CN104238495A - 一种智能化直饮水控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化直饮水控制系统，包括若干个分散设置的水处理装置及通过网络与各个水处理装置连接的控制中心。其中，水处理装置,用于取水及对该所取水进行逐级净化处理，其内节点设置传感器;还应至少包括控制所述装置整体运行并对传感器采集到的运行状况数据进行收集的主控模块及对用于支持网络通信的通讯模块,所述通讯模块与主控模块连接。控制中心与各水处理装置通讯,接收各水处理装置的运行状况数据并作出诊断及控制。该智能化直饮水控制系统具有网络通讯功能，可通过网络将各个处理装置处理状态汇总控制，保证净水效果，安全可靠。

Description

一种智能化直饮水控制系统

技术领域

本发明涉及一种智能化直饮水控制系统。

背景技术

在一些特殊情况下，例如自然灾害或突发性污染事件，导致人们赖以生存的水源被污染，再由于恶劣的环境因素等，导致直饮水的获取非常困难，这给人们的生命安全带来极大的隐患。因此，如何将这些特殊情况下被污染的水源直接制备成直饮水成为人们研究的重点。 

另外，在紧急情况下获取的水源卫生质量差，存在絮状物或颗粒物及大量而复杂的菌类，净水过程必须实时监控，避免净水过程出现故障，导致处理效果不佳，灭菌程度不够，饮用这类水会影响身体健康甚至产生疾病。 

发明内容

鉴于此，有必要针对特殊情况下直饮水获取非常困难的问题，提供一种智能化直饮水控制系统。 

本发明所采用的的技术方案是：一种智能化直饮水控制系统，包括： 

    水处理装置,包括用于取水及对所取水进行逐级净化处理的若干设备;还包括控制所述装置整体运行并对运行状况数据进行收集的主控模块及对用于支持网络通信的通讯模块,所述通讯模块与主控模块连接;

控制中心,通过网络连接各水处理装置,与各水处理装置通讯,接收各水处理装置的运行状况数据并作出诊断及控制，将诊断和控制数据传送给水处理装置的主控模块；

若干传感器，设置于水处理装置中各个需监测的节点处，与主控模块信号连接，用于监测各节点处设备的使用情况。

优选的，所述水处理装置包括当整体运行故障或运行状况数据偏离设定阈值时实现提醒功能的报警模块，所述报警模块与主控模块连接。 

具体的，所述水处理装置包括动力模块,取水模块和净化处理模块，所述净化处理模块包括依次通过管道连接的粗滤单元、微滤单元、超滤单元、纳滤单元、消毒杀菌单元；其中，粗滤单元通过管道连接取水模块输出端；动力模块为取水模块和净化处理模块提供工作动力。 

所述取水模块中进水处内侧设置压力传感器，当监测到进水处内侧压力低于第一设定值时，则控制停止取水启动冲洗模式。 

所述冲洗模式包括水流反冲洗或者气动反冲洗，持续时间控制为15-30秒；所述第一设定值为0.3-0.4Mpa。 

所述粗滤单元内设有压力传感器，当运行压力大于第二设定值时，则主控模块输出控制提示更换粗滤组件或进行清洗。 

所述第二设定值为0.3-0.4Mpa，采用反冲洗模式，反冲洗强度控制为8-15L/m².s，持续冲洗30-300秒。 

所述微滤单元和/或超滤单元和/或纳滤单元内设有压力传感器，当运行压力大于各单元给定的设定值时，则主控模块输出控制进行清洗。 

为实现上述反冲洗或正冲洗,所述超滤单元后设置用于冲洗微滤单元、超滤单元、纳滤单元的第一储水组件,该储水组件设有回水冲洗管道，实现对微滤单元、超滤单元进行压力反冲洗, 对纳滤单元进行正冲洗。所述压力反冲洗强度设置为对应单元运行流量的1.2-2倍，持续时间30-300秒。 

当然,上述的反冲洗或正冲洗也可以采用现有技术中的其它方式进行,例如系统停运,人工清洗,但这样将影响系统工作效率。 

本发明的有益效果是：该智能化直饮水控制系统具有网络通讯功能，可通过网络将各个处理装置处理状态汇总控制，保证净水效果，安全可靠；各水处理装置净水处理量大，净水效果好，灭菌效果佳，能实现所获取的水源经过该装置处理后可达到直接安全的生活用水、直饮水的净化程度。 

附图说明

图1是本发明所述设备系统的组成原理示意框图第一部分。 

图2是本发明所述系统设备实施例的结构图; 

    图3为是本发明所述水处理装置的组成原理示意框图第二部分；

   图4是本发明所述水处理装置实施例的结构图第一部分；

   图5是本实发明所述水处理装置实施例的结构图第二部分。

具体实施方式

为方便本领域的技术人员了解本发明的技术内容，下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。 

如图1所示，本实施例所述的智能化直饮水控制系统包括若干个分散设置的水处理装置及通过网络与各个水处理装置连接的控制中心。设置于水处理装置中的各个需监测的节点处的若干传感器，这些传感器与水处理装置中的主控模块信号连接，用于监测各节点处设备的使用情况。各个传感器采集到的状态数据先传输给主控模块，再由主控模块传送至控制中心，由控制中心统一进行数据汇集并监控。或者主控模块也可以进行一些相应的控制，这些均属于本领域技术人员的常用手段，属于本发明的保护范围。 

如图2-5所示，水处理装置,用于取水及对该所取水进行逐级净化处理;应至少包括控制所述装置整体运行并对传感器采集到的运行状况数据进行收集的主控模块及对用于支持网络通信的通讯模块,所述通讯模块与主控模块连接。控制中心与各水处理装置通讯,接收各水处理装置的运行状况数据并作出诊断及控制。所述水处理装置还包括当整体运行故障或运行状况数据偏离设定阈值时实现提醒功能的报警模块，所述报警模块与主控模块连接。 

水处理装置具体由动力模块,取水模块和净化处理模块组成。其中，净化处理模块包括依次连接的粗滤单元1、微滤单元2、前置活性炭单元3、超滤单元4、纳滤单元5、紫外线杀菌单元6、臭氧消毒单元7、后置活性炭单元8及加热单元9。前置活性炭单元3、紫外线杀菌单元6二者可选或可替换，加热单元也为可选模块。 

其中，动力模块可采用车辆，用于拖带直饮水处理设备及给这些设备提供电力。 

取水模块在本实施例中为取水过滤器，可采用潜污泵及设置在潜污泵周围的过滤网和格栅。潜污泵能将污水中的长纤维、袋、带、草、布条等物质撕裂、切断，然后顺利排放。格栅用于截留污水中粗大污物，用于将粒径在80目以上的杂质隔除。实际上取水模块与粗滤单元中的一级粗滤组件类似或相同, 只是过滤精度不同。由于取水模块，位于系统第一级，承担的过滤任务较重，很容易被堵塞，因此在该模块的进水处内侧设置压力传感器，一般设置在的潜污泵入水口，当传感器监测到进水口处压力低于一设定值时，则表示过滤网和格栅可能被堵塞，水流无法被顺利吸入，则由主控模块控制停止取水启动冲洗模式。该冲洗可为人工清洗，也可采用自动的从内到外的水流或气流的清洗。此时需在取水模块内设置对应的水流冲洗或气流冲洗装置。 

粗滤单元1包括一级粗滤组件12和二级粗滤组件14,一级粗滤组件包括水泵和设置在水泵周围的过滤网，二级粗滤组件包括自动反冲洗旋转过滤器。一级和二级粗滤组件均具有反冲洗防堵塞功能，一级粗滤组件过滤粒径比二级粗滤组件过滤粒径大，一级粗滤组件为选装组件，部分情况可以省略不用。 

二级粗滤组件采用的自动反冲洗旋转过滤器14的过滤精度一般设置为30~50μm。即经取水模块、一级粗滤组件预处理过的水，通过旋转过滤器14进行粗滤后，可实现水中的杂质粒径不超过50μm。 

粗滤单元内对应两级粗滤组件均设置压力传感器，当运行压力大于设定值时，则主控模块输出控制进行反冲洗，一级粗滤组件的清洗方式跟取水模块类似。二级粗滤组件采用现有的带有自动反冲洗功能的旋转过滤器可实现主动反冲洗。该模块中设定值一般为0.3-0.4Mpa，反冲洗强度控制为8-15L/m².s，持续冲洗30-300秒。 

本实施例中，微滤单元2也采用依次连接的两级微滤组件。一级微滤组件采用PP棉过滤器20、二级微滤组件采用PP棉过滤器22。PP棉过滤器20与旋转过滤器14连通。一级PP棉过滤器的过滤精度为1μm。二级PP棉过滤器的过滤精度为0.1μm。经旋转过滤器14粗滤过的水，使用微滤组件进行过滤后，水中的杂质粒径不超过0.1μm。 

在其他实施方式中，微滤单元可包括多个并联的微滤组件，每个微滤组件包括依次连通的一级PP棉过滤器、二级PP棉过滤器，每个微滤组件的一级PP棉过滤器均与旋转过滤器连通。将经过旋转过滤器粗滤后的水分成多股进行精滤，避免了复杂环境下，精滤装置容易发生堵塞的问题，增强装置的稳定性和使用寿命。 

进一步的，每个微滤单元还包括截止阀，每个微滤单元的一级PP棉过滤器20通过截止阀与旋转过滤器14连通。当多个微滤单元的其中一个微滤组件的截止阀打开，其他微滤组件的截止阀关闭时，微滤单元处于单开状态。当多个微滤组件的其中两个微滤组件的截止阀打开，其他微滤组件的截止阀关闭时，微滤单元处于双开状态。通过调节每个微滤组件的截止阀的开关，可以实现精滤装置的单开、双开或多开，方便调节流量进行精滤。 

微滤单元后连接前置活性碳过滤器3，活性炭过滤器的过滤精度为0.1μm。该单元采用煤质活性炭，其利用煤质活性炭的比表面积大,能吸附大量颗粒物质的特性，能同时吸附较大和较小的颗粒物质，实现过滤目的。 

超滤单元4包括多个超滤装置42，超滤装置采用超滤膜过滤器。超滤装置的过滤精度为0.01μm。经微滤单元精滤的水汇集后通过超滤装置进行超滤，超滤后的水中的杂质粒径不超过0.01μm。 

在本实施方式中，上述直饮水处理设备还包括储水箱46。储水箱46与超滤装置42连接。储水箱46用于将经超滤装置42超滤的水进行缓冲以输送至纳滤装置44进行纳滤，纳滤后水中的杂质粒径不超过0.001μm。 

系统中在超滤单元后设置储水箱46，还用于反冲洗，储水箱46设有回水冲洗管道，其中的水通过回水管道用于冲洗微滤单元、超滤单元、纳滤单元,实现对微滤单元、超滤单元进行压力反冲洗, 对纳滤单元则是进行正冲洗。压力反冲洗时强度一般设置为对应单元运行流量的1.2-2倍，持续时间30-300秒。各单元冲洗的启动控制由主控模块实现，在微滤单元、超滤单元、纳滤单元的出水口处分别设置压力传感器，用于采集各单元出水口的压力情况，当压力小于一定值时，则说明对应的单元有堵塞现象，需要进行冲洗。这些设定压力值需根据具体选用的微滤装置、超滤装置、纳滤装置具体而定。例如选用PP棉过滤器时，一般需低于其正常工作的过滤压强的二分之一。这些由本领域的技术人员根据情况而定，在此不赘述。 

同时，控制中心会记录冲洗的次数，当冲洗次数达到一定值时，则需更换对应的装置，例如更换微滤装置中的PP棉过滤器，或更换纳滤装置中的膜过滤器，以保证净化效果。 

经微滤单元精滤的水汇集后通过超滤装置42进行超滤后再直接通过纳滤单元5进行纳滤，水中的杂质粒径不超过0.001μm。纳滤单元5采用多级纳滤膜过滤器。 

在本实施方式中，上述直饮水处理设备还包括紫外消毒储水箱6。紫外消毒储水箱6两端与臭氧消毒器7及纳滤单元5连通。紫外消毒储水箱6用于将经纳滤单元5纳滤的水进行缓冲及紫外消毒以输送至臭氧消毒器7进行臭氧消毒。或也可输送至纳滤装置44作为正冲洗用水。 

紫外消毒储水箱6的水经纳滤单元5纳滤的水进行缓冲及紫外消毒后可作为生活用水。 

可以理解，紫外消毒储水箱6可以省略。经纳滤单元5纳滤过的水可直接经臭氧消毒器7进行臭氧消毒后使用。或者紫外消毒储水箱6和臭氧消毒器7位置可互换。 

后置活性炭单元8采用椰壳活性炭吸附仪，该种活性炭具有改善口感、去除异味、去除色度、吸附有机物和溴酸盐的作用。椰壳活性炭吸附仪与臭氧消毒器7连通，用于去除臭氧消毒过程中产生的溴酸盐类物质，得到直饮水。 

在本实施方式中，上述直饮水处理设备还包括臭氧储水箱70。臭氧储水箱70与臭氧消毒器7及活性炭吸附仪连通。臭氧储水箱70用于将经臭氧消毒器7消毒的水进行缓冲以输送至活性炭吸附仪吸附后去除臭氧，得到直饮水；或者可直接输出饮用。 

臭氧储水箱70用于将经臭氧消毒器消毒的水进行缓冲以作为消毒水。 

可以理解，臭氧储水箱70可以省略。经臭氧消毒器消毒过的水直接经活性炭吸附仪进行吸附后，去除里面的溴酸盐类物质，得到直饮水。 

在其他实施方式中，活性炭吸附仪后面还可以连通加热器9，用于加热直饮水，得到直饮温水。加热器可采用具有快速加热功能的,常温水通过加热单元后到加热单元出水口温度达到90摄氏度以上，直接供饮用。 

可以理解，经一级PP棉过滤、超滤单元超滤或纳滤单元纳滤过的污水，均达到了排放标准，可以直接排空。 

具体实施时，一级PP棉过滤器的过滤压强控制为0.6~1.6MPa，温度为5~35℃。二级PP棉过滤器的过滤压强为1~1.6MPa，温度为5~35℃。活性炭过滤器的过滤压强为0.6~1.6MPa，温度为5~35℃。超滤装置的超滤压强为0.05-0.3MPa，温度为5~35℃。纳滤装置的纳滤压强为0.5-0.8MPa，温度为5~35℃。 

上述直饮水处理设备，结构简单，通过依次连通的取水过滤器、自动反冲洗旋转过滤器、微滤单元、超滤和纳滤单元、消毒单元及活性炭吸附仪，将污水中的泥土、一般杂质、细菌、病毒等消除，生产出的直饮水完全满足饮用要求。另外，采用多个精滤单元并列连通，避免了复杂环境下，精滤装置容易发生堵塞的问题，增强了装置的稳定性及使用寿命。 

上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种智能化直饮水控制系统，其特征在于,包括

    水处理装置,包括用于取水及对所取水进行逐级净化处理的若干设备;还包括控制所述装置整体运行并对运行状况数据进行收集的主控模块及对用于支持网络通信的通讯模块,所述通讯模块与主控模块连接;

控制中心,通过网络连接各水处理装置,与各水处理装置通讯,接收各水处理装置的运行状况数据并作出诊断及控制，将诊断和控制数据传送给水处理装置的主控模块；

若干传感器，设置于水处理装置中各个需监测的节点处，与主控模块信号连接，用于监测各节点处设备的使用情况。

2.根据权利要求1所述的智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述水处理装置包括当整体运行故障或运行状况数据偏离设定阈值时实现提醒功能的报警模块，所述报警模块与主控模块连接。

3.根据权利要求1所述的智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述水处理装置包括动力模块,取水模块和净化处理模块，所述净化处理模块包括依次通过管道连接的粗滤单元、微滤单元、超滤单元、纳滤单元、消毒杀菌单元；其中，粗滤单元通过管道连接取水模块输出端；动力模块为取水模块和净化处理模块提供工作动力。

4.根据权利要求3所述的智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述取水模块中进水处内侧设置压力传感器，当监测到进水处内侧压力低于第一设定值时，则控制停止取水启动冲洗模式。

5.根据权利要求4所述的智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述冲洗模式包括水流反冲洗或者气动反冲洗，持续时间控制为15-30秒；所述第一设定值为0.3-0.4Mpa。

6.根据权利要求3所述的智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述粗滤单元内设有压力传感器，当运行压力大于第二设定值时，则主控模块输出控制提示更换粗滤组件或进行清洗。

7.根据权利要求6所述的智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述第二设定值为0.3-0.4Mpa，采用反冲洗模式，反冲洗强度控制为8-15L/m².s，持续冲洗30-300秒。

8.根据权利要求3所述的水智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述微滤单元和/或超滤单元和/或纳滤单元内设有压力传感器，当运行压力大于各单元给定的设定值时，则主控模块输出控制进行清洗。

9.根据权利要求3-8中任意一项所述的水智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述超滤单元后设置用于冲洗微滤单元、超滤单元、纳滤单元的第一储水组件,该储水组件设有回水冲洗管道，实现对微滤单元、超滤单元进行压力反冲洗, 对纳滤单元进行正冲洗。

10.根据权利要求8所述的水智能化直饮水控制系统，其特征在于，所述压力反冲洗强度设置为对应单元运行流量的1.2-2倍，持续时间30-300秒。