CN109626626A - 一种工厂用大型净水设备及其净水工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及净水设备领域，尤其涉及一种工厂用大型净水设备及其净水工艺，解决的是现有技术中工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低、净水过程可控性差的技术问题；为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种工厂用大型净水设备及其净水工艺，其中，包括：原水供应部；物理过滤部，所述物理过滤部连接所述原水供应部；化学处理部，所述化学处理部连接所述物理过滤部；纯水部，所述纯水部连接所述化学处理部；取得了系统集成性好、结构性优良、自动化程度高、净水过程可控性强的技术效果。
Description
技术领域
本申请涉及净水设备领域，尤其涉及一种工厂用大型净水设备及其净水工艺。
背景技术
水是生命之源，人类进行水处理及水处理方式已经有相当的历史，其中水处理方式主要包括物理方式和化学方式，物理方式主要包括吸附法、阻隔法和沉淀法，化学方式则采用各种化学药品将水中杂质转化为对人体伤害较小的物质或将杂质聚集后采用过滤法去除。
目前，市面上广泛存在应用于各种领域各式场景的净水设备及其净水工艺，如应用于家庭的小型家用净水机，应用于高校、公司的中型净水机，应用于工厂等大型场所大型净水设备；但本申请发明人在实施上述工厂用大型净水设备的技术方案的过程中，发现现有技术至少存在如下技术问题：
1、现有技术中的工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低、净水过程可控性差的问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是现有技术中的工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低，净水过程可控性差的问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种工厂用大型净水设备及其净水工艺。
第一方面，本申请实施例提供一种工厂用大型净水设备，其中，包括：
原水供应部；物理过滤部，所述物理过滤部连接所述原水供应部；化学处理部，所述化学处理部连接所述物理过滤部；纯水部，所述纯水部连接所述化学处理部。
优选地，所述原水供应部包括：原水箱；原水泵，所述原水泵连接所述原水箱。
优选地，所述物理过滤部包括：石英砂过滤器，所述石英砂过滤器连接所述原水供应部；活性炭过滤器，所述活性炭过滤器连接所述石英砂过滤器；精密过滤器，所述精密过滤器连接所述活性炭过滤器。
优选地，所述化学处理部包括：化学处理箱，所述化学处理箱连接所述物理过滤部；阻垢剂投加设备，所述阻垢剂投加设备连接在所述化学处理箱上。
优选地，所述纯水部包括：高压泵，所述高压泵连接所述化学处理部；反渗透膜组，所述反渗透膜组连接所述高压泵。
上述技术方案中，优选地，所述物理过滤部包括：石英砂过滤器，所述石英砂过滤器连接所述原水泵；活性炭过滤器，所述活性炭过滤器连接所述石英砂过滤器；精密过滤器，所述精密过滤器连接所述活性炭过滤器。
优选地，所述化学处理部包括：化学处理箱，所述化学处理箱连接所述精密过滤器；阻垢剂投加设备，所述阻垢剂投加设备连接在所述化学处理箱上。
优选地，所述纯水部包括：高压泵，所述高压泵连接所述化学处理箱；反渗透膜组，所述反渗透膜组连接所述高压泵。
优选地，所述反渗透膜组过滤过程数学模型为：
式中，
Vb(z)为通道内部局部流速，Vb(0)为入口流速，∈sp为膜孔隙率，Jv(z)为溶剂通量，H为进料通道高度，
Cb(z)为盐浓度，Cb(0)为进料浓度，Cp(z)为渗透侧溶质浓度。
第二方面，本申请实施例提供一种净水工艺，其中，包括：
原水供应，原水由管道输送到所述原水供应部，所述原水供应部将原水供入所述物理过滤部；物理过滤，所述物理过滤部过滤由所述原水供应部供入的原水，并将处理后的水供入所述化学处理部；化学处理，所述化学处理部处理由所述物理过滤部供入的水，并将处理后的水供入所述纯水部；纯水，所述纯水部过滤由所述化学处理部供入的水，并将过滤后的水提供使用。
优选地，所述原水供应步骤具体为：原水经管道供入所述原水箱，所述原水箱贮存缓冲原水，再经由所述原水泵将所述原水箱中的原水泵入所述物理过滤部。
优选地，所述物理过滤步骤具体为：经由所述原水供应部供入的原水进入所述石英砂过滤器，所述石英砂过滤器对原水进行过滤后将水供入所述活性炭过滤器，所述活性炭过滤器对水过滤后将水供入所述精密过滤器，所述精密过滤器对水过滤后将水供入所述化学处理部。
优选地，所述化学处理步骤具体为：经由所述物理过滤部供入的水进入所述化学处理箱，通过所述阻垢剂投放设备将阻垢剂投入所述化学处理箱中，阻垢剂与水反应后，所述化学处理箱将水供入所述纯水部。
优选地，所述纯水步骤具体为：经由所述化学处理部供入的水进入所述高压泵，所述高压泵将水升压为高压水并将高压水泵入所述反渗透膜组，所述反渗透膜组纯化高压水并将纯化后的高压水供入使用设备。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
1、本申请实施例的一种工厂用大型净水设备及其净水工艺，通过采用包括原水供应部、物理过滤部、化学处理部、纯水部的工厂用大型净水设备，创新设备结构设计，优化设备模块组合，解决了现有技术中的工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低、净水过程可控性差的问题，取得了系统集成性好、结构性优良、自动化程度高、净水过程可控性强的技术效果。
附图说明
图1是本申请实施例的一种工厂用大型净水设备及其净水工艺的设备示意图。
图2是本申请实施例的一种工厂用大型净水设备及其净水工艺的设备示意图。
附图中：
1、原水供应部 2、物理过滤部 3、化学处理部
4、纯水部 11、原水箱 12、原水泵
21、石英砂过滤器 22、活性炭过滤器 23、精密过滤器
31、阻垢剂投加设备 41、高压泵 42、反渗透膜组
32、化学处理箱
具体实施方式
本申请实施例提供了一种工厂用大型净水设备及其净水工艺，本申请提供的技术方案总体思路如下：通过采用包括原水供应部1、物理过滤部2、化学处理部3、纯水部4的净水装置及其净水工艺，其中净水工艺包括原水供应、物理过滤、化学处理、纯水四个步骤，解决了现有技术中的工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低、净水过程可控性差的问题，取得了净水设备集成性好、结构性优、自动化程度高、净水过程高可控的技术效果。
为了使本申请解决的技术问题以及技术方案和技术效果更加清楚明白，以下通过附图和实施例，对本申请进行详细说明。应当明晰，此处所描述的具体实施例是本申请一部分实施例，仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，本领域技术人员在没有付出创造性劳动时获得的所有其他实施例都属于本申请保护范围，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
在本申请实施例的描述中，应该明晰，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本申请实施例和简化描述，而非指示或暗示所描述的装置或元件必须具有特定的方向或位置关系，即不能理解为对本申请实施例的限制；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于方便描述或简化描述，而非指示或暗示其重要性。
在本申请实施例的描述中，应当明晰，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，如，可为固定连接，可为可拆卸连接，可为整体性连接；可为机械连接，可为电连接；可为直接连接，可为间接连接，可为装置或元件内部连通。对本领域技术人员而言，依本申请实施例具体情况明晰上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，应当明晰，出于简单明了的目的，本申请实施例的原理主要通过参考例子来描述，在以下描述中，本申请实施例的很多具体细节被描述以用来提供对实施例的彻底理解，但对本领域技术人员而言，本申请实施例在实践中并不限于相关具体细节；在部分实施例中，没有详细描述公知结构和/或方法，以避免导致这些实施例难以理解。
【实施例1】
参见说明书附图，可完整、清晰地阐述本申请实施例中的一种工厂用大型净水设备及其净水工艺。
其中，在附图1中：
本申请实施例提供一种工厂用大型净水设备，其中，包括：
原水供应部1，所述原水供应部1用于供应原水；物理过滤部2，所述物理过滤部2连接所述原水供应部1，所述物理过滤部2用于对原水进行物理过滤；化学处理部3，所述化学处理部3连接所述物理过滤部2，所述化学处理部3用于对经所述物理过滤部过滤后的原水进行化学处理；纯水部4，所述纯水部4连接所述化学处理部3，所述纯水部4用于对经所述化学处理部3处理后的原水进行纯化。
基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种净水工艺，其中，包括：
原水供应，原水由管道输送到所述原水供应部1，所述原水供应部1将原水供入所述物理过滤部2；物理过滤，所述物理过滤部2过滤由所述原水供应部1供入的原水，并将处理后的水供入所述化学处理部3；化学处理，所述化学处理部3处理由所述物理过滤部2供入的水，并将处理后的水供入所述纯水部4；纯水，所述纯水部4过滤由所述化学处理部3供入的水，并将过滤后的水提供使用。
本申请实施例的一种工厂用大型净水设备及其净水工艺，通过采用包括原水供应部1、物理过滤部2、化学处理部3、纯水部4的工厂用大型净水设备，创新设备结构设计，优化设备模块组合，解决了现有技术中的工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低、净水过程可控性差的问题，取得了系统集成性好、结构性优良、自动化程度高、净水过程可控性强的技术效果。
进一步地，
其中，在附图2中：
所述原水供应部包括：原水箱11，所述原水箱11用于贮存缓冲原水；原水泵12，所述原水泵12连接所述原水箱11，所述原水泵12用于将原水从原水箱11中泵入所述物理过滤部2。所述物理过滤部2包括：石英砂过滤器21，所述石英砂过滤器21连接所述原水供应部1，所述石英砂过滤器21用于对原水进行砂滤；活性炭过滤器22，所述活性炭过滤器22连接所述石英砂过滤器21，所述活性炭过滤器22用于对原水进行炭滤；精密过滤器23，所述精密过滤器23连接所述活性炭过滤器22，所述精密过滤器23用于对原水进行精滤。所述化学处理部3包括：化学处理箱32，所述化学处理箱32连接所述物理过滤部2；阻垢剂投加设备31，所述阻垢剂投加设备31连接在所述化学处理箱32上，所述阻垢剂投加设备31用于向所述化学处理箱32内投加阻垢剂，所述化学处理箱32用于阻垢剂和原水进行化学反应。所述纯水部4包括：高压泵41，所述高压泵41连接所述化学处理部3；反渗透膜组42，所述反渗透膜组42连接所述高压泵41，所述高压泵41用于将水以所需压力泵入所述反渗透膜组42中，所述反渗透膜组42用于对水进行反渗透过滤。
所述原水泵12包括：压水室，所述压水室内设有抗堵叶轮，所述抗堵叶轮包括：切割板，叶片，所述叶片固定在所述切割板的两侧面，凸形圆台，所述凸形圆台与所述叶片中心固定连接，第一切割刀片，所述第一切割刀片设置在所述切割板顶部，第二切割刀片，所述第二切割刀片固定在所述压水室内壁与所述第一切割刀片相对应的位置处；所述抗堵叶轮通过所述第一切割刀片、所述第二切割刀片对进入压水室内的易缠绕或聚束的纤维物具有很好的切断作用，提升了原水泵的抗堵性能。
所述物理过滤部2包括：石英砂过滤器21，所述石英砂过滤器21连接所述原水泵12，所述石英砂过滤器21用于对原水进行砂滤；活性炭过滤器22，所述活性炭过滤器22连接所述石英砂过滤器21，所述活性炭过滤器22用于对原水进行炭滤；精密过滤器23，所述精密过滤器23连接所述活性炭过滤器22，所述精密过滤器23用于对原水进行精滤。所述化学处理部3包括：化学处理箱32，所述化学处理箱32连接所述精密过滤器23；阻垢剂投加设备31，所述阻垢剂投加设备31连接在所述化学处理箱32上，所述阻垢剂投加设备31用于向所述化学处理箱32内投加阻垢剂，所述化学处理箱32用于阻垢剂和原水进行化学反应。所述纯水部4包括：高压泵41，所述高压泵41连接所述阻垢剂投加设备；反渗透膜组42，所述反渗透膜组42连接所述高压泵41，所述高压泵41用于将水以所需压力泵入所述反渗透膜组42中，所述反渗透膜组42用于对水进行反渗透过滤。
所述反渗透膜组42过滤过程数学模型为：
式中，
Vb(z)为通道内部局部流速，Vb(0)为入口流速，∈sp为膜孔隙率，Jv(z)为溶剂通量，H为进料通道高度，
Cb(z)为盐浓度，Cb(0)为进料浓度，Cp(z)为渗透侧溶质浓度。
所述原水供应步骤具体为：原水经管道供入所述原水箱11，所述原水箱11贮存缓冲原水，再经由所述原水泵12将所述原水箱11中的原水泵12入所述物理过滤部2。所述物理过滤步骤具体为：经由所述原水供应部1供入的原水进入所述石英砂过滤器21，所述石英砂过滤器21对原水进行过滤后将水供入所述活性炭过滤器22，所述活性炭过滤器22对水过滤后将水供入所述精密过滤器23，所述精密过滤器23对水过滤后将水供入所述化学处理部3。所述化学处理步骤具体为：经由所述物理过滤部2供入的水进入所述化学处理箱32，通过所述阻垢剂投放设备31将阻垢剂投入所述化学处理箱32中，阻垢剂与水反应后，所述化学处理箱32将水供入所述纯水部4。所述纯水步骤具体为：经由所述化学处理部2供入的水进入所述高压泵41，所述高压泵41将水升压为高压水并将高压水泵入所述反渗透膜组42，所述反渗透膜组42纯化高压水并将纯化后的高压水供入使用设备。
本申请实施例的一种工厂用大型净水设备及其净水工艺，通过采用包括原水供应部1、物理过滤部2、化学处理部3、纯水部4的工厂用大型净水设备，其中原水供应部1包括原水箱11、原水泵12，物理过滤部2包括石英砂过滤器21、活性炭过滤器22、精密过滤器23，化学处理部3包括化学处理箱32、阻垢剂投加设备31，纯水部4包括高压泵41和反渗透膜组42，创新设备结构设计，优化设备模块组合；本申请实施例的技术方案还通过采用包括原水供应、物理过滤、化学处理和纯水步骤的净水工艺，即将原水经由管道供入原水箱11，再经由原水泵12将原水箱11中的原水泵入石英砂过滤器21，原水经由石英砂过滤器21、活性炭过滤器22和精密过滤器23依次过滤后进入化学处理箱32，阻垢剂投加设备31将阻垢剂投入化学处理箱32中，使其跟原水反应进行化学处理，而后经由高压泵41将化学处理过的原水以所需的一定压力泵入反渗透膜组42，反渗透膜组42对原水进行反渗透过滤纯化，而后将水供入使用设备；本申请实施例中的技术方案解决了现有技术中的工厂用大型净水设备系统集成性差、结构性差、自动化程度低、净水过程可控性差的问题，取得了系统集成性好、结构性优良、自动化程度高、净水过程可控性强的技术效果。
进一步地，通过下列实验及实验数据可佐证相关技术效果：
反渗透膜是实现反渗透过程的关键，要求具有较好的分离透过性和物化稳定性，反渗透分离性能可以用溶质分离率(脱盐率)、膜通量以及水的回收率等参数来衡量。
1)脱盐率R/％
式中，Cf为进水溶质浓度，mg/L；CP为净水溶质浓度，mg/L
2)膜通量Jw/(mL/m2·min)
式中，V为净水体积，mL；S为反渗透膜传质面积，m2；θ
为操作时间，min.
3)水的回收率Y
式中，Qf为进水流量，mL/min；QP为净水流量，mL/min；Qm为浓水流量，mL/min.
采用本申请实施例中的技术方案进行工厂净水处理的各实验数据如下：
浓度和流量随时间的变化(0.5MPa)
采用其他技术方案进行工厂净水处理的各实验数据如下：
浓度和流量随时间的变化(0.5MPa)
经上述实验数据进行计算可得下述结果：
本申请实施例中的技术方案表征相关技术效果的数据为：
1、运行一小时的脱盐率R≥92.23％，最高达93.49％。
2、运行一小时水的回收率Y≥14.08％，最高达14.13％。
其他技术方案表征相关技术效果的数据为：
1、运行一小时的脱盐率R≥91.49％，最高达92.94％。
2、运行一小时水的回收率Y≥11.79％，最高达11.84％％。
由此可知，本申请实施例中的技术方案的脱盐率和水回收率均优于现有技术中其他技术方案，除了取得了净水设备集成性好、结构性优、自动化程度高、净水过程高可控的技术效果，还取得了高脱盐效果，高水回收率，净水效果好的技术效果。
尽管以上对本申请的具体实施方式进行了说明性描述，以便于本领域的技术人员能够理解本申请，但本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的发明创造均在保护之列。
Claims (14)
1.一种工厂用大型净水设备，其中，包括：
原水供应部，
物理过滤部，所述物理过滤部连接所述原水供应部；
化学处理部，所述化学处理部连接所述物理过滤部；
纯水部，所述纯水部连接所述化学处理部。
2.根据权利要求1所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述原水供应部包括：
原水箱，
原水泵，所述原水泵连接所述原水箱。
3.根据权利要求1所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述物理过滤部包括：
石英砂过滤器，所述石英砂过滤器连接所述原水供应部；
活性炭过滤器，所述活性炭过滤器连接所述石英砂过滤器；
精密过滤器，所述精密过滤器连接所述活性炭过滤器。
4.根据权利要求1所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述化学处理部包括：
化学处理箱，所述化学处理箱连接所述物理过滤部；
阻垢剂投加设备，所述阻垢剂投加设备连接在所述化学处理箱上。
5.根据权利要求1所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述纯水部包括：
高压泵，所述高压泵连接所述化学处理部；
反渗透膜组，所述反渗透膜组连接所述高压泵。
6.根据权利要求2所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述物理过滤部包括：
石英砂过滤器，所述石英砂过滤器连接所述原水泵；
活性炭过滤器，所述活性炭过滤器连接所述石英砂过滤器；
精密过滤器，所述精密过滤器连接所述活性炭过滤器。
7.根据权利要求6所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述化学处理部包括：
化学处理箱，所述化学处理箱连接所述精密过滤器；
阻垢剂投加设备，所述阻垢剂投加设备连接在所述化学处理箱上。
8.根据权利要求7所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述纯水部包括：
高压泵，所述高压泵连接所述化学处理箱；
反渗透膜组，所述反渗透膜组连接所述高压泵。
9.根据权利要求5所述的一种工厂用大型净水设备，其中，所述反渗透膜组过滤过程数学模型为：
式中，
Vb(z)为通道内部局部流速，Vb(0)为入口流速，∈sp为膜孔隙率，Jv(z)为溶剂通量，H为进料通道高度，
Cb(z)为盐浓度，Cb(0)为进料浓度，Cp(z)为渗透侧溶质浓度。
10.一种净水工艺，基于权利要求1至9任一所述的一种工厂用大型净水设备，其中，包括：
原水供应，原水由管道输送到所述原水供应部，所述原水供应部将原水供入所述物理过滤部；
物理过滤，所述物理过滤部过滤由所述原水供应部供入的原水，并将处理后的水供入所述化学处理部；
化学处理，所述化学处理部处理由所述物理过滤部供入的水，并将处理后的水供入所述纯水部；
纯水，所述纯水部过滤由所述化学处理部供入的水，并将过滤后的水提供使用。
11.根据权利要求10所述的一种净水工艺，其中，所述原水供应步骤具体为：
原水经管道供入所述原水箱，所述原水箱贮存缓冲原水，再经由所述原水泵将所述原水箱中的原水泵入所述物理过滤部。
12.根据权利要求10所述的一种净水工艺，其中，所述物理过滤步骤具体为：
经由所述原水供应部供入的原水进入所述石英砂过滤器，所述石英砂过滤器对原水进行过滤后将水供入所述活性炭过滤器，所述活性炭过滤器对水过滤后将水供入所述精密过滤器，所述精密过滤器对水过滤后将水供入所述化学处理部。
13.根据权利要求10所述的一种净水工艺，其中，所述化学处理步骤具体为：
经由所述物理过滤部供入的水进入所述化学处理箱，通过所述阻垢剂投放设备将阻垢剂投入所述化学处理箱中，阻垢剂与水反应后，所述化学处理箱将水供入所述纯水部。
14.根据权利要求10所述的一种净水工艺，其中，所述纯水步骤具体为：
经由所述化学处理部供入的水进入所述高压泵，所述高压泵将水升压为高压水并将高压水泵入所述反渗透膜组，所述反渗透膜组纯化高压水并将纯化后的高压水供入使用设备。
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