CN101357808A - 一种用于饮水机专用净水器的净水工艺 - Google Patents

Abstract

一种用于饮水机专用净水器的净水工艺，包括如下工艺流程：原水→一级精滤→离子交换→吸附→过滤→储水→即时二级精滤。本发明净水工艺通过下述方式实施：净水器的上桶为原水储水桶，在上桶的底部设置一级精滤滤芯，在一级精滤滤芯的下方设置离子交换芯、吸附芯和过滤芯，在净水器下桶底部设置二级精滤滤芯。本发明的有益效果是：可确保进入饮水机的水的微生物指标合格，水质新鲜，无二次污染；既可有效软化水质和将水中的重金属含量降低到安全限值以下，又可使水中保留一定含量的对人体有益的矿物质；活性炭吸附芯使用寿命长。

Description

一种用于饮水机专用净水器的净水工艺

所属技术领域

本发明涉及饮用水净化技术领域，尤其涉及一种用于饮水机专用净水器的净水工艺。

背景技术

饮水机专用净水器因可以取代桶装水，使用方便，现在已经逐渐为消费者所接受。由于这种净水器采用水的重力作为过滤动力，所以水流动力很小，这就限制了这种净水器所能应用的净水技术。下面分述应用于这类净水器中的几种公知的典型净水工艺：

第一种典型净水工艺：原水→一级过滤→吸附→二级过滤→储水。此净水工艺通过下述方式实施：净水器的上桶为原水储水桶，在上桶的底部设置一级过滤滤芯，在一级过滤滤芯的下方设置吸附芯和二级过滤滤芯，将经过一级过滤、吸附和二级过滤处理的水储存在净水器的下桶，供用户随时取用。

图1是采用这种净水工艺的饮水机专用净水器的一个实施例，结合图1所示，一级过滤处理工序中所用的过滤材料(5)设置在上桶(6)的底部，吸附处理工序所用的吸附材料(4)设置在过滤材料(5)的下方，二级过滤处理工序所用的过滤材料(3)设置在吸附材料(4)的下方，经过一级过滤、吸附和二级过滤处理的水储存在净水器的下桶(2)中，下桶(2)的底部设有控水阀(1)。

一级过滤的滤料有无纺布、PP棉、炭纤维和微孔陶瓷等可供选择，吸附材料一般采用粒状活性炭，二级过滤的滤料有无纺布、PP棉、炭纤维、微孔陶瓷和中空纤维膜等可供选择。

为了使净水器有较大的过滤流量，一级过滤处理工序中使用的滤料的过滤精度较低，通常大于1微米，即不能有效过滤细菌。二级过滤处理工序中使用的滤料分为两类：一类是不能过滤细菌的滤料，如无纺布、PP棉和低精度的微孔陶瓷，采用这类滤料的净水器属于低档净水器，其出水不宜生饮；另一类是能过滤细菌的滤料，如中空纤维超滤膜和高精度的微孔陶瓷，采用这类滤料的净水器属于高档净水器，其出水可以生饮。

这种净水工艺所存在的问题有：

1.一级过滤精度太低，使得进入活性炭吸附芯的水的混浊度较高，严重影响活性炭吸附芯的使用寿命；

2.活性炭吸附芯中没有抑菌材料，活性炭易孳生细菌；

3.对于低档净水器，不能保证进入下桶的水的微生物指标合格，甚至活性炭吸附芯中的活性炭粉末还会随着水流进入下桶；

4.没有软化功能，不能适应硬水地区的用户使用，去除水中重金属的功能很弱；

5.对于高档净水器，虽然可以保证进入净水器下桶中的水的微生物指标合格，但是净水器下桶水存在二次污染问题。

饮水机专用净水器下桶水存在二次污染问题的原因在于：

1.净水器下桶在向饮水机水斗补水时会吸入等量体积的空气，这些空气可能含有尘埃、细菌等物质；

2.净水器下桶中的水可能存放时间过长，滋生微生物。

第二种典型净水工艺：原水→一级过滤→离子交换→载银活性炭吸附→二级过滤→储水。这种净水工艺有几种变例，如可以将离子交换树脂既作为离子交换材料又作为过滤材料，即将离子交换和一级过滤合二为一；可以将离子交换处理工序放在载银活性炭吸附处理工序和二级过滤处理工序之间；也可以将离子交换处理工序放在二级过滤工序和储水之间。

第二种典型净水工艺是对第一种典型净水工艺的改进，即将活性炭改为载银活性炭以便防止活性炭吸附芯孳生细菌，增加离子交换处理工序使之可以适用于硬水地区，由此也大大增强了去除水中重金属离子的功能。

当净水器的二级过滤采用过滤精度较高的材料(如高精度微孔陶瓷或者中空纤维超滤膜)时，可以保证进入下桶的水的微生物指标合格。但是，这种净水工艺还存在下述问题：

1.一级过滤处理工序的过滤精度太低，使得进入活性炭吸附芯的水的混浊度较高、杂质较多，严重影响活性炭吸附芯的使用寿命。

2.下桶水存在二次污染问题。

3.经离子交换工序处理的水，水中的钙、镁离子可能去除得较彻底，同时，水中一些对人体有益的矿物质也可能去除得较彻底，而水中的钠离子浓度明显上升，甚至有可能超标(对于硬度较高的水，经离子交换处理后水中钠离子浓度超标的可能性更大)。专业技术人员知道，这种水并不是人们希望获得的优质饮用水。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状的不足而提供一种用于饮水机专用净水器的净水工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于饮水机专用净水器的净水工艺，其包括如下净水工艺流程：原水→一级精滤→离子交换→吸附→过滤→储水→即时二级精滤。

本发明净水工艺通过下述方式实施：净水器的上桶为原水储水桶，在上桶的底部设置一级精滤滤芯，在一级精滤滤芯的下方设置离子交换芯、吸附芯和过滤芯，净水器的下桶作为中间水箱，在净水器下桶底部设置即时二级精滤滤芯。原水经一级精滤处理后进行离子交换，然后进行吸附和过滤处理，再进入中间水箱(即净水器下桶)储存，在用户取水时再对下桶中的水进行即时二级精滤后向用户提供，在二级精滤之后设置控水阀(即浮子阀或浮球阀)控制饮水机水斗的水位。

控水阀控制饮水机水斗水位的原理是：用户从饮水机龙头放水时，水斗中的水位下降，于是浮子(或者浮球)下降，控水阀开启，净水器下桶中的水经过即时二级精滤后进入饮水机水斗；用户停止取水时，水斗中的水位仍处在低位，控水阀保持开启状态，净水器下桶中的水继续经过即时二级精滤后流向饮水机水斗。于是，水斗中的水位逐渐上升，浮子(或者浮球)也随之逐渐上升。当浮子(或者浮球)上升到将控水阀关闭位置时，净水器下桶中的水停止向饮水机水斗流动，从而饮水机水斗中的水位得到有效控制。

所述的一级精滤处理工序的目的是：滤除水中的泥沙、铁锈和其它悬浮物，降低水的混浊度，减轻后级净化处理工序的负荷。所用的过滤材料可以是无纺布、PP棉、炭纤维、烧结活性炭或者其它滤料。

本发明的进一步技术措施是：进一步提高一级过滤处理工序的过滤精度，使其能有效滤除水中的细菌和大分子有机物，最大限度地降低水的混浊度和减轻后级净化处理工序的负荷。由于细菌的平均尺寸一般认为是0.4微米，所以，一级精滤处理工序中使用的滤料的过滤精度应小于0.4微米。为了增加过滤细菌的可靠性和提高除混浊度的能力，同时兼顾到过滤时水流阻力不宜太大，优选过滤精度为0.1微米～0.3微米的过滤材料。所述的过滤材料可以是高精度微孔陶瓷，也可以是亲水中空纤维超滤膜。当采用高精度微孔陶瓷材料时，它可以是板状双面过滤微孔陶瓷，也可以是管状微孔陶瓷。优选过滤面积较大，并且可以方便地将该微孔陶瓷设置在较低位置的微孔陶瓷结构，以便充分利用水的自身重力，使过滤时能保持较大的滤水流量。当采用亲水中空纤维超滤膜时，它可以是束状的中空纤维超滤膜组件，也可以是网状(或者布状)的中空纤维超滤膜组件，其亲水特性可以降低过滤阻力，增大过滤时的出水流量。

所述的离子交换处理工序的目的是：降低水中的硬度成分(如钙、镁离子)，软化水质，同时将水中的重金属含量降低到饮用水标准的安全限值以下。离子交换处理工序所用的水处理材料为钠型阳离子树脂，该离子交换树脂饱和后可以用盐水(氯化钠溶液)进行再生。

由于水中的硬度成分并非是有毒有害物质，所以没有必要也不应该将水中的钙、镁离子彻底去除。为此，一种方法是将离子交换滤芯设计成具有明显的软化效果即可(而不是将水的硬度降为0)；另一种方法是将一级精滤处理工序处理过的出水分为两路，其一路经离子交换处理工序进行离子交换，另一路不经过离子交换，再将此两路水合成一路水进行下一工序处理。这样，通过调整两路水的流量分配比例，可以有效去除水中的硬度成分和将水中的重金属含量降低到饮用水标准的安全限值以下，同时又可使水中保留一定含量的对人体有益的矿物质，并可使水中的钠离子浓度符合饮用水标准要求。

如果原水的硬度较低，并且水中的重金属含量小于饮用水标准的限值，则离子交换这道处理工序可以省略。

所述的吸附处理工序的目的是：有效去除水中的小分子有机物、异色、异味、提高水的口感。其采用的水处理材料为载银活性炭，载银的目的是利用银离子抑制微生物在活性炭中繁殖。所述的活性炭可以是粒状活性炭，可以是粉末活性炭，也可以是烧结活性炭。活性炭的原材料可以采用果壳(如杏壳)、椰壳、竹、等等。优选载银粒状椰壳(或果壳)活性炭。

如果原水中不含有机物，无异色，无异味，只可能存在细菌、泥沙等悬浮物，则吸附这道处理工序可以省略。

由于一级精滤的过滤精度很高，水中的细菌和其它悬浮物都去除得比较彻底，所以活性炭的使用寿命将大大延长，即吸附芯的使用寿命长。

所述的过滤处理工序的目的是：去除水中的活性炭粉末(或者活性炭灰)。由于活性炭是很脆的材料，总是含有大量的粉末(或灰)，所以经粒状或者粉末状活性炭吸附处理的水中难免会含有一定的活性炭粉末(或者活性炭灰)。为了使净水器下桶中的水保持清澈，有必要增加过滤这道处理工序。但是，如果不设置吸附处理工序或者吸附材料采用烧结活性炭(因经烧结活性炭吸附处理过的水几乎不含活性炭粉末或灰)，则过滤这道处理工序可以省略。

过滤处理工序所用的材料可以是无纺布、PP棉、炭纤维，板状单面过滤微孔陶瓷、板状双面过滤微孔陶瓷，管状微孔陶瓷、半球状微孔陶瓷或者中空纤维膜。其过滤精度应能有效除去水中的活性炭粉末(或者活性炭灰)，即过滤精度应小于15微米，为了提高过滤效果，优选过滤精度小于5微米的过滤材料。

所述的储水的目的是：解决一级精滤处理工序、离子交换处理工序或者吸附处理工序的出水流量小而用户取水所需的流量大之矛盾。一级精滤处理工序由于过滤精度高，滤水阻力大，所以流量不会太大；吸附处理工序和离子交换处理工序要求水与水处理材料的接触时间不能太短，否则达不到应有的处理效果，所以吸附处理工序和离子交换处理工序的出水流量也是较小的；而用户取水时希望有较大的出水流量。将一级精滤处理工序、离子交换处理工序和吸附处理工序的出水储存在中间水箱(即净水器下桶)，就解决了上述矛盾。但是，净水器下桶中的水，如果存放时间较长，势必孳生细菌；此外，用户取水时，与出水体积等量的空气会补充到净水器下桶。于是，空气中的细菌、尘埃就随之进到净水器的下桶中。由于这两方面的原因，净水器下桶中的水存在二次污染。

所述的二次精滤处理工序的目的是：在用户取水时进行即时二次精滤，滤除净水器下桶水中可能存在的细菌、灰尘等悬浮物，消除二次污染，确保进入饮水机的水的微生物指标符合饮用水卫生标准。即时二级精滤工序中使用的过滤材料必须具有可靠滤除细菌的过滤精度，即过滤精度应小于0.4微米。为了增加过滤细菌的可靠性并兼顾出水流量的要求，优选过滤精度为0.1微米～0.3微米的过滤材料。此外，应尽可能增加过滤面积以便进一步降低过滤阻力，增大过滤流量。过滤材料可以采用亲水中空纤维超滤膜，也可以采用高精度的微孔陶瓷。当采用高精度微孔陶瓷材料时，它可以是板状双面过滤微孔陶瓷，可以是管状微孔陶瓷，也可以是半球状微孔陶瓷。优选过滤面积较大，并且可以方便地将该微孔陶瓷设置在较低位置的微孔陶瓷结构，以便充分利用水的自身重力，使过滤时能保持较大滤水流量。当采用亲水中空纤维超滤膜时，它可以是束状的中空纤维超滤膜组件，也可以是网状(或者布状)的中空纤维超滤膜组件，其亲水特性可以降低过滤阻力，增大过滤时的出水流量。

由于净水器下桶中的水已经是水质很好的水，其中的细菌和灰尘含量是微量的，所以，即时二级精滤处理工序中使用的过滤材料不易堵塞，使用寿命会很长。

本发明的有益效果是：可确保进入饮水机的水的微生物指标合格，水质新鲜，无二次污染；既可有效软化水质和将水中的重金属含量降低到饮用水标准的安全限值以下，又可使水中保留一定含量的对人体有益的矿物质；活性炭芯使用寿命长。

附图说明

图1为采用公知技术净水工艺的饮水机专用净水器示意图。

图2为本发明实施例一净水工艺流程示意图。

图3为采用实施例一的饮水机专用净水器示意图。

图4为本发明实施例二净水工艺流程示意图。

图5为采用实施例二的饮水机专用净水器示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明进行详细描述，但应当理解这里的详细描述并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例一：本实施例净水工艺流程如图2所示，采用图2所示的净水工艺流程的饮水机专用净水器如图3所示，下面结合图3进行详细描述：

1.净水器上桶(16)中的原水经设置在上桶(16)底部的滤料(15)进行一级精滤。所述的滤料采用板状双面过滤微孔陶瓷或者亲水中空纤维膜。

2.经过一级精滤处理的水经三通管(14)分为两路，其中一路经钠型阳离子树脂(13)进行离子交换后再进入下一处理单元；另一路不经离子交换直接进入下一处理单元。

装有钠型阳离子树脂(13)的部件(即软化芯)可以固定在上桶底部的下方，也可以固定在中桶(12)的底部。

3.经过上述处理单元处理的水再经载银粒状活性炭(11)吸附后进入下一处理单元。

装有载银粒状活性炭(11)的部件(即吸附芯)固定在中桶底部的下方。

4.经过上述处理单元处理的水再进行过滤。过滤材料(10)可以采用无纺布、PP棉、炭纤维、微孔陶瓷或者亲水中空纤维膜。

装有过滤材料(10)的部件固定在装有载银粒状活性炭(11)的部件上，或者与装有载银粒状活性炭的部件组合成一体成为组合式滤芯。

5.经过上述处理单元处理的水流入净水器下桶(9)储存。

6.用户开启饮水机龙头取水时，饮水机水斗中的水位下降，浮子阀(7)开启，净水器下桶(9)中的水经装于下桶(9)底部的滤料(8)进行即时二级精滤后进入饮水机水斗。所述的滤料(8)采用亲水中空纤维膜。

实施例二：本实施例是对实施例一的一种简化，其净水工艺流程如图4所示，采用图4所示的净水工艺流程的饮水机专用净水器如图5所示，下面结合图5进行详细描述：

1.净水器上桶(22)中的原水经设置在上桶(22)底部的滤料(21)进行一级精滤，经一级精滤处理的出水进入净水器下桶储存。所述的滤料(21)可以采用无纺布、PP棉、炭纤维、烧结活性炭、微孔陶瓷或者亲水中空纤维膜。

当所述的滤料采用烧结活性炭时，烧结活性炭既作为过滤材料又作为吸附材料，即将过滤和吸附合二为一。为了保证有较好的吸附效果，应控制烧结活性炭与水的接触时间。

2.用户开启饮水机龙头取水时，饮水机水斗中的水位下降，浮子阀(17)开启，则净水器下桶(19)中的水经装于下桶(19)底部的滤料(18)进行即时二级精滤后进入饮水机水斗。所述的滤料(18)采用高精度微孔陶瓷。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的两个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1、一种用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：至少包括如下工序：

a.原水先经过一级精滤处理；

b.用户取水时再对中间水箱中的水进行即时二级精滤处理。

2、按照权利要求1所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：在一级精滤处理工序之后，设有软化处理工序，经软化处理工序处理的水进入下一道处理工序或者进入中间水箱储存。

3、按照权利要求1所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：所述的一级精滤处理工序处理过的出水分为两路，其一路经离子交换处理工序进行离子交换，另一路不经过离子交换，再将此两路水合成一路水进入中间水箱储存或者进入下一道处理工序。

4、按照权利要求1所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：在一级精滤处理工序之后，设有吸附处理工序，经吸附处理工序处理的水进入下一道处理工序或者进入中间水箱储存。

5、按照权利要求4所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：在吸附处理工序之后，设有过滤处理工序，经过滤处理工序处理的水进入中间水箱储存。

6、按照权利要求1所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：一级精滤处理工序中采用的过滤材料为微孔陶瓷或者中空纤维膜。

7、按照权利要求2或3所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：所述的软化处理工序中使用的水处理材料为钠型阳离子交换树脂。

8、按照权利要求4所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：所述的吸附处理工序中采用的吸附材料为活性炭。

9、按照权利要求1所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：所述的二级精滤处理工序中采用的过滤材料为微孔陶瓷或者中空纤维膜。

10、按照权利要求1所述的用于饮水机专用净水器的净水工艺，其特征在于：在所述的二级精滤处理工序之后设有可控制饮水机水斗水位的控水阀。

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