CN100534923C - 一种家用水净化的处理方法及其处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家用水净化的处理方法及其处理系统，该方法是先将自来水通入聚丙烯棉滤芯棒，通过聚丙烯棉滤芯棒去除自来水中的悬浮物和大颗粒杂质，再将通过聚丙烯棉滤芯棒过滤后的自来水增压后输入耐氧化复合反渗透膜，通过耐氧化复合反渗透膜进行二次过滤，同时利用自来水中的余氯对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，经耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水引入压力桶中储存，在使用时再经过活性炭过滤棒去除净化水中的余氯，从而达到纯净水的饮用标准。本发明克服了现有家用饮水机中水源预处理麻烦、反渗透膜易污染的问题，提供一种水预处理简单、反渗透膜污染程度小的家用水净化处理方法及装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种家用水净化的处理方法及其处理系统，属于水处理技术领域。
背景技术
因家用纯水机具有使用方便，产水运行成本低，，可直接安装在橱柜中，既节省空间，又美观大方，越来越受到消费者欢迎。
目前家用纯净水的处理系统，主要由水的预处理部份、反渗透过滤部份及纯净水存储三部份组成。通常是将自来水管中的自来水经过pp棉滤芯滤除水中悬浮物，因反渗透膜元件对进水游离氯含量有苛刻要求，要求余氯含量＜0.1mg/L，否则将会破坏其膜片结构，造成不可恢复的性能下降，导致经pp棉滤芯过滤后的自来水还需依次进入颗粒活性碳滤芯去除自来水中的余氯、三氯甲烷及异味色度，烧结活性碳滤芯再次吸附水中的各种异味及杂质。虽然通过预处理部份、反渗透过滤部份的处理，自来水可以达到饮用水的标准。但在利用活性炭吸附水中有机物的同时，活性炭滤器中已堆满了大量的微生物、有机物，无形中成为微生物等进一步滋生、繁殖的温床，反而造成水系统的二次污染，增加了反渗透系统受污染的可能，导致其性能衰减，并使产水水质下降。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种家用水净化的处理方法及其处理系统。本发明通过将耐氧化复合反渗透膜应用在家用水净化处理中，使得水处理系统的处理步骤更加简化，处理装置更加简单，克服了现有家用饮水机技术中反渗透膜易污染的问题，延长了反渗透系统使用寿命，提高了水处理效果，可以克服现有技术的不足。
本发明的实施方案：一种家用水净化的处理方法，其特点是：先将自来水通入聚丙烯棉滤芯棒，通过聚丙烯棉滤芯棒去除自来水中的悬浮物和大颗粒杂质，再将通过聚丙烯棉滤芯棒过滤后的自来水增压后输入耐氧化复合反渗透膜，通过耐氧化复合反渗透膜将自来水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤，同时利用自来水中的余氯对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，经耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水排入压力桶中储存，在使用时再经过活性炭过滤棒去除净化水中的余氯，从而达到纯净水的饮用标准。
上述的家用水净化的处理方法中，所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层；所述的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。
上述的家用水净化的处理方法中，将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干，所采用的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
前述的家用水净化的处理方法中，所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层，将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜。
前述的家用水净化的处理方法中，所述的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液；过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
一种家用水净化处理方法用的处理系统，包括自来水管1，其特点是：自来水管1与聚丙烯棉滤芯棒2连接，聚丙烯棉滤芯棒2通过管道3与内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4连接，并且在管道2上连接有增压装置5，内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4通过管道与储水罐6连接，储水罐6与饮用水管7连接，并且在饮用水管7上连接有活性炭过滤棒8。
前述的家用水净化的处理系统中，在内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4上还连接有比例调节控制器9和反冲洗球阀14。
前述的家用水净化的处理系统中，所述的增压装置5为压力泵。
前述的家用水净化的处理系统中，所述的储水罐6为压力储水罐。
与现有技术相比，本发明通过在家用水净化处理中所采用耐氧化复合反渗透膜代替现有渗透膜，因抗氧化反渗透膜具有的耐氯能力26000ppm/hrs，即在氯浓度为0.5mg/L条件下可长期稳定运行6年。通过利用耐氧化复合反渗透膜极强的耐氯能力，同时利用自来水中的次氯酸作用于菌体蛋白质不仅可与细胞壁发生作用，且因次氯酸分子小，不带电荷，故侵入细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶，使糖代谢失调而致细胞死亡。并且次氯酸在透过反渗透膜时会对产水侧进行消毒，减少了反渗透膜不可逆污染和苛刻的化学清洗和消毒要求，进一步延长了耐氧化复合反渗透膜的使用寿命，使得反渗透系统受微生物污染几率大大降低，延长清洗周期。同时抗氧化渗透膜的应用，省略了现有技术中为吸附余氯而投入的颗粒活性碳滤芯和烧结活性碳滤芯的过滤程序工序，这样即简化了水处理系统的工艺流程，节省了设备投入、设备维护费用和设备体积，又提高了反渗透系统的使用周期和水处理效果好。因此本发明具有很好的推广价值，具有很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例；1、一种家用水净化的处理方法，其特征在于：该方法是先将自来水通入聚丙烯棉滤芯棒，通过聚丙烯棉滤芯棒去除自来水中的悬浮物和大颗粒杂质，再将通过聚丙烯棉滤芯棒过滤后的自来水增压后输入耐氧化复合反渗透膜，通过耐氧化复合反渗透膜将自来水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤，同时利用自来水中的余氯对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，经耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水排入压力桶中储存，在使用时再经过活性炭过滤棒去除净化水中的余氯，从而达到纯净水的饮用标准。
所述的耐氧化复合反渗透膜，可以是包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层；所述的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干，所采用的的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
所述的耐氧化复合反渗透膜，也可以包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层，将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜；所述的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液；过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
因家用纯水机可将自来水管中的自来水处理后直接饮用，具有使用方便，产水运行成本低，节省空间等优点，越来越受到消费者欢迎，利用该处理方法所建立的家用水净化处理系统如图1所示，带有开关9的自来水管1，在自来水管1上连接聚丙烯棉滤芯棒2，聚丙烯棉滤芯棒2可去除自来水中的悬浮物和大颗粒杂质，聚丙烯棉滤芯棒2与内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4通过管道3连接，因内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4中使用的耐氧化复合反渗透膜孔径小至纳米级，在一定的压力下，水分子才可以通过耐氧化复合反渗透膜，而对无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质则可起到过滤效果，为了满足内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4内抗氧化复合反渗透膜的工作压力要求，在管道3上连接有增压装置5和四方阀12，增压装置5的开启可通过低压开关10控制，增压装置5可采用压力泵。经聚丙烯棉滤芯棒2过滤后的自来水通过压力泵压入内有耐氧化复合反渗透膜的装置4中，利用内有耐氧化复合反渗透膜的装置4中的耐氧化复合反渗透膜将自来水水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行滤除，同时利用自来水中的余氯对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，经内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4过滤后的净化水可通过管道流入储水罐6，储水罐6与饮用水管7连接，为确保饮用水管7的出水量，储水罐6可采用压力储水罐，在压力储水罐上设有开关11，为消除经内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4过滤后水中的余氯，在饮用水管7上连接活性炭过滤棒8，储水罐6内的过滤水通过活性炭过滤棒8去除水中的余氯后就可达到饮用水标准直接饮用。同时为防止在停水时储水罐6内的过滤水反流入内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4，在连接储水罐6和内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4的管道上设有逆流阀13。同时在内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器4上还连接有控制过滤水比例的比例调节控制器9和清洗耐氧化复合反渗透膜的反冲洗球阀14。
本发明中所采用的抗氧化反渗透膜可以是：包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层。所采用的的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。所采用的的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯20～95份和改性多酰氯5～80份混匀构成的酰基氯有机溶液。所采用的改性多酰氯，是5-碘-间苯二甲酰氯、2-碘-对苯二甲酰氯、5-溴-间苯二甲酰氯或2-溴-对苯二甲酰氯。
将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干。所采用的的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
使用含有16％聚砜的DMF溶液组成的多孔聚砜支撑膜，放入2.5％的间苯二胺(MPDA)溶液约1分钟。胺溶液均含有0.1wt％的十二烷基磺酸钠(SDBS)表面活性剂。经MDPA浸泡后的支撑膜放在纸巾上用橡胶辊滚动去除正面及背面多余的溶液。以上步骤和多元胺的用量，与现有技术制备聚酰胺层的情况相同。然后将这种支撑层与表1中所列含有0.1％(wt/v％)的酰基氯(-COCl)有机溶液接触50秒，接着放入40℃烘箱中保持10分钟，形成聚酰胺层。取出后用浓度1％的过硫酸钾溶液，在磷酸钾缓冲溶液pH为8的时候处理30分钟。然后在140℃烘箱中保持5分钟，得到最终的复合反渗透膜。
表1(例1～6)
| 例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 酰基氯的总浓度TMC占酰基氯的相对浓度(％)5-碘-间苯二甲酰氯(％)脱盐率(％)水通量(GFD)NaClO浸泡后脱盐率(％)水通量(GFD) | 0.1010098.620.597.341.2 | 0.1802099.32498.134.3 | 0.1703099.323.598.432.1 | 0.1505099.223.398.828.7 | 0.1406099.122.198.628.2 | 0.1307099.021.598.128.8 |
本发明中所采用的耐氧化复合反渗透膜，也可以是包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层。将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜。所采用的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液。所采用的过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
利用现有技术制备有无纺布层、聚砜支撑层和聚酰胺层的反渗透膜。使用含有16％聚砜的DMF溶液组成的多孔聚砜支撑膜(即聚砜支撑层)，放入2.5％的间苯二胺(MPDA)溶液约1分钟。胺溶液均含有0.1wt％的十二烷基磺酸钠(SDBS)表面活性剂。经MDPA(A)浸泡后的支撑膜放在纸巾上用橡胶辊滚动去除正面及背面多余的溶液。然后将这种支撑层与均苯三甲酰氯(B)的有机溶液接触50秒，形成聚酰胺层，接着放入40℃～100℃烘箱中保持10分钟，形成聚酰胺复合反渗透膜。将制得的复合反渗透膜，取出后用浓度1％的过硫酸钾溶液，在磷酸钾缓冲溶液pH为8的时候浸泡30分钟。然后在140℃烘箱中保持5分钟，得到最终的耐氧化复合反渗透膜。
Claims (8)
1.一种家用水净化的处理方法，其特征在于：该方法是先将自来水通入聚丙烯棉滤芯棒，通过聚丙烯棉滤芯棒去除自来水中的悬浮物和大颗粒杂质，再将通过聚丙烯棉滤芯棒过滤后的自来水增压后输入耐氧化复合反渗透膜，通过耐氧化复合反渗透膜将自来水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤，同时利用自来水中的余氯对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，经耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水排入压力桶中储存，在使用时再经过活性炭过滤棒去除自来水中的余氯，从而达到纯净水的饮用标准；所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯、或用多元胺与均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层；均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯20～95份和改性多酰氯5～80份混匀构成的酰基氯有机溶液；所采用的改性多酰氯，是5-碘-间苯二甲酰氯、2-碘-对苯二甲酰氯、5-溴-间苯二甲酰氯或2-溴-对苯二甲酰氯。
2.根据权利要求1所述的家用水净化的处理方法，其特征在于：将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5～10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干，所采用的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的家用水净化的处理方法，其特征在于：所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层，将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜。
4.根据权利要求3所述的家用水净化的处理方法，其特征在于：所述的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液；过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的家用水净化处理方法用的处理设备，包括自来水管(1)，其特征在于：自来水管(1)与聚丙烯棉滤芯棒(2)连接，聚丙烯棉滤芯棒(2)通过管道与内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器(4)连接，并且在管道上连接有增压装置(5)，内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器(4)通过管道与储水罐(6)连接，储水罐(6)与饮用水管(7)连接，并且在饮用水管(7)上连接有活性炭过滤棒(8)。
6.根据权利要求5所述的处理设备，其特征在于：在内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器(4)上还连接有比例调节控制器(9)和反冲洗球阀(14)。
7.根据权利要求5所述的处理设备，其特征在于：所述的增压装置(5)为压力泵。
8.根据权利要求5所述的处理设备，其特征在于：所述的储水罐(6)为压力储水罐。
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