CN102942261B - 节水型反渗透净水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了节水型反渗透净水器，水源管连通预处理滤芯的进口；所述水泵的进口和出口分别连通预处理滤芯的出口和反渗透处理装置的进口；所述回流管的一端连通反渗透处理装置的浓水出口，另一端连通水泵的进水管路；所述后处理滤芯和第一节流装置自反渗透处理装置的浓水出口开始顺水流方向依次设置在回流管上；所述水泵的进水管路、水泵、反渗透处理装置、回流管、后处理滤芯和第一节流装置组成循环水路；所述冲洗阀的进口连通到回流管上，第二节流装置的进口连通到后处理滤芯的出口与反渗透处理装置的进口之间的循环水路上，冲洗阀和第二节流装置的出口均放空。本发明显著地提高了节水型反渗透净水器在硬水地区的适应能力。

Description

节水型反渗透净水器

技术领域

本发明涉及节水型反渗透净水器。

背景技术

家用反渗透净水器的一个显著缺点是，机器在制纯水时会排出大量的浓水，这些浓水通常的做法是废弃，所以也习惯地称其为废水。对于传统的设计方案，设备制水时纯水流量和废水流量的比例是1：3，即每制1立方米纯水要消耗4立方米原水（自来水），使得水的利用率很低。另一方面由于进入反渗透处理装置的水都要经过预处理，而这些水的四分之一成为成品水，四分之三成为废水，使得预处理滤芯的浪费也很严重。

因此，人们试图对上述技术方案进行改进。中国专利文献CN200720009125.6提供了《一种低废水排放的净水机》，包括一主体，该主体具有原水进水口和纯水出水口，在该原水进水口和纯水出水口之间的管路上包括一反渗透膜组件，该反渗透膜组件的浓水出水口经一废水比例器、一单向阀连接到所述原水进水口，该反渗透膜组件的浓水出水口还设有一冲洗水排放口，该冲洗水排放口设有一电磁阀。反渗透膜组件排出的浓水经废水比例器和单向阀回流到进水口，和自来水混合，进入下一次净化过程，如此不断循环，仅在一定时间后打开废水排放口的电磁阀，将冲洗反渗透膜组件的水排出，由此可大大减小废水的排放量，从而节约水资源。

但是，该技术方案仍然存在不足，只能适应硬度很低的原水，对硬度稍高的原水就不能适应。其原因是循环管路中存在废水比例器，废水比例器往往采用截面尺寸很小的孔或管所形成的水流通道进行节流，而截面尺寸很小的孔或管对结垢很敏感，只要稍微有点水垢产生就会显著影响流经废水比例器的水流量，这就是说如果流经废水比例器的水的硬度较高就很容易使废水比例器堵塞；又由于净水器制水时不排废水，随着制水过程的进行，循环管路中的水的浓度很快就会达到很高，所以对于硬度较高的原水很容易堵塞废水比例器是必然的现象。对此，申请人按照中国专利文献CN200720009125.6所提供的技术方案，用硬度在400mg/L（以碳酸钙计）以上的水作为原水进行了试验，结果发现，废水比例器总是比反渗透膜先堵塞。废水比例器一旦堵塞，则净水器中的反渗透膜就处在死过滤（不排废水）状态下运行，这时，一方面流经反渗透膜浓水侧的切向流速接近零，另一方面水中的钙镁离子浓度急剧升高，结果导致水中的钙镁离子很容易在反渗透膜的表面集聚和结垢，使反渗透很快堵塞。堵塞时一支50G/D的反渗透膜过滤的纯水量不足500L。一支50G/D反渗透膜的市场价大致为200～300元人民币，还要加上预处理滤芯的费用，所以，对于硬度在400mg/L的原水，该技术方案的性价比太低，以至于市场不能接受，导致该方案在这种高硬度水源情况下没有实用价值。

我国北方许多地区的水源，其硬度值达到甚至显著高于400mg/L是常见的，而公知技术的节水型反渗透净水器技术方案对此显然不适应。因此，研究能够适应硬度在400mg/L以上的水源的节水型反渗透净水器技术方案意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适应硬度在400mg/L以上的水源的节水型反渗透净水器。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：节水型反渗透净水器，包括预处理滤芯、后处理滤芯、冲洗阀、水泵、反渗透处理装置、第一节流装置、第二节流装置和回流管；水源管连通预处理滤芯的进口；所述水泵的进口和出口分别连通预处理滤芯的出口和反渗透处理装置的进口；所述回流管的一端连通反渗透处理装置的浓水出口，另一端连通水泵的进水管路；所述后处理滤芯和第一节流装置自反渗透处理装置的浓水出口开始顺水流方向依次设置在回流管上；所述水泵的进水管路、水泵、反渗透处理装置、回流管、后处理滤芯和第一节流装置组成循环水路；所述冲洗阀的进口连通到回流管上，第二节流装置的进口连通到后处理滤芯的出口与反渗透处理装置的进口之间的循环水路上，冲洗阀和第二节流装置的出口均放空。

节水型反渗透净水器，还包括第一活水装置，第一活水装置的进口连通水源管，其出口连通预处理滤芯的进口。

节水型反渗透净水器，还包括第二活水装置，第二活水装置设置在回流管上，其进口连通反渗透处理装置的浓水出口，其出口连通后处理滤芯的进口。

所述第一活水装置和第二活水装置中设有永久磁铁或能够产生磁场的线圈，水流以切割磁力线的方式流过第一活水装置和第二活水装置。

节水型反渗透净水器，还包括减压阀；所述减压阀的进口和出口分别连通水源管和第一活水装置。

所述后处理滤芯和第一节流装置为一体式结构，第一节流装置设置在后处理滤芯的出水口部位。

所述后处理滤芯的内芯可更换；所述第一节流装置设置在后处理滤芯的内芯的出水口处。

所述后处理滤芯中的水处理材料包括PP棉或活性炭。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明通过第二活水装置和后处理滤芯对反渗透处理装置的浓水进行后处理，能够显著延缓节流装置的堵塞，进而延长反渗透膜的使用寿命，显著地提高了节水型反渗透净水器在硬水地区的适应能力，扩大了节水型反渗透净水器的应用范围。

（2）本发明的冲洗阀开启后不但能够将反渗透处理装置内的浓水排出，还能加大对反渗透膜表面的水流冲刷力度，将在制水过程中在反渗透膜表面产生的有可能堵塞反渗透膜的沉积物冲洗下来并排出，从而防止反渗透膜堵塞，进一步延长反渗透膜的使用寿命。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的实施例1的结构示意图。

图2为图1拆除第二活水装置和后处理滤芯后的结构示意图。

图3为本发明的实施例2的结构示意图。

图4为本发明的实施例3的结构示意图。

附图中的标号为：

预处理滤芯1、后处理滤芯2、冲洗阀3、水泵4、反渗透处理装置5、第一活水装置6、第二活水装置7、第一节流装置8、第二节流装置9、回流管10、减压阀11。

具体实施方式

（实施例1）

见图1，本实施例的节水型反渗透净水器包括预处理滤芯1、后处理滤芯2、冲洗阀3、水泵4、反渗透处理装置5、第一活水装置6、第二活水装置7、第一节流装置8、第二节流装置9、回流管10和减压阀11。

减压阀11的进口和出口分别连通水源管和第一活水装置6。第一活水装置6出口连通预处理滤芯1的进口。水泵4的进口和出口分别连通预处理滤芯1的出口和反渗透处理装置5的进口。回流管10的一端连通反渗透处理装置5的浓水出口，另一端连通水泵4的进水管路（本实施例中回流管10的另一端连通减压阀11与第一活水装置6之间的管路）。第二活水装置7、后处理滤芯2和第一节流装置8自反渗透处理装置5的浓水出口开始顺水流方向依次设置在回流管10上。水泵4的进水管路、水泵4、反渗透处理装置5、回流管10、第二活水装置7、后处理滤芯2和第一节流装置8组成循环水路。后处理滤芯2中的水处理材料包括PP棉或活性炭。冲洗阀3的进口连通到回流管10上，第二节流装置9的进口连通到后处理滤芯2的出口与反渗透处理装置5的进口之间的循环水路上（本实施例中冲洗阀3的进口和第二节流装置9的进口均连通到后处理滤芯2的出口与第一节流装置8的进口之间的管路上），冲洗阀3和第二节流装置9的出口均放空。第一活水装置6和第二活水装置7中设有永久磁铁或能够产生磁场的线圈，水流以切割磁力线的方式流过第一活水装置6和第二活水装置7。

本实施例的节水型反渗透净水器运行时，纯水出水流量为水源进水流量的50％～90％，从第二节流装置排出的浓水排放流量为水源进水流量的50％～10％，回流管10中水流量是纯水出水流量的3倍～8倍，第二节流装置9始终以较小的流量在排放，以便将循环管路中的水的钙镁离子浓度控制在一定范围内，进而延长反渗透膜的使用寿命；净水器根据要求启动制水，在纯水出水量达到要求后停机，在每次停机时立即开启冲洗阀3冲洗；冲洗的目的有两个，其一是将反渗透处理装置5内的浓水排出，其二是加大对反渗透膜表面的水流冲刷力度，将在制水过程中在反渗透膜表面产生的可能堵塞反渗透膜的沉积物冲洗下来并排出，以此来防止反渗透膜堵塞，进一步延长反渗透膜的使用寿命。

设置第二活水装置7和后处理滤芯2的目的是防止第一节流装置8被水垢堵塞，因为从反渗透处理装置5的浓水出口排出的水，其中的钙镁离子浓度较高，极易结垢，而节流装置中有横截面积很小的水流通道，横截面积很小的水流通道对水垢很敏感，微量的结垢也会导致节流装置堵塞。

将硬度为420mg/L（以碳酸钙计）的原水对本实施例的节水型反渗透净水器进行试验：每运行1小时冲洗阀3开启100秒对反渗透处理装置5的反渗透膜进行冲洗，第二节流装置9的出水流量的初始值为200ml/min，反渗透膜采用50G/d的规格，计量第二节流装置9堵塞时的纯水累计出水量。

见图2，将本实施例的节水型反渗透净水器的第二活水装置7和后处理滤芯2拆除，然后将硬度为420mg/L（以碳酸钙计）的原水以同样的方法进行试验。

试验结果如下表所示：

说明：第二节流装置9的出水是作为废水排放的，只要第二节流装置9不堵塞，则循环管路中的水（即反渗透膜原水侧的水）的钙镁离子浓度就会稳定在一定范围内；如果第二节流装置9堵塞，则循环管路中的水的钙镁离子浓度就会无限上升，就势必导致反渗透膜快速堵塞。所以，将第二节流装置9堵塞作为试验的终点。

试验结果的数据表明：

对同样硬度为420mg/L（以碳酸钙计）的原水，采用同样规格的反渗透膜，而采用不同的技术方案，得到了显著区别的技术效果：本实施例的技术方案的纯水出水总量约为拆除第二活水装置7和后处理滤芯2后的技术方案的2.5倍。试验结束后，将本实施例的技术方案的预处理滤芯1和后处理滤芯2拆开，发现其中截留或沉积了大量的碳酸钙（后处理滤芯中超过120克），这说明本方案的预处理和后处理能够显著去除水中的钙镁离子，从而使得第一节流装置8、第二节流装置9和反渗透膜不易堵塞；而拆除第二活水装置7和后处理滤芯2后，从反渗透处理装置5的浓水出口排出的水经过了浓缩，水中钙镁离子上升到很高，这就必然导致水中的钙镁离子较快地在第一节流装置8和第二节流装置9内集聚并形成碳酸钙沉积（结垢），虽然沉积在第一节流装置8和第二节流装置9中的碳酸钙总量并不多(约1～2克），但是节流装置内部存在横截面积很小的水流通道，只要有微量的结垢物质在该水流通道中出现就会显著影响出水通量，所以第一节流装置8和第二节流装置9的堵塞比较快。

（实施例2）

见图3，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中冲洗阀3的进口连通到反渗透处理装置5的浓水出口与第二活水装置7的进口之间的管路上。第二节流装置9的进口连通到预处理滤芯1的出口与水泵4的进口之间的管路上。后处理滤芯2和第一节流装置8为一体式结构，第一节流装置8设置在后处理滤芯2的出水口部位。后处理滤芯2的内芯可更换。第一节流装置8设置在后处理滤芯2的内芯的出水口处。

（实施例3）

见图4，本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：回流管10的一端连通反渗透处理装置5的浓水出口，另一端连通到预处理滤芯1的两级滤芯之间的管路上。第二节流装置9的进口连通到水泵4的出口与反渗透处理装置5的进口之间的管路上。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.节水型反渗透净水器，其特征在于：包括预处理滤芯（1）、后处理滤芯（2）、冲洗阀（3）、水泵（4）、反渗透处理装置（5）、第一节流装置（8）、第二节流装置（9）和回流管（10）；水源管连通预处理滤芯（1）的进口；所述水泵（4）的进口和出口分别连通预处理滤芯（1）的出口和反渗透处理装置（5）的进口；所述回流管（10）的一端连通反渗透处理装置（5）的浓水出口，另一端连通水泵（4）的进水管路；所述后处理滤芯（2）和第一节流装置（8）自反渗透处理装置（5）的浓水出口开始顺水流方向依次设置在回流管（10）上；所述水泵（4）的进水管路、水泵（4）、反渗透处理装置（5）、回流管、后处理滤芯（2）和第一节流装置（8）组成循环水路；所述冲洗阀（3）的进口连通到回流管（10）上，第二节流装置（9）的进口连通到后处理滤芯（2）的出口与反渗透处理装置（5）的进口之间的循环水路上，冲洗阀（3）和第二节流装置（9）的出口均放空。

2.根据权利要求1所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：还包括第一活水装置（6），第一活水装置（6）的进口连通水源管，其出口连通预处理滤芯（1）的进口。

3.根据权利要求2所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：还包括第二活水装置（7），第二活水装置（7）设置在回流管（10）上，其进口连通反渗透处理装置（5）的浓水出口，其出口连通后处理滤芯（2）的进口。

4.根据权利要求3所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：所述第一活水装置（6）和第二活水装置（7）中设有永久磁铁或能够产生磁场的线圈，水流以切割磁力线的方式流过第一活水装置（6）和第二活水装置（7）。

5.根据权利要求2所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：还包括减压阀（11）；所述减压阀（11）的进口和出口分别连通水源管和第一活水装置（6）。

6.根据权利要求1所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：所述后处理滤芯（2）和第一节流装置（8）为一体式结构，第一节流装置（8）设置在后处理滤芯（2）的出水口部位。

7.根据权利要求6所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：所述后处理滤芯（2）的内芯可更换；所述第一节流装置（8）设置在后处理滤芯（2）的内芯的出水口处。

8.根据权利要求1－7之一所述的节水型反渗透净水器，其特征在于：所述后处理滤芯（2）中的水处理材料包括PP棉或活性炭。

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