CN110357331A - 一种直饮水系统和直饮水制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直饮水系统和直饮水制备工艺，直饮水系统包括依次连接的介质过滤装置、超滤装置、热水反渗透装置、紫外灭菌装置和循环管网；原水与介质过滤装置的输入端相连；介质过滤装置的输出端与超滤装置的输入端相连；超滤装置的输出端与热水反渗透装置的输入端相连；热水反渗透装置的输出端通过第一输入管路与紫外灭菌装置的输入端相连；循环管网包括成品水箱、水使用管路和水使用点，紫外灭菌装置的输出端与成品水箱的入水口相连，成品水箱的出水口与水使用管路的输入端相连，水使用点串联在水使用管路上；水使用管路的输出端通过第二输入管路与紫外灭菌装置的输入端相连。

Description

一种直饮水系统和直饮水制备工艺

技术领域

本发明涉及饮用水处理装置，特别涉及一种直饮水系统和直饮水制备工艺。

背景技术

膜分离技术在直饮水设备中应用越来越广泛，在直饮水系统中应用有如下几个特点：1、物理分离过程，无化学物质添加。膜分离技术在分离和浓缩过程中是一个纯物理性的单元操作，不需要添加任何化学物质，不会对水和膜组件产生污染。2、耗能低。膜分离技术只需电能驱动，能耗低。3、膜分离工艺是以组件的形式构成的，可以适应不同客户的需求，而且还能保证出水健康安全。膜分离是一种相对简单的分离工艺，操作维护方便，易于实现自动化控制，方便人们的生活。4、选择性好。根据膜的选择透过性和膜孔径的大小的不同，可以将不同粒径或者不同分子量的物质有选择地分开，使物质得到了纯化而又不改变它们的原有属性。5、适应性好。膜分离技术可以应用在各行业、各种不同水质的地区。而且处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，处理效果稳定可靠。总之，膜分离技术是现在净水设备最常用的净化技术，直饮水系统采用膜分离技术和相应的过滤装置、灭菌装置无疑是最安全、卫生和健康的。

目前的直饮水系统和工艺主要存在处理过程中去除了有益的矿物物质成份；微生物指标控制效果不理想进而依赖消毒剂进行抑菌并因此带来消毒副产物等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种直饮水系统和直饮水制备工艺。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种直饮水系统，所述直饮水系统包括依次连接的介质过滤装置、超滤装置、热水反渗透装置、紫外灭菌装置和循环管网；

原水与所述介质过滤装置的输入端相连；所述介质过滤装置的输出端与所述超滤装置的输入端相连；所述超滤装置的输出端与所述热水反渗透装置的输入端相连；所述热水反渗透装置的输出端通过第一输入管路与所述紫外灭菌装置的输入端相连；

所述循环管网包括成品水箱、水使用管路和水使用点，所述紫外灭菌装置的输出端与所述成品水箱的入水口相连，所述成品水箱的出水口与所述水使用管路的输入端相连，所述水使用点串联在所述水使用管路上；所述水使用管路的输出端通过第二输入管路与所述紫外灭菌装置的输入端相连。

进一步地，所述介质过滤装置包括容器和第一过滤器，所述容器内装有活性炭和/或石英砂滤料，所述原水水源与所述容器的入水口相连，所述容器的出水口与所述第一过滤器的输入端相连。

进一步地，所述超滤装置包括外压式中空纤维膜组件和外膜管，所述中空纤维膜组件安装在所述外膜管内，所述外膜管与所述第一过滤器的输出端相连。

进一步地，所述热水反渗透装置包括热水反渗透组件、第二过滤器、第三输入管路、第四输入管路和第一输出管路，所述超滤装置的输出端通过所述第三输入管与所述热水反渗透组件的输入端相连，所述热水反渗透组件的输出端与所述第一输出管路相连；所述超滤装置的输出端通过所述第四输入管路与所述第二过滤器的输入端相连，所述第二过滤器的输出端与所述第一输出管路相连。

进一步地，所述热水反渗透组件包括排水管和并列设置的至少两支膜管，每支所述膜管均设有原水入口、淡水出口和浓水出口，所述超滤装置的输出端通过所述第三输入管与排在第一位置的所述膜管的原水入口相连，排在第n位置的所述膜管的浓水出口与排在第n+1位置的所述膜管的原水入口相连，n为大于等于1的正整数；排在最后位置的所述膜管的浓水出口与所述排水管相连；每支所述膜管的淡水出口并联后通过所述第一输出管路与所述紫外灭菌装置的输入端相连。

进一步地，所述膜管包括膜壳和装入所述膜壳中的若干个热水反渗透膜。

进一步地，所述循环管网还包括第三过滤器，所述第三过滤器位于所述成品水箱的出水口和所述水使用管路的输入端之间。

进一步地，所述直饮水系统还包括在线清洗系统，所述线清洗系统包括热水箱、加热器和在线清洗管道，所述加热器与所述热水箱相连，热水箱的输出端与所述在线清洗管道的输入端相连，所述在线清洗管道与所述介质过滤装置、所述超滤装置、所述热水反渗透装置、所述紫外灭菌装置和所述循环管网中的至少一个相连。

进一步地，所述直饮水系统还包括原水装置，所述原水从所述原水装置的输出端流入所述介质过滤装置；所述热水箱为所述成品水箱，所述在线清洗管道的输出端与所述原水装置的回水端相连。

本发明实施例还提供了一种直饮水制备工艺，所述工艺采用上述任一种直饮水系统制备所述直饮水；所述工艺包括：采用所述介质过滤装置处理原水，滤除直径5um以上的杂质，得第一处理水；

将所述第一处理水输送至所述超滤装置进行处理，滤除分子级杂质，得第二处理水；

将所述第二处理水输送至所述热水反渗透装置进行处理，得第三处理水；

将所述第三处理水输送至所述紫外线灭菌装置进行处理，得第四处理水；

将所述第四处理水输送至所述循环管网进行处理，滤除直径0.2um以上的杂质，得到直饮水。

本发明实施例提供了一种直饮水系统和直饮水制备工艺，原水分别经过介质过滤装置、超滤装置、热水反渗透装置过滤并经紫外灭菌装置灭菌后再通过循环管网将处理后的直饮水输送至各个使用点进行循环供水，全程无需使用消毒剂，仅通过物理过程即可控制微生物指标，饮用水质量合格。且过滤过程中保留了对人体有益的微量矿物元素，有益人体健康。紫外灭菌装置与循环管网共同形成循环管路，不仅进一步提高了对直饮水的灭菌效果，而且加大了直饮水的循环流动，提高了活水效果，进一步保证了直饮水的安全和卫生性能。

附图说明

图1为本发明实施例的直饮水系统一个可选结构的示意图；

图2为图1中介质过滤装置的结构示意图；

图3为图1中热水反渗透装置的结构示意图；

图4为图1中紫外灭菌装置和循环管网的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，如有术语“上游”、“下游”均以水流流向为基准。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，如有术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种直饮水系统，直饮水系统包括依次连接的介质过滤装置2、超滤装置3、热水反渗透装置4、紫外灭菌装置5和循环管网6。

具体地，原水与介质过滤装置2的输入端相连；介质过滤装置2的输出端与超滤装置3的输入端相连；超滤装置3的输出端与热水反渗透装置4的输入端相连；热水反渗透装置4的输出端通过第一输入管路51-1与紫外灭菌装置5的输入端相连；

其中，循环管网6包括成品水箱61、水使用管路64、66和水使用点65，紫外灭菌装置5的输出端与成品水箱61的入水口相连，成品水箱61的出水口与水使用管路64、66的输入端相连，水使用点65串联在水使用管路64上；水使用管路64、66的输出端通过第二输入管路52与紫外灭菌装置5的输入端相连。具体地，紫外灭菌装置5包括紫外灭菌器50，紫外灭菌装置5的输入端即指紫外灭菌器50的输入端，紫外灭菌装置5的输出端即指紫外灭菌器50的输出端。

如图1和图4所示，在输入端，紫外灭菌器50分别与第一输入管路51-1和第二输入管路52相连，在输出端，紫外灭菌器50和一路输出管路53相连，紫外线灭菌装置5通过该输出管路53与成品水箱61的入水口相连。其中第二输入管路53作为回水管路，能够将经过水使用点65的水使用管路64、66中的直饮水回流至紫外线灭菌装置5，参与循环。不仅加大了直饮水的循环流动，提高了活水效果，还避免了因管路死角、或直饮水长期未用等原因导致的细菌滋生，卫生状况下降的危险，进一步保证了直饮水的安全和卫生性能。

在本发明实施例中的直饮水系统中，原水分别经过介质过滤装置2、超滤装置3、热水反渗透装置4过滤并经紫外灭菌装置5灭菌后再通过循环管网6将处理后的直饮水输送至各个使用点65进行循环供水，全程无需使用消毒剂，仅通过物理过程即可控制微生物指标，饮用水质量合格。且过滤过程中保留了对人体有益的微量矿物元素，有益人体健康。

如图1所示，水的使用点65采用串联连接和循环灭菌，进一步有效保证了直饮水的安全、卫生和健康。

进一步地，循环管网6还包括第三过滤器63，第三过滤器63位于成品水箱61的出水口和水使用管路64、66的输入端之间。更进一步地，直饮水系统还包括与介质过滤装置2、超滤装置3、热水反渗透装置4、紫外灭菌装置5和循环管网6中的至少一个相连的输送泵。如图1中，循环管网6还包括第三输送泵62，成品水箱61具有一个输入口、一个输出口，紫外灭菌器50输出端与成品水箱61的输入口连接，成品水箱61的输出口连接第三输送泵62的入口，第三输送泵62的出口经过第三过滤器63连接至水使用管路64、66的输入端，水使用管路64、66中设有若干个水的使用点65，若干个指至少两个。各个水的使用点65采用串联连接，水使用管路64、66的输出端连接至紫外灭菌装置5，进行回水。

在本发明一些实施例中，介质过滤装置2包括容器21和第一过滤器22，容器21内装有活性炭和/或石英砂滤料，原水水源与容器21的入水口相连，容器21的出水口与第一过滤器22的输入端相连。

优选地，如图1和图2所示，在本发明示出的实施例中，介质过滤装置2为容器21内装有活性炭和石英砂滤料的多介质过滤装置，多介质过滤装置提高了对原水的处理效果。将介质过滤装置设置在超滤装置上游，提高了对超滤装置的有效保护，延长了超滤装置3的使用寿命和处理效果。

进一步地，超滤装置3包括外压式中空纤维膜组件和外膜管30，中空纤维膜组件安装在外膜管30内，外膜管30与第一过滤器22的输出端相连。

需要说明的是，本发明实施例中超滤装置3采用膜管式超滤装置，相较浸没式超滤装置具备一定的经济性，便于简化安装和操作。

在本发明的一些实施例中，热水反渗透装置4包括热水反渗透组件、第二过滤器45、第三输入管路42、第四输入管路41和第一输出管路51-2，超滤装置3的输出端通过第三输入管42与热水反渗透组件的输入端相连，热水反渗透组件的输出端与第一输出管路51-2相连；超滤装置3的输出端通过第四输入管41路与第二过滤器45的输入端相连，第二过滤器45的输出端与第一输出管路51-2相连。第一输出管路51-2与第一输入管路51-1相连。

进一步地，热水反渗透组件包括排水管443和并列设置的至少两支膜管44，优选地，膜管44包括膜壳和装入膜壳中的若干个热水反渗透膜。每支膜管44均设有原水入口440、淡水出口441和浓水出口442，超滤装置3的输出端通过第三输入管路42与排在第一位置的膜管的原水入口相连，排在第n位置的膜管的浓水出口与排在第n+1位置的膜管的原水入口相连，n为大于等于1的正整数；排在最后位置的膜管的浓水出口与排水管相连；每支膜管44的淡水出口并联后通过第一输出管路51-2与紫外灭菌装置5的输入端相连。

如图1和图3所示，热水反渗透装置4还包括第二输送泵43，第三输入管路42和第四输入管路41并联，其中，第三输入管42上连接有中设有第二输送泵43和三支膜管44，三支膜管44自上游向下游依次并列设置。第二输送泵43的入口作为第三输入管42输入端，第二输送泵43的出口连接第一支膜管的原水入口，第一支膜管的浓水出口连接第二支膜管的原水入口，第二支膜管的浓水出口连接第三支膜管的原水入口，以此类推，最后一支膜管的浓水出口通过蝶阀连通至排水口，每支膜管44的淡水出口并联后作为热水反渗透装置输出端通过第一输出管路51-2连通至紫外灭菌装置5的输入端。

通过设置并联的第三输入管路42和第四输入管路41，第三输入管路42经热水反渗透组件过滤后，进一步出去原水中离子级杂质及重金属，第四输入管路41不经过热水反渗透组件能够进一步保留原水中有益矿物质和微量元素，两者配合不仅进一步提高了对原水的过滤效果，还进一步提高了最终直饮水中的微量矿物元素。

在本发明其他一些优选实施例中，直饮水系统还包括在线清洗系统，线清洗系统包括热水箱、加热器71和在线清洗管道73，加热器71与热水箱相连，热水箱的输出端与在线清洗管道73的输入端相连，在线清洗管道73与介质过滤装置2、超滤装置3、热水反渗透装置4、紫外灭菌装置5和循环管网6中的至少一个相连。

需要说明的是，介质过滤装置、超滤装置、热水反渗透装置、紫外灭菌装置和循环管网中可根据需要分别设置各自的在线清洗支管路，在线清洗系统可根据需要对其中一个，或其中多个线清洗支管路进行连接清洗，进一步保证了直饮水的质量。优选地，在线清洗系统可采用了巴氏消毒原理并充分利用系统组件进行了集成式模块化设计，提高了在线清洗效率并降低了清洗成本。其中，采用热水反渗透装置，更加便于采用巴氏消毒法进行系统在线清洗。

具体地，直饮水系统还包括原水装置1，原水从原水装置1的输出端流入介质过滤装置。如图1所示，原水装置1包括原水水源管路10、原水存储容器11和输送泵12，原水存储容器11的输出端与输送泵12的输入端相连。

以对循环管网6的在线清洗为例，热水箱为成品水箱61，在线清洗管道73的输出端与原水装置1的回水端相连。在线清洗管道73上也设有输送泵72。

本发明实施例还提供了一种直饮水制备工艺，工艺采用上述任一种直饮水系统制备直饮水；工艺包括：采用介质过滤装置2处理原水，滤除直径5um以上的杂质，得第一处理水。具体地，容器21中装有活性炭和石英砂滤料时，可过滤除水中的异味和部分有机物、余氯，紧接着，第一过滤器22滤除原水中直径5um以上的杂质。

进一步地，将第一处理水输送至超滤装置3进行处理，滤除分子级杂质，得第二处理水。

进一步地，将第二处理水输送至热水反渗透装置4进行处理，得第三处理水；具体地，一部分第二处理水通过第四输入管路41输送至第二过滤器45过滤，滤除直径0.45um以上的杂质；另一部分第二处理水通过第三输入管路42输送至热水反渗透组件出口；同时第二处理水被输送至第三输入管路42时，通过热水反渗透组件过滤，滤除离子级杂质及重金属。然后将所有处理过的第二处理水汇合，得第三处理水。

进一步地，将第三处理水输送至紫外线灭菌装置5进行处理，得第四处理水；

进一步地，将第四处理水输送至循环管网6进行处理，其中，经过第三过滤器63过滤后，滤除直径0.2um以上的杂质，得到直饮水；将直饮水输送至水使用管路的输入端；开启水使用管路使用的直饮水则从水使用管路64、66的输出端输出；水使用管路64、66的输出端通过第二输入管路52进行被输送至紫外线灭菌装置5的输入端，形成循环供水的循环管网。

在本发明实施例的直饮水制备工艺，工艺还包括利用在线清洗系统对直饮水系统进行整体和彻底的在线清洗处理，当系统需要定时或者强制清洗时，将在线清洗系统中的热水经过热水输出端通过在线清洗管道进行在线清洗/巴氏消毒。

可以理解的是，本领域技术人员可根据需要与智能控制系统相连。具体的，还可以通过在线仪表监控或远程监控等手段实现直饮水制备工艺的实时监控，和动态管理。

根据本发明实施例的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种直饮水系统，其特征在于，所述直饮水系统包括依次连接的介质过滤装置、超滤装置、热水反渗透装置、紫外灭菌装置和循环管网；

原水与所述介质过滤装置的输入端相连；所述介质过滤装置的输出端与所述超滤装置的输入端相连；所述超滤装置的输出端与所述热水反渗透装置的输入端相连；所述热水反渗透装置的输出端通过第一输入管路与所述紫外灭菌装置的输入端相连；

所述循环管网包括成品水箱、水使用管路和水使用点，所述紫外灭菌装置的输出端与所述成品水箱的入水口相连，所述成品水箱的出水口与所述水使用管路的输入端相连，所述水使用点串联在所述水使用管路上；所述水使用管路的输出端通过第二输入管路与所述紫外灭菌装置的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的直饮水系统，其特征在于，所述介质过滤装置包括容器和第一过滤器，所述容器内装有活性炭和/或石英砂滤料，所述原水水源与所述容器的入水口相连，所述容器的出水口与所述第一过滤器的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的直饮水系统，其特征在于，所述超滤装置包括外压式中空纤维膜组件和外膜管，所述中空纤维膜组件安装在所述外膜管内，所述外膜管与所述第一过滤器的输出端相连。

4.根据权利要求1所述的直饮水系统，其特征在于，所述热水反渗透装置包括热水反渗透组件、第二过滤器、第三输入管路、第四输入管路和第一输出管路，所述超滤装置的输出端通过所述第三输入管与所述热水反渗透组件的输入端相连，所述热水反渗透组件的输出端与所述第一输出管路相连；所述超滤装置的输出端通过所述第四输入管路与所述第二过滤器的输入端相连，所述第二过滤器的输出端与所述第一输出管路相连。

5.根据权利要求4所述的直饮水系统，其特征在于，所述热水反渗透组件包括排水管和并列设置的至少两支膜管，每支所述膜管均设有原水入口、淡水出口和浓水出口，所述超滤装置的输出端通过所述第三输入管路与排在第一位置的所述膜管的原水入口相连，排在第n位置的所述膜管的浓水出口与排在第n+1位置的所述膜管的原水入口相连，n为大于等于1的正整数；排在最后位置的所述膜管的浓水出口与所述排水管相连；每支所述膜管的淡水出口并联后通过所述第一输出管路与所述紫外灭菌装置的输入端相连。

6.根据权利要求5所述的直饮水系统，其特征在于，所述膜管包括膜壳和装入所述膜壳中的若干个热水反渗透膜。

7.根据权利要求1所述的直饮水系统，其特征在于，所述循环管网还包括第三过滤器，所述第三过滤器位于所述成品水箱的出水口和所述水使用管路的输入端之间。

8.根据权利要求1所述的直饮水系统，其特征在于，所述直饮水系统还包括在线清洗系统，所述线清洗系统包括热水箱、加热器和在线清洗管道，所述加热器与所述热水箱相连，热水箱的输出端与所述在线清洗管道的输入端相连，所述在线清洗管道与所述介质过滤装置、所述超滤装置、所述热水反渗透装置、所述紫外灭菌装置和所述循环管网中的至少一个相连。

9.根据权利要求8所述的直饮水系统，其特征在于，所述直饮水系统还包括原水装置，所述原水从所述原水装置的输出端流入所述介质过滤装置；所述热水箱为所述成品水箱，所述在线清洗管道的输出端与所述原水装置的回水端相连。

10.一种直饮水制备工艺，其特征在于，所述工艺采用权利要求1至9任一项所述的直饮水系统制备所述直饮水；所述工艺包括：采用所述介质过滤装置处理原水，滤除直径5um以上的杂质，得第一处理水；

将所述第一处理水输送至所述超滤装置进行处理，滤除分子级杂质，得第二处理水；

将所述第二处理水输送至所述热水反渗透装置进行处理，得第三处理水；

将所述第三处理水输送至所述紫外线灭菌装置进行处理，得第四处理水；

将所述第四处理水输送至所述循环管网进行处理，滤除直径0.2um以上的杂质，得到直饮水。