CN101032680A - 高通量反渗透膜元件的制作方法和含高通量反渗透膜元件的净水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高通量反渗透膜元件的制作方法和含高通量反渗透膜元件的净水器。该制作方法包含有在反渗透膜膜片卷制之前将或之后分步骤由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程，使得反渗透膜元件与现有技术相比具有了更高的产水流量。净水器中采用了依此方法制得的高通量反渗透膜元件，产水流量相应大大提高，实现了即开即饮，省去了储水桶，避免了纯水的二次污染的风险，同时减低了净水器的制造成本。另外本发明的进一改进中再增加了自动控制增压泵的工作的电脑盒，更进一步保证了净水器始终实现即开即饮。
Description
技术领域
本发明属于净水领域，尤其涉及净水领域所采用的反渗透膜元件制作方法和采用反渗透元件的净水器。
背景技术
目前，公知反渗透膜元件由中心产水管，数片聚酰胺复合反渗透膜片，导布，密封胶，细网、外胶带及密封圈构成，每一张膜片形成一个膜袋。反渗透膜元件由于受聚酰胺复合反渗透膜膜片本身的性能的决定，其使用在净水器中，产水流量一般比较小，在原水(自来水)压力下工作，产水流量只有30-50ml/min，因此现有的反渗透净水器都必须借助增压泵增大流量至150ml/min，并用储水桶将产水储积起来。
由于无法做到即开即饮，必须在净水器的结构中采用储水桶，使一点一点经过反渗透膜元件处理得到的纯水经过储水桶的存储以备随时饮用，这又极大可能造成产出的纯水被污染，净水器中采用储水桶另外一个缺点是净水器的制造成本始终减低不下来。
反渗透膜产水流量不仅受反渗透膜片本身性能的影响，还受原水进水压力和温度的影响。如果有时原水进水压力过低或原水进水温度过低或原水进水压力和温度均过低，即使采用了高产水流量的反渗透元件，其最终的产水流量也会很小，根本不能够保证净水器始终做到即开即饮，无需储水桶。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高通量反渗透膜元件的制作方法，通过该制作方法制造的反渗透膜元件具有极高的产水量，以克服现有技术存在的不足。
本反明所要解决的另一个技术问题是提供一种含有上述制作方法制造的高通量反渗透膜元件的净水器，使净水器做到即开即饮，结构中省去储水桶，从而避免产出的纯水被二次污染的风险，同时减低净水器的制造成本。
本发明所要解决的再一个技术问题是对上述净水器进行进一步改进，使其在原水进水压力和温度低的情况下，也始终具有高的产水流量，做到即开即饮。
为了解决上述第一个技术问题，本发明的高通量反渗透膜元件的制作方法，包含有在反渗透膜膜片卷制之前或之后分步骤由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程。
所述氧化剂为次氯酸钠，也可以为臭氧或者是氯气。
如果所述氧化剂是次氯酸钠，所述反渗透膜膜片卷制之前或之后分由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程有以下步骤：
步骤①：冲洗干净反渗透膜膜片或反渗透膜元件，确保不含有保护液；
步骤②：将冲洗后的反渗透膜膜片或反渗透膜元件浸泡在次氯酸钠与水的体积比为1∶1000～3∶1000的次氯酸钠浸泡液中；
步骤③：向上述浸泡液中再添加次氯酸钠与水的体积比为10∶1000～30∶1000的次氯酸钠浸泡液，继续浸泡反渗透膜膜片或反渗透膜元件；
步骤④：再向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为20∶1000～60∶1000的次氯酸钠浸泡液，再继续浸泡反渗透膜膜片或反渗透膜元件。
在室温15～25℃的条件下，步骤②中的浸泡时间为24小时；步骤③中的浸泡时间为2小时；步骤④中的浸泡时间为1.5小时。
采用上述技术方案，采用氧化剂如次氯酸钠对聚酰胺复合反渗透膜膜片进行氧化，降低了反渗透膜的聚酰胺脱盐层的交联度，降低了脱盐层的渗透阻力，达到增加产水量的目的，从而对反渗透膜元件进行了改性，在保证一定脱盐率的同时提高了单位膜面积上的产水量，从而最终提高了反渗透膜元件的产水流量。
为了解决第二个技术问题，本发明含高通量反渗透膜元件的净水器，其净水管路结构包括依次串接的进水电磁阀，初过滤装置、反渗透膜元件，以及连接反渗透膜元件废水出口的废水比例调节器和连接在反渗透膜元件纯水出口的产水龙头，其特征在于：所述反渗透膜元件为由上述方法制得的该高通量反渗透膜元件。
所述初过滤装置由5u聚丙烯滤芯，烧结活性碳滤芯，1u聚丙烯滤芯串接构成。
采用上述技术方案，由于采用由上述方法制得的该高通量反渗透膜元件，并还可以相应的增加反渗透膜元件的有效膜面积，从而增大整个反渗透膜元件的纯水产水流量，据实际测试结果，在压力0.45mpa，进水水温25℃时，纯水流量达到了1100ml/min，是传统50加仑纯水机流量的5～10倍。由于净水器具有高通量反渗透膜元件，就使反渗透净水器可以做到即开即饮，就可省去储水桶，从而避免产出的纯水被储水桶二次污染的风险，同时减低净水器的制造成本。
为了解决上述第三个技术问题，本发明含高通量反渗透膜元件的净水器的进一步结构改进中，还包括有增压泵和与增压泵电连接、具有温度传感器和压力传感器、根据原水压力和温度控制增压泵工作的电脑盒，增压泵设置在上述5u聚丙烯滤芯之前或之后管路中，温度传感器和压力传感器设置在增压泵之前的管路中。
所述电脑盒还和进水电磁阀电连接。
所述废水比例调节器上还并联一个冲洗电磁阀，上述电脑盒也电连接到该冲洗电磁阀上。
所述电脑盒包括盒壳，设置在盒壳内有包含微处理器、反相器、继电器、光藕、可控硅、存储器的集成电路，设置在盒壳上的显示屏和控制面板，以及露出盒壳的温度传感器和压力传感器；所述温度传感器、压力传感器和控制面板分别与微处理器的三个输出端连接；微处理器一个输出端连接反相器，反相器再连接继电器；微处理器另一输出端连接光藕，光藕再连接可控硅；微处理器再另两输出端分别连接存储器和显示屏。
所述继电器同时连接到增压泵和进水电磁阀，可控硅连接到冲洗电磁阀。
所述反渗透膜元件废水出口和废水比例调节器之间再设有一反渗透膜元件。
由于本反明的净水器设有探测原水温度和压力并根据压力和温度控制增压泵的电脑盒，所以该净水器能根据原水的压力和温度情况自动控制增压泵的工作，使其在原水进水压力和温度低的情况下，也始终具有高的产水流量，从而始终实现做到即开即饮。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：
图1为本发明净水器的管路结构示意图，
图2为本发明净水器的电脑盒的电气结构框图。
具体实施方式
本发明的高通量反渗透膜元件的制作方法，包含有在反渗透膜膜片卷制之前将或之后分步骤由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程。
所述氧化剂为次氯酸钠，也可以为臭氧或者是氯气。
如果所述氧化剂是次氯酸钠，所述反渗透膜膜片卷制之前或之后分由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程有以下步骤：
步骤①：冲洗干净反渗透膜膜片或反渗透膜元件，确保不含有保护液；这里所述的保护液为杀菌剂或还原剂；
步骤②：将冲洗后的反渗透膜膜片或反渗透膜元件浸泡在次氯酸钠与水的体积比为1∶1000～3∶1000的次氯酸钠浸泡液中；
步骤③：向上述浸泡液中再添加次氯酸钠与水的体积比为10∶1000～30∶1000的次氯酸钠浸泡液，继续浸泡反渗透膜膜片或反渗透膜元件；
步骤④：再向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为20∶1000～60∶1000的次氯酸钠浸泡液，再继续浸泡反渗透膜膜片或反渗透膜元件。
在室温15～25℃的条件下，步骤②中的浸泡时间为24小时；步骤③中的浸泡时间为2小时；步骤④中的浸泡时间为1.5小时。
经过上述步骤在次氯酸钠浸泡液中处理过的反渗透膜膜片或反渗透元件未能达到预期的性能要求，可继续用次氯酸钠浸泡液对反渗透膜膜片或反渗透元件浸泡，如可增加步骤⑤：再次向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为50∶1000的次氯酸钠浸泡液，再浸泡反渗透膜膜片或反渗透元件1小时。
上述步骤是在室温15～25℃的条件下进行的，如果室温为25～35℃条件下，处理时间应该相应缩短，各步骤的浸泡时间应为上述各步骤的70％。上述对反渗透膜膜片的处理是指在反渗透膜片生产工艺过程中就对膜片的性能进行改善。
实施例1
本发明高通量反渗透膜元件的制作方法的实施例1，该实施例处理的是原日产50加仑的反渗透膜元件，在室温15～25℃的条件下采用以下步骤：
步骤①：将反渗透膜元件冲洗干净，确保不含有保护液；
步骤②：将冲洗后的反渗透膜元件浸泡在次氯酸钠与水的体积比为1∶1000的次氯酸钠浸泡液中24小时；
步骤③：向上述浸泡液中再添加次氯酸钠与水的体积比为10∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡2小时；
步骤④：再向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为20∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡1.5小时。
浸泡过后，取出反渗透膜元件，测试其性能，并与未处理前的日产50加仑的反渗透膜元件的性能进行对比，发现反渗透膜元件日产水量大大提高，(如表1所示)。从而证明，通过上述制作方法，反渗透膜具有了高的产水流量。
| 处理前 | 处理后 | ||
| 产水量(加仑/天) | 脱盐率(％) | 产水量(加仑/天) | 脱盐率(％) |
| 50 | 97.5 | 100 | 95.5 |
表1
实施例2
本发明高通量反渗透膜元件的制作方法的实施例2，该实施例处理的也是原日产50加仑的反渗透膜元件，在室温15～25℃的条件下采用以下步骤：
步骤①：将反渗透膜元件冲洗干净，确保不含有保护液；
步骤②：将冲洗后的反渗透膜元件浸泡在次氯酸钠与水的体积比为2∶1000的次氯酸钠浸泡液中24小时；
步骤③：向上述浸泡液中再添加次氯酸钠与水的体积比为20∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡2小时；
步骤④：再向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为40∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡1.5小时。
浸泡过后，取出反渗透膜元件，测试其性能，并与未处理前的日产50加仑的反渗透膜元件的性能进行对比，发现反渗透膜元件日产水量大大提高，(如表2所示)。从而证明，通过上述制作方法，反渗透膜具有了更高的产水流量。
| 处理前 | 处理后 | ||
| 产水量(加仑/天) | 脱盐率(％) | 产水量(加仑/天) | 脱盐率(％) |
| 50 | 97.5 | 120 | 94.5 |
表2
实施例3
本发明高通量反渗透膜元件的制作方法的实施例3，该实施例处理的也是原日产50加仑的反渗透膜元件，在室温15～25℃的条件下采用以下步骤：
步骤①：将反渗透膜元件冲洗干净，确保不含有保护液；
步骤②：将冲洗后的反渗透膜元件浸泡在次氯酸钠与水的体积比为3∶1000的次氯酸钠浸泡液中24小时；
步骤③：向上述浸泡液中再添加次氯酸钠与水的体积比为30∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡2小时；
步骤④：再向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为60∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡1.5小时。
浸泡过后，取出反渗透膜元件，测试其性能，并与未处理前的日产50加仑的反渗透膜元件的性能进行对比，发现反渗透膜元件日产水量大大提高，(如表3所示)。从而证明，通过上述制作方法，反渗透膜具有了更高的产水流量。
| 处理前 | 处理后 | ||
| 产水量(加仑/天) | 脱盐率(％) | 产水量(加仑/天) | 脱盐率(％) |
| 50 | 97.5 | 128 | 90.0 |
表3
实施例4
如果按上述处理过的反渗透膜元件性能未达到预期要求，进行步骤⑤：再次向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为50∶1000的次氯酸钠浸泡液，使反渗透膜元件继续浸泡1小时。
实施例5
如图1所示的一种含高通量反渗透膜元件的净水器，有机壳(图中未显示)，在机壳内外将原水连接阀1，原水连接阀2，进水电磁阀3，增压泵4，5u聚丙烯滤芯5，烧结活性碳滤芯6，1u聚丙烯滤芯7，反渗透膜元件，按顺序管路连接好，其中5u聚丙烯滤芯4、烧结活性碳滤芯5，1u聚丙烯滤芯6构成了该净水器的初过滤装置。所述反渗透膜元件7为按本发明上述制作方法制得的高通量反渗透膜元件。
有了该高通量反渗透膜元件，可以大大提高反渗透膜净水器的产水流量，使反渗透膜净水器做到即开即饮，从而无需再设置储水桶，避免了储水桶二次污染纯水的风险，同时降低了反渗透膜净水器的制造成本。
另外，所述增压泵4也可设置在5u聚丙烯滤芯5之后。
另外反渗透膜元件7的废水出口701再管路连连一反渗透膜元件8，设置两个反渗透膜元件7、8可以减少废水的排放量，提高净水器的净水率，不造成水资源的浪费。反渗透膜元件8废水出口801再连接并联的废水比例调节器9和冲洗电磁阀14，反渗透膜元件7、8的纯水出口702、802均连接到单向阀10，单向阀10再连接高压开关11，高压开关11连接产水龙头12。
该净水器的机壳内还设有电脑盒13，如图2所示，电脑盒13有盒壳(图中未显示)，在盒壳内有包含微处理器1301、反相器1302、继电器1303、光藕1304、可控硅1305、存储器1306的集成电路，盒壳上设有显示屏1307和控制面板1308，以及露出盒壳外的温度传感器1309和压力传感器1310。其中温度传感器1309和压力传感器1310以及控制面板1308分别与微处理器1301的三个输出端电连接；微处理器1301一个输出端电连接反相器1302，反相器1302再电连接继电器1303，继电器1303同时电连接增压泵3和进水电磁阀2；微处理器1301另一输出端电连接光藕1304，光藕1304再电连接可控硅1305，可控硅1305再电连接冲洗电磁阀14；微处理器1301还有两输出端分别电连接存储器1306和显示屏1307。再如图1所示，温度传感器1309和压力传感器1310串联设置在增压泵4之前。
该电脑盒13内安装有控制进水电磁阀2、增压泵3、以及冲洗电磁阀14工作的程序，以实现冲洗电磁阀14按时间间隔的开闭用于冲洗反渗透膜元件7、8和增控制压泵3根据原水的温度和压力情况进行工作。
上述高压开关11，进水电磁阀2，增压泵3和电脑盒13均电连接到工作电路(图中未显示)上。
该净水器连接到电源上，原水连接阀1连接到原水的水龙头上就处于待机状态，在电脑盒13上设定需增压泵3工作的原水温度和压力的临界值分别为20℃和3Kg。即温度(T)×压力(P)≥一个设定值(A)，控制泵停止工作；并在电脑盒13上设定温度和压力临界值的延时，当原水压力和温度在临界值之间上下波动，使增压系统反复起跳，超过设定的延时时就会自动启动增压系统以避免增压系统的反复工作；当原水压力≤0.5kg或停水时，电脑盒13内设定的程序将会自动切断电源使系统停止工作。需要工作时，打开出水龙头，进水电磁阀2打开，原水流进净水器，当原水温度≥20℃，压力≥3kg时，净水器无需增压泵3工作，依靠原水的压力即可保证净水器的出水量，所以电脑盒13不会启动增压泵3工作。当原水温度＜20℃，压力≥3kg或原水温度＜20℃，压力＜3kg或原水温度≥20℃，压力＜3kg时，电脑盒13会启动增压泵3工作。从而实现节能、节水。并且也可以在电脑盒13上设定冲洗电磁阀14的间隔工作时间，这样冲洗电磁阀14会间隔打开来冲洗反渗透膜元件7。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解和实施本发明，不能理解为是对本发明保护范围的限制；只要是根据本发明所揭示精神的所作的的任何等同变更或修饰，均落入本发明保护的范围。
Claims (14)
1、一种高通量反渗透膜元件的制作方法，其特征在于：包含有在反渗透膜膜片卷制之前或之后分步骤由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程。
2、根据权利要求1所述的一种高通量反渗透膜元件的制作方法，其特征在于：所述氧化剂为次氯酸钠或臭氧或氯气。
3、根据权利要求2所述的一种高通量反渗透膜元件的制作方法，其特征在于：如果所述氧化剂是次氯酸钠，所述反渗透膜膜片卷制之前或之后分由不同体积浓度比的氧化剂对反渗透膜膜片进行氧化的过程有以下步骤：
步骤①：冲洗干净反渗透膜膜片或反渗透膜元件，确保不含有保护液；
步骤②：将冲洗后的反渗透膜膜片或反渗透膜元件浸泡在次氯酸钠与水的体积比为1∶1000～3∶1000的次氯酸钠浸泡液中；
步骤③：向上述浸泡液中再添加次氯酸钠与水的体积比为10∶1000～30∶1000的次氯酸钠浸泡液，继续浸泡反渗透膜膜片或反渗透膜元件；
步骤④：再向浸泡液中添加次氯酸钠与水的体积比为20∶1000～60∶1000的次氯酸钠浸泡液，再继续浸泡反渗透膜膜片或反渗透膜元件。
4、根据权利要求3所述的一种高通量反渗透膜元件的制作方法，其特征在于：在室温15～25℃的条件下，步骤②中的浸泡时间为24小时；步骤③中的浸泡时间为2小时；步骤④中的浸泡时间为1.5小时。
5、一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其净水管路结构包括依次串接的进水电磁阀，初过滤装置、反渗透膜元件，以及连接反渗透膜元件废水出口的废水比例调节器和连接在反渗透膜元件纯水出口的产水龙头，其特征在于：所述反渗透膜元件为按权利要求1所述方法制得的高通量反渗透膜元件。
6、根据权利要求5所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述初过滤装置由5u聚丙烯滤芯，烧结活性碳滤芯，1u聚丙烯滤芯串接构成。
7、根据权利要求6所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：还包括有增压泵和与增压泵电连接、具有温度传感器和压力传感器、根据原水压力和温度控制增压泵工作的电脑盒，增压泵设置在5u聚丙烯滤芯之前或之后管路中，温度传感器和压力传感器设置在增压泵之前的管路中。
8、根据权利要求7所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述电脑盒还和进水电磁阀电连接。
9、根据权利要求8所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述废水比例调节器上并联一个冲洗电磁阀，上述电脑盒电连接到该冲洗电磁阀上。
10、根据权利要求7至9任一权利要求所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述电脑盒包括盒壳，设置在盒壳内有包含微处理器、反相器、继电器、光藕、可控硅、存储器的集成电路，设置在盒壳上的显示屏和控制面板，以及露出盒壳的温度传感器和压力传感器；所述温度传感器、压力传感器和控制面板分别与微处理器的三个输出端连接；微处理器一个输出端连接反相器，反相器再连接继电器；微处理器另一输出端连接光藕，光藕再连接可控硅；微处理器再另两输出端分别连接存储器和显示屏。
11、根据权利要求10所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述继电器同时连接到增压泵和进水电磁阀，可控硅连接到冲洗电磁阀。
12、根据权利要求5至9任一权利要求所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述反渗透膜元件废水出口和废水比例调节器之间再设有一反渗透膜元件。
13、根据权利要求10所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述反渗透膜元件废水出口和废水比例调节器之间再设有一反渗透膜元件。
14、根据权利要求11所述一种含高通量反渗透膜元件的净水器，其特征在于：所述反渗透膜元件废水出口和废水比例调节器之间再设有一反渗透膜元件。
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