[发明专利]用于处理池中水的方法和装置

说明书

本发明涉及用于清洁池中的水的方法和系统，并且特别地涉及用于清洁室内池中的水的方法和系统。本发明特别地旨在减少不期望的可能对吸入有害的消毒副产物(DBF)例如氯化物质诸如三氯胺的量。根据本发明，提供了用于清洁池中的水的电解系统。该电解系统包括电极装置100a，该电极装置100a包括用作阳极和阴极的第一电极101和第二电极102、以及电子控制单元(ECU)104。ECU 104被设计成控制过程，使得阳极的电位相对于可逆氢电极(RHE)在1.4V与2.3V之间，更优选地在1.6V与2.1V之间，并且最优选地在1.7V与1.9V之间。该系统和方法还可以包括使用参考电极103，以控制用于用作工作电极并且作为阳极的第一电极或第二电极相对于作为阴极并且用作对电极的第一电极和第二电极中的另一个的电位。可以对ECU 104进行编程以交替地控制第一电极101和第二电极102用作阳极和阴极。

技术领域

本发明涉及用于清洁池中的水的方法和系统，并且特别地涉及用于清洁室内池中的水的方法和系统。本发明特别地旨在减少不期望的可能对吸入有害的消毒副产物(DBP)例如氯化物质诸如三氯胺的量。

背景技术

游泳池水将接收来自游泳者的各种有机物质，诸如尿素(来自尿液、汗液和皮肤)、毛发和化妆品。尿素是池水中最多的污染物之一。由于有机营养素的存在促进了微生物感染物诸如细菌、病毒和真菌的生长，并且对游泳者的健康造成了严重危害。它们的感染能力取决于病原体通过微生物的细胞壁的能力，然后病原体通过微生物的细胞壁的能力由表面电荷和水合程度决定。如霍乱、发烧、肠胃炎和血吸虫病的疾病可能通过喝疫水(infectious water)而发展。这些传染剂通过消毒消除。典型的消毒方法包括使用氯、次氯酸盐、二氧化氯、溴、臭氧、紫外(UV)光和电化学方法。水的电化学处理例如在US 2017/218529、AU 1994/64 807和GB2,368,838中公开。尽管有若干方法供选择，但通过氯进行的消毒仍然保持是游泳池中最常见的选择。游离氯(OCl-)的主要氧化机理被认为是氯被替换为细胞的蛋白质和核酸。被破坏的感染物变成灭活的形式。例如，细胞内代谢物的形成可以通过游泳池中藻类的氯化而释放到空气中。

此外，定期监测和馈送游离氯对于保持理想的消毒能力是必不可少的。在游泳池中，游离氯保持在一定水平(通常为0.5mg/L至1.5mg/L)，使得可以实现期望的消毒效果。需要连续馈送，是因为游离氯溶液的稳定性不是无限的，而是在很大程度上取决于浓度、温度、pH、杂质、UV光、水循环以及也取决于游泳者的数目。

即使有害的细菌和其他感染物由于消毒化学品变得无害，但通常留有消毒副产品(DBP)。关于由这些DBP引起的健康风险越来越受到关注，这些DBP存在于大多数经氯处理过的水中。形成的副产物的类型由包括pH、温度、游泳池中感染物的类型、反应的类型、化学物浓度和消毒方法等的消毒条件来确定。对于氯化，即用氯、次氯酸盐或一氯胺消毒，DBP是三卤甲烷、卤乙酸、氯胺、卤乙腈、水合氯醛、氯酸盐、醛等。氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)的总和被称为结合氯，并且结合氯和游离氯的总和为总氯。

就原始感染物浓度而言，DBP通常以相对小的量存在，但其健康风险不可忽略。最有害和研究最深入的化合物之一是三氯胺，或所谓的三氯化氮。它是由氯与包括氨和尿素的胺相关化合物之间的反应形成的。典型的三氯胺在水中的浓度非常低，这是因为它在水中的低溶解度且高挥发性。然而，三氯胺占了周围空气中最丰富的DBP。室内池的良好通风可以有效降低空气中三氯胺的浓度。由于开放的空气环境，室外游泳池通常具有较少的三氯胺的问题。然而，即使在室内池的情况下存在运行良好的通风，或者即使该池是室外池，三氯胺的浓度在池的表面附近仍然可能很高，因此，对于呼吸并且吸入池表面附近空气的游泳者来说是个问题。