CN104609620A - 一种基于地质材料的家用净水机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于地质材料的家用净水机，至少包括进水口、出水口、水流开关以及外壳，所述净水机中设置有六级水质净化及矿化模块、地质矿物材料滤芯自动化再生模块和滤芯使用状况监测模块，所述六级水质净化及矿化模块由依次排列的六级水质净化滤芯组成；所述的地质矿物材料滤芯自动化再生模块由自动改性反冲洗单元和紫外消毒杀菌单元组成；所述的滤芯使用状况监测模块包括监测部分、电路控制部分以及显示屏。该净水机能够在不破坏天然水结构的前提下去除水中所含有的重金属和氮磷污染物，并释放出对人体有益的微量矿物元素，最终得到含有有益矿物元素的活性小分子水健康水。

Description

一种基于地质材料的家用净水机

技术领域

本发明涉及一种家用净水机，尤其涉及一种基于地质矿物材料的净水机。

背景技术

目前，我国水污染情况日益严重。据调查资料显示：全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重，我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40％。随着人们健康观念的不断提升，对于饮用水的水质要求越来越高。但是目前大部分自来水厂处理工艺落后，所生产的自来水属极低标准水；即使部分达标的自来水在输水管网、高楼水塔中也会造成二次污染而不达标。

目前市面上的各类净水器，滤芯大多采用RO反渗透膜，其核心技术为反渗透技术。即使是没有经过污染的天然水，经过反渗透法等一系列提纯工艺抽走了水中所有矿物元素后，也会失去小分子团赖以支撑结构的支架而“退化”，并且因没有任何矿物元素而失去其生理功能。长期饮用纯净水，会降低人体免疫功能，使体内一些有益的营养物质流失。

部分标明具有矿化功能的净水器大多只是添加烧结麦饭石球，该滤料加工工艺为磨粉后用有机粘结剂粘结，这样将导致矿物天然微孔结构破坏，降低其交换吸附能力，并会导致矿物内有害矿物元素析出；有机粘结剂长期浸泡在水体中，也会造成二次污染。无机矿物质材料由于其成本低廉、易获取、净化效果好且不破坏水的天然结构等优势受到国内外研究的重视，利用改性加工处理的地质矿物材料对水体净化，可得到含有有益矿物元素的活性小分子水。

发明内容

本发明提供了一种基于地质材料的家用净水机，解决了现有技术中的不足，该净水机能够在不破坏天然水结构的前提下去除水中所含有的重金属和氮磷污染物，并释放出对人体有益的微量矿物元素，最终得到含有有益矿物元素的活性小分子水健康水。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种基于地质材料的家用净水机，至少包括进水口、出水口、水流开关以及外壳，所述净水机中设置有六级水质净化及矿化模块、地质矿物材料滤芯自动化再生模块和滤芯使用状况监测模块，所述六级水质净化及矿化模块由依次排列的六级水质净化滤芯组成，依次为PP棉滤芯、果壳活性炭滤芯、中空纤维超滤膜滤芯、火山石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯和改性麦饭石矿物滤芯；所述的地质矿物材料滤芯自动化再生模块由自动改性反冲洗单元和紫外消毒杀菌单元组成，其中自动改性反冲洗单元用于对六级水质净化及矿化模块中的地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复其吸附能力，实现矿物滤料的原位再生；紫外消毒杀菌单元用于对地质矿物进行杀菌消毒；所述的滤芯使用状况监测模块包括监测部分、电路控制部分以及显示屏，所述监测部分用于监测各级滤芯的使用时间以及进水处及出水处的水质及压力，并通过电路控制部分对以上数据进行自动比较计算，从而确定各级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况。

所述的自动改性反冲洗单元包括改性试剂投放盒、反冲洗电磁阀以及废水排放口，改性试剂投放盒通过管道依次与改性麦饭石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯以及火山石矿物滤芯连接，所述改性试剂为NaCl改性试剂，NaCl溶液通过管道注入上述滤芯内，对地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复吸附能力，实现矿物滤料的原位再生；改性完毕后，通入清水对改性麦饭石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯以及火山石矿物滤芯进行反冲洗，同时对中空纤维超滤膜滤芯进行反冲洗，冲洗后的废水和改性NaCl溶液由废水排放口排出。

所述的紫外消毒杀菌单元包括三个潜水式UV紫外线灯，所述的潜水式UV紫外线灯分别位于火山石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯和改性麦饭石矿物滤芯中，对矿物滤料进行杀菌消毒。

所述的监测部分中设置有水流开关计时器，所述水流开关计时器与水流开关连接，用于记录使用时间；当净水机在使用时，水流开关会随水的流动而打开，水流开关计时器据此开始计时并存储下各级滤芯有效使用时间，当达到设定好的使用时间后，提示更换滤芯。

所述的监测部分中设置有电导率电极和压力传感器，所述电导率电极和压力传感器设置在各级滤芯的进水处和出水处，在净水过程中实时监测各级滤芯进水处及出水处的水质及压力，并通过电路控制部分进行自动比较计算，从而确定各级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况，提醒用户在必要时更换滤芯。

在正常净水工作状态时，市政自来水通过进水口进入净水机，水流开关在水的推动下闭合，整个电路控制系统开始工作，市政自来水经过第一级PP棉滤芯，能够滤除悬浮物、泥沙、红虫、铁锈、胶体等水中杂质。所采用的PP棉滤芯孔径致密、均匀，外疏内密，保障了水流速度，层层阻隔，确保过滤效率最大化，也从而有效地延长超滤膜的使用寿命。经过PP棉过滤后的水通过连接管进入第二级果壳活性炭滤芯，可以吸附余氯、腐殖质、消毒副产物、有机物、异味、异色等水中杂质。所采用的果壳活性炭滤料是以含碳量很高的核桃壳、杏壳、椰子壳等为原料经过除杂碳化，然后经筛选、活化、冷却、筛分等系列生产工艺精加工而成，具有很大的比表面积和吸附性能，是一种非常有效的水处理滤料。经过果壳活性炭滤芯后的水通过连接管进入第三级中空纤维超滤膜滤芯，孔径为0.01微米，可去除水中大分子物质、细菌、病毒等，去除率高达99％，能够完全过滤水中杂质等有害物质，并保留对人体有益的矿物质微量元素。经过中空纤维超滤膜滤芯后的水通过连接管进入火山石矿物滤芯，利用火山石天然多孔结构，对水体进行过滤与吸附，并能调节水体pH值至弱碱性。经火山石处理后的水通过连接管流入改性沸石矿物滤芯，利用改性沸石的离子交换与吸附能力，去除水体中重金属和氮磷污染物。最后，经上述五级处理的水通过连接管流入改性麦饭石矿物滤芯，利用改性麦饭石的离子交换与吸附能力，进一步去除水体中重金属和氮磷污染物，并释放人体所需微量矿物元素。所述的地质矿物材料滤芯自动化再生模块，包括自动改性反冲洗模块和紫外消毒杀菌模块，能恢复地质矿物材料进行净水能力。其原理为，在净水机内安置的电导率电极和压力传感器检测到水质不达标或滤芯堵塞程度过大时，电路控制部分启动改性反冲洗模式，提醒用户在改性试剂投放口加入适量NaCl改性试剂。在确认添加完毕后，系统自动将NaCl溶液通过多通道连接管注入地质矿物材料滤料管内，对地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复其吸附能力，实现矿物滤料的原位再生。

在改性结束之后，电路控制相关电磁阀，通入清水对后三级地质矿物材料滤芯及第三级超滤膜滤芯分两部分进行冲洗，互不干扰，以防改性矿物材料所用的NaCl堵塞超滤膜。冲洗后的废水和改性废液将由废水口排出。然后，置于矿物滤芯内部的潜水式UV紫外线灯将开启，对矿物滤料进行杀菌消毒10分钟，以防止细菌滋生。

所述的滤芯使用状况监测模块包括水流开关计时器、电导率电极、压力传感器及相应电路控制部分。其原理为当净水机在使用时，水流开关会随水的流动而打开，电路据此开始计时并存储下各级滤芯有效使用时间，当达到设定好的使用时间后，提示更换滤芯。在净水机滤芯进水处及出水处布置有电导率电极和压力传感器，在净水过程中实时监测滤芯进水处及出水处水质及压力，通过电路程序、芯片进行自动比较计算，从而确定该级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况，提醒用户在必要时更换滤芯。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、采用改性处理后的火山石、沸石和麦饭石这三种地质矿物材料，利用其离子交换吸附能力，对PP棉、果壳活性炭滤料和中空纤维超滤膜过滤后的水进一步净化和矿化，在不破坏天然水结构的前提下去除水中所含有的重金属和氮磷污染物，并释放出对人体有益的微量矿物元素，最终得到含有有益矿物元素的活性小分子水健康水。2、该净水器针对各级滤芯设有水流开关计时器、电导率电极和压力传感器多重滤芯使用寿命监测系统，能准确判断滤芯使用状况，及时提醒用户更换滤芯，保证净水机净水效果；3、针对所采用的地质矿物材料滤芯设有地质矿物材料自动化再生模块，能对地质矿物材料净化与矿化能力进行恢复，保证净化效果，降低更换滤芯频率。该净水机具有广泛的应用前景和市场推广价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于地质材料的家用净水机的工作原理示意图；

图2为本发明实施例提供的基于地质材料的家用净水机的整体结构示意图；

图3为本发明实施例中正常供水时的水流向图；

图4为本发明实施例中进行改性处理时的水流向图；

图5为本发明实施例中进行反冲洗时的水流向图；

图中：1-进水口，2-出水口，3-水流开关，4-PP棉滤芯，5-果壳活性炭滤芯，6-中空纤维超滤膜滤芯，7-火山石矿物滤芯，8-改性沸石矿物滤芯，9-改性麦饭石矿物滤芯，10-电路控制部分，11-显示屏，12-改性试剂投放盒，13-废水排放口，14-潜水式UV紫外线灯，15-电导率电极，16-压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

本发明所提供的基于地质材料的家用净水机的原理图如图1所示，其实体结构的整体示意图如图2所示，所述净水机中设置有六级水质净化及矿化模块、地质矿物材料滤芯自动化再生模块、滤芯使用状况监测模块、进水口1、出水口2、水流开关3以及外壳。

所述六级水质净化及矿化模块由依次排列的六级水质净化滤芯组成，依次为PP棉滤芯4、果壳活性炭滤芯5、中空纤维超滤膜滤芯6、火山石矿物滤芯7、改性沸石矿物滤芯8和改性麦饭石矿物滤芯9。

在正常净水工作状态时，市政自来水通过进水口进入净水机，电磁阀A、D、F、G处于开启状态，其余电磁阀关闭，水流向图如图3所示。水流开关在水的推动下闭合，整个电路控制系统开始工作，市政自来水经过第一级PP棉滤芯，能够滤除悬浮物、泥沙、红虫、铁锈、胶体等水中杂质。所采用的PP棉滤芯孔径致密、均匀，外疏内密，保障了水流速度，层层阻隔，确保过滤效率最大化，也从而有效地延长超滤膜的使用寿命。经过PP棉过滤后的水通过连接管进入第二级果壳活性炭滤芯，可以吸附余氯、腐殖质、消毒副产物、有机物、异味、异色等水中杂质。所采用的果壳活性炭滤料是以含碳量很高的核桃壳、杏壳、椰子壳等为原料经过除杂碳化，然后经筛选、活化、冷却、筛分等系列生产工艺精加工而成，具有很大的比表面积和吸附性能，是一种非常有效的水处理滤料。经过果壳活性炭滤芯后的水通过连接管进入第三级中空纤维超滤膜滤芯，孔径为0.01微米，可去除水中大分子物质、细菌、病毒等，去除率高达99％，能够完全过滤水中杂质等有害物质，并保留对人体有益的矿物质微量元素。经过中空纤维超滤膜滤芯后的水通过连接管进入火山石矿物滤芯，利用火山石天然多孔结构，对水体进行过滤与吸附，并能调节水体pH值至弱碱性。经火山石处理后的水通过连接管流入改性沸石矿物滤芯，利用改性沸石的离子交换与吸附能力，去除水体中重金属和氮磷污染物。最后，经上述五级处理的水通过连接管流入改性麦饭石矿物滤芯，利用改性麦饭石的离子交换与吸附能力，进一步去除水体中重金属和氮磷污染物，并释放人体所需微量矿物元素。

所述的滤芯使用状况监测模块包括监测部分、电路控制部分10以及显示屏11，所述监测部分用于监测各级滤芯的使用时间以及进水处及出水处的水质及压力，并通过电路控制部分对以上数据进行自动比较计算，从而确定各级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况。所述的监测部分中设置有水流开关计时器，所述水流开关计时器与水流开关连接，用于记录使用时间；当净水机在使用时，水流开关会随水的流动而打开，水流开关计时器据此开始计时并存储下各级滤芯有效使用时间，当达到设定好的使用时间后，提示更换滤芯。所述的监测部分中设置有电导率电极15和压力传感器16，所述电导率电极和压力传感器设置在各级滤芯的进水处和出水处，在净水过程中实时监测各级滤芯进水处及出水处的水质及压力，并通过电路控制部分进行自动比较计算，从而确定各级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况，提醒用户在必要时更换滤芯。

所述的地质矿物材料滤芯自动化再生模块由自动改性反冲洗单元和紫外消毒杀菌单元组成，其中自动改性反冲洗单元用于对六级水质净化及矿化模块中的地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复其吸附能力，实现矿物滤料的原位再生。所述的自动改性反冲洗单元包括改性试剂投放盒12、反冲洗电磁阀以及废水排放口13，改性试剂投放盒12通过管道依次与改性麦饭石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯以及火山石矿物滤芯连接，所述改性试剂为NaCl改性试剂，NaCl溶液通过管道注入上述滤芯内，对地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复吸附能力，实现矿物滤料的原位再生。

本实施例中，在净水机内安置的电导率电极和压力传感器检测到水质不达标或滤芯堵塞程度过大时，电路控制部分启动改性反冲洗模式，此时电磁阀B、C、H开启，其余电磁阀关闭，并提醒用户在改性试剂投放口加入适量NaCl改性试剂。在确认添加完毕后，系统自动将NaCl溶液通过多通道连接管注入地质矿物材料滤料管内，对地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复其吸附能力，实现矿物滤料的原位再生，此状态下的水流向图如图4所示。

改性完毕后，通入清水对改性麦饭石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯以及火山石矿物滤芯进行反冲洗，同时对中空纤维超滤膜滤芯进行反冲洗，冲洗后的废水和改性NaCl溶液由废水排放口排出。在本实施例中，电路控制部分控制电磁阀B、C、E、F、H开启，其余电磁阀关闭，通入清水对后三级地质矿物材料滤芯及第三级超滤膜滤芯分两部分进行冲洗，互不干扰，以防改性矿物材料所用的NaCl堵塞超滤膜。冲洗后的废水和改性废液将由废水口排出，此状态下的水流向图如图5所示。

紫外消毒杀菌单元用于对地质矿物进行杀菌消毒；所述的紫外消毒杀菌单元包括三个潜水式UV紫外线灯14，所述的潜水式UV紫外线灯分别位于火山石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯和改性麦饭石矿物滤芯中，对矿物滤料进行杀菌消毒10分钟，以防止细菌滋生。

Claims (5)

1.一种基于地质材料的家用净水机，至少包括进水口、出水口、水流开关以及外壳，其特征在于：所述净水机中设置有六级水质净化及矿化模块、地质矿物材料滤芯自动化再生模块和滤芯使用状况监测模块，所述六级水质净化及矿化模块由依次排列的六级水质净化滤芯组成，依次为PP棉滤芯、果壳活性炭滤芯、中空纤维超滤膜滤芯、火山石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯和改性麦饭石矿物滤芯；所述的地质矿物材料滤芯自动化再生模块由自动改性反冲洗单元和紫外消毒杀菌单元组成，其中自动改性反冲洗单元用于对六级水质净化及矿化模块中的地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复其吸附能力，实现矿物滤料的原位再生；紫外消毒杀菌单元用于对地质矿物进行杀菌消毒；所述的滤芯使用状况监测模块包括监测部分、电路控制部分以及显示屏，所述监测部分用于监测各级滤芯的使用时间以及进水处及出水处的水质及压力，并通过电路控制部分对以上数据进行自动比较计算，从而确定各级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况。

2.根据权利要求1所述的基于地质材料的家用净水机，其特征在于：所述的自动改性反冲洗单元包括改性试剂投放盒、反冲洗电磁阀以及废水排放口，改性试剂投放盒通过管道依次与改性麦饭石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯以及火山石矿物滤芯连接，所述改性试剂为NaCl改性试剂，NaCl溶液通过管道注入上述滤芯内，对地质矿物进行改性活化，使矿物孔道疏通打开，重新恢复吸附能力，实现矿物滤料的原位再生；改性完毕后，通入清水对改性麦饭石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯以及火山石矿物滤芯进行反冲洗，同时对中空纤维超滤膜滤芯进行反冲洗，冲洗后的废水和改性NaCl溶液由废水排放口排出。

3.根据权利要求1所述的基于地质材料的家用净水机，其特征在于：所述的紫外消毒杀菌单元包括三个潜水式UV紫外线灯，所述的潜水式UV紫外线灯分别位于火山石矿物滤芯、改性沸石矿物滤芯和改性麦饭石矿物滤芯中，对矿物滤料进行杀菌消毒。

4.根据权利要求1所述的基于地质材料的家用净水机，其特征在于：所述的监测部分中设置有水流开关计时器，所述水流开关计时器与水流开关连接，用于记录使用时间；当净水机在使用时，水流开关会随水的流动而打开，水流开关计时器据此开始计时并存储下各级滤芯有效使用时间，当达到设定好的使用时间后，提示更换滤芯。

5.根据权利要求1所述的基于地质材料的家用净水机，其特征在于：所述的监测部分中设置有电导率电极和压力传感器，所述电导率电极和压力传感器设置在各级滤芯的进水处和出水处，在净水过程中实时监测各级滤芯进水处及出水处的水质及压力，并通过电路控制部分进行自动比较计算，从而确定各级滤芯净化能力和滤芯堵塞程度，并在显示屏上实时显示滤芯运行状况，提醒用户在必要时更换滤芯。