CN108249636A - 电解节水系统和净水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及净水节水技术领域。具体公开一种电解节水系统和净水器。所述电解节水系统包括超滤模块I、电解模块、超滤模块II、超滤模块III、水泵及反渗透模块；所述电解模块设有阳极出水口和阴极出水口；所述超滤模块I通过第一管道与所述电解模块连通；所述阴极出水口通过第二管道与所述超滤模块II连通，所述阳极出水口通过第三管道与所述超滤模块III连通，所述超滤模块II和所述超滤模块III分别与所述水泵连通，所述水泵与所述反渗透模块通过第四管道连通，由所述水泵将所述超滤模块II和所述超滤模块III排出的水加压输送至所述反渗透模块。本发明的电解节水系统能够达到最新节水标准产水率75％以上的要求，同时能够保证节水设备的使用寿命。

Description

电解节水系统和净水器

技术领域

本发明涉及净水节水技术领域，尤其涉及一种电解节水系统和净水器。

背景技术

按照新的节水标准，原水硬度在250mg/L时，要求净水机的净水产水率不应低于55％，并对净水机节水等级做了明确的要求，具体如表1所示。

表1净水机节水等级

节水等级	领跑者	1级	2级
				净水产水率％	≥75	≥60	≥55

然而前市场上大多数产品仅勉强满足最低标准，想要达到领跑者要求，技术要求十分高，而且也十分困难。

反渗透膜的最佳推荐工作状态为15％的回收率。但是，在使用过程中，随着回收率的提高，水体杂质会因浓缩形成结晶或其他沉淀物，污染膜表面，降低膜通量及使用寿命。之前可通过PC(压力控制)节水技术、定时冲洗等方法，可将回收率提升至30％左右，但是仍然达到不到新节水等级标准的2级标准。

为了提高净水产水率，净水器采用回流技术，强行减少废水排放量，可将回收率提升至55％～60％左右，但此方法是以牺牲部分RO膜(反渗透膜)的寿命为代价，而且仅仅在南方的水质条件下具有实用性，在北方高硬度(按照反渗透膜使用条件要求，原水硬度达到200mg/L，已属于高硬度水质，对反渗透膜使用寿命有较大影响。生活引用水卫生规范规定自来水硬度不得高于450mg/L，但这个硬度已经非常之高，还有更多地区使用的地下水硬度更高，最高能达到800mg/L以上。在此浓度下无需浓缩，静置便会结晶沉淀，堵塞反渗透膜)水质地区，膜堵现象十分严重。而按最新国家节水标准要达到75％的回收率，仅靠强行减少废水排放来提高回收率，反渗透膜仅够支撑一个普通家庭使用1～2周。所以在中国特殊的水质背景条件下，要达到领跑者标准变得十分的困难。

发明内容

针对上述现有净水技术中存在的高硬度水质在净水过程中存在无法达到净水产水率75％的要求以及节水设备损耗快等问题，本发明提供了一种电解节水系统。

进一步地，本发明还提供了一种净水器。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种电解节水系统，所述电解节水系统包括超滤模块I、电解模块、超滤模块II、超滤模块III、水泵及反渗透模块；所述电解模块设有阳极出水口和阴极出水口；

所述超滤模块I通过第一管道与所述电解模块连通；

所述阴极出水口通过第二管道与所述超滤模块II连通，所述阳极出水口通过第三管道与所述超滤模块III连通，所述超滤模块II和所述超滤模块III分别与所述水泵连通，所述水泵与所述反渗透模块通过第四管道连通，由所述水泵将所述超滤模块II和所述超滤模块III排出的水加压输送至所述反渗透模块。

进一步地，一种净水器，包括如上所述的电解节水系统。

本发明实施例提供的电解节水系统，净水产水率超过75％，而且在高硬度高产水率的条件下，依旧能正常运行，避免了高度浓缩的原水或者废水中钙镁离子在RO膜表面结垢而导致的膜通量迅速衰减报废等问题，延长了节水设备的使用寿命，并且无需专门维护。

本发明提供的净水器，由于包括了上述的电解节水系统，净水产水率超过75％，还能够避免高浓缩的原水或者废水中钙镁离子在RO膜表面结垢而导致膜通量迅速衰减报废问题，从而延长了净水器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电解节水系统示意图；

图2是本发明另一实施例提供的电解节水系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供一种电解节水系统，包括超滤模块I1、电解模块2、超滤模块II3、超滤模块III4、水泵5及反渗透模块6；所述电解模块2设有阳极出水口和阴极出水口；

所述超滤模块I1通过第一管道与所述电解模块2连通；

所述阴极出水口通过第二管道与所述超滤模块II3连通，所述阳极出水口通过第三管道与所述超滤模块III4连通，所述超滤模块II3和所述超滤模块III4分别与所述水泵5连通，所述水泵5与所述反渗透模块6通过第四管道连通，由所述水泵5将所述超滤模块II3和所述超滤模块III4排出的水加压输送至所述反渗透模块6。

优选地，所述超滤模块I1为US复合滤芯。所述US复合滤芯的外层为单皮层折叠超滤膜，内层为烧结炭棒。其中，折叠超滤膜主要起到截留作用，截留钙盐沉淀，烧结炭棒可以吸附原水中存在的少量异物或者臭味。

进一步优选地，为了避免超滤模块I1排出的水水压过大，超滤模块I1出水口的位置还设有一减压阀，使得超滤模块I1排出的原水压力减至0.1MPa及以下。

优选地，电解模块2为隔膜电解槽，通过隔膜电解槽的隔膜，确保水中的离子发生定向运动。电解模块2设有阴极接口和阳极接口，用于外接电源。

优选地，所述电解节水系统还包括电路控制模块(图中未给出相应的标示)。所述电路控制模块与电解模块2的阴极接口和阳极接口进行电连接，从而给电解节水系统供给电能。

优选地，所述电路控制模块的电解电压不大于36V，电解电流为2A～5A。在该电压和电流范围，既能实现水的电解，同时还避免发生触电危险。在具体使用过程中，根据各个地区水质情况的不同而给定恒定的电流值，而电压在36V以内浮动变化。

优选地，阴极出水口和阳极出水口的出水量的比例为2:1～1:3，该出水比例，可以确保出水水体的硬度相对于原水硬度有较大幅度降低，看具体方案而定，不同比例不同使用方法。

更进一步地，阴极出水口和阳极出水口的出水量的比例为1:3，从而确保原水整体硬度降低50％及以上的功效。

优选地，所述超滤模块II3和超滤模块III4均为US复合滤芯。所述US复合滤芯的外层为单皮层折叠超滤膜，内层为烧结炭棒。其中，折叠超滤膜主要起到截留作用，截留沉淀，烧结炭棒主要吸附电解副产物。

优选地，经过所述超滤模块II3排出的水与经过所述超滤模块III4排出的水通过管道进行混合后，输送至所述水泵5中，再由所述水泵5将水输送至反渗透模块6中进行反渗透处理。

优选地，反渗透模块6为反渗透膜及膜壳装置反渗透模块6设有纯水出口和废水出口，在废水出口处安装有废水阀7，通过废水阀7控制废水的排放。

如图2所示，为了更好的实现废水的回收再利用，进一步提高净水产水率，在上述电解节水系统的基础上，通过第五管道将废水阀7与所述电解模块2进行连接，由所述第五管道将所述反渗透模块6排出的废水输送至电解模块2中，进行再循环处理。

在此基础上，在所述第五管道还设有支管，所述支管上设有冲洗阀8，当反渗透模块6产生的废水不需要进行再循环处理时，可以打开冲洗阀8，实现将所述电解节水系统产生的废水排出系统外。

如图2所示，在通过第五管道将反渗透膜6与电解模块2进行接通实现废水循环处理的基础上，为了更好的实现原水处理与废水回收处理，所述电解节水系统还包括具有电磁阀的三通阀11。三通阀11安装于所述第一管道上，三通阀11的一进水端与超滤模块I1接通，另一进水端与所述第五管道接通，在三通阀11与所述第五管道之间还设有控制管路开闭的电磁阀，一出水端与电解模块2接通；所述第一管道和所述第五管道均设有限定进水流向的单向阀，避免电解模块中的水回流，或者所述第一管道的水逆流进入所述第五管道，或者第五管道排出的废水逆流进入所述第一管道。从而实现当废水循环处理时，原水通入电解模块2的电磁阀开关同时开启，此时电解模块2进行废水的电解处理，原水同样流入电解模块2中，防止单独进行废水再回流处理时水量无法支持系统运行。当不需要对废水进行循环处理时，关闭废水进入电解模块2的电磁阀开关，仅开启原水通入电解模块2的电磁阀开关，原水则正常进行电解处理。

本发明上述实施例提供的电解节水系统，净水产水率超过75％，而且在高硬度高产水率的条件下，依旧能正常运行，避免了高度浓缩的原水或者废水中钙镁离子在RO膜表面结垢而导致的膜通量迅速衰减报废等问题，延长了RO膜的使用寿命，从而延长了节水设备的使用寿命，并且无需专门维护。尤其适用于高硬度原水的电解处理，比如我国北方地区。

如图1所示，本发明实施例上述电解节水系统的工作过程如下：

在12V～36V、2A～5A的电解条件下，进入超滤模块I1中的高硬度原水经过初步超滤，排除少量的颗粒杂质，并进一步由电解模块2对初步超滤后的水进行电解，经过电解的水，一部分由阴极出水口排出，经过超滤模块II3超滤；一部分由阳极出水口排出，经过超滤模块III4超滤；超滤模块II3超滤排出的水和超滤模块III4超滤排出的水再进行混合，混合后的水由水泵5进行加压处理，并输送至反渗透模块6中，由反渗透模块6对水泵5输送过来的水进行反渗透处理，从而产生纯水和少量废水，纯水由纯水出口排出，废水由废水出口排出。

如图2所示，本发明另一实施例电解节水系统的工作过程如下：

(1)进行原水电解处理时，开启原水通入电解模块2的电磁阀开关，关闭废水进入电解模块2的电磁阀开关，其余工作过程与图1所描述的工作过程一致；

(2)进行废水循环再处理时，由于仅进行废水处理时，水量不够支持系统运行，开通废水进入电解模块2的所述第五管道，此时仍然开启通过电磁阀开启原水通入电解模块2，此时电解模块2进行废水的电解处理，也进行原水的电解处理，经过电解处理，降低废水和原水混合后的硬度，电解模块2处理后的废水和原水一部分由阴极出水口输送至超滤模块II3中进行超滤，另一份水由阳极出水口输送至超滤模块III4中进行超滤，超滤模块II3超滤排出的水和超滤模块III4超滤排出的水再进行混合，混合后的水由水泵5进行加压处理，并输送至反渗透模块6中，由反渗透模块6对水泵5输送过来的水进行反渗透处理，从而产生纯水和少量废水，纯水由纯水出口排出，废水则继续进行下一个循环。

在上述电解节水系统的基础上，本发明还提供了一种净水器；当然，上述电解节水系统还可以用于饮水机等其他饮用水系统中。

在一具体实施例中，所述净水器包括上述所述的电解节水系统。

上述净水器由于包括了上述的电解节水系统，净水产水率超过75％，还能够避免高浓缩的原水或者废水中钙镁离子在RO膜表面结垢而导致膜通量迅速衰减报废问题，从而延长了净水器的使用寿命。

为了更好的说明本分明实施例提供的电解节水系统，下面通过实施例对其做进一步的解释说明。

实施例1

按照常规的净水系统(常规水路一般分为：前置过滤、反渗透膜过滤、后置过滤。前置过滤一般采用普通的PP棉及活性炭滤芯进行预处理)与图1所示的电解节水系统(按阴阳极出水比例1:1)对原水进行处理。并对处理前后的水以及处理的系统进行检测，检测结果如表2所示。

表2常规净水系统与图1电解节水系统净水效果比较

从表2可见，采用本发明图1所示的净水节水系统处理的原水，原水硬度270mg/L，到达水泵时，水的硬度降低至150mg/L，经过反渗透模块处理后，最终出水硬度为0mg/L，而常规净水系统由于没有相应的处理模块，到达水泵的水，硬度仍然保持为270mg/L；当采用常规净水系统和本发明图1所示的净水节水系统处理原水，并要求净水产水率达75％时，常规净水系统反渗透模块中膜壳内存水硬度达到1080mg/L，而本发明图1所示的净水节水系统则只有600mg/L，这主要是由于膜壳内存水水质硬度上升时，其结垢速度呈几何形式上升，急剧加速反渗透通量的衰减，甚至堵塞整个管路。

可见，本发明图1所示的净水节水系统的反渗透膜块，由于水的硬度比常规净水系统中反渗透模块的更低，从而能够延长净水系统的使用寿命。

实施例2

按照常规的净水系统(常规水路一般分为：前置过滤、反渗透膜过滤、后置过滤。前置过滤一般采用普通的PP棉及活性炭滤芯进行预处理)与图2所示的电解节水系统(按阴阳极出水比例1:2)对原水进行处理。并对处理前后的水以及处理的系统进行检测，检测结果如表3所示。

表3常规净水系统与图2电解节水系统净水效果比较

采用本发明图2所示的净水节水系统处理的原水，原水硬度270mg/L，到达水泵时，水的硬度降低至150mg/L，经过反渗透模块处理后，最终出水硬度为0mg/L，而常规净水系统由于没有相应的处理模块，到达水泵的水，硬度仍然保持为270mg/L；当采用常规净水系统和本发明图2所示的净水节水系统处理原水，并要求净水产水率达75％时，常规净水系统反渗透模块中膜壳内存水硬度达到1080mg/L，而本发明图2所示的净水节水系统则只有500mg/L，这主要是由于膜壳内存水水质硬度上升时，其结垢速度呈几何形式上升，急剧加速反渗透通量的衰减，甚至堵塞整个管路。

可见，本发明图2所示的净水节水系统的反渗透膜块，由于水的硬度比常规净水系统中反渗透模块的更低，从而能够延长净水系统的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解节水系统，其特征在于：所述电解节水系统包括超滤模块I、电解模块、超滤模块II、超滤模块III、水泵及反渗透模块；所述电解模块设有阳极出水口和阴极出水口；

所述超滤模块I通过第一管道与所述电解模块连通；

所述阴极出水口通过第二管道与所述超滤模块II连通，所述阳极出水口通过第三管道与所述超滤模块III连通，所述超滤模块II和所述超滤模块III分别与所述水泵连通，所述水泵与所述反渗透模块通过第四管道连通，由所述水泵将所述超滤模块II和所述超滤模块III排出的水加压输送至所述反渗透模块。

2.如权利要求1所述的电解节水系统，其特征在于：所述电解节水系统还包括电路控制模块，所述电路控制模块与所述电解模块电连接。

3.如权利要求2所述的电解节水系统，其特征在于：所述电路控制模块的电解电压不大于36V，电解电流为2A～5A。

4.如权利要求1所述的电解节水系统，其特征在于：所述电解模块为隔膜电解槽。

5.如权利要求1所述的电解节水系统，其特征在于：所述超滤模块I、超滤模块II和超滤模块III均为US复合滤芯。

6.如权利要求1所述的电解节水系统，其特征在于：所述阴极出水口和阳极出水口的出水量的比例为2:1～1:3。

7.如权利要求1～6任一项所述的电解节水系统，其特征在于：所述电解节水系统还包括设置在所述反渗透膜废水出水处的废水阀，由第五管道将所述废水阀与所述电解模块进行连通，由所述第五管道将所述反渗透膜产生的废水输送至所述电解模块中进行电解处理。

8.如权利要求7所述的电解节水系统，其特征在于：所述电解节水系统还包括包含电磁阀的三通阀，所述三通阀安装于所述第一管道上，所述三通阀的一进水端与所述超滤模块I接通，另一进水端与所述第五管道接通，出水端与所述电解模块接通；所述第一管道和所述第五管道均设有限定进水流向的单向阀。

9.如权利要求7所述的电解节水系统，其特征在于：所述第五管道还设有冲洗阀，通过所述冲洗阀将所述电解节水系统产生的废水排出。

10.一种净水器，其特征在于：所述净水器包括如权利要求1～9任一所述的电解节水系统。