CN115432865A - 一种双极膜电辅助去离子系统及其不间断出水方法 - Google Patents

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Abstract

一种双极膜电辅助去离子系统及双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，设置有多个滤芯单元，多个滤芯单元均为双极膜电辅助去离子装置结构的滤芯单元；至少存在一个滤芯单元在制水的同时分配部分产水作为再生用进水输入至需要再生的其它滤芯单元，正在产水滤芯单元的另一部分产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。本发明的其中一部分滤芯单元处于再生期间，另一部分滤芯单元仅分配一部分产水对这些滤芯单元进行再生，另一部分的产水还可以作为系统产水排出，从而能进行不间断制备产水。

Description

一种双极膜电辅助去离子系统及其不间断出水方法
技术领域
本发明涉及滤芯技术领域，特别涉及一种双极膜电辅助去离子系统及双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法。
背景技术
现有技术的双极膜电辅助去离子系统使用两组双极膜电辅助去离子滤芯，进行互相再生。在任意一个滤芯处于再生期间时，另一滤芯所产生的产水全部用于对该处于再生期间的滤芯进行再生。这样，在任意一个滤芯处于再生工况期间整个双极膜电辅助去离子系统是不出产水的，大大降低了用户的可以使用产水的时间，对日常应用造成不便。
因此，针对现有技术不足，提供一种双极膜电辅助去离子系统及双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法以解决现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法。该双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法能在再生的同时不间断制备产水。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,设置有多个滤芯单元，多个滤芯单元均为双极膜电辅助去离子装置结构的滤芯单元。
至少存在一个滤芯单元在制水的同时分配部分产水作为再生用进水输入至需要再生的其它滤芯单元，正在产水滤芯单元的另一部分产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
本发明的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，还至少存在一个滤芯单元的全部产水均作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
同时存在制水工况和再生工况时，处于非工作状态的滤芯单元的个数大于等于0。
当仅存在制水工况时，至少一个滤芯单元进行脱盐处理，且滤芯单元的全部产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
当仅存在制水工况时，处于非工作状态的滤芯单元的个数大于等于0。
对于需要再生滤芯单元中的任意一个，至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个与需要再生的滤芯单元的再生进水口连通。
本发明的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，还设置有管路系统，多个滤芯单元均设置于管路系统。
对于需要再生滤芯单元中的任意一个，至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个通过管路系统的再生管路与需要再生的滤芯单元的再生进水口连通。
至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水分配口的其中一个与管路系统的产水管道连通。
本发明另一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种双极膜电辅助去离子系统。该双极膜电辅助去离子系统能在再生的同时不间断制备产水。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种双极膜电辅助去离子系统，设置有如上所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法进行不间断出水。
本发明的一种双极膜电辅助去离子系统及双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，设置有多个滤芯单元，多个滤芯单元均为双极膜电辅助去离子装置结构的滤芯单元；至少存在一个滤芯单元在制水的同时分配部分产水作为再生用进水输入至需要再生的其它滤芯单元，正在产水滤芯单元的另一部分产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。本发明的其中一部分滤芯单元处于再生期间，另一部分滤芯单元仅分配一部分产水对这些滤芯单元进行再生，另一部分的产水还可以作为系统产水排出，从而能进行不间断制备产水。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为实施例3的一种不间断出水式双极膜电辅助去离子系统的示意图。
图2为实施例3在制水工况时的水路关系示意图。
图3为实施例3在第二滤芯再生时的水路关系示意图。
图4为实施例3在第一滤芯再生时的水路关系示意图。
图5为实施例4的一种不间断出水式双极膜电辅助去离子系统的示意图。
图6为实施例4在制水工况时的水路关系示意图。
图7为实施例4在第三滤芯再生时的水路关系示意图。
图8为实施例4在第二滤芯再生时的水路关系示意图。
图9为实施例4在第一滤芯再生时的水路关系示意图。
在图1至图9中，包括有：
第一滤芯单元100、第一滤芯110、第一原水阀120、
第一浓水阀130、第一产水阀140、
第二滤芯单元200、第二滤芯210、第二原水阀220、
第二浓水阀230、第二产水阀240、
再生阀300、第一再生阀310、第二再生阀320、
第三滤芯单元400、第三滤芯410、第三原水阀420、
第三浓水阀430、第三产水阀440。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
在说明书和权利要求中，除非清楚地另行指出，所有项目的单复数不加以限制。本申请说明书及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的材料或实施例等。
除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。
本说明书中提及“一些实施例”等，表示所述与本发明相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其它实施例中。另外，需要理解的是，所述发明要素可以以任何适当的方式结合。
本说明书提及的“去离子”即从待处理液体中除去离子，包括各种价态的阴离子和阳离子。在大部分情况下，“去离子”与“脱盐”具有同样的含义。在某些情况下，去离子也被称之为脱除矿物质。
实施例1。
一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,设置有多个滤芯单元，多个滤芯单元均为双极膜电辅助去离子装置结构的滤芯单元。
至少存在一个滤芯单元在制水的同时分配部分产水作为再生用进水输入至需要再生的其它滤芯单元，正在产水滤芯单元的另一部分产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
本发明双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,还至少存在一个滤芯单元的全部产水均作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
当本发明双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法同时存在制水工况和再生工况时，处于非工作状态的滤芯单元的个数大于等于0。
当本发明双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法仅存在制水工况时，至少一个滤芯单元进行脱盐处理，且滤芯单元的全部产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
当本发明双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法仅存在制水工况时，仅存在制水工况时，处于非工作状态的滤芯单元的个数大于等于0。
当本发明双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法仅存在制水工况时，对于需要再生滤芯单元中的任意一个，至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个与需要再生的滤芯单元的再生进水口连通。
需要说明的是，本发明所说的非工作状态的滤芯单元具体是指不进行脱盐处理，也不进行再生处理的滤芯单元。
本发明的滤芯单元可以同时进行制水，也可以其中一部分进行制水，而另一部分的滤芯单元不工作，具体实施方式根据实际情况而定。
该双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，在其中一部分滤芯单元处于再生期间，另一部分滤芯单元仅分配一部分产水对这些滤芯单元进行再生，另一部分的产水还可以作为系统产水排出，从而能进行不间断制备产水。
实施例2。
一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,其它特征与实施例1相同，还具有如下特征：
本发明的双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,还设置有管路系统，多个滤芯单元均设置于管路系统。
当本发明双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法仅存在制水工况时，对于需要再生滤芯单元中的任意一个，至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个通过管路系统的再生管路与需要再生的滤芯单元的再生进水口连通。至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水分配口的其中一个与管路系统的产水管道连通。
管路系统设置有原水管道、产水管道、用于将正在产水的滤芯单元的部分产水引流至其它需要再生滤芯单元的再生管道和浓水管道。
仅存在制水工况时，原水管道与正在产水的滤芯单元的原水进水口连通，正在产水的滤芯单元的纯水出水口与产水管道连通。
同时存在制水工况和再生工况时，至少一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个和需要再生滤芯单元的再生进水口通过再生管道连通，需要再生滤芯单元的浓水出水口与浓水管道连通，正在产水的滤芯单元的纯水出水的另一个分配口与产水管道连通。
需要说明的，本发明的产水管道和再生管道是根据不同工况是进入该管道的水的作用而进行定义的，在实际结构中产水管道和再生管道可以是同一条管道。当然本发明的产水管道和再生管道也可以两个不同的管道，产水管道在制水工况时使用，再生管道在再生工况时使用，两者并不混用。
再生管道设置有再生阀,浓水管道设置有浓水阀，原水管道设置有原水阀，产水管道置有产水阀。
仅存在制水工况时，正在产水的滤芯的原水进水口通过对应的原水阀与原水管道连通，正在产水的滤芯的纯水出水口均通过对应的产水阀与产水管道连通。
同时存在制水工况和再生工况时，至少一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个和需要再生滤芯单元的再生进水口通过再生管道连通，需要再生滤芯单元的浓水出水口与浓水管道连通，正在产水的滤芯单元的纯水出水的另一个分配口与产水管道连通。
需要说明的，本发明的产水阀和再生阀是根据不同工况是进入该阀体的水的作用而进行定义的，在实际结构中产水阀和再生阀可以是同一个阀体，只是在制水工况和再生工况的起到的不同而已。当然本发明的产水阀和再生阀也可以两个不同的阀体，产水阀在制水工况时使用，再生阀在再生工况时使用，两者并不混用。
本实施例的双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,通过原水管道、产水管道、再生管道、浓水管道、原水阀、浓水阀和产水阀实现不同滤芯单元制水、再生及产水分配的调控。
实施例3。
一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,其它特征与实施例2相同，还具有如下特征：本实施例具体设置有两个滤芯单元，分别定义为第一滤芯单元100和第二滤芯单元200。其中第一滤芯单元100的滤芯、原水阀、浓水阀和产水阀分别定定义为第一滤芯110、第一原水阀120、第一浓水阀130和第一产水阀140，第二滤芯单元200的滤芯、原水阀、浓水阀和产水阀分别定定义为第二滤芯210、第二原水阀220、第二浓水阀230 和第二产水阀240，如图1。
在两个滤芯单元都在制水工况时，第一滤芯单元100的纯水出水口和第二滤芯单元200的纯水出水口并联且与产水管道连通，第一滤芯单元100的原水进水口和第二滤芯单元200的原水进水口并联且与原水管道连通。具体为第一原水阀120、第二原水阀220、第一产水阀140和第二产水阀240均开启，其它阀均关闭。原水分别进入第一滤芯110和第二滤芯210进入脱盐处理得到纯水，纯水经产水管道作为系统产水排出，如图2。
在第一滤芯单元100在制水工况而第二滤芯单元200在再生工况时，第一滤芯单元100的原水进水口与原水管道连通，第一滤芯单元100的纯水出水分配口的其中一个通过再生管道与第二滤芯单元200的再生进水口连通，第一滤芯单元100的纯水出水的另一个分配口还与产水管道连通，第二滤芯单元200的浓水出水口与浓水管道连通。具体为第一原水阀120、第一产水阀140、第二浓水阀230和再生阀300开启，其余阀均关闭。原水进入第一滤芯110进入脱盐处理得到产水，一部分产水进入第二滤芯210，该部分产水对第二滤芯210进行再生，经再生后经浓水管道作为系统浓水排出，另一部分产水经产水管道作为系统产水排出，如图3。
在第二滤芯单元200在制水工况而第一滤芯单元100在再生工况时，第二滤芯单元200的原水进水口与原水管道连通，第二滤芯单元200的纯水出水分配口的其中一个通过再生管道与第一滤芯单元100的再生进水口连通，第二滤芯单元200的纯水出水的另一个分配口还与产水管道连通，第一滤芯单元100的浓水出水口与浓水管道连通。具体为，第二原水阀220、第二产水阀 240、第一浓水阀130和再生阀300开启，其余阀均关闭。原水进入第二滤芯210进入脱盐处理得到产水，一部分产水进入第一滤芯110，该部分产水对第一滤芯110进行再生，经再生后经浓水管道作为系统浓水排出，另一部分产水经产水管道作为系统产水排出，如图4。
与实施例1相比，本实施例通过原水阀、浓水阀、产水阀和再生阀300开关控制不间断出水式双极膜电辅助去离子系统的再生或者制水，具有操作简单的优点。
实施例4。
一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,其它特征与实施例3相同，还具有如下特征：本实施例具体设置有三个滤芯单元，分别定义为第一滤芯单元100、第二滤芯单元200和第三滤芯单元400。
其中第一滤芯单元100的滤芯、原水阀、浓水阀和产水阀分别定定义为第一滤芯110、第一原水阀120、第一浓水阀130和第一产水阀140；第二滤芯单元200的滤芯、原水阀、浓水阀和产水阀分别定定义为第二滤芯210、第二原水阀220、第二浓水阀230和第二产水阀240；第三滤芯单元400400的滤芯、原水阀、浓水阀和产水阀分别定定义为第三滤芯410、第三原水阀 420、第三浓水阀430和第三产水阀440。将第一滤芯单元100与第二滤芯单元200的再生阀300定义为第一再生阀310、第二滤芯单元200与第三滤芯单元400的再生阀300定义第二再生阀 320，如图5。
本发明的使用方法如下：在第一滤芯单元100、第二滤芯210＝单元200和第三滤芯单元400均在制水工况时，第一原水阀120、第二原水阀220、第三原水阀420、第一产水阀140、第二产水阀240、第三产水阀440均开启，其它阀均关闭。原水分别进入第一滤芯110、第二滤芯210和第三滤芯410进入脱盐处理得到纯水，纯水经产水管道作为系统产水排出，如图6。
当第三滤芯单元400进行再生，第一滤芯单元100和第二滤芯单元200在制水工况时，第一原水阀120、第二原水阀220、第一产水阀140、第二产水阀240、第三浓水阀430、第一再生阀 310和第二再生阀320开启，其余阀均关闭。原水进入第一滤芯110和第二滤芯210进入脱盐处理得到产水，一部分产水进入第三滤芯410，该部分产水对第三滤芯410进行再生，经再生后经浓水管道作为系统浓水排出，另一部分产水经产水管道作为系统产水排出，如图7。
当第二滤芯单元200在再生工况，第一滤芯单元100和第三滤芯单元400在制水工况时，第一原水阀120、第三原水阀 420、第一产水阀140、第三产水阀440、第二浓水阀230、第一再生阀310和第二再生阀320开启，其余阀均关闭。原水进入第一滤芯110和第三滤芯410进入脱盐处理得到产水，一部分产水进入第二滤芯210，该部分产水对第二滤芯210进行再生，经再生后经浓水管道作为系统浓水排出，另一部分产水经产水管道作为系统产水排出，如图8。
当第一滤芯单元100在再生工况，第二滤芯单元200和第三滤芯单元400在制水工况时，第二原水阀220、第三原水阀 420、第二产水阀240、第三产水阀440、第一浓水阀130、第一再生阀310和第二再生阀320开启，其余阀均关闭。原水进入第二滤芯210和第三滤芯410进入脱盐处理得到产水，一部分产水进入第一滤芯110，该部分产水对第一滤芯110进行再生，经再生后经浓水管道作为系统浓水排出，另一部分产水经产水管道作为系统产水排出，如图9。
需说明的是，本实施例的其中一个滤芯单元再生时，另外两个正在产水的滤芯单元可以同时分配产水至需要再生滤芯单元，如上述实施方式；也可以两个正在产水的滤芯单元中一个分配产水至需要再生滤芯单元，另一滤芯单元的产水全部作为系统产水排出；也可为只有一个正在产水的滤芯单元，有一个滤芯单元并不工作。本实施例更可以是有两个需要再生滤芯单元，另一个滤芯单元同时分配产水至这两个需要再生的滤芯单元。本实施例的制水工况或者制水工况和再生工况同时发生时，滤芯单元的再生制水方式是多样的，具体的实施方式根据实际情况而定。
本实施例具有三个滤芯单元，从而与实施例2相比能提高产水流速。
实施例5。
一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,其它特征与实施例3或4相同，还具有如下特征：再生阀300和产水阀为流量调节阀。
与实施例2相比，本实施例的流量调节阀能调节再生用水及产水的流量，从而能达到调节再生用水的分配比例的目的。
实施例6。
一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,其它特征与实施例1至5任意一项相同，还具有如下特征：本发明的双极膜电辅助去离子滤芯单元设置有电极组、以及位于电极组之间的双极膜组成。其中每张双极膜由贴合在一起的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，构成同一张双极膜的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间无流道。
其中电极组至少包括两个电极。需要说明的是，本发明的电极组可以为电容电极组或者为金属电极组。本实施例的电极300具体为电容电极组。
该双极膜电辅助去离子滤芯单元通过电极对原水施加电压，使水中阴阳离子进行定向移动，而且阴阳离子分别吸附于双极膜，以达到脱盐效果。当脱盐进行一段时间后，需要进行倒极再生，以释放出吸附在阴阳离子交换膜上的水中的离子。
现有技术双极膜电辅助去离子系统在再生时，并不会对再生用水的TDS值进行限制，直接产水作为再生用水，而这部分的产水TDS值往往是低于50ppm，低于50ppm的再生用水造成再生过程中液体的电流值较低，如小于0.21A。
本发明的双极膜电辅助去离子系统，通过滤芯单元制备特定TDS值的产水，用于对另一部分滤芯单元进行再生。研究表明，当再生用水的TDS值范围为100ppm～200ppm时，再生用进水的电导率较高，使得再生过程中液体的电流值提高，其中电流值，如能达到0.4A以上。因为本发明通控制再生用水的TDS值在 100ppm～200ppm，提高了再生过程中液体的电流值，使双极膜电辅助去离子系统的液体保持在较高电流值下进行再生，从而大幅提高再生效率并减少再生时间，同时减少废水的产生。
与实施例1相比，本实施例的不间断出水式双极膜电辅助去离子系统,能大幅提高再生效率并减少再生时间，同时减少废水的产生。
实施例7。
一种双极膜电辅助去离子系统，设置有实施例1至6任意一种双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法进行不间断出水。
该双极膜电辅助去离子系统能在其中一部分滤芯单元处于再生期间，另一部分滤芯单元分配一部分产水对这些滤芯单元进行再生，而这些滤芯单元产生的另一部分产水还可以作为系统产水排出，从而在再生的同时还能进行不间断制备产水，故能提高用户的体验感。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种双极膜电辅助去离子系统的不间断出水方法,其特征在于：设置有多个滤芯单元，多个滤芯单元均为双极膜电辅助去离子装置结构的滤芯单元；
至少存在一个滤芯单元在制水的同时分配部分产水作为再生用进水输入至需要再生的其它滤芯单元，正在产水滤芯单元的另一部分产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
2.根据权利要求1所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：还至少存在一个滤芯单元的全部产水均作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
3.根据权利要求2所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：同时存在制水工况和再生工况时，处于非工作状态的滤芯单元的个数大于等于0。
4.根据权利要求1所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：当仅存在制水工况时，至少一个滤芯单元进行脱盐处理，且滤芯单元的全部产水作为系统产水排出双极膜电辅助去离子系统。
5.根据权利要求4所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：当仅存在制水工况时，处于非工作状态的滤芯单元的个数大于等于0。
6.根据权利要求1所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：对于需要再生滤芯单元中的任意一个，至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个与需要再生的滤芯单元的再生进水口连通。
7.根据权利要求1所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：还设置有管路系统，多个滤芯单元均设置于管路系统。
8.根据权利要求7所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：对于需要再生滤芯单元中的任意一个，至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水出水分配口的其中一个通过管路系统的再生管路与需要再生的滤芯单元的再生进水口连通。
9.根据权利要求8所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法，其特征在于：至少存在一个正在产水的滤芯单元的纯水分配口的其中一个与管路系统的产水管道连通。
10.一种双极膜电辅助去离子系统，其特征在于：采用如权利要求1至9任意一项所述的双极膜电辅助去离子系统不间断出水方法进行不间断出水。
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