CN103608297A - 净水装置 - Google Patents

Abstract

一种净水装置（1），水由重力驱动通过净化单元，该净化单元位于上部的污水贮水容器（2）和下部的净水水箱（3）之间，该净水水箱（3）可相对环境密封以防止污染。该装置还可设置一个排气管（12），用于排出净化单元中的薄膜上游侧的空气。优选地，该管（12）向上延伸至污水贮水容器（2）的上缘。也可集成回洗系统，该系统包括用于积蓄回洗水的容器（8），以防止因失误造成的回洗水损耗。

Description

净水装置

发明领域

本发明涉及一种净水装置。特别地，本发明涉及具有滤膜和上游污水贮水器的净水装置。

发明背景

具有连续设置的抗菌树脂和密闭膜滤器的便携净化装置存在以下问题：空气将会存在于树脂和薄膜之间，这样会阻碍水流正常通过该系统。为此，具有排气管的净水系统已经研制出来，该排气管提供了从树脂与薄膜之间的空间到大气的通路。

美国专利6454941公开了一个重力过滤器的例子，该重力过滤器在薄膜之上的隔间中具有树脂，形成了垂直方向的蜂窝结构。排气管从树脂与滤膜之间的空间向上延伸至位于进水口下面的树脂上缘。装置中的水不会由于错误而一直流向排气管出口，因为出水的鹅颈管具有其自身的出水口，该出口位于排气管出口的下面，水会首先从该鹅颈管流出。

美国专利6638426公布了另一个具有排气管的重力过滤器的例子，该排气管设置在过滤器之上，该过滤器具有垂直设置的中空薄膜纤维。该排气管从正中穿过上部的树脂腔室，延伸至高于树脂之上的顶部进水口处。该排气管从下部切向分流器伸出，该分配器为反向漏斗。分流器具有孔，水从树脂向下流过该孔，进入具有过滤器的壳体。

这些系统公开了排空薄膜之上的空间的装置。其他具有排气管的净水系统也被公开，其中排气管穿过上部的污水贮水器延伸至污水贮水器的水平面之上。美国专利4749484,美国专利4978449,美国专利4759474,美国专利4800018,和欧洲专利404573中给出了例子。英国专利1112072,美国专利3709362,欧洲专利245585,美国专利5281309中公开了可选系统，该系统在污水贮水器的外部具有排气管。更多的排气系统在德国专利3828008,美国专利3281108,美国专利6159363,美国专利7276169中被公开。如上述专利所示，便携系统具有贯穿上部污水贮水器的排气管，然而对于固定系统，排气管允许空气从过滤器介质的上游侧排出，该排气管可以贯穿上部的污水贮水器或者在上部污水贮水器的外部延伸。因此，便携系统在这个方面似乎存在着系统局限性，这是由于这些设备需要紧凑结构，尽管这意味着对于便携滤水装置的可行设计会有一些限制。

国际专利申请2008/110166在图7中公开了一种重力驱动的滤水系统，该系统具有通过管与过滤单元相连接的上部污水贮水器。在使用中，该过滤单元垂直朝向，来自过滤单元的空气通过管子向上流，逆流于来自污水贮水器的污水流，进入到污水贮水池中。在实践中，这是没有问题的，尽管对于启动而言，为了尽快排空装置的气体，开启向前水流阀更为方便。

如果国际专利2008/110166图7中公开的系统，其过滤单元是水平朝向的，空气将会被困在过滤单元中，这也是在使用时该模块是垂直取向的原因。然而，即使是在水平方向，在从反向端注入污水期间，通过开启向前水流阀来为系统排气仍是有可能的。一旦气体被冲出系统外部，该水流阀将会被再次关闭。空气被排出系统的标志为水在水流阀的出口处出现。因此，基本上，在水平方向正确运作期间，该设备运作也不存在空气滞留的问题。

通过使用向前水流阀，国际专利2008/110166公开的系统排气相对简单，由此，如果空间和紧凑性是关键性的问题，那么这样一个水平方向的过滤装置应用在其他过滤系统中会是相当吸引的。然而，如果这样一个系统没有被终端使用者正确地理解，问题就出现了。例如，对于不熟悉该系统的使用者，空气排出过程可能不明显，使用者可能仅仅由于空气被困在系统中而阻止了水流从净水出口阀中正常流出，而认为该系统没有正常运行。而且，向前水流阀可能被误认为是净水源，而且使用者可能会有风险使用来自污水贮水器没有经过滤膜的污水。这些风险乍看貌似是假想的；然而，必须指出，这种过滤系统是用于应急区的，有时伴随着忙碌的行动，由于资源或时间的短缺，不一定可能对使用者进行适当训练。在这种情况下，失误的风险非常高并且可能对使用者造成致命的后果。

上述系统还存在一个问题，即未提供合适的净水收集装置，这意味着回流污染的风险很大，特别是在紧急情况下，此时净水是很缺乏的，而且并不特别注重卫生方面。

一种用于紧急情况下的便携式净水系统发布在因特网上，http://espwaterproducts.com/emergency-preparedness-water-disaster-relief.htm.该系统包括一个被预滤器覆盖的顶端污水贮水器，该预滤器用于在加水的时候除去残渣和大的沉淀物颗粒。污水贮水器包含碘片来消灭细菌和病毒。在污水贮水器内部，一个垂直设置的沉淀物预滤器用于除去尺寸大小低至0.5微米的污物，包括囊孢。净水水箱的盖子包括过滤器连接器，该连接器直接将沉淀物过滤器的出口与垂直设置的多媒质滤筒相连，该滤筒用于除去工农业污染物、氯、碘和异味。该多媒质滤筒设置在净水水箱中，并位于盖子之下。净水水箱设置有水龙头，用于输出净水。

因为净水水箱的盖子很容易移除，所以如果盖子没有正确安放或者在没有充分卫生的条件下被移除，净水的污染很容易成为一个问题。当在紧急状况时，以及在典型的非洲农村家庭中，后者是很重要的，动物和人混在一起并且可能很容易接近净化系统及其周边环境。

与美国专利6454941和美国专利6638426中公布的系统一样，该系统还有一个缺点，即持续向上游水箱中注水会引起任意下游部分的溢流。因此，为了不浪费水，使用者必须记录过滤器上游水箱中的水量相对下游部分的水量。后者在水量缺乏的紧急情况下是一个重要的问题。

因此，为了改进便携式净水系统，使其具有更高的安全性和用户友好性，特别是在用于紧急情况的便携过滤器方面，研究者一直在进行持续不断地努力。

发明内容

本发明的目的是提供本技术领域上的改进。特别地，其目的在于优化用户友好性，并且将使用该装置时的事故风险最小化。部分改进是关于运输和储存简易化。其他的改进是关于在无需使用者介入的情况下防止空气滞留在过滤单元，甚至是在过滤装置水平方向设置的情况下。

该装置包括用于累积污水的污水贮水器，用于累积净水的净水水箱，以及净化单元，例如过滤单元，用于净化来自污水贮水器中的水。净化单元包括内置净化介质的过滤器壳体，该净化介质将净化单元的上游侧与净化单元的下游侧分隔开，以使从上游侧流进净化单元的水只能通过净化介质，例如多微孔滤膜，流入下游侧。上游侧连接至污水贮水器，用于接收进入上游侧的污水，下游侧连接至净水水箱，用于将已滤过的水从下游侧输出到净水水箱中。可选地，净化单元安置在净水水箱的外部。污水贮水器设置在净化单元的上面，通过重力作用驱使水通过净化单元。污水贮水器具有出口，而且过滤器壳体具有通往上游侧的上游入口，其中贮水器出口和上游入口是通过第一流量连接器进行流体连接，该第一流量连接器从污水贮水器中接收污水送入净化单元的上游侧。该装置包括净水水箱，该水箱通过下游出口流体连接至下游侧，该下游出口接收来自下游侧的已滤过的水。可选地，净水水箱被设置在净化单元的下面。

净化介质有若干个选择，例如，不同的释放抗菌剂的树脂。例如释放氯或碘的树脂。其他的选择是活性碳颗粒或者其他的捕获微生物和其它微粒的介质。Tepper和Kaledin在美国专利6838005中公开了这种其他的吸收介质的一个例子，其中的纤维基质包含正电性可吸附纳米粒子。在这种情况下，氧化铝纳米纤维被设置在多孔玻璃纤维基质中，通过附着在纳米纤维上来过滤微生物。微生物和无机沉淀物被高正电性的氧化铝吸附并且永久停留，不能从过滤器基质中释放。净化介质也可能是若干种不同介质的结合，例如卤素树脂与活性炭结合。

或者，净化单元为过滤单元，且净化介质包括微孔滤膜。其中一种优选例为中空纤维滤膜，例如成捆的中空纤维滤膜，尽管其他类型的微孔膜也可以使用。该过滤单元可以与一种或多种其他上述介质结合使用，例如纤维基质包含正电吸附纳米粒子。

以上所述的净水装置具有有用的特征结合。除此以外，其有利于形成以下进一步改进的基础，特别是对于便携装置而言。

排气管

一个独立的改进涉及过滤单元上游侧简单的排气，对此以下实施例是有用的。在这种情况下，过滤单元的上游侧在过滤器壳体中具有上游出口，用作来自上游侧的液体的出口。排气管连接至上游侧出口处；该排气管向上延伸，优选在净水水箱的外侧，并且具有排气开口，用于向大气中排出来自上游侧的空气。可选地，排气管在净水水箱的外侧向上延伸，尽管它也可以在污水贮水器内侧延伸。

来自污水贮水器中的水将被重力压着通过过滤单元的上游侧并且从过滤单元的上游侧进入排气管中。通过这个动作，空气被水压到排气管中。因此，如果排气开口被设置在高于污水贮水器底部的位置，排气管中的空气将会被挤压到与污水贮水器中的水平面相对应的高度。因此假设污水贮水器中的水平面高于排气开口所设置的高度时，虹吸效应将会导致水被压出排气管开口处直到贮水箱中的水平面与排气管开口处的高度相同。为了避免不必要地浪费水，排气管开口的高度优选为接近污水贮水器的顶部而非污水贮水器的底部。特别地，该开口的高度应该大致调整到污水贮水器的最高水平面或者更高。例如，排气管开口被设置在参考高度，该参考高度为低于污水贮水器的上缘至多5厘米或2厘米，甚至仅仅至多1厘米，尽管也可以将排气孔设置在污水贮水器的上缘之上。

在排气管在污水贮水器的外侧向上延伸的情况下，一种选择是在污水贮水器的外侧附加排气管的上部。

回洗

一个独立的改进涉及净水单元回洗的安全性。因此，在另一实施例中，该装置包括回洗装置，该装置用于过滤单元中薄膜过滤器。在这种情况下，该装置包括手动的可压缩的回洗囊，该回洗囊流体连接至下游侧来收集净水用于回洗，该连接优选为通过弹性软管连接。

这种回洗设施的原理众所周知，例如通过上述的国际专利2008/110166。术语“囊”是通用术语，包括囊的特殊实施例如气球或者风箱或者其他有弹性可压缩的水腔室。回洗管设置为例如具有第一末端，该末端连接至上游侧，用于接收来自过滤单元上游侧的受污染的回洗水，又例如具有反向末端，该末端连接至回洗容器，用于输送回洗水进入回洗容器，当通过压缩回洗囊，水从下游侧穿过薄膜被挤压至上游侧，并且进一步从上游侧穿过回洗管进入回洗容器中。该容器将误用受污染的回洗水的风险减到最低。

作为进一步的选项，该回洗容器设置在低于过滤单元的水平高度，以确保流入回洗容器的流量合适。更进一步的选项是如果回洗管通过回洗容器的流体入口连接至回洗容器，该流体入口处环绕着许多孔来防止从此处饮用；这点改善了用户安全性。

在另一实施例中，为了防止回洗水在回洗过程中被压入污水贮水器，单向止回阀设置在污水贮水器和过滤单元的上游侧之间。

可选地，上述回洗的改进与独立的排气管实施例相结合。在这种结合的情况下，根据以下实施例，有可能进行进一步地改进，该回洗管是排气管装置整体的一部分。因此，不需要提供单独的回洗管以及单独的排气管，而是提供具有单个管芯的单个管来实现这两个目的就足够了。可选地，联合的排气回洗管具有排气开口的下游管部分，该管部分连接至回洗容器。

薄膜保持在水中

另一独立的改进，可选地，该改进与上述的一项或者多项独立改进结合，描述如下。在此实施例中，下游侧通过下游出口连接至净水水箱，该下游出口在过滤正常使用时位于薄膜之上。这防止过滤单元排空，使得薄膜保持浸入水中，对于聚合物膜例如中空纤维膜来讲是非常重要的，因为失水可能导致薄膜气孔的瓦解。例如，下游出口设置于过滤器壳体的上端，特别是在过滤单元水平朝向或者与水平方向成至多45度或10度倾斜的情况下，下游侧出口设置在高于过滤单元中薄膜位置的高度来保持水平面高于过滤单元中的薄膜。

分配器

另一独立的改进，可选地，与上述的一项或者多项独立的改进联合，描述如下。在这种情况下，该改进涉及分配器，用于分配来自过滤单元下游侧的水。为了将水从过滤单元的下游侧输送至净水水箱，过滤单元的下游侧连接至净水水箱，以使滤过的水从过滤单元的下游侧流至净水水箱中。在另一实施例中，该连接是通过分配器来实现的。该分配器包括入口通道，用于接收来自过滤单元的下游侧的已滤过的水，第一分配器出口，用于将已过滤的水输送至回洗囊，以及第二分配器出口，用于向净水水箱输出已过滤的水。优选地，该分配器包括单向止回阀，该止回阀设置于第一分配器出口与第二分配器出口之间，由于压缩回洗囊，当水通过第一分配器出口被向回压时，该止回阀防止来自压缩的回洗囊的水进入净水水箱。例如，该止回阀为球阀。这样一种阀门可以设置于包含球和球座的阀体中，该球座设置于毗邻流体流量连接器并且远离第二过滤器壳体出口一侧的阀壳体壁上。

在另一实施例中，该分配器还包括单向排气阀，用于在水从过滤单元进入水箱中的时候，排出密封的净水水箱的空气。由于水箱中水的填充，而使得净水水箱中的气压大于大气压，仅在此时该单向阀允许空气离开净水水箱，因此，该阀仅仅在有向外的气流时开放，这就防止了灰尘和微生物进入净水水箱。然而，在作为附加安全措施的另一实施例中，该阀可设置具有空气渗透膜以阻止微生物和灰尘回到净水水箱。在这种情况下，可选地，该阀可为双向阀，这样当水通过水龙头输出时可使空气可进入净水水箱，这样可以进一步降低回流污染的风险。在另一实施例中，为了防止在净水箱满溢的情况下水通过排气阀逸出，该空气渗透膜为阻止水通过排气阀的疏水膜。或者，为了防止在净水箱满溢的情况下水通过排气阀逸出，该阀可设置为具有止水带，例如包括球阀以在净水水箱满的情况下关闭该阀。

运输

另一独立的改进，该改进可选地与上述的一项或者多项独立改进和多个实施例相结合，描述如下。在这种情况下，该改进涉及装卸，储存和运输。这些实施例不仅对于净化单元为过滤单元的实施例，且对于多种净化介质的实施例具有普遍性和实用性。

为了保护过滤单元在装卸设备的时候不受损坏，该净化单元优选为设置在净水水箱的内部，或者在净水水箱和污水贮水器之间的空间中，也就是说，在净水水箱之上污水贮水器之下。后者的结构给出了通往过滤单元的通道，例如，在更换的情况下，这种结构相对优于净水单元置于密封的净水水箱中的结构。

优选地，该空间由具有横截面尺寸的中间模块确定，该横截面尺寸在水平面上对应于污水贮水器和净水水箱的横截面尺寸。例如，层叠状态下的污水贮水器、中间模块和净水水箱组成集成的三模块系统，其中中间模块由净水水箱支承，依次地，中间模块支承污水贮水器。为了易于安装和拆卸过滤单元，位于污水贮水器和过滤单元上游侧之间的第一流体连接器为软管。

一些对设备的储存和运输特别有利的实施例包括下列改进。在这些情况下，设备具有在净水水箱与污水贮水器之间的连接，该连接包括用于改变净水水箱和污水贮水器之间距离的装置。该连接件具有第一状态，其中净水水箱和污水贮水器处于接近的位置，这是储存和运输状态，并且该连接件具有第二状态，其中净水水箱和污水贮水器处于远离的状态，这是滤水的运作状态。例如，在第二状态下，净水水箱和污水贮水器之间的距离比处于接近位置的距离大5厘米至100厘米之间。

这种组件用于改变距离，可选地，包括一组侧板与净水水箱的外侧或者污水贮水箱的外侧或者两者的外侧进行滑动配合。例如，净水水箱在其外侧具有凹槽，用于容置滑动配合的侧板组。或者，污水贮水器包括这种凹槽。

在一个可选的实施例中，改变距离的工具包括可旋转的铰接侧板，该侧板相对于净水水箱具有可变的角度，该角度取决于净水水箱和污水贮水器之间的距离。例如，该侧板以第一铰链铰接于净水水箱且以第二铰链铰接于污水贮水器。此外，可选地，该污水贮水器具有一个上部开口，该开口的尺寸大于净水水箱的横截面以使净水水箱在储存状态下能部分封装入贮水器中。当该实施例与上述改进了的排气管相结合时，该排气管优选为在污水贮水器中内侧向上延伸，以防与其他机械零件缠在一起。

各个实施例

在下文中，各个实施例可与上述独立的改进相结合。

为了提供足够的重力来驱使水通过净化单元的薄膜，在对于该设备的另一实施例中，污水贮水器被安置于净水水箱之上，距离净水水箱至少10厘米或20厘米，并可选地，至多40厘米或30厘米。例如，污水贮水器安置在净水水箱之上，污水贮水器与净水水箱之间的间隙至少5厘米或者10厘米或者20厘米。该距离较短，与此相应净化单元的压力也低。

特别是在净化单元为具有多微孔过滤膜的过滤单元的情况下，低重力压力具有一个优点，颗粒物在薄膜的流入表面相对保持松散，这样使得回流和清洁变得容易，并且延长了薄膜过滤器的寿命。

由于净水水箱的积累，通过净化单元的流量可以很小，因为该设备可以在不需使用者介入和监测的情况下进行滤水。例如，污水贮水器在傍晚装满，该装置可在夜间慢慢地滤水以在第二天早上提供一个装满水的水箱。即使在污水贮水器被装满而净水水箱尚未排空的情况下，污水贮水器中的水量大于净水水箱可接受的容量也是没有问题的，因为净水水箱是密封的，且一旦净水水箱装满，滤水将会停止。

例如，该设备是一个尺寸便于单人携带的便携设备。例如，该便携设备净重小于30千克。此外，污水贮水箱的容量可选地，为小于30升。另一附加选项，净水水箱的容量小于30升。然而，本发明并不限于便携设备且创造性特征也同样能很好地应用在更大的设备上，例如，作为学校，宾馆甚至社区的净水设施。

污水贮水器与净化单元之间的连接，或者净化单元与净水水箱之间的连接可以是硬管，然而，为了易于安装设备并易于安装和拆卸净化单元，第一流量连接器优选为弹性软管，尽管这不是必须的。可选地，排气管也是弹性管。

净水水箱可设置清洁时可以打开的外罩。在一个可选实施例中，为了尽量降低回流污染的风险，净水水箱具有对环境密闭的外罩。“对环境密闭”这一术语意味着在该外罩上没有可使污物或微生物可以从外界环境直接进入净水水箱的孔。“对环境密闭”这一术语鉴于有水龙头时也是有效的，该水龙头设置有排水阀以将水从净水水箱通过水龙头输出，因为一般地，该水龙头是关闭的。除此以外，为了提供净水至净水单元的连接，净水水箱中具有开口是必需的；尽管，原则上，会有一个连接，该连接从净水水箱通过净化/过滤单元的净化介质，例如薄膜，并通过至污水贮水器的连接，然后排出到大气，该连接可以被认为是密封的，因为没有污物或微生物可以通过薄膜进入净水水箱中。可设置更多开口，例如排气阀，该排气阀向环境中的大气开放；然而，这种开放仅仅发生在这样的控制方式中，当水被装入净水水箱或从中流出时，空气流出或可能的流入过程。这种阀门一般情况下也是关闭的，从而防止灰尘和微生物的进入，这就是为何这种阀门对于净水水箱也不与“对环境密闭”这一术语相矛盾。此外，这种阀门还可包括透气但不透水的微孔膜，以防止灰尘和微生物通过这些开口。

为了保护净水水箱中的水不受污染，该净水水箱中可设置为具有灭菌方法。一个选择是在水中加入杀菌剂，例如通过散剂或者通过含有杀菌剂的固体药剂的溶液。或者除此以外，净水水箱可在净水水箱的壁上或壁内包括杀菌药剂。例如，内壁可设置具有防止微生物在净水水箱内壁上繁殖的杀菌剂。

关于提供抗菌表面的一个例子是涂油抗菌物质的涂层。大量不同的涂层可供使用。美国专利No.6,762,172,No.6,632,805,No.6,469,120,No.6,120,587,No.5,959,014No.5,954,869,No.6,113,815,No.6,712,121,No.6,528,472和No.4,282,366.中公开了抗菌有机硅烷涂层的例子。

另外一种可行方案是含有银的抗菌涂层，例如胶体银。胶体银包含可以悬浮在基体中的银纳米颗粒（1纳米到100纳米）。例如，银溶胶可以从具有多孔结构的矿物质,例如沸石中释出。银也可以被嵌入基质中，例如聚合物表面膜。或者，银可以在塑性成型工序中嵌入净水水箱的整个聚合物基质中，通常为喷射铸造，挤塑或者吹塑。

美国专利No.6,924,325（Qian）中所公开的含银陶瓷可以应用在该发明中。美国专利No.6,827,874（Souter等人），No.6,551,609（King）公开了用于水处理的银，用银来改善用于净水的颗粒碳众所周知。欧洲专利1647527中公开了用于水箱的银涂层。

其他能够用于此发明的抗菌金属有铜和锌，可选择或者可附加地，可以并入抗菌涂层中。含有银和其他金属的抗菌涂层在美国专利No4,906,466（Edwards）和其参考文献中被公开。

可选择或者可附加地，涂层可包括二氧化钛。二氧化钛可以用作薄膜，该薄膜是通过溶胶-凝胶法来合成的。因为锐钛型二氧化钛是一种光催化剂，二氧化钛薄膜外表面曝露在紫外线和环境光中是有用的。而且，二氧化钛纳米晶体也可嵌入聚合物中。此外，银纳米颗粒可以与二氧化钛合成来提高效果。

例如，薄膜涂层可具有几微米的厚度。附加地或者可选择地，涂层包括活性硅烷季氨化合物，可从如公司商标为Microbe Shield^TM用于空气调节的产品了解到。当作为液体用于材料上时，该AEGIS抗菌剂中的活性材料形成无色无味带正电荷的聚合物薄膜，该以化学方法凝固的薄膜几乎不能从已处理过的表面移除。

更多选择包括季铵涂层，例如具有抗菌季铵的聚乙烯亚胺涂层。

一些抗菌物质可以穿过聚合物基体迁移。这意味着涂层可能包含抗菌物质，该抗菌物质由于从涂层内部迁移向涂层表面而在连续不断地更新。因此，在另一实施例中，净水水箱壁的材料是由包含抗菌物质的材料制成的。该抗菌材料具有从材料的内部向材料的表面迁移的特性。

取决于涂层工艺，内壁杀菌表面涂层也可以通过浸润来实现。类似喷涂工序可以应用于各专用表面。

一个可并入净水水箱的附加选项是一个紫外线灯，例如美国专利No.2005/258108公开的那样。除灭菌手段之外，可使用这样一个灯。

区别于向净水水箱中分配抗菌剂，或者作为向净水水箱中分配抗菌剂的可选项，净水水箱可具有蓄水池以释放营养素和/或药物至净水水箱中的净水。例如，来自净化单元的净水流入蓄水池并通过溶解蓄水池中缓慢可溶的基体来富集水。例如，该基体包含药剂，该药剂根据基质的溶解而释放。一种可行方案是，包含可释放药剂的水溶性玻璃可被溶于玻璃本身或溶于烧结玻璃珠之间的间隙。

一个过滤单元中的薄膜过滤器的例子是陶瓷过滤器或者半渗透聚合物过滤器，用于微滤或超滤。例如，过滤单元包括具有多个中空纤维微孔膜的净化单元，可选地，该中空纤维膜平行设置并封入树脂的两端，或者被弯曲并封入一端。国际专利2008/110166和2008/110172给出了一个例子。可选的，中空纤维膜具有朝向上游侧的外侧和朝向下游侧的内侧；这一般叫做从外向内的流量结构。或者，该中空纤维膜具有朝向上游侧的内侧和朝向下游侧的外侧。“多微孔的”这一术语概括了微滤多孔性和超滤多孔性。

优选地，薄膜过滤单元用于阻挡尺寸大于0.2微米的病毒细菌和寄生虫。例如，亲水薄膜与孔尺寸小于0.2微米的微生物分离层一起使用。可选地，该过滤单元包括微孔膜，例如成捆的中空多微孔纤维，具有表面尺寸在0.05平方米至0.6平方米之间的薄膜，例如在0.1平方米至0.3平方米之间。

作为一个附加的安全措施，另一实施例包括附加过滤器或在微孔膜下游的净化介质。一个关于该附加过滤介质的例子包括含有正电性可吸收纳米粒子的纤维基质。这种过滤介质的一个例子美国专利US6838005（Tepper与Kaledin）中被公开。在这种情况下，氧化铝纳米纤维被设置在一个多孔玻璃纤维基质中，通过将微生物吸附在纳米纤维上来过滤微生物。微生物和无机沉淀物被高正电性的氧化铝所吸附并永久的停留，不会在过滤基质中释放。过滤器的寿命取决于流入的水中含有的污染物水平和过滤器的容量。更多这种基质在国际专利2008110167中有所描述。

例如，成捆的中空纤维微孔滤膜紧接着是包含正电性吸附纳米颗粒的纤维基质。未被微过滤中空纤维膜阻止的病毒将会被该基质捕获。优点是相对具有超滤能力的中空纤维，在该基质中具有更高的流速。而且，在薄膜破裂或用于薄膜的灌注材料丧失了其隐蔽密封性的情况下，该基质将会捕获微生物和其他颗粒；鉴于该基质是这样一种额外的安全措施，成捆的中空纤维超滤薄膜与随后的包含正电性吸附的纳米颗粒的结合也是有用的。其他微孔膜也可以代替中空纤维薄膜用于所述的过滤单元中。在国际专利2008/110166中公开了微孔过滤器和包含正电性吸附纳米颗粒的纤维基质的结合。

用于毛细管薄膜的材料优选为包括聚醚砜（PES），聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和二氧化锆（ZrO2）的合成物。如欧洲专利241995或者在国际专利2009/019592中所述。

在另一实施例中，净化单元，例如过滤单元，具有过滤壳体，该壳体是沿纵轴延长的管状，且沿着其纵轴的方向与水平面的夹角在至多45度或者25度或10度。例如，该净化/过滤单元具有水平或者近似水平的纵轴。

如果该过滤器壳体是一个尺寸相对小的管式过滤器壳体，就在很大程度上实现了便携系统净化单元的紧凑度，例如，具有外接圆直径最大为100毫米的横截面。净化单元另一个有用的尺寸是长度小于50厘米，例如小于30厘米。

作为一个选择，污水贮水器可能包括一个抗菌源，例如卤素源。包含可释放的氯的药片，例如通过从一个包含该种药片的腔室内溶解，是一个可行的选择，尽管还有其他种的药剂分配器可以使用。无限制的可选项是释放流体杀菌剂的微配给系统，例如碘或氯。其他可选项包括能释放卤素灭菌剂或基于不含卤素物质的灭菌剂的树脂。

权利要求中的序列号并非限制权利要求的范围。

附图简要说明

将参照附图对本发明作详细解释，其中

图1为本装置的图，其中A)图示了该装置的全视图，B)图示了管的连接，C)示出了一个剖视图，D）为带有输出水龙头的视图；

图2是该装置的部件爆炸视图；

图3图示了分配器，其中A)为上侧的线条图，B)为下侧的线条图，C)为横截面图；

图4图示了一个伸缩式实施例，A)为全视图B)为部件爆炸视图，C)为管道图，D)为横截面图；

图5图示了污水贮水箱相对净水水箱可旋转连接的实施例，其中A)为装配图，B)为部件爆炸视图，C)图示了管道的一部分，D)图示装置的折叠状态；

图6图示了一个相对图5做细微修改的具有不可拆卸的回洗囊的实施例；

图7示出了一个过滤设备实施例，A)为三维视图，B)为三维剖视图。

详细描述/优选实施例

图1A图示了装置1，该装置具有用于收集污水的污水贮水器2和收集已滤过的水的净水水箱3。中间模块4设置于污水贮水器2和净水水箱3之间。在如图所示的堆放情况下，中间模块4确定了污水贮水器2和净水水箱3之间的距离。此外，如图1B所示，中间模块4包裹着过滤单元5，为了清楚地说明，其中中间模块4被移除。过滤单元5包括过滤器壳体5’，该壳体包裹着微孔膜过滤器，且在过滤器的上游侧流体连接至污水贮水器2以收集污水，以及在过滤器的下游侧流体连接至净水水箱3以向到净水水箱2输出已滤过的水。如图所示，污水贮水器2设置于过滤单元5之上的一段距离的位置，以使水在重力作用下通过过滤单元5并且进入净水水箱3。通常地，中间模块4的高度介于0.1米至0.4米之间。

净水水箱3在其外侧具有第一腔6，用于容纳可压缩的回洗囊7，该回洗囊7在正常运转状态时充满净水，并安置在腔6的内部。在回洗时，回洗囊7可以从腔6取出并且手动压缩，这样水就被向回压通过过滤单元5中的薄膜以除去上游侧的薄膜流入表面上的颗粒物和生物膜。由回洗水在上游侧产生的压力会关闭处于过滤单元5的上游侧和污水贮水器2之间的止回阀，使得回洗水不会被压回到污水贮水箱2中。反而，回洗水从上游侧通过管结构（如图1B所示12，12A）导入回洗容器8中,该回洗容器8位于净水水箱2外罩外侧的第二腔9中。

为了尽可能降低使用者在回洗腔9中放入饮用水杯并向饮用水杯中装入回洗水进行使用的风险，回洗容器8的上部和净水水箱3的壳体可设置额外的阀门（未显示），仅当回洗容器正确放置在回洗腔9中时，该阀门才会打开。

作为另一安全措施，回洗容器8的流量入口处，参照图2中的8A和图6中更详细的细节图，环绕着该入口设置有多个孔8B，使得从此处饮用非常困难，这为使用者指示出该回洗容器不是用于保存饮用水的。

为了说明管道系统，图1B是一幅去除中间模块的图。弹性污水管49作为第一流体连接器，将过滤单元5的上游侧连接至污水贮水器出口10。弹性管11作为第三流体连接器，将过滤单元5的下游侧连接至回洗囊7。当回洗囊7被压缩时，来自回洗囊7内部的净水被向回压穿过薄膜进入过滤单元5的的上游侧，并通过上游出口23离开过滤单元5外部的壳体5’，进入弹性回洗管12，该回洗管12的远端连接至回洗容器8的上部，该回洗容器8用于接收回洗过程中带有颗粒和生物杂质的回洗水。

在微孔膜过滤器是成捆的中空纤维膜过滤器的情况下，可选地，该纤维的两端均为罐装，并且具有用于过滤的由内而外的流量。在这种情况下，生物膜的形成和颗粒的积累发生在中空纤维的内部。同样原理的例子在国际专利2008/110166和2008/110172中被公开。

实际上，回洗管12当在其顶端部分13处具有排气开口时，也充当排气管，在该处回洗管是弯曲的。或者，可以设置两条分开的管，一条用于排气，另一条用于回洗水，取代排气和回洗水共用一条管的方式。

当污水贮水器中2中的污水进入过滤单元5的上游侧时，停留在过滤单元5上游侧的空气被沿着薄膜挤压并且压出过滤单元5，进入排气/回洗管12，此后，排气管12中的空气后紧随着的是来自过滤单元5上游侧的污水。排气管12中的污水将会上升到与污水贮水器2中的污水相同的水平高度。由于这个原因，排气管12具有开口的最上部13应该高于污水水箱2中污水的正常最大水平面高度。由于这个原因，如图所示，排气开口的位置应该为接近污水贮水箱2的上缘14，该开口与上缘14的距离应小于5厘米，或者更精确的说1-2厘米。然而，具有排气管开口的顶端部分13也可以在污水贮水器2的边缘之上。

图1C是装置1的部分剖视图。如图所示，污水贮水器2具有一个抬高的出口15，例如在污水贮水器2的底面16上1-3厘米处。这种方式确保最重的颗粒聚集在污水贮水器2的底部16处，并且防止其进入污水管（如图1B中所示49），并且通过过滤器壳体5’的上游入口19进入过滤单元5。污水贮水器2被一个盖子17覆盖，该盖子17具有朝向开口倾斜的斜面，该开口靠闭合件18关闭的。当闭合件18被移除，向污水贮水器中装水时，盖子17朝下倾斜的坡面充当一个漏斗。而且，该盖子17在清洁时是可移除的。

污水贮水器2优选地可在其流量入口处包括一个粗滤器。对于该装置还有一个选择是污水贮水器中的抗菌源，例如卤素源。卤素源的一个选择是氯片剂。

如图1C所示，净水水箱3具有完全封闭且对环境密闭的外罩，除了一个水龙头（如图1D所示24）外，该水龙头24用于通过其输出来自净水水箱2的水。然而，或者，它可以是可打开的，例如通过盖子，以进入净水水箱进行清洁。

应该注意到，净水水箱3具有一个倾斜的上表面33，来避免已经溢出表面33的水聚积。

如图1D所示，由于污水贮水器2，中间模块4和净水水箱3的相互堆叠模块化构造，该装置1结构紧凑。该堆叠原则更加美观，将管道系统和过滤单元5周围的灰尘积聚降到最低，并且使装置1更易于清洁。

图2是一幅爆炸视图，更详细地说明了一些上面提到的特征。此外，图2显示了药剂池31，其中为加入到净水水箱3中的净水的药剂源。药剂可为营养素，药物，抗菌剂或者以上各种的组合。该药剂池31设置于净水水箱3的内部。来自过滤单元5的净水流入药剂池31，并且在药剂池31中溶解一种缓慢可溶的基质。例如，该基质包括一种药剂，该药剂的释放来自于基质的溶解。

为了避免细菌在净水水箱2中繁殖，净水水箱3的的内壁可设置为抗菌表面。为此目的，无限制的抗菌剂例子可以是银和季铵，两者都具有持久耐用的优点。国际专利申请2008/067817给出了更多的例子。

污水贮水器2在其外侧包括一组用于排气管/回洗管12的连接器21，该连接器21为可拆卸的。该排气管12在其最上部13处具有一个排气开口22，在该处排气管是弯曲的。

分配器25附着在过滤单元的上部，并且通过过滤器壳体5’的开口接收来自下游侧的水，该开口充当净水下游侧的出口。它接收来自下游侧的水，输送到净水水箱3，并进入回洗囊7。它还在回洗过程中用于防止来自回洗囊7的水进入净水水箱3，因为其包括止回阀，用于在回洗过程中阻断回洗囊7和净水水箱3之间流体通路。

如图所示，分配器25附着在过滤单元25的上部。由于水从过滤单元5的下游侧流出，该下游侧位于过滤单元5中的薄膜之上，过滤单元5的顶部，该过滤单元5是不排水的，因此，这样将过滤单元5中的渗透薄膜失水的风险降到最低，这对于聚合物膜，例如中空纤维膜来讲是至关重要的，因为失水将会引起薄膜气孔的瓦解。

对于一个可选实施例，应该提到的是过滤器壳体5’也可以通过一条管连接至分配器25.

如图3A所示，分配器25还包括排气阀28A，用于在水从过滤单元5进入水箱3时排出来自密封的净水水箱3的空气。在图3B中显示了一个排气通道28B，该通道接收空气，并与排气阀28A连接。图3B和图3C中还显示了进水通道29，该通道用于通过下游侧出口29A接收来自下游侧的已滤过的水，并将水送入分配器25。这些来自下游侧的已滤过的水可以通过第一分配器出口20分配入回洗囊7，或可以通过第二分配器出口30分配入净水水箱3。

如图3A和3C所示，分配器25还包括具有球26B的球阀阀体26。可见图3A中位于球阀阀体26的顶部的开口26A，该开口仅用于在将球31放入阀体26的装配过程中，且如图3C所示，一般被平面27所覆盖。在球阀壳体26内部，来自回洗囊7的受压的回洗水回向通过第二过滤器壳体出口20流入球阀体26，压力施加在球26B上，球26B密封住阀座32。

在正常操作条件下，重力驱动来自污水贮水器2的水通过过滤单元5中的薄膜进入过滤单元5的下游侧。来自过滤单元5中的薄膜下游侧的已滤过的水通过流入通道29进入分配器25。通过分配器，水在低压缓慢流经球阀体26之前将会首先流入第一分配器出口20，然后充满回洗囊7，然后进入第二分配器出口30并且进一步流入净水水箱3。在低压水流过程中，球26B在球阀体26A中漂浮在水的顶部。如果回洗囊7被压缩，来自回洗囊7的水将向回流经第一分配器出口20进入入口通道29。这样，压缩囊7导致回洗水的流速高于在正常重力过滤状态下的来自过滤单元的正常水流速，在球阀体26中水将球26B压向阀座32，避免水进入净水水箱2的第二分配器出口。反而，在过滤单元5的内部，回洗水流入下游侧并在薄膜上施加回洗压力，使得来自囊7的净水向回通过薄膜孔。该球阀系统是引导回洗水进入正确位置的简单装置，而不需使用者干预，压缩回洗囊7除外。

当回洗水被压入过滤单元5中薄膜的下游侧，且进一步回流通过薄膜进入过滤单元5的上游侧时，止回阀（未显示），例如相应的单向球阀，阻止回洗水进入通向污水贮水器2的管49，这点如图2所示。反而，回洗水从上游出口23流出，流经回洗管（排气管）12，12A并进入回洗容器8。该回洗容器8将使用者误饮回洗水的风险最小化。

例如，图3中的装置包括以下特征的全部或者部分选集的组合，

——净水水箱具有相对环境密封的外罩，

——污水贮水器设置于净水水箱之上至少10厘米的位置，

——过滤单元设置于净水水箱之上污水贮水器之下的空间中，

——渗透薄膜为超滤膜或微滤膜，

——薄膜为成捆的中空多微孔纤维，

——该模块的空间由中间模块确定，该中间模块在水平面上的横截面尺寸对应于污水贮水器和净水水箱的横截面尺寸，

——中间模块在堆叠状态下，由净水水箱支承，且反过来支承污水贮水器，

——污水贮水器，中间模块和净水水箱在这样的堆叠状态下组成一个集成的三模块系统，

——第一流量连接器包括一条管，

——过滤单元的取向为沿其纵轴与水平面呈小于10度的角，且

——该设备是便携的。

图4A和图4B显示了一个实施例，该实施例可缩小储存和运输的尺寸。该装置包括如上所述的污水贮水器2，净水水箱3和过滤单元5，还有回洗囊7和回洗容器8。可选的，污水贮水器2还可以具有上部粗滤器34。过滤单元5插入相应隔间41中，且由盖子35所覆盖，该盖子通过卡扣连接40紧扣在净水水箱。

污水贮水器2通过连接件36与净水水箱3相连。该连接器具有上层平台39，用于承托污水贮水器2。该连接件具有侧板37，在伸缩过程中与净水水箱3外部的凹槽38滑动配合。通过向下推连接件36，随着侧板37在凹槽38中滑动，平台39不断降低直到停留在盖子35之上。在储存过程中，对连接件来讲是一个好的位置，因为设备的体积减小了且更加稳定。使用时，连接件36与平台39一起被拉离净水水箱3直到最大高度。该高度可能由例如弹簧锁来保持。污水贮水器2与净水水箱3之间的距离，其优点在于有更大的重力压在水上。对于图4中所示的该设备的便携机型，该连接器的高度一般在10-50厘米之间，例如在15-30厘米之间。

在另一实施例中，污水贮水器2由可折叠的弹性材料制成，并能被压成扁平结构从而占据很小的体积，这样就进一步减小了运输和储存的体积。

图4C显示了管道系统，包括从污水贮水器到过滤单元5的污水管49，具有延长部分12A至回洗容器8的排气管12，和连接分配器25与回洗囊7之间的管。

图4D是装置1的横截面图，图中显示了具有开口8A的回洗容器8，该开口8A用于接收回洗水。此外，该回洗容器在开口8A的周围还具有若干个小孔8B，这使从回洗容器8中饮用水变得很困难，从而指示使用者回洗容器中的水是非饮用的。此外，开口8A设置在低于回洗容器8上表面8C的位置，这样使用者用嘴唇从出口8处饮用是非常困难的。

图5A-D显示了一个实施例，该实施例在储存和运输过程中减小尺寸。图5A显示了装配图，图5B为爆炸视图，图5C显示了管道系统，图5D图示了该装置的折叠状态。该装置包括上述的污水贮水器2，净水水箱3，和过滤单元5。还包括回洗囊7和回洗容器8。污水贮水器包括具有粗滤器34的盖子17。过滤单元5被插入相应的隔间41。一旦过滤单元5被插入相应的隔间41，净水水箱就被盖子35覆盖，该盖子紧扣在净水水箱3上。

污水贮水器2通过连接件36’连接至净水水箱3。连接件36’首先通过图5A中所示的旋转铰链42，该铰链42具有图5B所示的两个协同运转的铰链部件42A和42B，连接至污水贮水器2，并通过包括第三铰链部件43和滑动凹槽44的第二铰链连接至净水水箱3。通过在铰链42处旋转连接件36’，由于第三铰链部件43与滑动凹槽44的配合，污水贮水器2相对于净水水箱3向上提升，并且能像这样降低以占据更少的空间。为了稳固连接件36’，它包括两个连接部件47和48。第二部件48在套管46中被第四铰链部件45铰接。第一和第二连接部件47和48同样由铰接部件50和第二连接部件48的相应的配合铰接部件（未显示）铰接。

当污水贮水器2通过两个连接部件47和48剪刀型的动作而降低，该贮水器还能围绕铰链42旋转，当盖子17被移除时，该污水贮水器2通过其开口2A将净水水箱3部分地囊括在污水贮水器的体积中，如图5D所示。这就为储存和运输增添了紧凑性，并保护水龙头24在运输过程中不受损坏。

在图5A中，污水贮水器2和过滤单元5之间的排气管和管连接，还有回洗囊7和回洗容器8之间的排气管和管连接没有详细显示出，但它们是与图1和图2中所示的实施例相似的。可选地，图3中所示的分配器也能被用于图4和图5所示的实施例中。

图5C显示了可用于图5A中所示的实施例的管道系统，该管道系统图2中所述的实施例的管道系统，其中管49将污水贮水器2和过滤单元5连接起来，管道11将过滤单元5的分配器25和回洗囊7连接起来，管道12是排气/回洗管，其一部分的管12A延伸入回洗容器8中。

图6显示了一个相对图5所示的实施例做了轻微修改的实施例，其中回洗囊7与回洗容器8的定位不同。回洗囊7被永久地固定于设备上，使得它不能被移除，这样进一步简化了设备的操作，因为其可以在所示位置轻易被压缩。

例如，以上设备包括以下特性的组合。

——净水水箱具有相对环境密封的外罩，

——污水贮水器设置于净水水箱之上至少10厘米的位置，

——过滤单元设置于净水水箱之上污水贮水器之下的空间中，

——渗透薄膜为超滤膜或微滤膜，

——薄膜为成捆的中空多微孔纤维，

——该模块的空间由中间模块确定，该中间模块在水平面上的横截面尺寸对应于污水贮水器和净水水箱的横截面尺寸，

——中间模块在堆叠状态下，由净水水箱支承，且反过来支承污水贮水器，

——污水贮水器，中间模块和净水水箱在这样的堆叠状态下组成一个集成的三模块系统，

——第一流量连接器包括管，

——过滤单元的取向为沿其纵轴与水平面成小于10度的角，且

——该设备是便携的。

一般的，上述内容未限制设备的尺寸，并且根据权利要求，尺寸限制如下。污水贮水器和净水水箱的尺寸在5到30升之间，或者5到20升之间，例如8到12升之间。过滤单元的长度在10到50厘米之间。中间模块的高度在10到40厘米之间。如果成捆的中空纤维膜用于过滤单元，纤维的数量介于50到400之间，且每个纤维的横截面外径在1到3毫米之间。

应该提到上述关于图中描述的实施例可以通过将过滤单元替换为其他的净化单元而得到改进，例如包括用于化学净化和吸收介质的树脂。在这种情况下，排气管，回洗囊和回洗容器等方面可以省略，然而，仍保持整体技术方案包括如图1和图2描述的污水贮水器2，净水水箱3和中间模块4，或图4中所描述的可伸缩装置，或者如图5和图6中所描述的可折叠的旋转装置。

图7A和图7B显示了一个过滤单元5的可能的实施例。上游出口19和下游出口23与图2中所示的实施例设置不同，但具有同样的效用。通过上游出口19，来自污水贮水器（未显示）的水进入过滤模块5，再进入上游侧52。空气和水可以通过上游侧出口23流出上游侧52。污水进入多微孔中空过滤薄膜50的内部通道，该薄膜灌注在聚合物管51的两端，并且水在从内到外的水流进入下游侧53的过程中被过滤。水从下游侧53进入分配器25并且通过第一分配器出口20流出分配器，并流入回洗囊（未显示）并且通过第二分配器出口30流入净水水箱（未显示）。结合图2中说明具有球26B的分配器球阀系统。

在回洗过程中，净水从下游侧53通过薄膜50束被压回上游侧54，且被中空纤维膜50束去除了颗粒物的水通过上游侧出口23离开上游侧52.具有球55的球阀54防止回洗水流回污水贮水箱（未显示）。

数字列表

1——净水装置

2——污水贮水器

3——净水水箱

4——中间模块

5——过滤单元

5’——过滤器壳体

6——净水水箱外壳内用于安置回洗囊的腔

7——回洗囊

8——回洗容器

8A——回洗容器用于接收回洗水的开口

8B——开口8A周围的孔

8C——回洗容器8的上表面

9——净水水箱外壳内用于安置回洗容器的腔

10——贮水器出口

11——回洗囊7和过滤单元5之间的软管（第三流体连接）

12——排气管

12A——回洗管

13——回洗/排气管的顶部

14——污水贮水器的上缘

15——贮水器出口的抬高部分

16——污水贮水箱的底部

17——污水贮水箱的盖子

18——盖子17上的闭合件

19——过滤器壳体的上游入口

20——从分配器到回洗囊7的第一分配器出口

21——排气管12的卡扣连接

22——排气口

23——过滤器壳体的上游出口

24——水龙头

25——分配器（第二流体连接）

26——阀体

26A——被盖子27覆盖的阀开口

26B——球

27——用于球阀体26的球26A的盖子

28A——排气阀

28B——排气阀通道

29——分配器入口通道

29A——来自出口侧的下游出口

30——从分配器25通往净水水箱3的第二分配器出口

31——药剂池

32——球阀座

33——净水水箱3倾斜的上表面

34——预滤器

35——净水水箱3的盖子

36——连接件

37——连接件侧板

38——在净水水箱3中与连接器侧板37配合的凹槽

39——污水贮水器2的承托平台

40——盖子35的卡扣连接

41——在净水水箱3之上容纳过滤单元5的隔间

42——连接件36'和污水贮水器2之间的铰链

42A,42B——连接件36'和污水贮水器2之间的第一第二铰链部件

43——连接件36'和污水贮水器2之间的第三铰链部件

44——在盖子35上用于第三铰接部件43的凹槽

45——盖子35和连接件36'的第二部件48之间的第四铰接部件

46——净水盖35中用于第四铰接部件45的套管

47——连接件36'的第一部分

48——连接件36'的第二部分

49——污水贮水器2与过滤单元5之间的管（第一流体连接器）

50——中空纤维微孔滤膜

51——薄膜的封装

52——上游侧

53——下游侧

54——防止回流入污水贮水器2的止回阀

55——用于止回阀54的球

Claims (34)

1.一种用于净水的装置（1），所述装置（1）包括用于收集污水的污水贮水器（2）和用于净化污水的净化单元（5），其中污水的污水贮水器（2）设置于净化单元（5）的上方以使水在重力的作用下通过净化单元（5）；

其中净化单元（5）包括包裹着净化介质的过滤器壳体（5’），所述壳体将净化单元（5）的上游侧和净化单元（5）的下游侧分隔开来，以使净化单元（5）中的水只能通过净化介质从上游侧流向下游侧；

其中污水贮水器（2）具有贮水器出口（10），过滤器壳体（5’）具有通向上游侧的上游入口（19），其中贮水器出口（10）和上游入口（19）是由第一流体连接器（9）进行流体连接，用于接收来自污水贮水器（2）的污水送入净化单元（5）的上游侧；

其中所述装置包括净水水箱（3），所述水箱通过下游出口（25）流体连接至下游侧，用于从下游侧接收净化水。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，净化单元（5）为过滤单元（5），且其净化介质为多微孔滤膜。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤单元（5）在过滤器壳体（5’）中具有上游出口（23），用于排放来自上游侧的液体，其中排气管（12）连接至上游出口（23），所述排气管（12）向上延伸并具有排气口（22），所述排气口通向大气中用于排出来自上游侧的空气，其中所述排气口（22）设置于接近污水贮水器（2）的顶部而非底部（16）的水平高度上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述排气口（22）设置于一个参考高度处，所述参考高度为距离污水贮水器（2）的上缘（14）至多5厘米的高度。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于所述排气管（12）在污水贮水器（2）和净水水箱（3）的外侧向上延伸，且在污水贮水器（2）的外侧具有通向大气的排气口（22）。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述排气管（12）的上部（25）依附于污水贮水器（2）的外侧。

7.根据权利要求3-6的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置包括手动压缩的回洗囊（7），所述回洗囊流体连接至下游侧，以在所述回洗囊（7）接收净水用于回洗；其中设置有回洗管（12,12A），所述回洗管连接至上游侧，用于接收受污染的回洗水，并连接至回洗容器（8），当通过挤压回洗囊（7）来挤压水从下游侧通过薄膜进入上游侧，并进一步从上游侧通过回洗管（12,12A）进入回洗容器（8）时，所述回洗管将受污染的回洗水送入回洗容器，其中所述回洗管（12,12A）是排气管（12）整体的一部分，用于通过同一条管（12,12A）排出上游侧的空气和输送回洗水。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置包括手动压缩的回洗囊（7），所述回洗囊（7）流体连接至下游侧，以在所述回洗囊（7）接收用于回洗的净水；其中具有回洗管（12,12A），当通过挤压回洗囊（7）来压迫水从下游侧通过薄膜进入上游侧，并进一步从上游侧通过回洗管（12,12A）进入回洗容器（8）时，所述回洗管连接至上游侧，用于接收来自过滤单元（5）的受污染的回洗水，且连接至回洗容器（8），用于输送受污染的回洗水进入回洗容器（8）中。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述回洗管（12A）通过回洗容器（8）的流量入口（8A）连接至回洗容器（8），所述流量入口周围环绕着多个孔（8B），用于防止从此处饮用。

10.根据权利要求7-9的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述回洗容器（8）设置在低于过滤单元（5）的水平高度上。

11.根据权利要求7-10任一权利要求所述的装置，其特征在于，单向的止回阀设置于污水贮水器（2）和过滤单元（5）的上游侧之间，用于阻止回洗水被压入污水贮水器（2）中。

12.根据权利要求3-11任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述过滤单元（5）为细长管状，且当过滤单元（5）处于滤水的适合朝向时，所述过滤单元（5）沿水平方向或沿其纵轴方向与水平面成至多45度角的方向。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当过滤单元（5）处于正确定位进行滤水时，已滤过的水从下游侧通过下游出口（29A）输出，其中下游侧出口（29A）设置在高于多微孔滤膜的最高多微孔表面的水平高度处，以保持过滤单元（5）中的水平面高于最高的薄膜表面。

14.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤单元（5）为细长管状，且当过滤单元（5）处于水过滤的适合朝向时，过滤单元（5）沿水平方向或沿其纵轴方向与水平面成至多45度角的方向，其中当过滤单元（5）处于正确定位进行滤水时，已滤过的水通过下游出口（29A）从下游侧流出，其中下游侧出口（29A）设置在高于多微孔滤膜的最高多微孔表面的水平高度，以保持过滤单元（5）中的水平面高于最高的薄膜表面。

15.根据权利要求12-14的任一权利要求所述的装置，其特征在于，当过滤单元（5）处于滤水的适合朝向时，其纵轴是水平的或者与水平面成至多10度角。

16.根据权利要求2-13的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置（1）包括分配器（25），所述分配器（25）包括用于接收来自下游侧的已滤过的水的入口通道（29），用于将已滤过的水送入可压缩的回洗囊（8）的第一分配器出口（20），用于将已滤过的水送入净水水箱（3）的第二分配器出口（30），所述分配器（25）还包括设置于第一分配器出口（20）和第二分配器出口（30）之间的单向止回阀（26，26A，32），当由于回洗囊（8）的压缩，水被压迫回流通过第一分配器出口（20）时，所述止回阀防止来自可压缩的回洗囊的水进入净水水箱（3）。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述止回阀为球阀，包括具有球（26B）的阀体（26），以及具有球阀座（32），所述球阀座（32）位于阀体（26）临近第二分配器出口（30）远离第一分配器出口（20）的一侧的壁上。

18.根据权利要求2-17的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述过滤单元（5）包括多个多微孔中空纤维膜。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述中空纤维膜平行设置且在树脂两端为罐装。

20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述过滤单元在中空纤维膜的下层包括附加过滤介质，所述附加过滤介质为包含正电吸附纳米粒子的纤维基质。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述中空纤维膜为微滤膜。

22.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述污水贮水器（2）设置于净水水箱（2）之上，并且污水贮水器（2）与净水水箱（3）之间的间距至少为5厘米。

23.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述净水水箱具有上部的封闭的顶部，污水贮水箱具有封闭的底部，其中净化单元设置于净水水箱的封闭的顶部和污水贮水器（2）的封闭的底部之间。

24.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述净化单元（5）被设置于净水水箱（3）之上污水贮水器（2）之下仅有的外部空间。

25.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置为净重小于30千克，污水贮水器和净水水箱的体积均小于30升的便携装置。

26.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述净水水箱具有对环境密封的外壳。

27.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置（1）在净水水箱（3）和污水贮水器（2）之间具有连接件（36，36’），所述连接件（26，26’）包括组件（37，38，47，48），以改变净水水箱（3）与污水贮水器（2）之间的距离。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述连接件（36，36’）具有第一状态，在所述状态中，净水水箱（3）和污水贮水器（2）位置接近，其为储存运输状态，连接件（36，36’）还具有第二状态，在所述状态中净水水箱（3）和污水贮水器（2）相距较远，其为滤水的运作状态，其中在第二状态中污水贮水器和净水水箱之间的距离比位置接近时大5厘米到100厘米之间。

29.根据权利要求27或28所述的装置，其特征在于，用于改变距离的组件包括一组侧板（37），该侧板组与净水水箱（3）的外侧（38）或污水贮水器的外侧（2）或与两者的外侧滑动配合。

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述净水水箱（3）在其外侧具有凹槽（38），所述凹槽在滑动配合过程中容纳侧板（37）。

31.根据权利要求27或28所述的装置，其特征在于，用于改变距离的组件包括旋转铰接的（42）的侧板（47），所述侧板相对净水水箱（3）具有可变化的角度，所述角度取决于净水水箱（3）与污水贮水器（2）之间的距离。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述侧板（47）铰接于在净水水箱（3）的第一铰接部（43，44），并铰接于在污水贮水器（2）的第二铰接部（42）。

33.根据权利要求31或32所述的装置，其特征在于，所述污水贮水器具有上部开口（2’），所述上部开口的尺寸大于净水水箱的横截面，使得净水水箱在储存状态时能部分囊括在污水贮水器中。

34.根据权利要求1-26任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述中间模块（4）具有水平面上的横截面尺寸，所述尺寸对应于污水贮水器（2）和净水水箱（3）横截面尺寸，其中在堆叠状态下，中间模块（4）由净水水箱（3）支承，且反过来所述中间模块支承污水贮水器，其中污水贮水器（2），中间模块（4）和净水水箱（3）在堆叠状态下组成集成的三模块系统。

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