CN103922498B - 一种浓缩水回用方法及一种带浓缩水回用的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高浓缩水回用率的回用方法以及一种浓缩水回用系统。其方法是将经反渗透过滤而得到的浓缩水收集到容器中，在用户打开混合水龙头时，从所述容器中释放出一定量的浓缩水，将所释放的浓缩水与原水进行混合，并从混合水龙头输出；所述浓缩水的释放量通过以下方式确定：由微电脑装置根据所采集到的原水压力值、原水TDS值、浓缩水压力值以及浓缩水TDS值，从数据库中调取相应的控制参数控制浓缩水释放阀的打开时间和/或开启度。其系统是应用了该方法的系统。本发明的方法具有回用率高、易于实现等优点。本发明的系统具有不影响反渗透膜的寿命，足以将每天所产生的浓缩水消耗殆尽、自动化控制程度高、系统构成相对简单等优点。

Description

一种浓缩水回用方法及一种带浓缩水回用的过滤系统

技术领域

本发明涉一种反渗透净水领域中浓缩水的回用方法及带浓缩水回用的过滤系统。

背景技术

传统的反渗透净水机在净化水过程中，会产生一定量的浓缩水，净水行业产品目前均将反渗透净水机浓缩水出水管直接与下水管道连接，将浓缩水直接排掉，随着世界水资源的日益短缺，导致水资源的严重浪费。目前提高反渗透净水机回收率(水利用率)，主要有三大方式：

第一种方式是将反渗透净水机浓水导入RO膜前预处理装置或自来水入水口，与原水混合后再次进入反渗透水处理系统循环处理利用，，但这种方式很容易造成反渗透膜堵塞，使反渗透膜的寿命大大减短，从而提高了水处理成本，浓缩水回用也失去了使用价值，这一问题也成为了此种方式采用和推广的瓶颈问题，同时这种方式水质适应性很差，原水水质的变化对系统的影响很大,使系统稳定性难以保证；

第二种方式是将反渗透净水机浓缩水，用容器收集起来，用做浇花，拖地、冲厕冲洗用水，但是此方式实际操作不便，容器容积大小难以确定适当，浇花、拖地、冲厕冲洗用水有限，所以实用性不强，操作麻烦。

第三种方式是将浓缩水与自来水进行混合得到混合水，将混合水储存在一个容器中，当需要普通的洗涤用水时，就从容器中取混合水使用。

中国实用新型专利200420096055所公开的技术方案即属于上述第一种方式。中国发明专利200610061318所公开的技术方案则包括以上第一种方式和第二种方式。中国发明专利201110225918所公开的技术方案则采用以上第三种方式。

以上方式的比较中，第三种方式为更优的方案，但是其也存在一些缺点：混合水储存容器的容量是所存浓缩水与自来水之和，在浓缩水的量比较多时，则由于混合水储存容器的容积有限，混合水储存容器为保持混合水的水质，必定要将不能容下的浓缩水或者混合水直接排放掉，在该情形下仍会损失比较多的浓缩水或混合水。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高浓缩水回用率的回用方法，以及一种带浓缩水回用的过滤 系统。

为达到上述目的，本发明采取以下的技术方案：

一种浓缩水回用方法，将经反渗透过滤而得到的浓缩水收集到容器中，在用户打开混合水龙头时，从所述容器中释放出一定量的浓缩水，将所释放的浓缩水与原水进行混合，并从混合水龙头输出；所述浓缩水的释放量通过以下方式确定：由微电脑装置根据所采集到的原水压力值、原水TDS值、浓缩水压力值以及浓缩水TDS值，从数据库中调取相应的控制参数控制浓缩水释放阀的打开时间和/或开启度。

以下对本发明所涉及的水名称进行说明。

原水：指的是未经过滤的自来水或者水池的储水。

净水：指的是经过若干级过滤但不包括反渗透过滤得到的水。

纯水：指的是经过反渗透过滤后得到的净化的水。

浓缩水：指的是经过反渗透过滤后得到的非净化的水。

混合水：指的是浓缩水与原水混合后的水。

本技术方案中，储水容器仅用于储存浓缩水而不用于储存原水，在该储水容器的容积不变的情况下，可以储存的浓缩水的量更多，在以后的浓缩水回用过程中可被利用的浓缩水的量也多，于是浓缩水的回用率相应提高了。本发明的浓缩水的回用过程是将浓缩水与原水进行混合得到混合水，提供给用户进行、浇花、拖地、冲厕所等平常生活洗用水而非饮用。通常情况下，普通家庭的洗用水量要远大于饮用水量，因此洗用的混合水基本上可以对浓缩水进行完全的消耗，直接将浓缩水排放到下水道的几率大大降低，这是提高浓缩水回用率一种有效方式。本发明是通过微电脑装置根据所采集到的原水压力值、原水TDS值、浓缩水压力值以及浓缩水TDS值，从数据库中调取相应的控制参数控制浓缩水释放阀的打开时间和开启度，保证混合水符合洗用水水质的情况下，使用掉浓缩水，从而提高浓缩水的回用率。譬如：浓缩水压力值较高时，表明浓缩水的量较多释放时单位时间内流量较大，此时微电脑装置控制浓缩水释放阀打开时根据微电脑程序设定值减小开启度，保证混合水符合洗用水水质。本系统的反渗透过滤器所产生的浓缩水在家庭日常生活中通过以上方式基本上都能被消耗完毕，以此杜绝水资源的浪费。

以上所述浓缩水被收集到容器中的过程可以是压力收集过程。所谓压力收集过程，指的是浓缩水是被反渗透过滤时的压力压进所述用于收集浓缩水的容器。

以上所述原水TDS值的获得位置优选在第一级过滤的紧邻下游；所述第一级过滤的过滤精度为1～10μm。这样可以减少对TDS探头的维护，又可以确保对原水水质检测的准确性。

本发明的浓缩水回用方法具有回用率高、易于实现等优点。

本发明还提供一种带浓缩水回用的过滤系统，包括原水进水端、纯水出水端、浓缩水出水端和浓缩水排放阀，以及前置过滤装置、增压泵、反渗透过滤器和废水比调节器；所述原水进水端与前置过滤装置的进水口连通；所述前置过滤装置的出水口与增压泵的进水口连通；增压泵的出水口与反渗透过滤器的进水口连通；反渗透过滤器的纯水出口与纯水出水端连通；反渗透过滤器的浓缩水出口与废水比调节器的进水口连通；废水比调节器的出水口与浓缩水排放阀的进水口连通；浓缩水排放阀的出水口与浓缩水出水端连通；

特别地，还包括混合水出水端、浓缩水储存罐、微电脑装置、浓缩水释放阀、三通件，以及用于采集原水压力值的第一压力探头、用于采集浓缩水压力值的第二压力探头、用于采集原水TDS值的第一TDS探头、用于采集浓缩水TDS值的第二TDS探头；

浓缩水储存罐设置在废水比调节器与浓缩水排放阀之间；浓缩水释放阀设置在浓缩水储存罐与浓缩水排放阀之间；浓缩水排放阀的进水口还与三通件的第一接口连通；原水进水端还与三通件的第二接口连通；混合水出水端与三通件的第三接口连通；

第一压力探头设置在原水进水端和前置过滤装置之间；第一TDS探头设置在原水进水端和前置过滤装置之间或者设置在前置过滤装置的第一级过滤的紧邻下游；第二压力探头设置在废水比调节器和浓缩水释放阀之间；第二TDS探头设置在浓缩水释放阀和三通件之间；至少以下装置的电气接口与微电脑装置电连接：第一压力探头、第二压力探头、第一TDS探头、第二TDS探头、浓缩水释放阀和浓缩水排放阀。

本发明的过滤系统，通过在现有反渗透过滤系统中增加浓缩水储存罐、若干压力探头和TDS探头，以及微电脑装置和浓缩水释放阀，使得浓缩水与原水的混合比例可得到准确的控制。于是本系统的反渗透过滤器所产生的浓缩水量在绝大多数情况下都能被消耗完毕，以此杜绝水资源的浪费。

作为对本过滤系统的进一步完善，可以采用以下技术方案：

1)在浓缩水排放阀的进水口与三通件的第一接口之间还设有第一单向阀；第一单向阀的水流通过方向是从浓缩水排放阀的进水口至三通件的第一接口。

2)在原水进水端与三通件的第二接口之间还设有第二单向阀；第二单向阀的水流通过方向是从原水进水端至三通件的第二接口。

3)在反渗透过滤器的浓缩水出口与废水比调节器的进水口之间最好设有第三单向阀；第三单向阀的水流通过方向是从反渗透过滤器的浓缩水出口至废水比调节器。这样可防止浓缩水倒流仅反渗透过滤器。

4)所述前置过滤装置可以是由多级过滤器组成的整体；所述过滤器不包括反渗透原理的过滤器。本发明所述的前置过滤装置，是指为延长反渗透膜的寿命而对原水进行预过滤的装 置。当前置过滤装置的过滤精度为0.01微米，侧可认为经前置过滤装置过滤后的水质符合净水水质。于是，此时本系统还可以设有净水出水端，所述净水出水端连通至前置过滤装置与增压泵之间的水路上。这样的系统还可以提供水纯度仅次于纯水的净水以供用户使用。

5)在增压泵的进水口的紧邻上游最好还设有进水电磁阀；在纯水出水端的紧邻上游最好还设有第三压力探头；所述增压泵、进水电磁阀和第三压力探头的电气接口均连通至一进出水控制装置上，于是可以实现系统自动地根据水压和用户的操作进行自动停水和供水。所述进出水控制装置可以考虑与所述微电脑装置整合在一起。

应当说明的是，本发明所述的“紧邻上游”和“紧邻下游”指的是相邻的两部件由水流经过的顺序而确定的位置关系，并非指该相邻的两部件在物理位置上靠得很近。

本发明的过滤系统具有不影响反渗透膜的寿命，足以将每天所产生的浓缩水消耗殆尽、自动化控制程度高、系统构成相对简单等优点。

附图说明

图1是实施例2的结构原理示意图；

图2是实施例2的电路原理示意图。

附图标记说明：1-原水进水端；2-纯水出水端；3-净水出水端；4-浓缩水出水端；5-混合水出水端；6-减压阀；7-第一级过滤器；8-第二级过滤器；9-第三级过滤器；10-进水电磁阀；11-增压泵；12-反渗透过滤器；13-第五级过滤器；14-废水比调节器；15-浓缩水储存罐；16-浓缩水释放阀；17-浓缩水排放阀；18-三通件；19-第一单向阀；20-第二单向阀；21-第三单向阀；22-第一压力探头；23-第二压力探头；24-第三压力探头；25-第一TDS探头；26-第二TDS探头；27-第一流量计；28-第二流量计；29-温度探头；121-反渗透过滤器的进水口；122-反渗透过滤器的纯水出口；123-反渗透过滤器的浓缩水出口；181-三通件的第一接口；182-三通件的第二接口；183-三通件的第三接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步说明。

实施例1

本实施例的浓缩水回用方法如下：

将经反渗透过滤而得到的浓缩水收集到浓缩水储存罐中，假如当前通过第一压力探头测得的原水压力值为P1，单位MPA；通过第一TDS探头测得的原水TDS值为N1，单位PPM；通过第二压力探头测得的浓缩水压力值为P2，单位MPA；通过第二TDS探头测得的浓缩水TDS 值为N2，单位PPM。则在用户打开混合水龙头时，微电脑装置将根据以上数据，从数据库中调取相应的控制参数，控制浓缩水释放阀作出如下动作：打开时间为T，单位秒。此来控制浓缩水的释放量，进而确保尽可能地消耗浓缩水并确保所输出的混合水水质仍符合洗用水水质要求。

实施例2

如图1所示，本实施例的带浓缩水回用的过滤系统包括：原水进水端1、纯水出水端2、净水出水端3、浓缩水出水端4和混合水出水端5；以及减压阀6、第一级过滤器7、第二级过滤器8、第三级过滤器9、进水电磁阀10、增压泵11、反渗透过滤器12、第五级过滤器13、废水比调节器14、浓缩水储存罐15、浓缩水释放阀16、浓缩水排放阀17、三通件18、第一单向阀19、第二单向阀20、第三单向阀21；以及第一压力探头22、第二压力探头23、第三压力探头24、第一TDS探头25、第二TDS探头26、第一流量计27、第二流量计28、温度探头29和微电脑装置。本实施例的第一级过滤器7、第二级过滤器8和第三级过滤器9依次水路连通构成本实施例的前置过滤装置。反渗透过滤器12是本实施例的第四级过滤器。

如图1所示，本实施例各装置的水路连接关系如下：

原水进水端1、减压阀6、第一级过滤器7、第二级过滤器8、第三级过滤器9、进水电磁阀10、增压泵11、反渗透过滤器12、第五级过滤器13、纯水出水端2依次水路连通，其中增压泵11的出水口是与反渗透过滤器的进水口121连通的，反渗透过滤器的纯水出口122是与纯水出水端2连通的。

反渗透过滤器的浓缩水出口123、第三单向阀21、废水比调节器14、浓缩水储存罐15、浓缩水释放阀16、浓缩水排放阀17、浓缩水出水端4依次水路连通。

浓缩水排放阀17的进水口、第一单向阀19、三通件18、混合水出水端5依次水路连通，其中第一单向阀19是与三通件的第一接口181连通的，混合水出水端5是与三通件的第三接口183连通的。原水进水端1还与第二单向阀20和三通件18依次水路连通，第二单向阀是与三通件的第二接口182连通的。

第一单向阀19的水流通过方向是从浓缩水排放阀17的进水口至三通件的第一接口181。第二单向阀20的水流通过方向是从原水进水端1至三通件的第二接口182。第三单向阀21的水流通过方向是从反渗透过滤器的浓缩水出口123至废水比调节器14。

净水出水端3连通至增压泵11的紧邻上游。

如图1所示，本实施例各传感装置的位置如下：

第一压力探头22设置在原水进水端1和减压阀6之间的水路上。第二压力探头23设置在废水比调节器14和浓缩水释放阀16之间的水路上。第三压力探头24设置在第五级过滤器 13与纯水出水端2之间的水路上。第一TDS探头25设置在第一级过滤器7的紧邻下游。第二TDS探头26设置在浓缩水释放阀16与三通件18之间的水路上。第一流量计27设置在第三级过滤器9的紧邻下游。第二流量计28和温度探头29设置在反渗透过滤器的纯水出口122与第五级过滤器13之间的水路上。

如图2所示，本实施例各装置的电气连接关系为：以下装置的电气接口均与微电脑装置电连通：第一压力探头22、第二压力探头23、第三压力探头24、第一TDS探头25、第二TDS探头26、第一流量计27、第二流量计28、进水电磁阀10、增压泵11、废水比调节器14、浓缩水释放阀16、浓缩水排放阀17、温度探头29。本实施例的微电脑装置是整合有进出水自动控制功能的，能通过对探头的信号或数据进行处理以控制对应的执行装置。

本实施例的工作原理如下：

将原水进水端1连接至自来水；将净水出水端3连接至净水龙头；将纯水出水端2连接至纯水龙头；将混合水出水端5连接至混合水龙头；将浓缩水出水端4通入下水道或者浓缩水盛装容器。

①强制冲洗：刚上电以及在使用一段时间后，进水电磁阀10打开，增压泵11启动，废水比调节器14完全打开，进行强制冲。强制冲洗预定的时间后，进水电磁阀10关闭，增压泵11停止，废水比调节器14恢复至预定的阻力状态，强制冲洗后得到的水会自动储存到浓缩水储存罐15中。此后系统处在待用状态。

②水路运行保护：在强制冲洗前、强制冲洗过程中、制作纯水前以及制作纯水过程中，微电脑装置将通过第一压力探头22判断原水水压力是否满足设计值要求，不满足的话，将令进水电磁阀10关闭，增压泵11停止。

③用户获取净水：用户打开净水龙头即可。

④用户获取纯水：用户打开纯水龙头即可。微电脑装置将通过第三压力探头24判断纯水龙头的开关状态。纯水龙头处于开状态，此时进水电磁阀10打开，增压泵11启动；纯水龙头处于关状态，此时进水电磁阀10关闭，增压泵11停止。制取纯水的过程中会伴随产生浓缩水，浓缩水会进入到浓缩水储存罐15中被收集起来。当第二压力探头23所测得的压力大于第一压力探头22所测得的压力时，浓缩水排放阀17打开，否则浓缩水排放阀17处在关闭状态。

⑤用户获取混合水：用户打开混合水龙头即可。微电脑装置将根据第一压力探头22、第二压力探头23、第一TDS探头25和第二TDS探头26所测得的值，从数据库中调取相应的控制参数控制浓缩水释放阀16的打开，释放根据微电脑装置程序设定流量的浓缩水与原水在三通件18处进行混合，并从混合水龙头输入。

⑥水质保护：减压阀6用于确保过滤系统装置元器件在可承受的水压状态下工作。第一流量计27用于统计第一级过滤器7、第二级过滤器8和第三级过滤器9滤芯的使用时间。第二流量计28用于统计反渗透过滤器12和第五级过滤器13滤芯的使用时间。

⑦扩展功能：温度探头29保证水温变化时测得实际水温，用以校正TDS值，保证微电脑装置的程序准确运行无误。

本实施例中，各级过滤器的滤芯类型和过滤精度如表1，

表1：

过滤器名称	滤芯类型	过滤精度
			第一级过滤器	PP棉	5微米
第二级过滤器	活性碳	-
			第三级过滤器	超滤	0.01微米
反渗透过滤器	反渗透膜	0.1纳米
			第五级过滤器	活性碳	无

表1中第一至三级过滤器以及第五级过滤器的滤芯类型和滤芯精度仅为示例，本领域技术人员知道可以根据具体的要求而配置不同类型和不同精度的滤芯。

本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带浓缩水回用的过滤系统，包括原水进水端、纯水出水端、浓缩水出水端和浓缩水排放阀，以及前置过滤装置、增压泵、反渗透过滤器和废水比调节器；所述原水进水端与前置过滤装置的进水口连通；所述前置过滤装置的出水口与增压泵的进水口连通；增压泵的出水口与反渗透过滤器的进水口连通；反渗透过滤器的纯水出口与纯水出水端连通；反渗透过滤器的浓缩水出口与废水比调节器的进水口连通；废水比调节器的出水口与浓缩水排放阀的进水口连通；浓缩水排放阀的出水口与浓缩水出水端连通；其特征是：

还包括混合水出水端、浓缩水储存罐、微电脑装置、浓缩水释放阀、三通件，以及用于采集原水压力值的第一压力探头、用于采集浓缩水压力值的第二压力探头、用于采集原水TDS值的第一TDS探头、用于采集浓缩水TDS值的第二TDS探头；

浓缩水储存罐设置在废水比调节器与浓缩水排放阀之间；浓缩水释放阀设置在浓缩水储存罐与浓缩水排放阀之间；浓缩水排放阀的进水口还与三通件的第一接口连通；原水进水端还与三通件的第二接口连通；混合水出水端与三通件的第三接口连通；

第一压力探头设置在原水进水端和前置过滤装置之间；第一TDS探头设置在原水进水端和前置过滤装置之间或者设置在前置过滤装置的第一级过滤的紧邻下游；第二压力探头设置在废水比调节器和浓缩水释放阀之间；第二TDS探头设置在浓缩水释放阀和三通件之间；至少以下装置的电气接口与微电脑装置电连接：第一压力探头、第二压力探头、第一TDS探头、第二TDS探头、浓缩水释放阀和浓缩水排放阀。

2.如权利要求1所述的一种带浓缩水回用的过滤系统，其特征是：在浓缩水排放阀的进水口与三通件的第一接口之间还设有第一单向阀；第一单向阀的水流通过方向是从浓缩水排放阀的进水口至三通件的第一接口。

3.如权利要求1所述的一种带浓缩水回用的过滤系统，其特征是：在原水进水端与三通件的第二接口之间还设有第二单向阀；第二单向阀的水流通过方向是从原水进水端至三通件的第二接口。

4.如权利要求1所述的一种带浓缩水回用的过滤系统，其特征是：在反渗透过滤器的浓缩水出口与废水比调节器的进水口之间设有第三单向阀；第三单向阀的水流通过方向是从反渗透过滤器的浓缩水出口至废水比调节器。

5.如权利要求1所述的一种带浓缩水回用的过滤系统，其特征是：所述前置过滤装置是由多级过滤器组成的整体；所述过滤器不包括反渗透原理的过滤器。

6.如权利要求1所述的一种带浓缩水回用的过滤系统，其特征是：还设有净水出水端，所述净水出水端连通至前置过滤装置与增压泵之间的水路上。