CN105377405A - 具有反冲洗功能的使用终端过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于具有反冲洗功能的使用终端过滤系统的系统和方法。该系统包括第一过滤元件、罐和定位在所述罐下游的第二过滤元件。第一阀和第二阀均定位在第一过滤元件下游。第一控制管线联接到第一控制开关或第一渗透管线和第一阀上，第二控制管线联接到第二控制开关或第二渗透管线和第二阀上。

Description

具有反冲洗功能的使用终端过滤系统
背景技术
多种水净化和过滤系统经常包括超滤膜，随着时间的推移，超滤膜会聚集胶态和悬浮颗粒，它们会导致膜结垢。许多水过滤系统具有反冲洗过滤膜上游侧的反冲洗循环，以从给水中去除掉任何聚集的废弃材料以减少膜结垢。但是，为了减少过早结垢，许多现有系统使用替代冲洗液或给水用于反冲洗目的，而不是使用已被过滤的水。此外，许多现有系统还使用罐或储器存储超滤水，直至此种超滤水在使用终端被需要。随着时间推移，细菌可产生在罐中，如果没有设置后置过滤器来清洁正从罐中被引导出的水，将导致不安全的饮用水提供给用户。另外，大多数具有反冲洗循环的水过滤系统要求使用电力，原因在于它们依赖于电控阀或用于反冲洗的加压气体，从而，在具有不可靠的电力系统或完全无电力的区域难以获得超纯饮用水。
现有过滤系统不仅要求电力或其他动力源以在反冲洗期间运行，而且在其他操作循环，如服务循环和罐充注循环中也要求电力，从而产生附加的操作成本。另外，许多净化和过滤系统要求多个储罐。通常，使用一个储罐提供水用于反冲洗循环，使用另一罐提供净化水给使用终端，从而给整个系统增加了附加制造成本。此外，许多系统(如，反渗透系统)产生大量废水，这些废水尤其对于使用终端和住宅净化和过滤系统而言是效率低和成本高昂的。最后，传统净化和过滤系统通常在服务水被储存在系统的罐中之前去除掉服务水中的病毒和细菌。因此，由于可能已经产生在罐中的细菌，服务水对于饮用而言不安全的可能性更高。
一种公知的系统公开了用于膜分离设备(如，具有复数个模块或膜的反渗透设备)的自动冲洗和清洁系统。清洁方式可以是：通过降低压力以让膜松弛；通过注入空气或惰性气体以提供紊流；和/或通过注入可包括化学清洁添加剂的冲洗液。除了设置完全定时操作式电排序系统以外，设置有泵、自动阀和压力控制部，从而，在定期时段或响应于一种或一种以上的优选条件，自动进行所需的净化、冲洗和清洁循环。
另一系统提供了用于从溶液中分离出溶质、胶粒和悬浮物质的膜过滤系统。该膜过滤系统包括操作模式和反冲洗模式。处理泵提供吸入压力或负压给分离模块(其可在反冲洗模式期间让滤液从系统罐流向膜)的处理侧，同时保持滤液流与工艺液流分离，从而要求使用电力来运行反冲洗模式。
类似地，膜过滤系统使用泵速控制器来控制过滤循环和反冲洗循环期间的流量和压力。泵速控制器运行的方式是改变传输给泵电机的AC电流频率，这样可通过改变泵电机的速度来改变流量。在整个过滤和反冲洗循环中提供压力和流量脉冲来从膜中去除掉污染物时，过滤系统要求使用电力。另外，过滤系统需要两个储罐，即，一个储罐用于反冲洗流体，另一个储罐用于渗透水。
另一系统提供过滤器反冲洗系统，该系统包括储器，该储器包括加压囊状物，加压囊状物驱使包含在所述储器内的大量反冲洗流体逆向通过过滤元件，以从过滤元件中去除掉堵塞污染物。该系统仅包括单个过滤元件，渗透水在储存在储罐之前流经该过滤元件。没有使用其他过滤器来清洁从储罐流到使用终端的渗透水。
因此，将需要提供能解决一个或多于一个的上述需求的系统和方法。更具体而言，将需要提供使用单个储罐的系统，该单个储罐能提供反冲洗流体用于第一过滤膜(如超滤膜)并同时提供超纯水给使用终端。将也需要提供一种机械(即，不要求电力)地提供反冲洗的过滤系统，反冲洗的跨膜压力高于过滤跨膜压力，这是由于打开龙头会产生较大压降而引起。也需要这样的系统：其在水进入储罐之前去除掉病毒、在水离开储罐之后去除掉细菌而提供生物安全饮用水。另外，需要提供一种在使用终端位置使用的废水比RO(反渗透)系统更少的系统，此外，给微滤膜提供超滤膜作为前置过滤器来保护微滤膜以免结垢也是人们所需要的。
发明内容
本公开的实施例提供了用于将水提供给使用终端的系统和方法。在一些实施例中，该系统包括定位在给水管线下游的一种第一过滤元件和定位在该第一过滤元件下游的一种罐。一种第二过滤元件定位在所述罐下游，第一阀定位在第一过滤元件下游且处于排水管上游。第二阀定位在第一阀下游且处于所述排水管上游。第一控制管线联接到第一控制开关或第一渗透管线和第一阀上，第二控制管线联接到第二控制开关或第二渗透管线和第二阀上。第一控制管线检测第一压降，第二控制管线检测第二压降。由于所述第一过滤元件和第二过滤元件提供的背压，第一压降小于第二压降。当在使用终端要求渗透水时，第一控制管线中的第一压降引起第一阀打开，第二控制管线中的第二压降引起第二阀打开，使得来自于所述罐的水逆向流动经过第一过滤元件以反冲洗该第一过滤元件，然后经过第一阀和第二阀到达所述排水管，同时来自于所述罐的水流经第二过滤元件到达使用终端。
在一个实施例中，该系统适于安装在没有电源的环境中，该系统可适于安装在厨房台面下方。在一个实施例中，该系统可提供的超纯水和废水之比率为：大致4份超纯水/大致1份废水。在另一实施例中，系统可提供的超纯水与废水之比率为4:1。所述罐可以是加压储罐，在一个实施例中，一种限流器可联接到所述给水管线上。第一过滤元件可以是能从给水管线提供的给水中去除掉病毒的超滤元件，第二过滤元件可以是能从被超滤元件预过滤的水中去除掉细菌的微滤元件。在一些实施例中，所述第一阀是常闭阀，第二阀是常开阀。在其他实施例中，第一阀和第二阀是机械压力开关。第一控制管线中的压力可增加以打开第一阀，第二控制管线中的压力可下降以打开第二阀。第一控制管线和第二控制管线通过使用T型联接器可连接到所述第一渗透管线和第二渗透管线上。
在一个实施例中，该系统运行以提供渗透水给使用终端并同时反冲洗第一过滤元件而不使用电力。当使用终端无论何时需要水，同时当渗透水被提供给使用终端时，可自动进行第一过滤元件的反冲洗。当使用终端的需求停止时，第一过滤元件的反冲洗可自动停止。在第一跨膜压力下可进行第一过滤元件中的反冲洗，第一跨膜压力高于通过第一过滤元件过滤期间的第二跨膜压力。另外，在第一控制管线和第二控制管线中的压力设定值下，第一控制开关可起动所述第一阀，第二控制开关可起动所述第二阀，在一个实施例中，所述第一控制管线和第二控制管线可以是显著刚性的流体管线。在一些实施例中，压力设定值大致为69kPa，在其他实施例中，压力设定值是可调节的。
用于提供过滤水的方法的一个实施例包括以下步骤：提供联接到第一阀上的第一控制管线和联接到第二阀上的第二控制管线。该方法还包括以下步骤：当在使用终端需求水时，降低第一控制管线中的第一压力且降低第二控制管线中的第二压力。由于第一过滤元件和第二过滤元件提供的背压，第二控制管线中的所述第二压力的下降率大于第一控制管线中的第一压力的下降率，由于第一压降而打开所述第一阀，由于第二压降而打开所述第二阀。该方法还包括以下步骤：引起来自于罐中的水逆向流动经过第一过滤元件以反冲洗该第一过滤元件，然后经过所述第一阀和第二阀到达排水管。同时，在反冲洗期间来自于所述罐的水流经第二过滤元件到达使用终端。
本公开的另一实施例提供了一种用于将水提供给使用终端的系统，该系统包括给水管线、排水管和连接到使用终端上的渗透管线。在一些实施例中，该系统包括定位在所述给水管线下游的第一过滤元件和定位在所述第一过滤元件下游的罐。第二过滤元件定位在所述罐下游，第一阀定位在所述第一过滤元件下游且处于所述排水管上游。第二阀定位在所述第一阀下游且处于所述排水管上游；第一控制开关定位在所述第二过滤元件上游，且联接到所述渗透管线上。第二控制开关定位在所述第二过滤元件下游且联接到所述渗透管线上。第一控制管线联接到第一控制开关和第一阀上，第二控制管线联接到第二控制开关和第二阀上。第一控制开关检测第一控制管线中的第一压降，第二控制开关检测第二控制管线中的第二压降。由于第一过滤元件和第二过滤元件提供的背压，所述第一压降小于第所述二压降。当使用终端需求渗透水时，第一控制管线中的第一压降引起第一阀打开。第二控制管线中的第二压降引起第二阀打开，使得来自于所述罐的水逆向流动经过第一过滤元件以反冲洗第一过滤元件，然后经过第一阀和第二阀到达所述排水管。同时，来自于所述罐的水流经第二过滤元件到达使用终端。
通过考虑下面的详细描述、附图和所附的权利要求书，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。
附图说明
图1是根据一个实施例的、停滞期间和罐充注循环期间的流程示意图，在该停滞期间和罐充注循环期间常闭阀关闭、常开阀打开；和
图2是根据一个实施例的、在服务循环和反冲洗循环期间图1中流程的示意图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前，将理解到，本发明的应用并局限于下面的描述部分中所阐明和下面的附图中所示的部件结构和配置的细节。本发明能采用其他实施方式，能以各种不同方式被实施或执行。另外，将理解为，文中使用的短语和术语用于描述目的，不应认为是限制性的。文中使用的术语“包括”、“包含”或“具有”及其变化表述形式意为包括此后列举的元素及其等同元素、和另外的元素。除非另有规定或限制，术语“被安装”、“被连接”、“被支撑”和“被联接”及其变形形式可被宽泛使用，包括直接和非直接安装、连接、支撑和联接。另外，“被连接”和“被联接”并不局限于物理或机械连接或联接。
提供下面的描述以让本领域的技术人员能实现和使用本发明的实施例。对所示的实施例进行的各种不同改进对于本领域的技术人员而言是显而易见的，在不违背本发明的实施例的情况下，文中的普通原理适用于其他实施例和应用。因此，本发明的实施例不意为局限于所示的实施例，将具有与在此所公开的原理和特征一致的最宽范围。应该参照附图阅读下面的详细描述，不同附图中的类似元件具有类似的参照数字标记。不一定按照比例被绘制的附图示出了选定的实施例，所述附图并不用于限制本发明的实施例的范围。本领域的技术人员将意识到文中提供的实例具有许多有用的替换形式，落入本发明的实施例的范围内。
图1示出了根据一个实施例的使用终端过滤系统100。过滤系统100通常包括第一过滤或超滤元件102、储罐104、第二过滤或微滤元件106、常闭阀108、常开阀110、第一控制开关112和第二控制开关114。给水F能通过给水管线116进入系统100，所述给水管线流体联接到限流器118和所述第一超滤元件102上。超纯水可通过渗透管线120和龙头122(或任何使用终端装置)离开系统100，所述渗透管线和龙头位于第二控制开关114下游。浓缩物通过排水管线124离开系统100进入排水管126中，所述排水管线流体联接到常闭阀108和常开阀110上。过滤系统100通常被设置成通过使用文中所述的各种机构将废弃物从给水F中去除掉，提供至少满足最低水质标准和/或可安全饮用的水。
第一过滤元件102被设置成从给水F中过滤掉废弃物。具体而言，第一过滤元件102被设置为超滤元件102的形式，其可去除掉悬浮固体，包括颗粒、胶体、包囊、细菌和病毒。多个超滤元件可根据孔径去除掉多种悬浮固体。超滤元件102的孔径为0.0001微米至0.1微米。可选地，第一过滤元件102可以是微滤元件或纳米级(毫微级)过滤元件。在一个实施例中，超滤元件102可容纳在膜壳内部，可由聚醚砜、改性(PESM)材料构成。超滤元件102可以是具有多孔膜结构的中空纤维超滤膜，例如，该多孔膜结构将多个毛细管组合成单个抵抗性结构以有助于阻止纤维破损。一种合适的第一过滤元件102是PentairResidentialFiltration(威斯康星州)出售的Home品牌超滤器。
储罐104和微滤元件106位于超滤元件102下游。储罐104可被设置成加压储罐的形式。例如，在一个实施例中，储罐104可由包围塑料衬里的钢壳构成。在不同的实施例中，储罐104可被设置为玻璃纤维卷绕制壳体，其包围由聚合材料模制而成的内壳。但是，任何合适的储罐可与过滤系统100一起使用。对于使用终端应用而言，储罐104的尺寸范围通常被限定为大致8升至大致12升，但是，对于商业或工业过滤系统而言，可考虑更大尺寸的储罐。在另一实施例中，储罐104的尺寸范围被限定为8升至12升。储罐104在超滤元件102和微滤元件106之间的布置可允许给冲洗系统留有空间，该冲洗系统既为超滤元件102机械地提供反冲洗循环，还提供可接受的端流并将超纯水输送给使用终端122处的用户，下面将更详细对此进行描述。
第二过滤元件106被设置在储罐104下游以从浓缩物中过滤掉废弃物。具体而言，第二过滤元件106被设置成微滤元件106的形式，其可去除掉包括泥沙、藻类、原生动物和细菌的悬浮固体。类似于超滤元件，微滤元件可根据孔径去除掉悬浮固体。微滤元件106的孔径可被限定为0.1微米至10微米。可选地，微滤元件106可以是超滤元件或纳米级滤元件。在一个实施例中，微滤元件106可被容纳在一种膜壳内，由聚合材料(如，聚硫化物、聚醚砜、聚丙烯、聚偏氟乙烯、尼龙等等)构造而成。微滤元件106可由中空纤维微滤膜构成。一种合适的第二过滤元件106是PentairResidentialFiltration(威斯康星州)出售的品牌微滤器。
第一控制开关112流体联接到微滤元件106上游，第二控制开关114流体联接到微滤元件106下游。第一控制开关112通过第一控制管线128联接到常闭阀108上。第一控制开关112定位在超滤元件102下游和微滤元件106上游。第二控制开关114通过第二控制管线130联接到所述常开阀110上。第二控制开关114定位在微滤元件106下游和龙头122上游。第一控制管线128和/或第二控制管线130可以是显著刚性的流体管线。在另一实施例中，第一控制管线128和第二控制管线130例如可通过使用T型联接件联接到一种第一渗透管线132和一种第二渗透管线134上，这样将不再存在第一控制开关112和第二控制开关114。
如果第一控制开关112和第二控制开关114存在于过滤系统100中，那么它们可被设置成多个压力控制开关的形式。所述多个压力控制开关可连接到所述常闭阀108和所述常开阀110上。所述多个压力控制开关均可包括活塞，根据第一控制管线128和第二控制管线130中的压力，该活塞可移动以分别操作第一控制开关112和第二控制开关114。所述多个压力控制开关还可包括一种弹簧，该弹簧被校准以确定要求多大压力来移动所述活塞。因此，所述弹簧可被校准以在高于或低于压力设定值(如，大致69kPa或69kPa)的压力下致动压力控制开关内的机械开关触点。但是，在一个实施例中，第一控制开关112和第二控制开关114可以是三通连接器或T型联接器，例如其分别中断第一渗透管线132和第二渗透管线134。因此，第一控制管线128中的压力将大致等于第一渗透管线132中的压力，第二控制管线130中的压力将大致等于第二渗透管线134中的压力。
在一个实施例中，第一控制开关112和第二控制开关114可分别电连接到所述常闭阀108和常开阀110上。例如，通过引起所述第一控制管线128、第二控制管线130中的压力来打开所述常闭阀108和常开阀110两者，一种控制器(未示出)可引起第一控制开关112和第二控制开关114迫使过滤系统100进入反冲洗循环。在一些实施例中，所述控制器可引起所述第一控制开关112和第二控制开关114迫使过滤系统100进入罐充注循环，例如以保证充足的水可用于服务和反冲洗循环。在一些实施例中，所述控制器可监测累积时间和/或自最后冲洗循环之后的流量，且通过致动所述第一控制开关112和第二控制开关114而可周期性地引起所述常闭阀108和常开阀110打开。
在一个实施例中，所述使用终端过滤系统100可使用超滤元件102作为微滤元件106的前置过滤器。该实施例防止微滤元件106积垢，同时在反冲洗循环中清洁超滤元件102，下面将更详细地对此进行描述。另外，通过使用储罐104来将水输送到微滤元件106中，该使用终端过滤系统100以敞喷方式提供超纯水，而不用担心过早积垢，以提供生物安全的饮用水。提供生物安全饮用水的方式是：首先，在给水F到达储罐104之前通过超滤元件102从给水F中去除掉任何病毒，然后，在给水F离开储罐104之后通过使用微滤元件106从给水F中去除掉任何细菌。
常闭阀108和常开阀110分别流体联接到第一控制管线128和第二控制管线130上。常闭阀108和常开阀110可以是完全机械阀，例如为机械压力开关，它们还适于流体联接到排水管线124上。由于该使用终端过滤系统中的压力改变，所述常闭阀108和常开阀110可从打开状态切换到关闭状态，反之亦然。更具体而言，可通过所述使用终端过滤系统100(如，通过所述控制器)和/或通过一种校正弹簧(例如，其位于所述常闭阀108和常开阀110内部)可限定一种压力设定值。该压力设定值是致动所述常闭阀108和常开阀110所需的压力阈值。
通常，所述常闭阀108在关闭位置开始操作。一旦系统或控制管线压力高于所述压力设定值，常闭阀108就移动到打开位置上。系统或控制管线压力高于所述压力设定值的一种情况是由于打开和/或关闭了所述使用终端过滤系统100中的龙头122。更具体而言，如果系统或控制管线压力低于所述压力设定值，那么常闭阀108将保持在关闭位置上。另外，常开阀110在打开位置开始操作。一旦系统或控制管线压力高于所述压力设定值，那么常开阀110就移动到关闭位置上。更具体而言，如果系统或控制管线压力低于所述压力设定值，那么常开阀110将保持在打开位置上。
图1中所示的实施例示出了在停滞期间或罐充注循环期间，所述使用终端过滤系统100中的给水F的流动。罐充注循环期间，常闭阀108由于第一控制管线128中的第一压力P1而关闭，常开阀110由于第二控制管线130中的第二压力P2而关闭。第一控制管线128中的压力P1低于第二控制管线130中的压力P2。在所述使用终端过滤系统100完全被安装和可操作之前，所述常闭阀108和常开阀110可以是合适的手动阀。当第一控制管线128中的压力P1和第二控制管线130中的压力P2高于一压力设定值(如，69kPa)时，所述常闭阀108打开，常开阀110关闭。当第一控制管线128中的压力P1和第二控制管线130中的压力P2都低于所述压力设定值时，所述常闭阀108关闭，常开阀110打开。当操作压力变化时，所述压力设定值的波动最小。
如图1所示，罐充注循环期间，龙头122关闭，给水F通过给水管线116进入所述使用终端过滤系统100，流经限流器118，如表示流程F的箭头所示。限流器118可调节所述使用终端过滤系统100所需的流量。在另一实施例中，可使用一种常闭阀(未示出)而非限流器118。在另一实施例中，限流器118可省掉和/或可替换为另一装置以调节进入所述使用终端过滤系统100中的给水流量。
当给水通过超滤元件102时，渗透水充注下游的储罐104并对其加压，直到储罐104中的压力等于给水管线116中的压力为止。渗透水继续流动，如表示流程C的箭头所示，经过储罐104，通过第一渗透管线132，流经微滤元件106和第二渗透管线134，从而提供压力给第一控制管线128和第二控制管线130。但是，第一控制管线128中的第一压力P1未达到所述压力设定值，从而引起常闭阀108在排水管线124处保持关闭，原因在于第一控制开关112未被起动。一旦第二控制管线130中的第二压力P2达到所述压力设定值，第二控制开关114就被起动，常开阀110在排水管线124处关闭，如图1所示。上述罐充注循环运行，直到压力被平衡为止。即，储罐104中的压力等于给水管线116中的压力。在一个实施例中，平衡压力可以大致为248kPa。在另一实施例中，平衡压力为248kPa。
图2示出了服务期间或使用过程中、所述使用终端过滤系统100的循环期间的给水流程。用户无论何时打开龙头122，服务循环即可开始，这引起第一控制管线128中的第一压降和第二控制管线130中的第二压降。由于超滤元件102和/或微滤元件106提供的背压，第一控制管线128中的第一压降小于所述第二压降，这引起排水管126处的常闭阀108在没有电力供应的情况下打开。因此，第一控制管线128中的第一压降引起第一压力P1保持高于所述压力设定值。第二控制管线130中的第二压降引起排水管126处的常开阀110打开，使得第二控制管线130中的第二压降引起第二压力P2下降至低于所述压力设定值。常闭阀108和常开阀110的致动将完全、立即和/或自动引起积聚在储罐104中的加压水的一部分向上游流动，将超滤元件102机械地置于反冲洗循环中，如表示流程B的箭头所示。
反冲洗循环的跨膜压力(TMP)高于超滤元件102中的过滤跨膜压力(TMP)。更具体而言，通过使用储罐104来收集来自于超滤元件102中的超纯水，超滤元件102的膜上的跨膜压力(TMP)保持十分低，能降低积垢速率。从反冲洗循环中剩余的任何浓缩物可通过排水管线124、常闭阀108和常开阀110离开所述使用终端过滤系统100而进入排水管126中。积聚在储罐104中的加压水的另一部分将向下游流动以提供服务水，如表示流程S的箭头所示，服务水将在经过微滤元件106之后，通过渗透管线120和龙头122离开。
在一个实施例中，在图2所示的反冲洗循环期间，来自于储罐104的大致等量的超纯水用于反冲洗循环B和被提供给使用终端的服务水S。在另一实施例中，起初，在反冲洗循环开始时，来自于储罐104的较少部分(如，大致少于50％，或50％)超纯水用于反冲洗循环B，来自于储罐104中的较大部分(如，大致多于50％，或50％)超纯水用于被提供给使用终端的服务水S，这是由于第一控制管线128中的初始压力P1更高。只要渗透水被分配到渗透管线120中且龙头122打开，超滤元件102就将处于反冲洗循环中。但是，当储罐104中的压力下降时，由于超纯水离开储罐104，第一控制管线128中的压力P1缓慢下降，这可引起常闭阀108关闭，即使龙头122由于压力P1下降至低于所述压力设定值而打开。一旦龙头122关闭，反冲洗将自动停止，第一控制管线128和第二控制管线130中的压力将增加，从而引起常闭阀108和常开阀110致动返回到关闭位置，如图1所示。
所述使用终端过滤系统100使用的废水比传统住宅反渗透(RO)系统要明显少得多。通常，对于每19升废水而言，住宅反渗透(RO)系统提供大致4升水。实验测试期间，对于每1升废水而言，在此公开的所述使用终端过滤系统100提供大致4升的超纯水。所述使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为：大致4份超纯水/大致1份废水。在不同的实施例中，所述使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为：大致3份超纯水/大致1份废水。在其他实施例中，所述使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为：大致3份超纯水/大致2份废水。在另一实施例中，所述使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为：大致1份超纯水/大致1份废水。所述使用终端过滤系统100提供的废水比许多公知的反渗透(RO)系统要明显少得多。
对于每1升废水而言，其他实验测试给在此公开的使用终端过滤系统100提供4升超纯水。使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为4:1。在一不同实施例中，使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为3:1。在另一实施例中，使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为3:2。在再一实施例中，使用终端过滤系统100提供的超纯水与废水之比率为1:1。
另外，使用终端过滤系统100满足反冲洗用于使用终端市场的超滤元件102的非电解决方案的需要和生物安全饮用水的需要。如文中所述，该使用终端过滤系统100是全功能的，不需要电力。在不可靠的电力系统区域或完全无电力区域中，所述使用终端过滤系统100例如可使用在厨房或浴室的工作台面或盥洗盆下方。在不会出现欠发达国家中所见到的不良流动条件所致的流量过早降低的风险的情况下，所述使用终端超滤系统100也可运行。在另一实施例中，使用终端过滤系统100可更大规模地实施到商业或工业应用中。
本领域的技术人员将能意识到，尽管上面已经结合具体实施例和实例描述了本发明，但是本发明并不一定这样被限制；大量的其他实施例、实例、使用方式、以及对这些实施例、实例和使用方式的改进和变更被包含在所附的权利要求书中。文中引用的每篇专利和公开出版物的全部公开内容通过引用方式并入文中，如同每篇这样的专利或公开出版物通过引用方式被单独并入文中一样。在下面的权利要求书中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims (20)

1.一种用于将水提供给使用终端的系统，该系统包括给水管线、排水管和连接到所述使用终端上的渗透管线，该系统包括：
第一过滤元件，其定位在所述给水管线下游；
一种罐，其定位在第一过滤元件下游；
第二过滤元件，其定位在所述罐下游；
第一阀，其定位在第一过滤元件下游且处于所述排水管上游；
第二阀，其定位在第一阀下游且处于所述排水管上游；
第一控制管线，其联接到第一渗透管线和第一阀上；以及，
第二控制管线，其联接到第二渗透管线和第二阀上；
第一控制管线检测第一压降，第二控制管线检测第二压降，由于第一过滤元件和第二过滤元件提供的背压，所述第一压降小于第二压降；
当所述使用终端需求渗透水时，第一控制管线中的第一压降引起第一阀打开，第二控制管线中的第二压降引起第二阀打开，使得来自于所述罐中的水逆向流动经过第一过滤元件以反冲洗第一过滤元件，然后通过第一阀和第二阀进入排水管，同时来自于所述罐中的水流经第二过滤元件到达所述使用终端。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，第一阀是一种常闭阀，第二阀是一种常开阀。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括一种限流器，其联接到所述给水管线上。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，第一过滤元件是能从由所述给水管线提供的给水中去除掉病毒的超滤元件，第二过滤元件是能去除掉细菌的微滤元件。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述微滤元件能从通过所述超滤元件而被预过滤的水中去除掉细菌。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统运行以提供渗透水给所述使用终端并同时反冲洗第一过滤元件，而不需要使用电力。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统在无电力的情况下运行。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，在第一跨膜压力下在第一过滤元件中进行反冲洗，该第一跨膜压力高于通过第一过滤元件过滤期间的第二跨膜压力。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，在第一控制管线和第二控制管线的压力设定值下，第一控制管线起动第一阀，第二控制管线起动第二阀。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述压力设定值大致为10PSI。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述压力设定值由所述常开阀和常闭阀二者中的至少一个限定。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述使用终端无论何时需求水，在将渗透水提供给所述使用终端的同时，第一过滤元件的反冲洗自动进行。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述使用终端的需求停止时，第一过滤元件的反冲洗自动停止。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统提供的超纯水与废水之比率为：大致4份超纯水/大致1份废水。
15.一种将水从过滤系统提供给使用终端的方法，该过滤系统包括给水管线、排水管和连接到所述使用终端上的渗透管线，该方法包括以下步骤：
提供联接到第一阀上的第一控制管线和联接到第二阀上的第二控制管线；
当所述使用终端需求水时，降低第一控制管线中的第一压力且降低第二控制管线中的第二压力；由于第一过滤元件和第二过滤元件提供的背压，第二控制管线中的第二压力下降率大于第一控制管线中的第一压力的下降率；
由于第一压降而打开第一阀；
由于第二压降而打开第二阀；
引起来自于一种罐中的水逆向流动经过第一过滤元件以反冲洗该第一过滤元件，然后流经第一阀和第二阀到达所述排水管；和，
几乎同时引起来自于所述罐中的水流经第二过滤元件而到达所述使用终端。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：将渗透水提供给所述使用终端，同时反冲洗第一过滤元件而不使用电力。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：在第一跨膜压力下反冲洗第一过滤元件，该第一跨膜压力高于通过第一过滤元件过滤期间出现的第二跨膜压力。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：在控制管线中的压力设定值下起动第一阀和第二阀。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：所述使用终端无论何时需求水，在提供渗透水给使用终端的同时自动反冲洗第一过滤元件。
20.一种将水提供给使用终端的系统，该系统包括给水管线、排水管和连接到所述使用终端上的渗透管线，该系统包括：
第一过滤元件，其定位在所述给水管线下游；
一种罐，其定位在第一过滤元件下游；
第二过滤元件，其定位在所述罐下游；
第一阀，其定位在第一过滤元件下游且处于所述排水管上游；
第二阀，其定位在第一阀下游且处于所述排水管上游；
第一控制开关，其定位在第二过滤元件上游，联接到所述渗透管线上；
第二控制开关，其定位在第二过滤元件下游，联接到渗透管线上；
第一控制管线，其连接到第一控制开关和第一阀上；和
第二控制管线，其联接到第二控制开关和第二阀上，其中，来自于所述罐中的水逆向流动经过第一过滤元件以反冲洗第一过滤元件，然后流经第一阀和第二阀到达所述排水管，同时来自于所述罐中的水流经所述第二过滤元件到达所述使用终端而不使用电力。
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