CN104692549A - 一种无废水净水机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及净水机技术领域，具体涉及一种无废水净水机，包括通过管道依次连接的前置过滤器、进水电磁阀、增压泵、滤芯机构和RO膜，前置过滤器与原水管线连接，RO膜的浓水出口连接有浓水出水管，浓水出水管设置有循环泵，浓水出水管的出口端分别连接有浓水回水管和生活用水管线，浓水回水管的出水端与增压泵的出水端连接，浓水回水管设置有单向阀；强排保护管线设置有常闭电磁阀，原水管线与生活管线之间设置有旁路管线，旁路管线设置有水流开关和单向阀，水流开关、常开电磁阀、常闭电磁阀、增压泵和循环泵分别与电控装置电连接。该净水机能实现在制取纯水时浓水不必排出，达到无废水排放的功能，当使用生活用水时，浓水被合理使用。

Description

一种无废水净水机

技术领域

本发明涉及净水机技术领域，具体涉及一种无废水净水机。

背景技术

RO逆渗透膜直饮机又叫RO逆渗透膜净水机，RO英文全称为: Reverse Osmosis即逆渗透，RO逆渗透膜净水机是利用逆渗透原理进行水处理，净水机中设置有逆渗透膜滤筒，滤筒内装有逆渗透膜滤芯，在一定的压力下，水分子可以通过RO膜，而水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜，从而使一部分水透过RO膜分离出来，未透过的水因溶质增加形成浓水。逆渗透膜净水机早期用于海水及苦咸水淡化，锅炉给水、废水处理等工业领域，近年来被引入到民用领域。

逆渗透处理技术虽然有很多优点，但其在生产净水的同时，产生了一部分浓水，通常RO膜的净水/废水比为1:3，也就是说，经过一 次提纯过滤后，产生的浓水是净水的3倍左右。

以往的逆渗透膜净水机都是浓水排放型，即将一次提纯过滤后的浓水当作废水直接排放掉，这的确是一种很大的浪费，特别是小型的家用、商用净水机，其原水是自来水，经过一次净化过滤产生的浓水的水质并非比原水差，还有利用的价值，还可以进一步被二次、三次深度提纯，若将浓水当作废水直接排放，不仅会增加净水成本，而且对水资源来说也是一种浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种无废水净水机，该净水机能实现在制取纯水时浓水不必排出，达到无废水排放的功能，还能有效延长RO膜的使用寿命，并且降低纯水的TDS值，纯水质量高，还可有效地提高生活用水的流量。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种无废水净水机，包括通过管道依次连接的前置过滤器、进水电磁阀、增压泵、滤芯机构和RO膜，所述净水机还包括有循环泵、水流开关、单向阀、常开电磁阀、常闭电磁阀、高压开关、储水桶和后置过滤器，

所述前置过滤器与原水管线连接，所述RO膜的净水出口连接有净水出水管，净水出水管的出口端分别连接有纯水管和净水回水管，净水回水管沿水流方向依次设置有所述常开电磁阀和所述单向阀，净水回水管的出口端连接于所述进水电磁阀的出水端，纯水管沿水流方向依次设置有所述常闭电磁阀、所述单向阀和所述后置过滤器，后置过滤器的出水端连接有纯水龙头，所述后置过滤器的进水端的纯水管通过储水管道与所述储水桶连接；所述高压开关设置于所述储水管道；

所述RO膜的浓水出口连接有浓水出水管，浓水出水管设置有所述循环泵，浓水出水管的出口端分别连接有浓水回水管、生活用水管线和强排保护管线，浓水回水管的出水端与所述增压泵的出水端连接，浓水回水管设置有所述单向阀，生活用水管线的出水端连接有生活用水龙头，强排保护管线设置有所述常闭电磁阀, 强排保护管线的常闭电磁阀出水口与下水管道连接；

所述原水管线与所述生活用水管线之间设置有旁路管线，旁路管线设置有所述水流开关和所述单向阀；

所述净水机还包括有电控装置，所述进水电磁阀、所述水流开关、所述高压开关、所述常闭电磁阀、所述常开电磁阀、所述增压泵和所述循环泵分别与所述电控装置电连接。

所述旁路管线的出口端与所述生活用水龙头连接。

所述净水机的循环水通过RO膜表面单位时间的通量为2.0L/min。

所述旁路管线的流量与通过净水机的原水管线的流量的比值为1:1。

所述净水机还包括有用于清洗RO膜的清洗液，清洗液为食品级的柠檬酸或白醋。

所述滤芯机构包括依次串联连接的一级滤芯、二级滤芯和三级滤芯。

所述一级滤芯为孔径20μm的折纸滤芯，所述二级滤芯为活性炭滤芯，所述三级滤芯为PP棉滤芯，所述后置过滤器为后置活性炭滤芯。

所述滤芯机构包括并联连接的二级复合滤芯和三级复合滤芯，所述二级复合滤芯、所述三级复合滤芯的出水端分别与所述RO膜的进水端连接，所述前置过滤器为孔径20μm的折纸滤芯。

所述一级滤芯为孔径20μm的折纸滤芯，所述二级复合滤芯、所述三级复合滤芯均为活性炭和PP棉的复合滤芯，该复合滤芯的外层为孔径1-5μm的PP棉，PP棉内填充有烧结活性炭。

本发明的有益效果：

（1）本发明实现在制取纯水时浓水不必排出，在使用生活用水时，浓水被合理使用。

浓水并非废水，它是经过PP棉及活性炭过滤过的水，并且优于自来水，浓水成为循环水被多次提纯，当使用生活用水时自来水将循环水逐步稀释后被合理使用，从而达到无废水排放的功能。传统理论上讲，随着制取纯水的数量逐步增加，循环水的浓度也随之增加，高浓度循环水会影响RO膜的使用寿命，同时也会影响纯水水质（纯水TDS值升高）。本净水机非但没有使RO膜使用寿命受到影响反而有效地延长了RO膜使用寿命，并且不影响纯水产水质量。原因如下：

A、 通过改变增压泵的位置，直接给整个循环系统增压；去掉浓水管线上的限流阀从而具备了浓水开放式流动的条件，增加循环泵使循环水以每分钟2升的流量快速循环，制水的同时以大通量循环水来冲洗RO膜表面，使水中的钙、镁离子及胶体附着RO膜表面的几率大大降低，从而达到了一边制水一边冲洗的功能。

B、因为增加了大通量循环系统，净水机其自身具备了药物清洗RO膜的功能，在传统机型使用时水中的钙、镁离子及胶体一旦堵塞RO膜时，产水量严重不足，只能更换RO膜。而本净水机可对RO膜进行药物清洗，以此来延长RO膜的使用寿命。经药物清洗后的RO膜其产水量完全达到新RO膜的水平，与传统机型相比其使用寿命延长3倍以上。

C、因为有了大流量循环系统的存在，净水机在制水时循环水在循环泵作用下，水流通过RO膜表面的流量和流速是传统机型的3倍，（以100加仑RO膜为例：传统机型浓水排放量为600--700毫升/分钟，即浓水通过RO膜表面单位时间的通量，本净水机的浓水通过RO膜表面单位时间的通量为2000毫升/分钟）由于通量增大，所以制出纯水的TDS值相对传统机型要低。

（2）本发明可有效地提高生活用水的流量。

现有的无废水排放逆渗透净水机中，生活用水完全通过净水机，由于存在滤芯过滤的阻力，导致生活用水的水量减少，本发明的净水机为了能够提高生活用水量，在原水管线与生活用水龙头之间增加了一条旁路管线，增加了生活用水量，旁路管线的流量与通过净水机的原水管线的流量的比值为1:1，从而有效地提高生活用水的流量。

（3）本发明可有效地提高RO膜前预处理滤芯的使用寿命。原因如下：

A、由于采用旁路管线后，通过净水机水管流量减少一倍，所以对RO膜前预处理滤芯的寿命延长了一倍。

B、改变RO膜前预处理滤芯PP棉和活性炭的结构及排列方式，原第一级滤芯为5微米孔径PP棉滤芯，第三级滤芯为1微米孔径PP棉滤芯，由于二级滤芯孔径相差不大，在实际过滤水中杂质时，第一级滤芯与第三级滤芯的寿命相差很大，本发明第一级滤芯采用孔径20微米折纸滤芯且为串联关系，其作用在于过滤原水中较大颗粒物质，使整套过滤系统起到先粗滤后细滤作用，并且折纸滤芯较PP棉滤芯其表面积增加数倍故而延长了使用寿命。所述二级滤芯、三级滤芯为复合滤芯，所述复合滤芯的结构为外层为孔径1—5微米的PP棉滤料，其作用为过滤原水中较小颗粒物质，内层为烧结活性炭，其主要作用为吸附原水中的余氯，烧结活性炭比较颗粒碳其吸附能力更强可达2倍以上。将二级复合滤芯、三级复合滤芯采用并联连接更能有效发挥其功效。通过改变连接方式及改变滤芯结构可最大提高RO膜前预处理的功效及使用寿命。

（4）本发明的无废水逆渗透净水机增加了强排保护功能，当生活用水使用量偏少时，即：连续制取纯水水量6升而生活用水量未达到6升时（使用生活用水水量达到6升时即可将水机里的浓水完全置换为原水）通过电控装置打开强排保护电磁阀进行强制排放，排放6升后自动关闭强排保护电磁阀并且重新累计制水时间即制水量，以此来解决非正常使用净水机对RO膜的伤害，对RO膜起到保护作用。所述连续制取纯水6升作为强排保护节点，只是考虑到实际纯水用水量及纯水TDS值即纯水水质的关系而设定。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的实施例1的原理框图；

图2是本发明的实施例2的原理框图；

图3是本发明的100加仑机型的初始2分钟制水的制水量曲线图；

图4是图3的混合水TDS值的曲线图；

图5是本发明的100加仑机型的初始2分钟制水后的制水量曲线图；

图6是图5的混合水TDS值的曲线图。

附图标记包括：

10——原水管线         20——前置过滤器        30——进水电磁阀

40——增压泵           51——一级滤芯          52——二级滤芯

53——三级滤芯         54——二级复合滤芯      55——三级复合滤芯

60——RO膜             71——净水出水管

711——净水回水管      712——纯水管           72——浓水出水管

721——浓水回水管      722——生活用水管线     723——强排保护管线

80——电控装置         90——常开电磁阀        100——单向阀              

110——常闭电磁阀      120——后置过滤器       130——储水桶

140——循环泵          160——旁路管线         170——水流开关

180——生活用水龙头    190——纯水龙头         200——储水管道

210——高压开关。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述，见图1-6。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种无废水净水机，包括通过管道依次连接的前置过滤器20、进水电磁阀30、增压泵40、滤芯机构和RO膜60，所述净水机还包括有循环泵140、水流开关170、单向阀100、常开电磁阀90、常闭电磁阀110、高压开关210、储水桶130和后置过滤器120，

所述前置过滤器20与原水管线10连接，所述RO膜60的净水出口连接有净水出水管71，净水出水管71的出口端分别连接有纯水管712和净水回水管711，净水回水管711沿水流方向依次设置有所述常开电磁阀90和所述单向阀100，净水回水管711的出口端连接于所述进水电磁阀30的出水端，纯水管712沿水流方向依次设置有所述常闭电磁阀110、所述单向阀100和所述后置过滤器120，后置过滤器120的出水端连接有纯水龙头190，所述后置过滤器120的进水端的纯水管712通过储水管道200与所述储水桶130连接；所述高压开关210设置于所述储水管道200；

所述RO膜60的浓水出口连接有浓水出水管72，浓水出水管72设置有所述循环泵140，浓水出水管72的出口端分别连接有浓水回水管721、生活用水管线722和强排保护管线723，浓水回水管721的出水端与所述增压泵40的出水端连接，浓水回水管721设置有所述单向阀100，生活用水管线722的出水端连接有生活用水龙头180，强排保护管线723设置有所述常闭电磁阀110, 强排保护管线723的常闭电磁阀110出水口与下水管道连接；

所述原水管线10与所述生活用水管线722之间设置有旁路管线160，旁路管线160设置有所述水流开关170和所述单向阀100；

所述净水机还包括有电控装置80，所述进水电磁阀30、所述水流开关170、所述高压开关210、所述常闭电磁阀110、所述常开电磁阀90、所述增压泵40和所述循环泵140分别与所述电控装置80电连接。

具体地，所述旁路管线160的出口端与所述生活用水龙头180连接。

首先，本发明实现在制取纯水时浓水不必排出，在使用生活用水时，浓水被合理使用。

浓水并非废水，它是经过PP棉及活性炭过滤过的水，并且优于自来水，浓水成为循环水被多次提纯，当使用生活用水时自来水将循环水逐步稀释后被合理使用，从而达到无废水排放的功能。传统理论上讲，随着制取纯水的数量逐步增加，循环水的浓度也随之增加，高浓度循环水会影响RO膜60的使用寿命，同时也会影响纯水水质（纯水TDS值升高）。本净水机非但没有使RO膜60使用寿命受到影响反而有效地延长了RO膜60使用寿命，并且不影响纯水产水质量。

A、 通过改变增压泵40的位置，直接给整个循环系统增压；去掉浓水管线上的限流阀从而具备了浓水开放式流动的条件，增加循环泵140使循环水以每分钟2升的流量快速循环，制水的同时以大通量循环水来冲洗RO膜60表面，使水中的钙、镁离子及胶体附着RO膜60表面的几率大大降低，从而达到了一边制水一边冲洗的功能。

B、因为增加了大通量循环系统，净水机其自身具备了药物清洗RO膜60的功能，在传统机型使用时水中的钙、镁离子及胶体一旦堵塞RO膜60时，产水量严重不足，只能更换RO膜60。而本净水机可对RO膜60进行药物清洗，以此来延长RO膜60的使用寿命。经药物清洗后的RO膜60其产水量完全达到新RO膜60的水平，与传统机型相比其使用寿命延长3倍以上。

C、因为有了大流量循环系统的存在，净水机在制水时循环水在循环泵140作用下，水流通过RO膜60表面的流量和流速是传统机型的3倍，（以100加仑RO膜60为例：传统机型浓水排放量为600--700毫升/分钟，即浓水通过RO膜60表面单位时间的通量，本净水机的浓水通过RO膜60表面单位时间的通量为2000毫升/分钟）由于通量增大，所以制出纯水的TDS值相对传统机型要低。

其中，本发明可有效地提高生活用水的流量：现有的无废水排放逆渗透净水机中，生活用水完全通过净水机，由于存在滤芯过滤的阻力，导致生活用水的水量减少，本发明的净水机为了能够提高生活用水量，在原水管线10与生活用水龙头180之间增加了一条旁路管线160，增加了生活用水量，旁路管线160的流量与通过净水机水管的流量的比值为1:1，从而有效地提高生活用水的流量。

所述净水机的循环水通过RO膜表面单位时间的通量为2.0L/min，即循环泵的循环量为2.0L/min，利用循环泵的大通量使本发明的净水机自带有清洗RO膜60的功能。

所述净水机还包括有用于清洗RO膜60的清洗液，清洗液为食品级的柠檬酸或白醋，便于取材，清洗成本低。具体实现如下：当水机产水流量下降或作为保养性药物清洗时，首先断水断电并打开生活用水龙头180撤掉水机内的压力，将任意一只膜前预处理滤瓶取下，倒掉与清洗液相同比例的循环水，注满药液后再将滤瓶重新安装好，送电后只让循环泵140工作，此时由于原水关闭增压泵40停止工作，滤瓶中的清洗药业在循环泵140作用下循环药物冲洗RO膜60，根据RO膜60堵膜程度来确定药物清洗时间，清洗时间达到后停机，之后打开原水球阀用自来水将所有滤瓶中的清洗液彻底从生活用水龙头180中置换出来，从而完成药物清洗RO膜60的工作。

本实施例的滤芯机构包括依次串联连接的一级滤芯51、二级滤芯52和三级滤芯53。

本实施例的一级滤芯51为孔径20μm的折纸滤芯，所述二级滤芯52为活性炭滤芯，所述三级滤芯53为PP棉滤芯，所述后置过滤器120为后置活性炭滤芯。

此外，本发明的无废水逆渗透净水机增加了强排保护功能，当生活用水使用量偏少时，即：连续制取纯水水量6升而生活用水量未达到6升时（使用生活用水水量达到6升时即可将水机里的浓水完全置换为原水）通过电控装置80打开强排保护电磁阀进行强制排放，排放6升后自动关闭强排保护电磁阀并且重新累计制水时间即制水量，以此来解决非正常使用水机对RO膜60的伤害，对RO膜60起到保护作用。

本发明的净水机每次上电启动，常闭电磁阀110闭合，常开电磁阀90打开，纯水进入增压泵40前重新过滤，制水2分钟后常开电磁阀90闭合，常闭电磁阀110打开进入正常制水状态，净水回水操作能有效解决RO膜60初始2分钟制水TDS高的问题。

如图3-6所示，本发明的净水机的初始2分钟制水量和制得的水的TDS值的变化曲线，以及制水2分钟后的制水量和制得的水的TDS值的变化曲线，可以得到如下数据表：

注：100加仑(G)RO膜标况下纯水产量的条件为:水温25℃，原水TDS为500ppm，纯水流量为266ml/min。

实施例2

如图2所示，本实施例的滤芯机构包括并联连接的二级复合滤芯54和三级复合滤芯55，所述二级复合滤芯54、所述三级复合滤芯55的出水端分别与所述RO膜60的进水端连接，所述前置过滤器20为孔径20μm的折纸滤芯。

本实施例的一级滤芯51为孔径20μm的折纸滤芯，所述二级复合滤芯54、所述三级复合滤芯55均为活性炭和PP棉的复合滤芯，该复合滤芯的外层为孔径1-5μm的PP棉，PP棉内填充有烧结活性炭。

折纸滤芯的作用在于过滤原水中较大颗粒物质，使整套过滤系统起到先粗滤后细滤作用，并且折纸滤芯较PP棉滤芯其表面积增加数倍故而延长了使用寿命。复合滤芯的作用为过滤原水中较小颗粒物质，内层为烧结活性炭其主要作用为吸附原水中的余氯，并且烧结活性炭比较颗粒碳其吸附能力更强可达2倍以上。将二级复合滤芯54、三级复合滤芯55采用并联连接更能有效发挥其功效，通过改变连接方式及改变滤芯结构可最大提高RO膜60前预处理的功效及使用寿命。

    本实施例的其余部分与实施例1相同，这里不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种无废水净水机，其特征在于：包括通过管道依次连接的前置过滤器、进水电磁阀、增压泵、滤芯机构和RO膜，所述净水机还包括有循环泵、水流开关、单向阀、常开电磁阀、常闭电磁阀、高压开关、储水桶和后置过滤器，

所述前置过滤器与原水管线连接，所述RO膜的净水出口连接有净水出水管，净水出水管的出口端分别连接有纯水管和净水回水管，净水回水管沿水流方向依次设置有所述常开电磁阀和所述单向阀，净水回水管的出口端连接于所述进水电磁阀的出水端，纯水管沿水流方向依次设置有所述常闭电磁阀、所述单向阀和所述后置过滤器，后置过滤器的出水端连接有纯水龙头，所述后置过滤器的进水端的纯水管通过储水管道与所述储水桶连接；所述高压开关设置于所述储水管道；

所述RO膜的浓水出口连接有浓水出水管，浓水出水管设置有所述循环泵，浓水出水管的出口端分别连接有浓水回水管、生活用水管线和强排保护管线，浓水回水管的出水端与所述增压泵的出水端连接，浓水回水管设置有所述单向阀，生活用水管线的出水端连接有生活用水龙头，强排保护管线设置有所述常闭电磁阀, 强排保护管线的常闭电磁阀出水口与下水管道连接；

所述原水管线与所述生活用水管线之间设置有旁路管线，旁路管线设置有所述水流开关和所述单向阀；

所述净水机还包括有电控装置，所述进水电磁阀、所述水流开关、所述高压开关、所述常闭电磁阀、所述常开电磁阀、所述增压泵和所述循环泵分别与所述电控装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述旁路管线的出口端与所述生活用水龙头连接。

3.根据权利要求1所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述净水机的循环水通过RO膜表面单位时间的通量为2.0L/min。

4.根据权利要求1所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述净水机还包括有用于清洗RO膜的清洗液，清洗液为食品级的柠檬酸或白醋。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述滤芯机构包括依次串联连接的一级滤芯、二级滤芯和三级滤芯。

6.根据权利要求5所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述一级滤芯为孔径20μm的折纸滤芯，所述二级滤芯为活性炭滤芯，所述三级滤芯为PP棉滤芯，所述后置过滤器为后置活性炭滤芯。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述滤芯机构包括并联连接的二级复合滤芯和三级复合滤芯，所述二级复合滤芯、所述三级复合滤芯的出水端分别与所述RO膜的进水端连接，所述前置过滤器为孔径20μm的折纸滤芯。

8.根据权利要求7所述的一种无废水净水机，其特征在于：所述一级滤芯为孔径20μm的折纸滤芯，所述二级复合滤芯、所述三级复合滤芯均为活性炭和PP棉的复合滤芯，该复合滤芯的外层为孔径1-5μm的PP棉，PP棉内填充有烧结活性炭。