CN203938553U - 实验室用大容量一体化纯水供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种实验室用大容量一体化纯水供水系统，其包括预处理单元等，原水泵、全自动活性炭过滤器、前置过滤组件、微滤膜组件依次连接，压力检测装置等都连接在原水泵和可编程逻辑控制器之间；深度处理单元包括依次连接的循环泵、高压泵、反渗透膜组件、流量检测装置和第二流量计，高压泵与微滤膜组件相连；一键消毒单元内设有加药箱，加药箱与反渗透膜组件连接；精处理单元包括依次连接的第三流量计、EDI电去离子装置、电阻率仪和锥底水箱，第三流量计与第二流量计连接，锥底水箱上安装空气过滤器和浸入式紫外杀菌灯，给水泵与锥底水箱连接。本实用新型实现自动化，并保证供给水符合使用要求的高纯水。

Description

实验室用大容量一体化纯水供水系统

技术领域

本实用新型涉及一种供水系统，特别是涉及一种实验室用大容量一体化纯水供水系统。

背景技术

目前，纯水、超纯水是现代工业不可少的而有十分重要的基础原料之一，在电子、电力、化学、医药、生物、信息等领域具有十分广泛的用途；对于科研机构，尤其是各类实验室，由于对纯水的需求量较大，特别需要一种能够利用自来水或相近水源作为原水，方便制备纯水、超纯水的占地面积小的一体化设备。

在现有技术中，纯水制备中应用的工艺主要有：反渗透+离子交换、反渗透+电去离子、二级反渗透工艺、离子交换工艺等；离子交换工艺制备的水纯度较高，且出水水质稳定性好，但工艺复杂，系统再生过程中耗用大量的酸、碱，对环境造成较大的污染；电去离子工艺的最大优点是能连续的生产超纯水而无需化学药剂再生，出水水质较稳定，但膜的清洗维护比较困难；二级反渗透工艺简单，出水水质稳定性好，无需酸碱再生，可连续运行，而且膜清洗维护较为容易，但二级系统脱盐率较低，出水电导率偏高，水的纯水不高等技术问题。

随着技术的发展，实验室对纯水的需求量也与日俱增，而且使用水量波动较大，为中小型实验室提供一种可靠、稳定、大容量的贮存、供水方式是必须的，这种供水系统就必须面对纯水贮存、输送过程中的诸多问题，如细菌、热源等。细菌、热源总数是纯水、超纯水水质最主要的技术指标之一，水中细菌对很多产品的生产都具有危害作用。在显像管生产中，配制荧光物质的纯水内如含有较多细菌，荧光粉层就会出现"条迹"或"漏光点"而使荧光屏成为废品，在半导体器件，特别是 LSI（大规模集成电路）和 VLSI（超大规模集成电路）生产中，清洗硅片的高纯水必须去除细菌，否则会严重影响生产成品率和产品质量。从技术的角度来讲，纯水和超纯水的生产制造技术能够减少源于细菌的生物膜，但是无法根除这些生物膜。因此，生产符合一定纯净度要求的纯水、超纯水并不困难，但为了保障在一段时间内安全地存储、供给纯水、超纯水，则需要有专业技术。

目前，对于纯水系统中的细菌控制主要是通过化学消毒来实现，主要是系统反渗透膜组件、贮存纯水的水箱、系统管路和供给水管路，其操作均是由人工操作，其存在工作强度大，危险性较高，消毒效果因操作人员操作规范和操作经验而异。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实验室用大容量一体化纯水供水系统，其实现自动化，并保证供给水符合使用要求的高纯水。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，其包括预处理单元、深度处理单元、一键消毒单元、精处理单元、供给水单元、可编程逻辑控制器，预处理单元包括原水泵、压力检测装置、电导率仪、全自动活性炭过滤器、全自动多路阀、前置过滤组件、微滤膜组件，原水泵、全自动活性炭过滤器、全自动多路阀、前置过滤组件、微滤膜组件依次连接，压力检测装置、电导率仪都连接在原水泵和可编程逻辑控制器之间；深度处理单元包括依次连接的循环泵、高压泵、反渗透膜组件、流量检测装置和第二流量计，高压泵与微滤膜组件相连；一键消毒单元内设有加药箱，加药箱与反渗透膜组件连接；精处理单元包括依次连接的第三流量计、EDI电去离子装置、电阻率仪和锥底水箱，第三流量计与第二流量计连接，锥底水箱上安装空气过滤器和浸入式紫外杀菌灯，供给水单元包括依次连接的管道式紫外杀菌灯、终端过滤器和给水泵，给水泵与锥底水箱连接，压力检测装置、电导率仪、全自动活性炭过滤器、高压泵、锥底水箱、管道式紫外杀菌灯、给水泵都与可编程逻辑控制器连接。

优选地，所述反渗透膜组件与相并联的一个第一电磁阀和一个调节阀连接，调节阀与一个第一流量计连接，第一电磁阀、调节阀和第一流量计都是深度处理单元的元件。

优选地，所述锥底水箱内设有一个液位仪，液位仪是精处理单元内的一个元件。

优选地，所述EDI电去离子装置与一个第二电磁阀连接。

优选地，所述流量检测装置与一个电导率仪连接，电导率仪是深度处理单元的元件。

优选地，所述预处理单元的数量为一个或两个；深度处理单元的数量为一个或两个；锥底水箱的数量为一个；EDI电去离子装置的数量为一个；管道式紫外杀菌灯的数量为一个。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型可用各地不同水质的自来水转化为超纯水，水质最高可达15MΩ.cm，且运行周期长，不必繁琐维护及更换各种备件，运行极其安静，本实用新型产水水质好，易于制备和维护，可有效避免水质二次污染的问题，适用范围广，充分满足实验室对纯水、超纯水的不同要求；本实用新型的整机设计合理、结构紧凑，体积小、便于移动，智能化控制、低能耗、低成本，设有可编程逻辑控制器，本实用新型的各工作状态能够及时显示，能够自动冲洗膜系统，缺水系统自动保护和报警提示；各段水质能够在线监测，标配供水系统能够快速、稳定供水，具备水质、水量升级功能。    

附图说明

图1为本实用新型实验室用大容量一体化纯水供水系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型实验室用大容量一体化纯水供水系统包括预处理单元1、深度处理单元2、一键消毒单元3、精处理单元4、供给水单元5、可编程逻辑控制器（PLC）6，预处理单元1包括原水泵7、压力检测装置8、电导率仪9、全自动活性炭过滤器10、全自动多路阀34、前置过滤组件11、微滤膜组件12，原水泵7、全自动活性炭过滤器10、全自动多路阀34、前置过滤组件11、微滤膜组件12依次连接，压力检测装置8、电导率仪9都连接在原水泵7和可编程逻辑控制器6之间；深度处理单元2包括依次连接的循环泵35、高压泵13、反渗透膜组件17、流量检测装置18和第二流量计19，高压泵13与微滤膜组件12相连；一键消毒单元3内设有加药箱20，加药箱20与反渗透膜组件17连接；精处理单元4包括依次连接的第三流量计21、EDI电去离子装置24、电阻率仪25和锥底水箱26，第三流量计21与第二流量计19连接，锥底水箱26上安装空气过滤器22和浸入式紫外杀菌灯23，供给水单元5包括依次连接的管道式紫外杀菌灯28、终端过滤器29和给水泵30，给水泵30与锥底水箱26连接，压力检测装置8、电导率仪9、全自动活性炭过滤器10、高压泵13、锥底水箱26、管道式紫外杀菌灯28、给水泵30都与可编程逻辑控制器6连接。

反渗透膜组件17与相并联的一个第一电磁阀14和一个调节阀15连接，调节阀15与一个第一流量计16连接，第一电磁阀14、调节阀15和第一流量计16都是深度处理单元2的元件。

锥底水箱26内设有一个液位仪27，液位仪27是精处理单元4内的一个元件。

EDI电去离子装置24与一个第二电磁阀31连接。

流量检测装置18与一个电导率仪32连接，电导率仪32是深度处理单元2的元件。

预处理单元的数量为一个或两个；深度处理单元的数量为一个或两个；锥底水箱的数量为一个；EDI电去离子装置的数量为一个；管道式紫外杀菌灯的数量为一个。

预处理单元1采用压力检测装置8对进水进行实时监测，以便出现系统供水断水或供水不足时，可编程逻辑控制器6能自动停机保护，并及时通过人机触摸屏界面告知用户；同时，电导率仪9的探头装在全自动活性炭过滤器10前面的流通槽33内，直接实时检测进水的电导率数值，通过可编程逻辑控制器6设定报警值，当用户进水水质较差时超过报警值时，通过人机触摸屏界面告知用户，以避免一些不必要的损失；此外，全自动活性炭过滤器10采用全自动控制运行的全自动多路阀34，通过自动多路阀设定模式，在设定时间完成活性炭正冲洗、反冲洗，保持其最佳的工作状态，同时，可延长其工作寿命。

反渗透膜组件17后面加EDI电去离子装置24的方式，在反渗透膜组件17的浓水管线上连接相并联的第一电磁阀14和调节阀15，通过可编程逻辑控制器6的人机触摸屏界面可设定控制第一电磁阀14的开启时间，可以调整反渗透膜组件17的制水前、制水后冲洗的时间，也可以通过可编程逻辑控制器6设定定时冲洗功能，定时开启第一电磁阀14，对反渗透膜组件17进行冲洗，此外，也可以通过手动调节调节阀15，根据第一流量计16和第二流量计19流量控制反渗透膜组件17的浓水流量和纯水流量，保持其在合理的“废水比”范围内运行，大大降低了反渗透膜组件表面结垢风险。

锥底水箱的内壁光滑，不易滋生细菌，水箱底部采用锥底，能保证内部死水能排空；水箱配置浸入式紫外杀菌器，通过可编程逻辑控制器设定开启时间，保证有效控制、杀灭水箱内部细菌；同时，水箱配置空气呼吸器，有效净化进入水箱内部的空气；锥底水箱大大降低系统的占地面积。

采用化学消毒的一键消毒单元，包括反渗透膜组件和其相关连接管路消毒，以及供给水管路和其相关连接管路消毒；一键消毒单元根据消毒区域添加不同计量的药剂，其操作过程采用可编程逻辑控制器精确自动控制，保证消毒区域的药剂浓度、充分的浸泡时间、有效的冲洗等，除加药外，消毒过程无需人为干涉，大大降低操作人员的工作强度，消毒效果也能得到很好的控制。超纯水即将水中的的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水，其温度在25℃电阻率大于10MΩ.cm。

采用EDI电去离子装置24进水水质、水量监测方式，电导率仪32的探头装在反渗透膜组件17纯水出水端的流通槽内，直接实时检测反渗透膜组件17的产水电导率数值，通过可编程逻辑控制器6设定报警值，通过控制反渗透膜组件17与EDI电去离子装置24之间的第二电磁阀31，将反渗透膜组件超出报警设定值的产水排放掉，避免较差水质的水进入EDI电去离子装置24造成其使用寿命降低；流量检测装置18安装于EDI电去离子装置24的进口，利用可编程逻辑控制器6通过检测流量检测装置18，判断反渗透膜组件17产水进入EDI电去离子装置的水量是否达到要求，当水量低于EDI电去离子装置24进水的水量要求时，可编程逻辑控制器6将自动停止EDI电去离子装置24供电，以免造成EDI电去离子装置24发热过高损坏；同时，电阻率仪25的探头装在EDI电去离子装置24出水端的流通槽内，直接实时检测EDI电去离子装置24的产水电阻率数值，通过可编程逻辑控制器6设定报警值，当EDI电去离子装置24的产水电阻率数值超过报警值时，通过人机触摸屏界面告知用户。

本实例的工作过程如下：通过可编程逻辑控制器6，设置自来水首先进入预处理单元1进行过滤，预处理单元1中的全自动活性炭过滤器10采用全自动多路阀控制，能自动按照设定时间进行自动过滤、冲洗，降低工作强度，全自动活性炭过滤器10能有效去除杂质和余氯，经过全自动活性炭过滤器10过滤的水进入微过滤组件12进行过滤，进一步去除杂质，循环泵35进行循环并实现自动化，然后经过高压泵13加压进入反渗透膜组件17进行膜分离，所产生的淡水进入精处理单元4，最大限度的去除硬度，经过精处理单元4中的EDI电去离子装置24处理后的超纯水成品进入锥底水箱26贮存，锥底水箱26上安装空气过滤器22和浸入式紫外杀菌灯23，能有效控制细菌数量，超纯水在经过供给单元5向用水点供给，超纯水经过供给单元5中的纯水泵30增压，管道式杀菌灯28杀菌处理和高精度的终端过滤器29过滤处理，保证供给水符合使用要求的高纯水。

采用反渗透膜组件17后面加EDI电去离子装置24的方式，在反渗透膜组件17的浓水管线上连接有相并联的第一电磁阀14和调节阀15，通过可编程逻辑控制器6控制电磁阀14的开启时间，可以调整反渗透膜组件17的冲洗时间，也可以通过控制调节阀15调节反渗透膜组件17的浓水流量，同时可编程逻辑控制器6通过电导率仪32检测反渗透膜组件17产水，通过控制第二电磁阀31将反渗透膜组件17产出的较差的水排放掉，避免了差水质的水进入EDI电去离子装置24，造成其使用时间短，经常需要维护的问题，有效的保证了产水效果，第一流量计16和第二流量计19分别设在反渗透膜组件17的废水出水和纯水出水口，通过第二流量计19进入EDI电去离子装置24处理后的超纯水出口，在通过安装于反渗透膜组件17后面的流通槽内的电导率仪32、第二流量计19，可以很方便的了解反渗透膜组件17的产水水质、产水量，通过安装于EDI电去离子装置24后面的流通槽内的电阻率仪25、第三流量21计量，可以很方便的了解EDI电去离子装置24的产水水质、产水量，通过人机触摸屏界面，可以直观的了解大容量一体化纯水供水系统各段原水、纯水、超纯水的水质。

本实用新型所生产的水适用于器皿冲洗、学生实验、化学分析、定性分析、试剂配置、实验动物饮用水、尿分析、组织检查、各类理化检测、生化分析等标准级实验、血液、血清检查，高精度仪器清洗、质谱分析（MC）、缓冲液配置等定量分析型常规实验；原子吸收（AA）、原子荧光（AFS）、原子发射（AES）、离子色谱（IC）、ICP等痕迹量分析型实验。

以上对本实用新型的一个实施例行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，其包括预处理单元、深度处理单元、一键消毒单元、精处理单元、供给水单元、可编程逻辑控制器，预处理单元包括原水泵、压力检测装置、电导率仪、全自动活性炭过滤器、全自动多路阀、前置过滤组件、微滤膜组件，原水泵、全自动活性炭过滤器、全自动多路阀、前置过滤组件、微滤膜组件依次连接，压力检测装置、电导率仪都连接在原水泵和可编程逻辑控制器之间；深度处理单元包括依次连接的循环泵、高压泵、反渗透膜组件、流量检测装置和第二流量计，高压泵与微滤膜组件相连；一键消毒单元内设有加药箱，加药箱与反渗透膜组件连接；精处理单元包括依次连接的第三流量计、EDI电去离子装置、电阻率仪和锥底水箱，第三流量计与第二流量计连接，锥底水箱上安装空气过滤器和浸入式紫外杀菌灯，供给水单元包括依次连接的管道式紫外杀菌灯、终端过滤器和给水泵，给水泵与锥底水箱连接，压力检测装置、电导率仪、全自动活性炭过滤器、高压泵、锥底水箱、管道式紫外杀菌灯、给水泵都与可编程逻辑控制器连接。

2.如权利要求1所述的实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，所述反渗透膜组件与相并联的一个第一电磁阀和一个调节阀连接，调节阀与一个第一流量计连接，第一电磁阀、调节阀和第一流量计都是深度处理单元的元件。

3. 如权利要求1所述的实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，所述锥底水箱内设有一个液位仪，液位仪是精处理单元内的一个元件。

4. 如权利要求1所述的实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，所述EDI电去离子装置与一个第二电磁阀连接。

5. 如权利要求1所述的实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，所述流量检测装置与一个电导率仪连接，电导率仪是深度处理单元的元件。

6. 如权利要求1所述的实验室用大容量一体化纯水供水系统，其特征在于，所述预处理单元的数量为一个或两个；深度处理单元的数量为一个或两个；锥底水箱的数量为一个；EDI电去离子装置的数量为一个；管道式紫外杀菌灯的数量为一个。