CN104291414B - 反渗透净水系统、反渗透净水机及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种反渗透净水系统、反渗透净水机及控制方法。反渗透净水系统，包括预处理单元，还包括：水质硬度传感器，设置在预处理单元之前，用于检测原水的水质硬度；反渗透处理单元，设置于预处理单元之后，包括反渗透膜过滤装置和冲洗单元，反渗透膜过滤装置用于净化预处理单元处理后的水质，冲洗单元用于对反渗透膜过滤装置进行冲洗；电控系统，根据水质硬度传感器检测到的水质硬度调节反渗透处理单元的冲洗程度。根据本发明的反渗透净水系统，可以根据原水的水质硬度调节冲洗程度，防止反渗透膜过滤装置的结垢污染。

Description

反渗透净水系统、反渗透净水机及控制方法
技术领域
本发明涉及净水机领域，具体而言，涉及一种反渗透净水系统、反渗透净水机及控制方法。
背景技术
现有的反渗透净水机一般包括前处理过滤装置、水泵和反渗透膜过滤装置，进入反渗透净水机的原水经过反渗透膜过滤装置过滤后分为净水和浓水。由反渗透净水机产生的净水，能够达到卫生部规定的水质标准，可以直接饮用，但反渗透净水机产生浓水在使用时常常直接排放掉。目前，反渗透净水机系统所能达到的净水与废水的比例为1：3，即制造1吨的净水，则有3吨的浓水排放浪费掉，回收率仅为25％。对于一个安装了反渗透净水机的三口之家而言，如果半年需要使用2吨的净水，就意味着要有6吨的浓水被白白浪费掉，因此，提高原水回收率已经成为反渗透净水领域的重中之重。
但是，现有的节水方式一般采用浓水回流、多膜级联以及减小废水比的方式，这些方式如果不考虑地域水质差异和水质的实时情况，会造成反渗透膜过滤装置的结垢和污堵，导致反渗透膜过滤装置寿命降低，增加净水机的使用成本。
发明内容
本发明实施例中提供一种反渗透净水系统、反渗透净水机及控制方法，可以根据原水的水质硬度调节冲洗程度，防止反渗透膜过滤装置的结垢污染。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种反渗透净水系统，包括预处理单元，所述反渗透净水系统还包括：水质硬度传感器，设置在所述预处理单元之前，用于检测原水的水质硬度；反渗透处理单元，设置于所述预处理单元之后，包括反渗透膜过滤装置和冲洗单元，所述反渗透膜过滤装置用于净化所述预处理单元处理后的水质，所述冲洗单元用于对所述反渗透膜过滤装置进行冲洗；电控系统，根据所述水质硬度传感器检测到的水质硬度调节所述反渗透处理单元的冲洗程度。
作为优选，所述反渗透膜过滤装置设有净水出水管和浓水出水管，所述浓水出水管上设有循环支管，所述循环支管上设有控制该支管通断的比例电磁阀，所述冲洗单元通过所述循环支路对所述反渗透膜过滤装置进行冲洗。
作为优选，所述反渗透处理单元还包括TDS水质检测装置，所述TDS水质检测装置设置在所述反渗透膜过滤装置的进水端，用于实时检测进入所述反渗透膜过滤装置的水质TDS值，所述电控系统根据水质TDS值设置所述比例电磁阀的浓水回流比例。
作为优选，所述反渗透处理单元还包括稳压泵，所述稳压泵设置在所述TDS水质检测装置与所述反渗透膜过滤装置之间。
作为优选，所述反渗透处理单元还包括感温装置，所述感温装置连接至所述TDS水质检测装置的进水端。
作为优选，所述反渗透净水系统还包括储水单元、高压检测装置设置和进水电磁阀，所述高压检测装置设置在连接所述反渗透处理单元与所述储水单元之间的储水支管上，所述进水电磁阀设置在所述预处理单元与所述反渗透处理单元之间，当所述高压检测装置检测到所述储水支管的水压下降时，所述进水电磁阀开启，所述反渗透净水系统制水。
作为优选，所述反渗透净水系统还包括后处理单元，所述后处理单元连接至反渗透处理单元，用于在供应净水前对净水进行处理。
根据本发明的另一方面，还提供一种反渗透净水机，包括上述的反渗透净水系统。
根据本发明的另一方面，还提供一种反渗透净水机的控制方法，包括以下步骤：S1：实时检测原水的水质硬度；S2：实时接收检测到的水质硬度值；S3：根据检测到的水质硬度值设置反渗透处理单元的冲洗程度。
作为优选，所述步骤S3包括：S31：将检测到的水质硬度值与电控冲洗程序的参数进行匹配；S32：根据匹配结果选择电控冲洗程序，使冲洗程度与水质硬度值相匹配。
作为优选，所述步骤S32包括：S321：当检测到原水的水质硬度值为G≤G1时，控制反渗透净水系统的制水量为V1，冲洗时间为T1；S322：当检测到原水的水质硬度值为G1＜G≤G2时，控制反渗透净水系统的制水量为V2，冲洗时间为T2，其中V1>V2；S323：当检测到原水的水质硬度值为G＞G2时，控制反渗透净水系统的制水量为V3，冲洗时间为T3，其中V2>V3；其中，G为检测的水质硬度值，G1和G2是预先设定的水质硬度值。
作为优选，所述的控制方法还包括以下步骤：S4：实时检测水质TDS值；S5：实时接收检测到的水质TDS值；S6：根据检测到的水质TDS值调整浓水回流的比例。
作为优选，所述步骤S6包括：S61：将检测到的水质TDS值与浓水回流控制程序的参数进行匹配；S62：根据匹配结果选择浓水回流控制程序，使浓水回流比例与水质TDS值相匹配。
作为优选，所述步骤S62包括：S621：当检测到水质TDS值D≤D1时，控制反渗透净水系统的浓水全部回流；S622：当检测到水质TDS值D1＜D≤D2时，控制反渗透净水系统的浓水部分回流；S623：当检测到水质TDS值D＞D2时，控制反渗透净水系统的浓水部分浓水不回流；其中，D为检测的水质TDS值，D1和D2是预先设定的水质TDS值。
应用本发明的技术方案，反渗透净水系统包括预处理单元，还包括：水质硬度传感器，设置在预处理单元之前，用于检测原水的水质硬度；反渗透处理单元，设置于预处理单元之后，包括反渗透膜过滤装置和冲洗单元，反渗透膜过滤装置用于净化预处理单元处理后的水质，冲洗单元用于对反渗透膜过滤装置进行冲洗；电控系统，根据水质硬度传感器检测到的水质硬度调节反渗透处理单元的冲洗程度。由于采用水质硬度传感器检测水质硬度，电控系统根据水质硬度调节冲洗程度，可以防止反渗透膜过滤装置的结垢污染。
附图说明
图1是本发明实施例的反渗透净水系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、水质硬度传感器；2、PP棉滤芯；3、低压检测装置；4、活性炭滤芯；5、炭棒滤芯；6、进水电磁阀；7、流量计；8、稳压泵；9、反渗透膜过滤装置；10、净水逆止阀；11、浓水控制电磁阀；12、高压检测装置；13、储水单元；14、复合滤芯；15、净水出水单元；16、循环比例电磁阀；17、循环逆止阀；18、感温装置；19、TDS水质检测装置；100、进水管路；101、净水出水管；102、净水取用支管；103、储水支管；104、浓水出水管；105、循环支管；106、浓水排出支管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，反渗透净水系统，包括：水质硬度传感器1，用于检测原水的水质硬度；预处理单元，用于对原水进行过滤；反渗透处理单元，包括反渗透膜过滤装置9和冲洗单元，设置于预处理单元之后，反渗透膜过滤装置9用于净化预处理单元处理后的水质，冲洗单元用于对反渗透膜过滤装置9进行冲洗；电控系统，根据水质硬度传感器1检测到的水质硬度调节反渗透处理单元的冲洗程度；水质硬度传感器1、预处理单元和反渗透膜过滤装置9依次串联在进水管路100上。
预处理单元包括依次串联连接的PP棉滤芯2、活性炭滤芯4和炭棒滤芯5，用于对原水进行反渗透处理前的过滤，其中，活性炭滤芯4可以采用颗粒炭滤芯。优选地，本发明实施例的反渗透净水系统还包括用于自动检测水压的低压检测装置3，低压检测装置设置在PP棉滤芯2和活性炭滤芯4之间，用于自动检测水压，在水压低时避免反渗透净水系统空转运行。
本发明实施例中，采用水质硬度传感器1实时测试原水的水质硬度，电控系统接收水质硬度传感器1检测到的水质硬度，然后将接收到的水质硬度值与电控冲洗程序的参数进行匹配，根据匹配结果选择电控冲洗程序来设置冲洗程度，例如冲洗频率、冲洗时间等。
根据水质硬度值不同，电控冲洗程序的基本原则是当检测到水质硬度高时，调整电控冲洗程序至冲洗频率高、冲洗时间长的程序，以防止反渗透膜过滤装置9在水质硬度较高时因冲洗不够，膜面发生结垢。当检测到水质硬度低时，调整电控冲洗程序至冲洗频率低、冲洗时间短的程序，避免在水质硬度较低时因频繁冲洗而造成水资源的浪费。一般而言，电控冲洗程序可以设为：当检测到原水的水质硬度值为G≤G1时，控制反渗透净水系统的制水量为V1，冲洗时间为T1；当检测到原水的水质硬度值为G1＜G≤G2时，控制反渗透净水系统的制水量为V2，冲洗时间为T2，其中V1>V2；当检测到原水的水质硬度值为G＞G2时，控制反渗透净水系统的制水量为V3，冲洗时间为T3，其中V2>V3；其中，G为检测到的水质硬度值，G1和G2为电控系统预设的水质硬度值，可根据具体情况选择不同的参数设置。
本发明实施例中，电控系统设有六组可选的电控冲洗程序，具体参数如表1所示。当原水的水质硬度值范围为≤50mg/L时，选择电控冲洗程序1，即制水量为60L，冲洗0.5min；当原水的水质硬度值范围为50mg/L＜水质硬度≤100mg/L时，选择电控冲洗程序2，即制水量为50L，冲洗0.5min；当原水的水质硬度值范围为100mg/L＜水质硬度≤150mg/L时，选择电控冲洗程序3，即制水量为40L，冲洗0.5min；当原水的水质硬度值范围为150mg/L＜水质硬度≤200mg/L时，选择电控冲洗程序4，即制水量为30L，冲洗1min；当原水的水质硬度值范围为200mg/L＜水质硬度≤250mg/L时，选择电控冲洗程序5，即制水量为20L，冲洗1min；当原水的水质硬度值范围为＞250mg/L时，选择电控冲洗程序6，即制水量为10L，冲洗1min。
表1.电控冲洗程序参数表
程序选择 原水水质(mg/L) 制水量(L) 冲洗时间(min)
电控冲洗程序1 水质硬度≤50 60 0.5
电控冲洗程序2 50＜水质硬度≤100 50 0.5
电控冲洗程序3 100＜水质硬度≤150 40 0.5
电控冲洗程序4 150＜水质硬度≤200 30 1
电控冲洗程序5 200＜水质硬度≤250 20 1
电控冲洗程序6 水质硬度＞250 10 1
反渗透处理单元包括反渗透膜过滤装置9，反渗透膜过滤装置9设有净水出水管101和浓水出水管104，浓水出水管104包括循环支管105和浓水排出支管106，循环支管105上设有控制该支管通断的循环控制阀，并通过进水管路100连接至反渗透膜过滤装置9的进水端，冲洗单元通过循环支路105对反渗透膜过滤装置9进行冲洗。
本实施例中，反渗透处理单元的循环控制阀采用循环比例控制阀16，还包括稳压泵8、感温装置18、TDS水质检测装置19和循环逆止阀17。在水压较大时，采用循环逆止阀17可以防止发生倒流，稳压泵8设置在反渗透膜过滤装置9之前，可以为反渗透膜过滤装置9提供压力。TDS水质检测装置19和感温装置18设置在进水管路100上，实时检测进入反渗透膜过滤装置9的水质TDS值，电控系统接收水质TDS值，并根据水质TDS值设置循环比例电磁阀16的浓水回流比例，可以进一步达到提高产水回收率的效果，还可以避免因回流量设置不当对反渗透膜造成的污染。循环逆止阀17和循环比例电磁阀16依次串联在循环支管105上，与串联在进水管路100上的TDS水质检测装置19、感温装置18、稳压泵8和反渗透膜过滤装置9组成循环回路，完成循环冲洗。
进一步地，由于采用TDS水质检测装置19实时检测水质TDS值，电控系统还可以根据接收到的水质TDS值的不同，选择浓水回流控制程序，以控制循环比例电磁阀16的开度，从而控制浓水回流比例。
根据水质TDS值的不同，浓水回流控制程序可以设为：当检测到水质TDS值D≤D1时，控制反渗透净水系统的浓水全部回流；当检测到水质TDS值D1＜D≤D2时，控制反渗透净水系统的浓水部分回流；当检测到水质TDS值D＞D2时，控制反渗透净水系统的浓水部分浓水不回流。其中，D为检测到的水质TDS值，D1和D2为电控系统预设的水质TDS值，根据具体情况选择不同的参数设置，并将接收到的水质TDS值与浓水回流控制程序的参数进行匹配，选择浓水回流控制程序。
本发明实施例中，电控系统设有三组浓水回流控制程序，具体参数如表2所示。当泵前水质TDS≤200mg/L时，电控系统选择浓水回流控制程序1，电磁阀处于全开状态，浓水全部回流；当泵前水质TDS值范围为200mg/L＜TDS≤400mg/L时，电控系统选择浓水回流控制程序2，电磁阀处于半开状态，浓水部分回流；当泵前水质TDS＞400mg/L时，电控系统选择浓水回流控制程序3，电磁阀关闭，浓水不回流。
表2.浓水回流控制程序参数表
程序选择 水质TDS值(mg/L) 回流量
浓水回流控制程序1 TDS≤200 全部回流
浓水回流控制程序2 200＜TDS≤400 部分回流
浓水回流控制程序3 TDS＞400 不回流
反渗透处理单元产生的浓水由浓水排出支管106排出。优选地，浓水排出支管106上还可以设置浓水控制电磁阀11，以控制浓水排出支管106的开闭。
经过反渗透处理单元产生的净水，通过反渗透膜过滤装置9的净水出水管101流出，本实施例中，所述反渗透净水系统还包括储水单元13，用于储存所述反渗透处理单元产出的净水。所述净水出水管101设有储水支管102和净水取用支管103，所述储水支管103连接至所述储水单元13，净水取用支管102可以连接至净水出水单元15。当净水出水单元15打开时，净水可以由反渗透处理单元的净水出水管101直接通过净水取用支管102供应至净水出水单元15，也可以由储水单元13内储存的净水供应至净水出水单元15，此时，储水单元13内储存的净水经由储水支管103流入净水取用支管102，然后供应至净水出水单元15。为防止水压过大时的回流，净水出水管101上可以设有净水逆止阀10。
优选地，净水取用支管102上优选地设有后处理单元，后处理单元包括复合滤芯14，复合滤芯14可以为炭棒和超滤膜滤料，也可以为其他材料，反渗透处理单元的净水和储水单元13中存储的净水经后处理单元处理后，最终达到去除细菌、异味等作用，供应至净水出水单元15。
优选地，在储水支管103上设置高压检测装置12，在进水管路100上设置进水电磁阀6，本实施例中，高压检测装置12为高压开关，进水电磁阀6设置在预处理单元与反渗透处理单元之间，当高压开关检测到储水支管103的水压下降时，进水电磁阀6开启，反渗透净水系统制水，以保证储水单元13中的储水量，方便用户随时使用净水；当水压升高时，进水电磁阀6关闭，反渗透净水系统停止制水。
优选地，反渗透净水系统还设有流量计7，流量计7设置在进水电磁阀6与反渗透处理单元之间，用于记录水流总量，通过水流总量达到对各单元的零部件使用寿命进行提醒的目的，达到更好的过滤效果。
根据本发明的另一方面，还提供一种反渗透净水机，包括上述的反渗透净水系统。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种反渗透净水系统，包括预处理单元，其特征在于，所述反渗透净水系统还包括：
水质硬度传感器，设置在所述预处理单元之前，用于检测原水的水质硬度；
反渗透处理单元，设置于所述预处理单元之后，包括反渗透膜过滤装置和冲洗单元，所述反渗透膜过滤装置用于净化所述预处理单元处理后的水质，所述冲洗单元用于对所述反渗透膜过滤装置进行冲洗；
电控系统，根据所述水质硬度传感器检测到的水质硬度调节所述反渗透处理单元的冲洗程度。
2.根据权利要求1所述的反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透膜过滤装置设有净水出水管和浓水出水管，所述浓水出水管上设有循环支管，所述循环支管上设有控制该支管通断的比例电磁阀，所述冲洗单元通过所述循环支路对所述反渗透膜过滤装置进行冲洗。
3.根据权利要求2所述的反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透处理单元还包括TDS水质检测装置，所述TDS水质检测装置设置在所述反渗透膜过滤装置的进水端，用于实时检测进入所述反渗透膜过滤装置的水质TDS值，所述电控系统根据水质TDS值设置所述比例电磁阀的浓水回流比例。
4.根据权利要求3所述的反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透处理单元还包括稳压泵，所述稳压泵设置在所述TDS水质检测装置与所述反渗透膜过滤装置之间。
5.根据权利要求4所述的反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透处理单元还包括感温装置，所述感温装置连接至所述TDS水质检测装置的进水端。
6.根据权利要求1至5任一项所述的反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透净水系统还包括储水单元、高压检测装置和进水电磁阀，所述高压检测装置设置在连接所述反渗透处理单元与所述储水单元之间的储水支管上，所述进水电磁阀设置在所述预处理单元与所述反渗透处理单元之间，当所述高压检测装置检测到所述储水支管的水压下降时，所述进水电磁阀开启，所述反渗透净水系统制水。
7.根据权利要求6所述的反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透净水系统还包括后处理单元，所述后处理单元连接至反渗透处理单元，用于在供应净水前对净水进行处理。
8.一种反渗透净水机，包括反渗透净水系统，其特征在于，所述反渗透净水系统为权利要求1至7任一项所述的反渗透净水系统。
9.一种反渗透净水机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：实时检测原水的水质硬度；
S2：实时接收检测到的水质硬度值；
S3：根据检测到的水质硬度值设置反渗透处理单元的冲洗程度。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31：将检测到的水质硬度值与电控冲洗程序的参数进行匹配；
S32：根据匹配结果选择电控冲洗程序，使冲洗程度与水质硬度值相匹配。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S32包括：
S321：当检测到原水的水质硬度值为G≤G1时，控制反渗透净水系统的制水量为V1，冲洗时间为T1；
S322：当检测到原水的水质硬度值为G1＜G≤G2时，控制反渗透净水系统的制水量为V2，冲洗时间为T2，其中，V1>V2；
S323：当检测到原水的水质硬度值为G＞G2时，控制反渗透净水系统的制水量为V3，冲洗时间为T3，其中，V2>V3；
其中，G为检测的水质硬度值，G1和G2是预先设定的水质硬度值。
12.根据权利要求9至11任一项所述的控制方法，其特征在于，所述的控制方法还包括以下步骤：
S4：实时检测水质TDS值；
S5：实时接收检测到的水质TDS值；
S6：根据检测到的水质TDS值调整浓水回流的比例。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
S61：将检测到的水质TDS值与浓水回流控制程序的参数进行匹配；
S62：根据匹配结果选择浓水回流控制程序，使浓水回流比例与水质TDS值相匹配。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S62包括：
S621：当检测到水质TDS值D≤D1时，控制反渗透净水系统的浓水全部回流；
S622：当检测到水质TDS值D1＜D≤D2时，控制反渗透净水系统的浓水部分回流；
S623：当检测到水质TDS值D＞D2时，控制反渗透净水系统的浓水不回流；
其中，D为检测的水质TDS值，D1和D2是预先设定的水质TDS值。
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