CN109293037B - 一种净水设备滤芯寿命的判定及管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种净水设备滤芯寿命的判定及管理方法，寿命的判定方法包含：步骤1，采集信息：在每个滤芯的前和/或后端安装检测装置，以获得用于判定滤芯寿命是否耗尽的数据信息；所述的数据信息分为直接表征量和辅助表征量两类；所述的直接表征量包含：单位过水量、COD吸附容量、或浊度去除容量中的一种以上；所述的辅助表征量包含：滤芯前后的压力差、脱盐率或COD吸附容量中的一种以上；步骤2，判定滤芯寿命：将获得的数据信息与给定的理论值范围进行比较，从而判定滤芯的寿命是否耗尽。本发明的净水设备滤芯寿命的判定方法及管理方法，将用于判定滤芯寿命是否耗尽的数据区分为直接表征量和辅助表征量，寿命判定方法更科学。
Description
技术领域
本发明涉及净水器技术领域，具体涉及一种净水设备滤芯寿命的判定及管理方法。
背景技术
直饮水设备属于饮用水深度处理技术，具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便的优点，其工艺先进、技术可靠、高效节能、简便易行、投资省、运行费用低，能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物、细菌杂质、重金属及其它有害物质等，健康效益显著，可实现自来水健康直饮。基于以上优点，直饮水设备越来越受到人们的重视，在各国已经得到普遍的推广应用。
我国幅员辽阔，各地区水质不尽相同，南北地区差异较大，甚至一个城市有多个水源且差异较大。现有市场直饮水设备普遍采用某一固定时间或某一固定过水量作为滤芯寿命是否耗尽的判定依据，事实上，该方法不能科学的反映滤芯寿命，同一净水设备不同种类滤芯因功能原理不同其寿命不尽相同，甚至会使得更多区域过度浪费滤材或造成二次污染，危害到消费者的健康。因此，研究一种适用于不同区域滤芯寿命的判定及管理方法有着重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种更为科学的净水设备滤芯寿命的判定及管理方法，以避免滤材的过度浪费或造成二次污染。
为了达到上述目的，本发明提供了一种净水设备滤芯寿命的判定方法，该判定方法包含：步骤1，采集信息：在每个滤芯的前和/或后端安装检测装置，以获得用于判定滤芯寿命是否耗尽的数据信息；所述的数据信息分为直接表征量和辅助表征量两类；所述的直接表征量包含：单位过水量、COD吸附容量、或浊度去除容量中的一种以上；所述的辅助表征量包含：滤芯前后的压力差、脱盐率或COD吸附容量中的一种以上；其中，每个滤芯至少采集一种直接表征量；步骤2，判定滤芯寿命：将获得的数据信息与给定的理论值范围进行比较，从而判定滤芯的寿命是否耗尽；给定的理论值范围为滤芯寿命未耗尽时检测装置应采集到的数据的理论范围；滤芯只采集了直接表征量而未采集辅助表征量时，采集的任意一种直接表征量超出理论值范围，判定该滤芯的寿命耗尽；滤芯同时采集了直接表征量和辅助表征量时，当辅助表征量均未超出理论值范围，而采集的任意一种直接表征量超出理论值范围时，判定该滤芯的寿命耗尽。
较佳地，所述的检测装置包含：水体流量检测装置，用于检测滤芯的单位过水量；压力检测装置，用于获得滤芯前后的压力差；COD检测装置，用于获得滤芯的单位COD去除量；TDS检测装置，用于获得滤芯的脱盐率；浊度检测装置，用于获得滤芯的浊度去除容量。
较佳地，所述的滤芯为利用压差过滤水体的滤芯时，其直接表征量包含单位过水量，其辅助表征量包含滤芯前后的压力差。
较佳地，所述的利用压差过滤水体的滤芯包含：烧结活性碳滤芯，其辅助表征量还包含COD吸附容量。
较佳地，所述的利用压差过滤水体的滤芯包含：纳滤膜滤芯，其辅助表征量还包含脱盐率。
较佳地，所述的利用压差过滤水体的滤芯包含：超滤膜滤芯，其直接表征量还包含浊度去除容量。
较佳地，净水设备的滤芯为颗粒活性炭滤芯时，其直接表征量为COD吸附容量。
较佳地，上述的COD吸附容量由累计过水量与单位COD去除量的乘积得到；采集单位过水量对时间积分得到累计过水量，计算单位时间内滤芯前后端水路的COD值的差值得到单位COD去除量。
较佳地，所述的净水设备还包含：后台运维系统，该后台运维系统预先储存有给定的理论值范围；所述的检测装置采集到的直接表征量和/或辅助表征量传送至后台运维系统，后台运维系统分析后与所述的理论值范围进行比较，并对滤芯的寿命是否耗尽进行判定；及提示装置，所述的后台运维系统对滤芯寿命的判定结果通过该提示装置告知用户。
本发明还提供了一种净水设备滤芯寿命的管理方法。所述的净水设备包含用于粗过滤的第一级滤芯，及安装于该第一级滤芯后端水路的过滤精度更高的滤芯，滤芯同时采集了直接表征量和辅助表征量时，当该滤芯的直接表征量均未超出理论值范围，而采集的任意一种辅助表征量超出理论值范围时，更换第一级滤芯。
有益效果：
(1)将用于判定滤芯寿命是否耗尽的数据区分为直接表征量和辅助表征量，寿命判定方法更科学；
(2)根据不同滤芯的原理与功能特点安装不同的检测装置，寿命判定方法更准确；
(3)净水设备设有后台运维系统及提示装置，方便用户及时更换寿命耗尽的滤芯。
附图说明
图1为实施例1的净水设备水路配置的局部水路控制示意图。
图2为实施例2的净水设备水路配置的局部水路控制示意图。
附图标记说明：
1-PP棉滤芯，2-颗粒活性炭滤芯，3-烧结活性炭滤芯，4-纳滤膜滤芯，5-超滤膜滤芯。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
不同滤芯因其原理与功能特点不同，其寿命耗尽的判定依据也应有所不同。本发明根据不同滤芯的原理与功能特点，在滤芯的前和/或后端分别安装相应的检测装置，以获得用于判定滤芯寿命是否耗尽的数据信息。一个滤芯需要采集若干种数据信息，多种信息更能全面反映滤芯的寿命。本发明将数据信息区分为直接表征量和辅助表征量，直接表征量与滤芯的寿命直接相关。直接表征量包含：单位过水量、COD吸附容量、或浊度去除容量中的一种以上；辅助表征量包含：滤芯前后的压力差、脱盐率或COD吸附容量中的一种以上。
将获得的数据信息与给定的理论值范围进行比较，可判定滤芯的寿命是否耗尽；给定的理论值范围为滤芯寿命未耗尽时检测装置应采集到的数据的理论范围。理论值范围可通过实验推测得到。滤芯只采集了直接表征量而未采集辅助表征量时，任意一种直接表征量超出理论值范围，可判定该滤芯的寿命耗尽；滤芯同时采集了直接表征量和辅助表征量时，当辅助表征量均未超出理论值范围，而任意一种直接表征量超出理论值范围时，可判定该滤芯的寿命耗尽。
市场上的净水设备通常包含用于粗过滤的第一级滤芯，第一级滤芯后还安装有若干个过滤精度更高的滤芯。目前，市场上的第一级滤芯通常为PP棉滤芯。第一级滤芯通常过滤流量大，压差较小，可以有效去除水中各种颗粒性物质，纳污量非常大，其过滤效能会对过滤精度更高的滤芯的过滤效果产生影响。滤芯同时采集了直接表征量和辅助表征量时，当该滤芯的直接表征量均未超出理论值范围，而采集的任意一种辅助表征量超出理论值范围时，可通过更换第一级滤芯，改善净水设备的净水效果。
所述的滤芯为利用压差过滤水体的滤芯时，其因水压过流而拦截污染物，单位过水量需达到某一条件方可应用。因此，利用压差过滤水体的滤芯的直接表征量应包含单位过水量，其辅助表征量包含前后端水路的压力差。目前市场上利用压差过滤水体的滤芯有PP棉滤芯、烧结活性炭滤芯、纳滤膜滤芯、超滤膜滤芯等。
滤芯的直接表征量不限于单位过水量，其辅助表征量也不限于前后端水路的压力差，可根据其具体原理选择不同的直接表征量或辅助表征量。所述的滤芯不是利用压差过滤水体的滤芯时，可根据其水处理的原理选择适当的直接表征量或辅助表征量。
上述在滤芯的前和/或后端安装的检测装置包含：
水体流量检测装置，用于检测滤芯的单位过水量；
压力检测装置，用于获得滤芯前后的压力差；
COD(化学需氧量)检测装置，用于检测滤芯前后端水路的COD值，从而得到滤芯的单位COD去除量，单位COD去除量由单位时间内滤芯前后端水路的COD值的差值得到；
TDS(总溶解固体)检测装置，用于检测滤芯前后端水路的TDS值，从而得到脱盐率，脱盐率由(滤芯前端水路TDS值-滤芯后端水路TDS值)/滤芯前端水路TDS值*100％得到；
浊度检测装置，用于获得滤芯的浊度去除容量。
净水设备设置有嵌入式软件或后台运维系统，预先储存有给定的理论值范围；所述的检测装置采集到的信息传送至嵌入式软件或后台运维系统，分析得到的直接表征量和/或辅助表征量与所述的理论值范围进行比较，并对滤芯的寿命是否耗尽进行判定。该净水设备还设置有提示装置，所述的嵌入式软件或后台运维系统对滤芯寿命是否耗尽的判定结果通过该提示装置告知用户。
实施例1
如图1所示，净水设备包含PP棉滤芯1，颗粒活性炭滤芯2，烧结活性炭滤芯3，纳滤膜滤芯4。自来水接入PP棉滤芯1进口，PP棉滤芯1出口连接颗粒活性炭滤芯2进口，颗粒活性炭滤芯2出口连接烧结活性炭滤芯3进口，烧结活性炭滤芯3出口连接纳滤膜滤芯4进口。滤膜滤芯4出口即净水出水口接入用户使用。箭头代表水流方向。
(1)依据PP棉滤芯1的功能可知，其因水压过流而拦截污染物，为了满足后续处理工艺的需求，其单位过水量需达到某一条件方可应用。如此可知，判断PP棉滤芯1寿命有两个指标：单位过水量与滤芯前后的压力差，单位过水量为直接表征量，压力差为辅助表征量，直接表征量和辅助表征量均可用于判定PP棉滤芯1的寿命是否耗尽。当单位过水量小于最小需求流量值(给定的理论值范围)时，压力差值仍未达到寿命实验判定值(给定的理论值范围)，可判定PP棉滤芯寿命1耗尽，可以更换该滤芯；当压力差值大于或等于给定的理论值范围，但单位过水量不小于给定的理论值范围，PP棉滤芯1可更换。
(2)颗粒活性炭滤芯2不属于本发明所述的利用压差过滤水体的滤芯，但是依据颗粒活性炭滤芯2的功能可知，其用于吸附水中有机物等污染物，因此COD吸附容量是满足应用的必要条件。COD吸附容量＝单位COD去除量×累计过水量，采集单位过水量对时间积分得到累计过水量，计算单位时间内滤芯前后端水路的COD值的差值得到单位COD去除量。因此，当实际COD吸附容量大于满足水质饮用条件下的COD吸附容量(给定的理论值范围)，可判定颗粒活性炭滤芯2寿命耗尽，可以更换该滤芯。
(3)依据烧结活性炭滤芯3的功能可知，其因水压过流而拦截污染物，进一步去除水中有机物等污染物，并保障核心滤芯，延长核心滤芯寿命。因此，与烧结活性炭滤芯3寿命判定有关的表征量有三个：单位过水量、COD吸附容量与滤芯前后压力差，单位过水量为直接表征量，压力差与COD吸附容量为辅助表征量。即，当单位过水量小于最小需求流量值(给定的理论值范围)，实际COD吸附容量不大于满足水质饮用条件下的COD吸附容量(给定的理论值范围)，并且压力差值仍未到寿命实验判定值(给定的理论值范围)，可判定烧结活性炭滤芯3寿命耗尽，可以更换；当压力差值大于或等于寿命实验判定值，或实际COD吸附量大于满足水质饮用条件下的COD吸附容量，但单位过水量不小于最小需求流量值，相应PP棉滤芯1可选择性更换。
(4)依据纳滤膜滤芯4的功能可知，其因水压过流而拦截污染物，并去除部分溶解性总固体，产水供饮用。因此，与纳滤膜滤芯4寿命判定有关的表征量有三个：单位过水量、脱盐率与滤芯前后压力差，单位过水量为直接表征量，脱盐率与压力差为辅助表征量。即，当单位过水量小于最小需求流量值(给定的理论值范围)，脱盐率与压力差值仍未到寿命实验判定值(给定的理论值范围)，可判定滤芯寿命耗尽，可以更换纳滤膜滤芯4；当脱盐率与压力差值大于或等于寿命实验判定值，但单位过水量不小于最小需求流量值，相应PP棉滤芯1可选择性更换。
(5)将寿命耗尽的滤芯更换后，后台运维系统将原滤芯的数据清零，对更换后的滤芯重新记录数据；其它寿命未耗尽的滤芯数据不清零，继续记录、计算、累加或留存比对。如此循环往复进行管理。
实施例2
如图2所示，净水设备包含PP棉滤芯1，颗粒活性炭滤芯2，烧结活性炭滤芯3，超滤膜滤芯5。自来水接入PP棉滤芯1进口，PP棉滤芯1出口连接颗粒活性炭滤芯2进口，颗粒活性炭滤芯2出口连接烧结活性炭滤芯3进口，结活性炭滤芯3出口连接超滤膜滤芯5进口，超滤膜滤芯5出口即净水出水口接入用户使用。箭头代表水流方向。
(1)PP棉滤芯1、颗粒活性炭滤芯2、烧结活性炭滤芯3的滤芯寿命判定及管理方法同实施例1。
(2)依据超滤膜滤芯5的功能可知，其因水压过流而拦截污染物，进一步去除水中有机物等污染物，产水供饮用。因此，与超滤膜滤芯5寿命判定有关的表征量有三个：单位过水量、浊度去除容量与滤芯前后压力差，单位过水量与浊度去除容量为直接表征量，压力差为辅助表征量。即，当单位产水量小于最小需求流量值(给定的理论值范围)，或实际浊度去除容量大于满足水质饮用条件下的浊度去除容量(给定的理论值范围)，而压力差值仍未到寿命实验判定值(给定的理论值范围)，可判定滤芯寿命耗尽，可以更换超滤膜滤芯5；当压力差值大于或等于寿命实验判定值，但单位过水量不小于最小需求流量值，或实际浊度去除容量不大于满足水质饮用条件下的浊度去除容量，相应PP棉滤芯1可选择性更换。
综上，本发明的净水设备滤芯寿命的判定方法，意在通过依据不同滤芯的水处理原理与其功能的不同，给出相应的准确的判定其滤芯寿命的方法，使得能有效避免滤材的过度浪费或造成直饮水的二次污染，而非仅限于以上实施例。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，该判定方法包含：步骤1，采集信息：在每个滤芯的前和/或后端安装检测装置，以获得用于判定滤芯寿命是否耗尽的数据信息；所述的数据信息分为直接表征量和辅助表征量两类；所述的直接表征量包含：单位过水量、COD吸附容量、或浊度去除容量中的一种以上；所述的辅助表征量包含：滤芯前后的压力差、脱盐率或COD吸附容量中的一种以上；
其中，每个滤芯至少采集一种直接表征量；
步骤2，判定滤芯寿命：将获得的数据信息与给定的理论值范围进行比较，从而判定滤芯的寿命是否耗尽；给定的理论值范围为滤芯寿命未耗尽时检测装置应采集到的数据的理论范围；
所述的净水设备包含用于粗过滤的第一级滤芯，及安装于该第一级滤芯后端水路的过滤精度更高的滤芯；
滤芯只采集了直接表征量而未采集辅助表征量时，采集的任意一种直接表征量超出理论值范围，判定该滤芯的寿命耗尽；
滤芯同时采集了直接表征量和辅助表征量时，当直接表征量均未超出理论值范围，而采集的任意一种辅助表征量超出理论值范围时，判定第一级滤芯的寿命耗尽。
2.根据权利要求1所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的检测装置包含：
水体流量检测装置，用于检测滤芯的单位过水量；
压力检测装置，用于获得滤芯前后的压力差；
COD检测装置，用于获得滤芯的单位COD去除量；
TDS检测装置，用于获得滤芯的脱盐率；
浊度检测装置，用于获得滤芯的浊度去除容量。
3.根据权利要求1所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的滤芯为利用压差过滤水体的滤芯时，其直接表征量包含单位过水量，其辅助表征量包含滤芯前后的压力差。
4.根据权利要求3所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的利用压差过滤水体的滤芯包含：烧结活性碳滤芯，其辅助表征量还包含COD吸附容量。
5.根据权利要求3所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的利用压差过滤水体的滤芯包含：纳滤膜滤芯，其辅助表征量还包含脱盐率。
6.根据权利要求3所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的利用压差过滤水体的滤芯包含：超滤膜滤芯，其直接表征量还包含浊度去除容量。
7.根据权利要求1所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，净水设备的滤芯为颗粒活性炭滤芯时，其直接表征量为COD吸附容量。
8.根据权利要求4或7所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的COD吸附容量由累计过水量与单位COD去除量的乘积得到；采集单位过水量对时间积分得到累计过水量，计算单位时间内滤芯前后端水路的COD值的差值得到单位COD去除量。
9.根据权利要求1所述的净水设备滤芯寿命的判定方法，其特征在于，所述的净水设备还包含：
后台运维系统，该后台运维系统预先储存有给定的理论值范围；所述的检测装置采集到的信息传送至后台运维系统，后台运维系统分析得到的直接表征量和/或辅助表征量与所述的理论值范围进行比较，并对滤芯的寿命是否耗尽进行判定；及
提示装置，所述的后台运维系统对滤芯寿命的判定结果通过该提示装置告知用户。
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