CN203971762U - 一种反渗透净水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于净水装置领域，具体涉及一种结构简单的饭渗透净水装置，包括原水储蓄池、调节阀门、输水管道、压力泵、过滤装置、净水出口、净水储蓄池，过滤装置包括布满微孔的管芯，管芯内壁喷涂石墨烯或功能化石墨烯薄膜，过滤管芯可旋转设计，管芯外套有套管，套管一端设置净水出口，未过滤原水经循环输水管道回到原水储蓄池，进行循环过滤。通过石墨烯及功能化石墨烯反渗透薄膜的设计、过滤装置的并联或串联连接方式和过滤管芯的可旋转设计，来提高原水处理的纯度、净水效率和净水装置的使用寿命，整个装置结构简单易行，成本低，可广泛应用于净水处理、粒子的吸附、海水淡化等领域。

Description

一种反渗透净水装置

技术领域

本实用新型涉及水处理装置，尤其涉及一种结构简单的石墨烯薄膜反渗透净水装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高和水质污染日益严重，水源的日益匮乏，需求对水进行过滤、净化处理得到纯净的水源。目前，净水装置主要是通过有蒸馏法、高压反渗透法、低温多效法、冷冻法、多级闪蒸法、电渗析法、离子交换法等。这些方法均存在一定缺陷，使用的装置结构较复杂，制造成本较高，而且运行能耗高。目前主流方法是：低温多效法、多级闪蒸法、高压反渗透法这三种方法，其中反渗透法的市场占有率都是最高。但是反渗透法处理过程中设备易结垢和腐蚀，净水的效率不高，整个运行成本很高。因此，现急需开发结构简单、运行成本低、净水效率高和耐腐蚀的净水装置。

发明内容

本实用新型为了克服上述现有技术存在的问题和缺点，其所解决的技术问题是提供一种使用寿命长、装置简单、成本低和净水效率高的反渗透净水装置。

 为此，本实用新型提供技术方案是一种反渗透净水装置包括原水储蓄池、调节阀门、输水管道、压力泵、过滤装置、净水出口、净水储蓄池；所述的过滤装置一端连接于进水管道，另一端连接于原水循环输水管道，所述过滤装置包括过滤管芯，管芯表面布满微孔，管芯内壁上布置反渗透薄膜，套在管芯外壁的套管，所述套管一端设置净水出口，净水经出口收集于净水储蓄池，停留在过滤管芯内的原水经压力泵和输水管道再回到原水储蓄池，进行循环过滤处理。

上述的管芯内壁上布置的反渗透薄膜主要是将石墨烯或功能化石墨烯溶液喷涂在过滤管芯表面上，风干或烘干形成薄膜，鉴于石墨烯的高孔隙率和功能化石墨烯上基团对粒子的吸附和过滤作用，仅允许水分子通过，而其他粒子被吸附或阻挡在薄膜表面上，原水经过薄膜的初次过滤后，再经过滤管芯壁上的微孔进行二次过滤处理，进而来提高原水过滤效率。此外，石墨烯及功能化石墨烯材料的抗侵蚀性强，喷涂在管芯内壁上，对管芯内壁形成一层抗侵蚀保护薄膜，进而提高设备的防侵蚀性能。

为提高管芯内壁薄膜的利用率或延长使用寿命，对管芯进行可旋转设计，将管芯通过变速系统连接与电机，在电机带动下做低速旋转；转速控制为3 r/min-20 r/min。

作为本发明的进一步改进，反渗透薄膜为石墨烯膜、氧化石墨烯膜、磺酸化石墨烯膜、石墨烯/聚苯胺膜、石墨烯/聚酰亚胺膜、石墨烯/聚乙烯醇膜中的任意一种。

作为本发明的进一步改进，喷涂反渗透薄膜的厚度控制在1μm-500μm之间，便于在垂直压力作用下，原水中水分子通过薄膜，进入管芯微孔进行二次过滤。

作为本发明的进一步改进，过滤管芯为陶瓷管或高性能中空纤维，管芯上的微孔孔径为0.5μm-50μm，过滤管芯与套管之间保持一定的距离，间距的大小由过滤后净水流出的速度决定，只要过滤后的净水及时排除即可。

作为本发明的进一步改进，根据不同需求可将过滤装置进行并联或串联连接，若对原水过滤要求很高的条件下，可将多个过滤装置进行串联连接，进行多次的过滤，得到高纯度的净水；若为提高过滤原水的效率，将多个过滤装置进行并联连接。同时，也可将过滤装置进行串联和并联的混合连接。

作为本发明的进一步改进，在净水出口可设置薄膜支撑结构，将薄膜直接固定在支撑结构上，进行进一步的过滤，提高过滤水的纯度。

本实用新型通过石墨烯及功能化石墨烯反渗透薄膜的设计、过滤装置的并联或串联连接方式和过滤管芯的可旋转设计，来提高原水处理的纯度、净水效率和净水装置的使用寿命，整个装置结构简单易行，成本低，可广泛应用于海水淡化、净水处理或粒子的吸附等领域。

附图说明

图1为并联方式的反渗净水装置的示意图。

图2为串联方式的反渗净水装置的示意图。

图3为出水口设置薄膜的并联净水装置的示意图。

具体实施方式

现结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。 

如图1~3所示，一种反渗透净水装置包括原水储蓄池（1），调节阀门（2），输水管道（3），压力泵（4），过滤装置，净水出口（9），净水储蓄池（10）；所述过滤装置包括管芯（6），管芯表面布满的微孔（7），套在管芯外壁的套管（5），管芯内壁上布置的反渗透薄膜，所述套管一端设置净水出口，净水经出口收集于净水储蓄池（10），未过滤原水经循环输水管道回到原水储蓄池（1），进行循环过滤处理。

过滤装置中的管芯内壁上反渗透薄膜主要为石墨烯或功能化石墨烯薄膜，如石墨烯膜、氧化石墨烯膜、磺酸化石墨烯膜、石墨烯/聚苯胺膜、石墨烯/聚酰亚胺膜、石墨烯/聚乙烯醇膜，该薄膜主要是将石墨烯或功能化石墨烯溶液用喷枪喷涂在管芯内壁表面，之后风干或烘干形成薄膜，鉴于石墨烯的高孔隙率和功能化石墨烯上基团对粒子的吸附和过滤作用，仅允许水分子通过，而其他粒子被吸附或阻挡在薄膜表面上，对原水进行过滤处理。其中，薄膜的喷涂的厚度控制在1μm-500μm之间，便于在垂直压力作用下，水分子通过薄膜，若喷涂的太厚，会阻挡水分子的通过，降低原水过滤的效率。

过滤装置中管芯为陶瓷管或高性能中空纤维，管芯上的微孔孔径控制在0.5μm-50μm，为提高管芯内壁薄膜的利用率，为提高管芯内壁薄膜的利用率或延长使用寿命，对管芯进行可旋转设计，将管芯通过变速系统连接与电机，在电机带动下做低速旋转；转速控制为3 r/min-20 r/min，以防止原水仅在局部薄膜位置进行过滤导致堆积作用，堵塞过滤孔，同时管芯旋转对原水有一定的离心力，进而提高薄膜的利用率和催进过滤效果，但是管芯外的套管无旋转设计，过滤管芯与套管之间保持一定的距离，间距的大小由过滤后净水流出的速度决定，只要过滤后的净水及时排除即可。套管的作用一方面是排水作用，另一方面是对管芯的支撑作用，套管的两端侧面是开孔结构，开孔的直径与管芯直径相匹配，管芯直径穿入圆孔，并留有缝隙，便于管芯的旋转运动。

根据不同需求可将过滤装置进行并联或串联连接，若对原水过滤要求很高的条件下，可将多个过滤装置进行串联连接，进行多次的过滤，得到高纯度的净水，如图2所示；若为提高过滤原水的效率，将多个过滤装置进行并联连接，如图1所示。同时，也可将过滤装置进行串联和并联的混合连接。

图1为多个过滤装置并联连接的净水装置，其净水的过程为：原水注入储蓄池（1）内，通过位于其下部的调节阀门（2）控制出水流量，在压力泵（3）作用下，原水经输水管道进入过滤装置中的管芯（6）内部，在压力泵抽滤作用下，原水在垂直方向上，首先经反渗透薄膜的初次过滤和吸附，过滤后的原水再经陶瓷管芯壁面上微孔进行二次过滤，过滤后的净水经套管一端开设的出水口直接收集在净水储蓄池（10），未过滤原水经输水管道再回到原水储蓄池1中，进行循环过滤处理，直到原水处理完为止。此外，也可以将首次过滤后吸附在薄膜上的原水直接排出，原水储蓄池1不断的注入原水，不经过循环过滤处理，进行连续处理水的过程。

作为本发明的进一步改进，在净水出口可设置薄膜支撑结构，将薄膜直接固定在支撑结构上，进行第三次的过滤，提高过滤水的纯度如图3所示。

Claims (8)

1.一种反渗透净水装置，包括原水储蓄池（1）、调节阀门（2）、输水管道（3）、压力泵（4）、过滤装置、净水出口（9）、净水储蓄池（10），所述的过滤装置一端连接于进水管道，另一端连接于原水循环输水管道，所述过滤装置包括过滤管芯（6），管芯表面布满微孔（7），套在管芯外壁的套管（5），所述套管一端设置净水出口，净水经出口收集于净水储蓄池（10），未过滤原水经循环输水管道回到原水储蓄池（1），进行循环过滤；其特征在于：所述的管芯内壁上布置反渗透薄膜（8），所述的管芯可旋转。

2.根据权利要求1所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述的反渗透薄膜为石墨烯膜、氧化石墨烯膜、磺酸化石墨烯膜、石墨烯/聚苯胺膜、石墨烯/聚酰亚胺膜、石墨烯/聚乙烯醇膜中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述的薄膜是通过喷涂方式将石墨烯、氧化石墨烯、磺酸化石墨烯、石墨烯/聚苯胺、石墨烯/聚酰亚胺、石墨烯/聚乙烯醇中的任意一种溶液喷涂在管芯内壁，风干或烘干形成薄膜。

4.根据权利要求1所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述的反渗透薄膜厚度为1μm-500μm。

5.根据权利要求1所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述的过滤管芯为陶瓷管或高性能中空纤维。

6.根据权利要求1所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述的管芯通过变速系统连接与电机，在电机带动下做低速旋转；转速为3 r/min-20 r/min。

7.根据权利要求1所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述管芯壁上微孔的孔径为   1μm-50μm 。

8.根据权利要求1所述的反渗透净水装置，其特征在于：所述的过滤装置可并联、串联连接、串联与并联的混合连接。