CN103204598B - 一种全屋分质净化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水质净化技术领域，尤其涉及并公开了一种自来水全屋分质净化方法，包括如下步骤：自来水经过超滤处理，超滤浓水用于家庭初级用水；再经过纳滤处理，纳滤浓水用于家庭二级用水；纳滤产水经过紫外杀菌处理后用于家庭饮用水。还公布了一种全屋分质净化装置，包括依次连接的超滤膜单元、纳滤膜单元、紫外杀菌器，其中紫外杀菌器的出水口与家庭饮用水口连接，超滤膜单元的浓水口、纳滤膜单元的浓水口分别与家庭初级用水口、家庭二级用水口连接。本发明的一种自来水全屋分质净化方法及装置通过膜集成技术，采用全膜法工艺，可产生三种不同的水质，满足家庭或楼宇用户的不同使用要求，且能改善净化水口感并维持部分矿物质营养物质含量。

Description

一种全屋分质净化方法及装置

技术领域

本发明涉及水质净化技术领域，尤其涉及一种自来水全屋分质净化方法及装置。

背景技术

新版《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006)已于2012年７月１日实施，生活饮用水需要达到106项水质监测标准，众多城市自来水厂通过采用新技术、新工艺、新设备对自来水进行深度处理。但是自来水还要经过漫长的管网才能输送至直接用户，而目前用户饮用水水质安全最大的问题，正是输送过程中的二次污染问题，由于管网改造需要投入巨资，同时工期较长，因此自来水供水管网更新改造短期内无法全面完成。因此家庭用水的安全性将是一个十分紧迫的问题。

目前市场也出现了一些技术来解决上述问题。如专利申请号为201110079018.1的中国专利采用膜技术去除水中的有害成分，它采用微滤或超滤或纳滤膜，出水作为生活用水的目的。由于生活用水根据用途不同，其用水量以及水质要求都不同，采用全屋净化的方法势必造成无需高标准用水的场合（比如冲厕用水）也进行了净化，造成能源和水的浪费。因此迫切需要根据水的不同用途，采用不同的处理单元制出不同水质的水来满足实际用户的需要。专利申请号为201110210427.0的中国专利采用分质供水的思路，设计了预处理单元＋超滤单元＋反渗透深度处理的处理工艺，该工艺十分繁琐，同时反渗透膜对水中的离子去除率很高，通常达到98%以上，在去除水中可能的小分子有机物等有害物质的同时，也去除了水中的对人体有益的矿物质，长期饮用，对人体不利。

发明内容

针对现有技术自来水全屋净化存在没有分质造成能源浪费或虽然采用分质但工艺繁琐且去除了水中有益矿物质的缺陷，本发明提供一种能耗小且能保持水中的有益矿物质的自来水全屋分质净化方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种全屋分质净化方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）自来水如果不符合进水压力、进水浊度要求则先进行增压、微滤处理，如果符合要求则经过超滤膜单元进行超滤处理，所述超滤膜单元的浓水用于家庭初级用水；家庭初级用水可用于对水质要求不高的场合，如家庭马桶和拖把池冲洗，以及浇花等。

2）所述超滤膜单元产水如果不符合余氯含量要求则先进行去余氯处理，如果符合要求则经过纳滤膜单元进行纳滤处理，所述纳滤膜单元的浓水用于家庭二级用水；家庭二级用水水质介于家庭初级用水及家庭饮用水之间，如厨房洗涤以及个人洗漱等。

3）将所述纳滤膜单元的产水经过紫外杀菌处理后用于家庭饮用水。纳滤(NF)又被称作“疏松反渗透”，其孔径界于反渗透与超滤之间。纳滤膜操作压力也介于超滤和反渗透之间，较之反渗透膜有操作压力低和处理水量大的特点，纳滤膜可有效去除大部分有机物。在相同的条件下，纳滤膜对高价离子的去除率大于其对低价离子的去除率。较之常规给水处理工艺，纳滤在去除重金属、小分子有机物等“三致”物质和维持饮用水生物安全性方面具有显著优势。

进户自来水的出水分成家庭初级用水、家庭二级用水、家庭饮用水三种水质，水质要求逐渐提高，可以根据用途不同而实现分别供水，从而实现家庭或楼宇自来水的分质净化，满足用户不同的需求。且使用纳滤膜单元能有效去除水中有害物质的同时，还能保留人体必须的大多数无机离子，且出水pH值变化不大。

作为优选，步骤1）中所述进水压力、进水浊度要求是指进水压力大于0.2Mpa，进水浊度小于5NTU。进水压力的要求可保证整个分质净化的动力，进水浊度的要求可保证去除自来水在漫长的管网输送过程中可能混有的悬浮物（如铁锈等），避免对超滤膜的污染。

作为优选，步骤2）中所述余氯含量要求是指余氯含量小于0.1ppm。余氯含量要求能避免过高的余氯对后续的纳滤膜组件进行不可恢复的氧化破坏作用。

作为优选，步骤1）中所述超滤膜单元使用中空纤维膜，其截留分子量为1000－200000道尔顿。中空纤维膜材质为聚丙烯，聚偏氟乙烯，聚氯乙烯，聚砜或聚醚砜，超滤产水浊度小于0.1NTU，利于后续的纳滤膜处理。

作为优选，步骤2）中所述纳滤膜单元使用卷式复合膜，其截留分子量为100－1000道尔顿，纳滤膜单元的操作压力为0.1－0.5Mpa。纳滤膜可去除水中的重金属、小分子有机物以及硬度，达到直饮的要求。

作为优选，步骤1）中所述增压处理采用增压泵，所述增压泵的扬程为15－40米。可保证进水压力大于0.2Mpa。

作为优选，步骤1）中所述微滤处理采用微滤过滤器，所述微滤过滤器的过滤精度为50－100μm。可保证去除自来水在漫长的管网输送过程中可能混有的悬浮物，进水浊度小于5NTU。

作为优选，步骤1）中所述去余氯处理采用活性炭过滤器，所述活性炭过滤器采用椰壳活性炭。保证余氯含量小于0.1ppm。

一种全屋分质净化装置，包括依次连接的超滤膜单元、纳滤膜单元、紫外杀菌器，其中超滤膜单元的进水口与自来水出水口连接，超滤膜单元的产水口与纳滤膜单元的进水口连接，纳滤膜单元的产水口与紫外杀菌器的进水口连接，紫外杀菌器的出水口与家庭饮用水口连接，所述超滤膜单元的浓水口、纳滤膜单元的浓水口分别与家庭初级用水口、家庭二级用水口连接。经过超滤膜单元、纳滤膜单元、紫外杀菌器的处理可产生三种不同的水质，满足用户的不同需求。家庭初级用水可用于对水质要求不高的场合，如家庭马桶和拖把池冲洗，以及浇花等；家庭二级用水水质介于家庭初级用水及家庭饮用水之间，如厨房洗涤以及个人洗漱等。

作为优选，还包括微滤过滤器，所述微滤过滤器连接在自来水出水口与超滤膜单元的进水口之间。微滤过滤器可去除自来水在漫长的管网输送过程中可能混有的悬浮物（如铁锈等），避免对超滤膜的污染。根据进水浊度的大小而选择是否配置，对于输水管路严重老化的用户（当进水浊度大于5NTU时），为了降低后续超滤的污染，则必须配置；对于新建小区或楼宇（当进水浊度小于5NTU时），则该部件为选配部件。

作为优选，还包括增压泵，所述增压泵连接在自来水出水口与超滤膜单元的进水口之间。增压泵为系统提供动力，对于楼层较高、水压小于0.2MPa的用户，该增压系统为必配单元；对于楼层较低、水压大于0.2MPa的用户，该增压系统为选配单元。

作为优选，在超滤膜单元的产水口与纳滤膜单元单元的进水口之间连接活性炭过滤器。活性炭过滤器主要作用是去除自来水中的余氯，避免过高的余氯对后续的纳滤膜组件进行不可恢复的氧化破坏作用。活性炭过滤器也是选配单元，根据自来水中余氯的浓度高低决定是否配置，当余氯的含量大于0.1ppm时，则必须配置，当余氯的含量小于0.1ppm，该单元可不用配置。

作为优选，所述的超滤膜单元的进水口与自来水出水口之间设置第一阀门，自来水出水口与超滤膜单元的产水口之间设置第二阀门，超滤膜单元的浓水口与家庭初级用水口之间设置第三阀门，超滤膜单元的产水口与纳滤膜单元的进水口之间设置第四阀门，纳滤膜单元的浓水口与家庭二级用水口之间设置第五阀门。通过各阀门的配合作用，可实现超滤膜单元与纳滤膜单元的正向或反向冲洗，防止膜的污染。

本发明的一种自来水全屋分质净化方法及装置通过膜集成技术，采用全膜法（超滤膜单元与纳滤膜单元）工艺，可产生三种不同的水质，满足家庭或楼宇用户的不同使用要求，且产出的饮用水能去除水中的有机物、微生物、病毒和大部分的二价及以上金属离子，而保留部分的钠、钾、钙、镁等离子，改善净化水口感并维持部分矿物质营养物质含量。

附图说明

图1为本发明所述一种全屋分质净化方法第一实施例的工艺流程图。

图2为本发明所述一种全屋分质净化装置第一实施例的结构示意图。

图3为本发明所述一种全屋分质净化方法第二实施例的工艺流程图。

图4为本发明所述一种全屋分质净化装置第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图4与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

某用户一楼住户自来水进水压力为0.3MPa，进水浊度为3NTU，余氯的含量为0.05ppm，如图1所示，自来水依次经过超滤，纳滤和紫外杀菌处理。超滤处理采用中空纤维膜，材质为聚偏氟乙烯，截留分子量为200000道尔顿。超滤处理后的浓水用于冲拖把或冲马桶或浇花，超滤产水浊度小于0.1NTU。纳滤组件截留分子量为3000道尔顿，操作压力为0.2 MPa，产水量为300L /h。经过纳滤处理后的浓水可用于洗菜以及台盆洗漱等用途，而纳滤产水经过紫外杀菌处理后则可以作为直接饮用水或厨房煮饭用水等用途。

一种全屋分质净化装置，如图2所示，包括依次连接超滤膜单元3、纳滤膜单元5、紫外杀菌器6，其中自来水出水口与超滤膜单元3的进水口31相连接，超滤膜单元3的产水口32与纳滤膜单元5的进水口51相连接，纳滤膜单元5的产水口52与紫外杀菌器6的进水口61连接，紫外杀菌器6的出水口62与家庭饮用水口83连接，所述超滤膜单元3的浓水口33、纳滤膜单元5的浓水口53分别与家庭初级用水口81、家庭二级用水口82连接。家庭初级用水口81与拖把池或马桶进水口连接，家庭二级用水口82与卫生间洗漱进水口或厨房洗涤进水口连接。

在所述的超滤膜单元3的进水口31与自来水出水口之间设置第一阀门71，自来水出水口与超滤膜单元3的产水口32之间设置第二阀门72，超滤膜单元3的浓水口33与家庭初级用水口81之间设置第三阀门73，超滤膜单元3的产水口32与纳滤膜单元5的进水口51之间设置第四阀门74，纳滤膜单元5的浓水口53与家庭二级用水口82设置第五阀门75。

实施例2

某小区六楼住户自来水进水压力为0.1MPa，进水浊度为8 NTU，余氯的含量为0.3ppm。如图3所示，自来水依次经过增压、微滤、超滤，去氯，纳滤和紫外杀菌处理。所述增压处理采用增压泵，所述增压泵的扬程为20米，所述微滤处理采用微滤过滤器，所述微滤过滤器的过滤精度为50μm。超滤处理采用中空纤维膜，材质为聚丙烯，截留分子量为80000道尔顿。超滤处理后的浓水用于冲拖把或冲马桶或浇花，超滤产水浊度小于0.1NTU。去余氯处理采用活性炭过滤器，所述活性炭过滤器采用椰壳活性炭，活性炭过滤的产水输送至纳滤组件进行纳滤处理。纳滤组件截留分子量为500道尔顿，操作压力为0.4 MPa，产水量为60L /h。经过纳滤处理后的浓水可用于洗菜以及台盆洗漱等用途，而纳滤产水经过紫外杀菌处理后则可以作为直接饮用水或厨房煮饭用水等用途。

一种全屋分质净化装置，如图4所示，包括依次连接的增压泵1、微滤过滤器2、超滤膜单元3、活性炭过滤器4、纳滤膜单元5、紫外杀菌器6，其中增压泵1连接在自来水出水口与微滤过滤器2的进水口21之间，微滤过滤器2的出水口22与超滤膜单元3的进水口31相连接，超滤膜单元3的产水口32与纳滤膜单元5的进水口51之间连接活性炭过滤器4，纳滤膜单元5的产水口52与紫外杀菌器6的进水口61连接，紫外杀菌器6的出水口62与家庭饮用水口83连接，所述超滤膜单元3的浓水口33、纳滤膜单元5的浓水口53分别与家庭初级用水口81、家庭二级用水口82连接。家庭初级用水口81与拖把池或马桶进水口连接，家庭二级用水口82与卫生间洗漱进水口或厨房洗涤进水口连接。

在所述的超滤膜单元3的进水口31与微滤过滤器2的出水口22之间设置第一阀门71，微滤过滤器2的出水口22与超滤膜单元3的产水口32之间设置第二阀门72，超滤膜单元3的浓水口33与家庭初级用水口81之间设置第三阀门73，超滤膜单元3的产水口32与活性炭过滤器4之间设置第四阀门74，纳滤膜单元5的浓水口53与家庭二级用水口82设置第五阀门75。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种全屋分质净化方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）自来水如果不符合进水压力、进水浊度要求则先进行增压、微滤处理，如果符合要求则经过超滤膜单元进行超滤处理，所述超滤膜单元的浓水用于家庭初级用水，所述进水压力、进水浊度要求是指进水压力大于0.2Mpa，进水浊度小于5NTU，所述增压处理采用增压泵，所述增压泵的扬程为15－40米，所述超滤膜单元使用中空纤维膜，其截留分子量为1000－200000道尔顿，中空纤维膜材质为聚丙烯，聚偏氟乙烯，聚氯乙烯，聚砜或聚醚砜；

2）所述超滤膜单元产水如果不符合余氯含量要求则先进行去余氯处理，如果符合要求则经过纳滤膜单元进行纳滤处理，所述纳滤膜单元的浓水用于家庭二级用水，所述纳滤膜单元使用卷式复合膜，其截留分子量为100－1000道尔顿，纳滤膜单元的操作压力为0.1－0.5Mpa；

3）将所述纳滤膜单元的产水经过紫外杀菌处理后用于家庭饮用水。

2.根据权利要求1所述的一种全屋分质净化方法，其特征在于：步骤2）中所述余氯含量要求是指余氯含量小于0.1 ppm。

3.根据权利要求1所述的一种全屋分质净化方法，其特征在于：步骤1）中所述微滤处理采用微滤过滤器，所述微滤过滤器的过滤精度为50－100μm。

4.根据权利要求1所述的一种全屋分质净化方法，其特征在于：步骤1）中所述去余氯处理采用活性炭过滤器，所述活性炭过滤器采用椰壳活性炭。

5.一种全屋分质净化装置，其特征在于：包括依次连接的超滤膜单元（3）、纳滤膜单元（5）、紫外杀菌器（6），其中超滤膜单元（3）的进水口（31）与自来水出水口连接，超滤膜单元（3）的产水口（32）与纳滤膜单元（5）的进水口（51）连接，纳滤膜单元（5）的产水口（52）与紫外杀菌器（6）的进水口（61）连接，紫外杀菌器（6）的出水口（62）与家庭饮用水口（83）连接，所述超滤膜单元（3）的浓水口（33）、纳滤膜单元（5）的浓水口（53）分别与家庭初级用水口（81）、家庭二级用水口（82）连接，还包括增压泵（1），所述增压泵（1）连接在自来水出水口与超滤膜单元（3）的进水口（31）之间，在超滤膜单元（3）的产水口（32）与纳滤膜单元（5）单元的进水口（51）之间连接活性炭过滤器（4）。

6.根据权利要求5所述的一种全屋分质净化装置，其特征在于：还包括微滤过滤器（2），所述微滤过滤器（2）连接在自来水出水口与超滤膜单元（3）的进水口（31）之间。

7.根据权利要求5所述的一种全屋分质净化装置，其特征在于：在所述的超滤膜单元（3）的进水口（31）与自来水出水口之间设置第一阀门（71），自来水出水口与超滤膜单元（3）的产水口（32）之间设置第二阀门（72），超滤膜单元（3）的浓水口（33）与家庭初级用水口（81）之间设置第三阀门（73），超滤膜单元（3）的产水口（32）与纳滤膜单元（5）的进水口（51）之间设置第四阀门（74），纳滤膜单元（5）的浓水口（53）与家庭二级用水口（82）之间设置第五阀门（75）。