因此在該輸出流體中的異養(yǎng)型細菌的第二平板計數(shù)值低于在該輸出流體中的異養(yǎng)型細菌的第一平板計數(shù)值。11.根據(jù)權(quán)利要求IO的裝置，包含施加電流來獲得小于約20伏/膜的電位降。12.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中該輸入流體包含微生物的第一水平包含至少約500Cfu/mL的異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值；以及該控制器將電流密度設定為高至足以提供輸出流體具有異養(yǎng)型細菌平板計數(shù)值少于約450Cfu/mL。13.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，其包含(i)流體孔口，用于接納輸入流體及釋放輸出流體，該輸入流體具有第一水平的微生物；(ii)水解膜；以及(iii)環(huán)繞該水解膜的第一電極及第二電極；(b)閥，用于控制輸入流體流入該電化學單元的流體孔口；(C)電源，用于供給電流至該第一電極及第二電極；以及(d)控制器，用于操作該閥導致該輸入流體流入該電化學單元的流體孔口，而提供流體于單元的駐留時間至少0.05分鐘，同時控制電源，用于供給具有約0.01毫安/平方厘米至約20毫安/平方厘米的電流密度的電流至該第一電極及第二電極，該電流密度高至足以去活化輸入流體中的微生物，使所提供的輸出流體對至少0.05分鐘的流體駐留時間具有對數(shù)下降值至少為1的微生物減少。14.一種在包含水解膜于一對電極間的電化學單元中處理具有第一水平的活性微生物的流體的方法，該方法包括(a)使該流體暴露于水解膜；以及(b)利用所述一對電極施加電流通過該流體，該電流的電流密度高至足以去活化該輸入流體中的微生物來形成輸出流體，輸出流體具有比活性微生物的第一水平更低的第二水平的活性微生物。15.—種在電化學單元中處理包含第一平板計數(shù)值的活性異養(yǎng)型細菌的輸入流體的方法，該電化學單元包含一對電極，其環(huán)繞包含陰離子交換面及陽離子交換面的水解膜，該方法包括(a)使輸入流體流經(jīng)該水解膜的陰離子交換面及陽離子交換面；以及(b)跨該水解膜的陽離子交換面及陰離子交換面維持至少約0.05伏/膜的電位降，該電位降高至足以實質(zhì)上防止輸出流體中的異養(yǎng)型細菌的平板計數(shù)值升高，因此于該輸出流體中的異養(yǎng)型細菌的第二平板計數(shù)值小于或等于在該輸入流體中的異養(yǎng)型細菌的該第一平板計數(shù)值。16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，包含將電位降維持于至少約20伏/膜。17.—種在包含水解膜于一對電極間的電化學單元中處理包含活性微生物的流體的方法，該膜具有陰離子交換面及陽離子交換面，以及該方法包括(a)使流體流經(jīng)該水解膜的陰離子交換面及陽離子交換面，來提供于該電化學單元中的流體駐留時間至少0.05分鐘；以及(b)維持至少0.01毫安/平方厘米的電流密度流經(jīng)該單元，來實質(zhì)上防止流體中的活性微生物數(shù)目的增加。18.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，其包含具有流體孔口的殼體、一對電極、及位于所述電極間的水解膜；(b)連結(jié)至該電化學單元的流體孔口的過濾器；(c)電源，用于供給電流至該單元的電極；(d)閥，用于控制流體流經(jīng)該單元的流體孔口；以及(e)控制器，用于控制該閥及該電源，其中該控制器(1)在流體去離子階段中，操作該閥以使流體流入該單元的流體孔口，同時控制該電源，用于供給電流至所述電極，以將流體去離子化而形成由另一流體孔口釋放的去離子流體；以及(2)在再生階段中，操作該閥以提供流體流入該單元的孔口，同時控制該電源，用于供給電流至所述電極以再生該離子交換膜而形成于另一孔口釋放的再生廢流體。19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中該過濾器包含沉淀過濾器。20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中該沉淀過濾器包含盒式過濾器或袋式過濾器。21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中該盒式過濾器具有孔洞結(jié)構(gòu)，其可過濾出尺寸至少5微米的粒子。22.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中該沉淀過濾器也是抗微生物過濾器。23.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中該過濾器包含活性碳過濾器。24.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中該過濾器包含離子選擇性介質(zhì)過濾器。25.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中該過濾器包含逆滲過濾單元。26.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，進一步包含抗微生物單元。27.—種在具有水解膜于一對電極間的電化學單元中過濾流體的方法，該方法包括(a)使流體流經(jīng)電化學單元，同時供給電流至該單元的電極，以將流體去離子化，同時去活化流體中的微生物；(b)使該流體流經(jīng)活性碳過濾器；(c)使該流體流經(jīng)沉淀過濾器；以及(d)使該流體暴露于紫外光輻射。28.—種在流體處理裝置處理流體的方法，該流體處理裝置包括(i)電化學單元，其包含流體孔口、位于一對電極間的水解膜；(ii)連接至該電化學單元的流體孔口的過濾器；(iii)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的流體孔口；(iv)電源，用于供給電流至所述電極；以及(V)控制器，用于控制該電源及閥，該方法包括(a)在流體處理周期中，(i)去離子化該流體，使該流體流入該單元的流體孔口，同時供給電流至該單元的電極，以將該流體去離子化；以及(ii)使流體流經(jīng)逆滲過濾器；以及(b)在再生周期中，使流體流入該單元的流體孔口，同時供給電流至該單元的電極以再生該水解膜。29.—種用于處理流體的流體處理裝置，該裝置包括(a)電化學單元，其包含(i)流體孔口，用于接納流體，該流體具有第一水平的活性微生物；(ii)第一電極及第二電極；以及(iii)位于第一電極與第二電極間的水解膜；(b)電源，用于供給電流至該第一電極及第二電極；(c)控制器，用于控制該電源施加電流至該第一電極及第二電極，該電流的電流密度高至足以去活化該電化學單元中的流體中的微生物；以及(d)抗微生物單元，其包含抗微生物制劑源，以便讓流體暴露于抗微生物制劑。30.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中該抗微生物制劑包含下列中的至少一者(1)鹵素離子；(2)氯化鈉；(3)N-鹵胺；(4)氧化劑；以及(5)銀離子。31.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中該抗微生物單元由該電化學單元形成，以及其中該電化學單元包含抗微生物制劑源。32.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中該抗微生物制劑包含抗菌劑、抗病毒劑、抗真菌劑、抗寄生蟲劑、免疫治療劑、抗生素及化學治療劑中的至少一者。33.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中該抗微生物制劑的添加濃度高至足以以至少約2升/分鐘的流速來消毒流體。34根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中該抗微生物單元包含滴注系統(tǒng)，用于添加抗微生物制劑至通過該單元的流體。35.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中該抗微生物制劑摻混于該電化學單元的水解膜。36.—種在電化學單元中處理流體以去活化微生物的方法，該電化學單元包含環(huán)繞具有陰離子交換面及陽離子交換面的水解膜的電極，該方法包括(a)使該流體暴露于該水解膜，同時施加電流流經(jīng)該流體，該電流的電流密度高至足以去離子處理該流體中的微生物；以及(b)暴露該流體于抗微生物制劑。37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中(b)包含添加抗微生物制劑至該流體。38.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中(b)包含暴露該流體于包含該抗微生物制劑的膜。39.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有多個孔口的殼體，以及位于一對電極間的離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至所述電極；(C)閥，用于控制流體流經(jīng)該單元的孔口；以及(d)控制器，用來-(1)在去離子周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的孔口，同時控制該電源，用于供給具有電流密度的電流至該對電極來形成由另一孔口釋放的去離子流體；以及(2)在后去離子周期中，關閉該閥來實質(zhì)上停止流體流入單元中，同時持續(xù)控制該電源，用于供給去離子電流至所述電極經(jīng)歷一時間段。40.根據(jù)權(quán)利要求39的裝置，其中于該后去離子周期中，該去離子電流以至少約0.5毫安/平方厘米的電流密度施加且經(jīng)歷短于約10分鐘的時間段。41.根據(jù)權(quán)利要求39的裝置，其中該時間段少于約5分鐘。42.根據(jù)權(quán)利要求39的裝置，其中于該去離子周期中，供給所述電極的電流密度至少約為0.05毫安/平方厘米。43.根據(jù)權(quán)利要求39的裝置，其中于該后去離子周期中，供給所述電極的電流密度低于約5毫安/平方厘米。44.一種在電化學單元中進行的流體處理方法，該方法包括(a)使流體流入單元中，同時維持于該單元中的電流，以將流體去離子化；(b)停止流體流入單元中，且允許殘余流體留在單元中；以及(c)在停止流體流入單元后，繼續(xù)供給去離子電流流經(jīng)該單元一時間段。45.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含毗鄰圓柱形外壁的第一孔口、毗鄰管形內(nèi)壁的第二孔口、相鄰于該圓柱形外壁的第一電極、環(huán)繞該管形內(nèi)壁的第二電極，以及位于所述電極間的螺旋狀巻繞離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至該單元的所述電極；(C)閥，用于控制流體流經(jīng)該單元的孔口；以及(d)控制器，用于控制電源及閥，用來(1)在去離子周期中，使流體流入該第二孔口，以使得流體從管狀內(nèi)壁行進至圓柱形外壁而于第一孔口釋放，同時供應電流至所述電極，以將流體去離子化；以及(2)在再生周期中，使流體流入第一孔口，以使得流體由該圓柱形外壁行進至該管形內(nèi)壁而于該第二孔口釋放，同時供給電流至所述電極以再生該螺旋狀包裹的離子交換膜。46.—種在電化學單元進行的流體處理方法，該電化學單元包含毗鄰圓柱形外壁的第一孔口、毗鄰管形內(nèi)壁的第二孔口、相鄰于該圓柱形外壁的第一電極、環(huán)繞該管形內(nèi)壁的第二電極，以及位于所述電極間的螺旋狀巻繞離子交換膜，該方法包括(a)去離子周期，包含流體流入該第二孔口，以使得流體從管狀內(nèi)壁行進至圓柱形外壁而于第一孔口釋放，同時供應電流至所述電極，以將流體去離子化；以及(b)再生周期，包含流體流入該第一孔口，以使得流體由該圓柱形外壁行進至該管形內(nèi)壁而于該第二孔口釋放，同時供給電流至所述電極以再生該螺旋狀包裹的離子交換膜。47.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有多個孔口的殼體，以及位于一對電極間的離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至該單元的所述電極；(C)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的孔口；以及(d)控制器，用來(1)在流體去離子周期中，操作該閥以使流體流入該單元的孔口，同時控制電源以供給電流至所述電極而形成由另一孔口釋放的去離子流體；以及(2)在再生周期中，操作該閥以提供流體定時噴流進入該單元的孔口，該定時噴流包含開啟該閥經(jīng)歷一段比該再生周期時間更短的時間段，以及然后關閉該閥，同時控制電源以供給電流至所述電極，用來再生該離子交換膜而形成由另一孔口釋放的再生流體。48.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中于(d)(2)中，控制器操作該閥以在該再生周期時間中提供多次流體定時噴流。49.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中于(d)(2)中，該控制器操作該閥以提供流體的定時噴流經(jīng)歷占再生周期時間的約0.1%至約80%的時間段。50.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中于(d)(2)中，該控制器操作該閥以提供流體的定時噴流經(jīng)歷約0.1秒至約40秒的時間段。51.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中于(d)(2)中，該控制器操作該閥以提供流體的定時噴流經(jīng)歷該再生周期時間中的不同時間段。52.根據(jù)權(quán)利要求51的裝置，其中于(d)(2)中，該控制器操作該閥以在下述階段中提供流體的定時噴流(i)占再生周期時間的約0.1%至約30%的時間段的第一再生階段；(ii)占再生周期時間的約0.3%至約80%的時間段的第二再生階段；以及(iii)占再生周期時間的約0.1%至約30%的時間段的第三再生階段。53.根據(jù)權(quán)利要求51的裝置，其中于(d)(2)中，該控制器操作該閥以在下述階段中提供流體的定時噴流(i)約0.1秒至約10秒的第一再生階段；(ii)約3秒至約40秒的第二再生階段；以及(iii)約0.1秒至約10秒的第三再生階段。54.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中該控制器操作該閥而在比另一再生階段的時間段長至少約兩倍的一個再生階段期間提供流體的定時噴流。55.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中該控制器操作該閥Orz最末再生階段提供流體的定時噴流，該最末再生階段具有的時間段比前一再生階段或后一再生階段的時間段短約1/2。56.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中于(d)(2)中，該控制器操作該閥而于下述時間提供流體的定時噴流(i)由再生周期的起點進行了至少于約2分鐘時間的第一再生階段，(U)進一步進行至少約3分鐘時間的第二再生階段，以及(iii)進一步進行至少約3分鐘時間的第三再生階段。57.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，進一步包含流量傳感器，其測量流經(jīng)該第一單元的流速，且發(fā)送流量信號給該控制器以操作該閥而設定該流體定時噴流的時間長度。58.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，進一步包含第二電化學單元，其包含具有多個孔口的殼體、一對電極、以及位于所述電極間的離子交換膜，以及其中，該控制器控制電源及閥，以便在去離子周期中將第二單元中的流體去離子化，且將該去離子流體送至處于再生周期的第一單元的孔口。59.—種操作電化學單元的方法，該電化學單元包含環(huán)繞離子交換膜的一對電極，該方法包括(a)在流體去離子周期中，使流體流入該單元內(nèi)，同時供電給所述電極，以將流體去離子化而形成去離子流體；以及(b)在再生周期中，提供流體的定時噴流進入該單元，同時供電給所述單元以再生該離子交換膜。60.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有多個孔口的殼體，以及位于一對電極間的離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至該單元的所述電極；(c)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的孔口；以及(d)控制器，用來(1)在去離子周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的孔口，同時控制該電源，用于供給電流至所述電極，以將流體去離子化而形成由另一孔口釋放的去離子流體；(2)在再生周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的孔口，且控制該電源來(i)在主再生步驟中，供給具有一極性的電流至所述電極，來再生該離子交換膜而形成于另一孔口釋放的再生流體；以及(ii)在后再生步驟中，逆轉(zhuǎn)該電流的極性，憑此降低該單元中的流體中的殘余離子濃度。61.根據(jù)權(quán)利要求60的裝置，其中于該后再生步驟中，控制器供給電流經(jīng)歷至少約0.5分鐘的時間段。62.根據(jù)權(quán)利要求60的裝置，其中于該后再生步驟結(jié)束時，控制器結(jié)束供給所述電極的相反極性電流，同時維持閥的開啟來允許定量流體的繼續(xù)流入單元的孔口，該流體量為該單元空隙容積的至少20%。63.—種在電化學單元中進行的流體處理方法，該方法包括(a)在去離子周期中，使流體流入單元中，同時使電流通過該流體來形成由該單元釋放的去離子流體；(b)在再生周期中，使流體流入該單元；以及(0在主再生步驟中，將具有一極性的電流通過該流體來再生該離子交換膜而形成由該單元釋放的再生流體；以及(ii)在后再生步驟中，逆轉(zhuǎn)該電流的極性，憑此降低該單元中的流體中的殘余離子濃度。64.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有入口及去離子化流體孔口的殼體，以及位于第一電極與第二電極間的離子交換膜，該第一電極相鄰于該入口孔口，以及該第二電極相鄰于該去離子流體孔口；(b)電源，用于供應電流至該單元的所述電極；(c)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的入口及去離子流體孔口；以及(d)控制器，用來(1)在去離子周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的入口流體孔口，同時控制該電源，用于供給具有第一正極性的電流至該第一電極，以將該流體去離子化而形成由該去離子流體孔口釋放的去離子流體；(2)在再生周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的去離子流體孔口，同時控制該電源，用于供給具有第一正極性的電流至該第二電極，以再生離子交換膜而形成由該入口孔口釋放的再生流體。65.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有入口及去離子化流體孔口的殼體，以及位于第一電極與第二電極間的離子交換膜，該第一電極相鄰于該入口孔口，以及該第二電極相鄰于該去離子流體孔口；(b)電源，用于供應電流至該單元的所述電極；(c)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的入口及去離子流體孔口；以及(d)控制器，用來(1)在去離子周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的入口流體孔口，同時控制該電源，用于供給電流至該第一電極，以將該流體去離子化而形成由該去離子流體孔口釋放的去離子流體；(2)在再生周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的入口流體孔口，同時控制該電源，用于供給具有第一正極性的電流至該第二電極，以再生離子交換膜而形成由該去離子流體孔口釋放的再生流體。66.根據(jù)權(quán)利要求65的裝置，其中該去離子流體的導電率低于在去離子周期期間處理后的流體的導電率的50%。67.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有入口及去離子化流體孔口的殼體，以及位于第一電極與第二電極間的離子交換膜，該第一電極相鄰于該入口孔口，以及該第二電極相鄰于該去離子流體孔口；(b)可變電壓供應器，其提供時間調(diào)變直流電壓至該單元的所述電極，該時間調(diào)變直流電壓具有單一極性，其維持為正極性或負極性；(c)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的入口及去離子流體孔口；以及(d)控制器，用于在再生周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的去離子流體孔口，同時控制該可變電壓供應器來供給時間調(diào)變直流電壓至該單元的電極。68.根據(jù)權(quán)利要求65的裝置，其中該控制器開啟該閥以使去離子流體流入該去離子流體孔口。69.根據(jù)權(quán)利要求65的裝置，其中該第二電極維持于正極性。70.根據(jù)權(quán)利要求65的裝置，其中該時間調(diào)變電流包含第一電流及第二電流；其中，該第一電流大于該第二電流。71.根據(jù)權(quán)利要求65的裝置，其中該第一電流的工作周期長于該第二電流的工作周期。72.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有多個孔口的殼體，以及位于一對電極間的離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至所述電極；(c)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的孔口；以及(d)控制器，用來(1)在流體去離子周期中，操作該閥以使流體流入該單元的孔口，同時控制電源，用于供給具有電流密度的電流至該對電極，以形成由另一孔口釋放的去離子流體；以及(2)在再生周期中，開啟該閥以供給去離子流體至孔口，同時控制該電源，用于供給經(jīng)調(diào)變的再生電流至所述電極。73.—種流體處理裝置，包括(a)第一電化學單元及第二電化學單元，每個電化學單元包括(i)包含一對電極的殼體；(ii)位于所述電極間的水解膜；以及(iii)流體入口及流體出口；(b)電源，用于供給電流至該第一電化學單元及第二電化學單元的所述電極；(c)閥系統(tǒng)，其包含多個電磁閥，所述電磁閥包含-(d)控制器，用于(i)控制該電源將該電源切換為開及切換為關，以及調(diào)節(jié)由該電源施加至該第一電化學單元及第二電化學單元的電極的電流；以及(ii)控制該閥系統(tǒng)的多個電磁閥來調(diào)節(jié)流經(jīng)該第一電化學單元及第二電化學單元的流體的流量。74.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，包含至少四個電磁閥。75.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，包含管路，其具有第一分叉將流經(jīng)其中的流體分流來讓流體流至第一電化學單元及第二電化學單元；其中，第一電磁閥位于該第一分叉與每個電化學單元間的管路中。76.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，包含管路其具有于該第一電磁閥與電化學單元間的第二分叉，來允許流經(jīng)其中的流體流至電化學單元或流至排放口，以及進一步包含于該第二分叉與該排放口間的第二電磁閥，用于控制流體流至該排放口。77.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，進一步包含定位在該管路中于處理后的流體出口前方的管路中的電磁閥。78.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，進一步包含流體流量傳感器，用于測定通過所述電化學單元的流體流速。79.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，其中該流體流量傳感器包含霍爾效應傳感器。80.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，進一步包含壓力傳感器，用于測量流體的壓力。81.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，其中該壓力傳感器可提供壓力信號給該控制器；其中，該控制器當接收壓力信號指示壓力足夠高時，將所述電化學單元的操作關閉。82.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，進一步包含流體儲存罐；其中，該壓力傳感器安裝于該罐中來測量該罐中的流體的壓力。83.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，進一步包含下列中的至少一者(1)將流體的微粒過濾出的沉淀過濾器；(2)活性碳過濾器；(3)紫外光抗微生物過濾器；以及(4)N-鹵胺池。84.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，進一步包含具有計量電磁閥的計量組件，用于定期或連續(xù)供給一劑抗微生物制劑給該流體。85.根據(jù)權(quán)利要求73的裝置，包含一對電源。86.根據(jù)權(quán)利要求85的裝置，包含只連接至該第一電化學單元的第一電源，以及只連接至該第二電化學單元的第二電源。87.根據(jù)權(quán)利要求85的裝置，其中各個電源可輸出由約-300伏至+300伏的電壓。88.根據(jù)權(quán)利要求85的裝置，其中該第一電源包含具有總為正極性的第一輸出端子，以及該第二電源包含具有總為負極性的第一輸出端子。89.根據(jù)權(quán)利要求85的裝置，其中各個電源各自獨立連接至第一電極及第二電極二者，且可于去離子模式中或于再生模式中供電給任一個單元。90.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，其包含-(i)多個流體孔口，用于接納輸入流體及釋放輸出流體；(ii)第一對內(nèi)電極及外電極，其各自由相同的第一材料構(gòu)成；(iii)第二對內(nèi)電極及外電極，其各自由相同的第二材料構(gòu)成，該第二材料為與該第一材料不同的材料；以及(iv)位于該第一對與該第二對內(nèi)電極和外電極間的離子交換膜，用于處理該輸入流體而形成輸出流體；以及(b)電源，用于供給電流，以操作該第一對內(nèi)電極及外電極只作為陽極，以及該第二對內(nèi)電極及外電極只作為陰極。91.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中構(gòu)成該第一對內(nèi)電極及外電極的第一材料可減少正極性電極受流體中的離子腐蝕。92.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中該第一對內(nèi)電極及外電極包含尺寸穩(wěn)定的陽極。93.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中所述尺寸穩(wěn)定的陽極包含具有表面涂層的導電基材。94.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中該導電基材包含鈦、鉭、鈮或鋯。95.根據(jù)權(quán)利要求卯的裝置，其中該表面涂層包含鉑、釕、鈀、銥、銠、或鋨。96.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中該尺寸穩(wěn)定的陽極包含鈦，其具有包含二氧化釕的表面涂層。97.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中該第二對內(nèi)電極及外電極各自由碳或不銹鋼構(gòu)成。98.根據(jù)權(quán)利要求90的裝置，其中所述內(nèi)電極肩并排設置，且具有絕緣體涂層于各內(nèi)電極的相鄰部分上；以及所述外電極肩并排設置且具有絕緣體涂層于各外電極的相鄰部分上。99.一種流體處理裝置，包括-(a)電化學單元，包含具有多個孔口的殼體，以及位于一對電極間的離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至所述電極；(C)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的孔口；(d)鱗垢抑制劑滴注系統(tǒng)，用于將鱗垢抑制劑滴注于該流體內(nèi)以抑制于該電化學單元中的鱗垢形成；以及(e)控制器，用來-(1)在流體去離子周期中，操作該閥以使流體流入該單元的孔口，同時控制電源，用于供給具有電流密度的電流至該對電極，以形成由另一孔口釋放的去離子流體；以及(2)在再生周期中，開啟該閥以供給去離子流體至孔口，同時控制該電源，用于供給經(jīng)調(diào)變的再生電流至所述電極。100.根據(jù)權(quán)利要求99的裝置，其中該鱗垢抑制劑滴注系統(tǒng)于該再生周期期間將鱗垢抑制劑滴注于該流體內(nèi)。101.根據(jù)權(quán)利要求99的裝置，其中該鱗垢抑制劑滴注系統(tǒng)將鱗垢抑制劑滴注于該流體來維持該流體于低于7的pH值。102.根據(jù)權(quán)利要求101的裝置，其中該鱗垢抑制劑包含磷酸鹽、鹽酸、磷酸、硫酸、擰檬酸、胺基磺酸或蘋果酸。103.—種流體處理裝置，包括(a)電化學單元，包含具有多個孔口的殼體、一對電極、及位于所述電極間的離子交換膜；(b)電源，用于供給電流至單元的所述電極；(C)閥，用于控制該流體流經(jīng)該單元的孔口；(d)溫度傳感器，用于測量該流體溫度且產(chǎn)生溫度信號；以及(e)控制器，用于控制該電源及閥，用來-(1)在去離子周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的孔口，同時控制該電源，用于供給電流至所述電極，以將電流去離子化而形成由另一孔口釋放的去離子流體；(2)在再生周期中，開啟該閥以使流體流入該單元的孔口，且控制該電源，用于供給電流至所述電極而再生該離子交換膜來形成由另一孔口釋放的再生流體，以及其中，在去離子周期及再生周期的任一者或二者中，控制器接收該溫度信號，且相關于該溫度信號選擇供給所述電極的電流。104.根據(jù)權(quán)利要求37的裝置，其中該控制器響應于該溫度信號而設定該電流幅度。105.根據(jù)權(quán)利要求38的裝置，其中該控制器以至少約20%的級差來改變該電流幅度。全文摘要一種用于處理流體的流體處理裝置(100)，包括電化單元(102)，其具有流體孔口(124，125)，用于接納及釋放流體，以及連接各個孔口的通道，以水解用離子交換膜(110)暴露于該通道中的流體。第一和第二電極(106，108)定位在該膜(110)周圍。該裝置還包括控制器(170)，用于控制且操作電源(114)及閥系統(tǒng)(118)。該電源(114)以足夠高的電流密度供應電流至第一和第二電極(106，108)，來獲得制菌、去活化、或流體中微生物的減少。該控制器(170)還操作一組單元來將流體去離子與讓單元再生。文檔編號B01D61/42GK101316794SQ200680044337公開日2008年12月3日申請日期2006年10月6日優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日發(fā)明者A·K·賈納赫,C·E·沃格斯,E·D·尼伯格,J·C·霍姆斯申請人:派克逖克斯公司