CN204607728U - 一种反渗透净水机及智能纯水反冲洗节水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反渗透净水机及智能纯水反冲洗节水系统，反冲洗节水系统包括智能水质监测器、进水电磁阀、第一、二智能阀、高压开关和智能控制器，其特征在于，智能水质监测器设置在三级预处理滤芯的进水管中；进水电磁阀设置在三级预处理滤芯与增压泵之间；第一智能阀设置在反渗透膜组的浓缩水出口处；纯水出口分成连通的两路与压力桶和后置活性炭连通，压力桶通过高压开关、第二智能阀与纯水出口连通形成反冲洗通道，另一路通过逆止阀与后置活性炭的进口连通，逆止阀为纯水出口方向，后置活性炭与压力桶连通。本实用新型能实现净化水与浓缩水的比例为1：1；同时，延长RO膜的寿命。

Description

一种反渗透净水机及智能纯水反冲洗节水系统

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，涉及水过滤及水净化技术，具体的说，是涉及一种反渗透净水机及智能纯水反冲洗节水系统。

背景技术

反渗透净水机是主要利用反渗透原理进行水处理的机器。反渗透膜技术是对水施加一定的压力，使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜，而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)，有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜，从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水严格的分开。反渗透净水机一般设置五级过滤较为合理：第一级为PP棉滤芯，第二级前置颗粒炭滤芯，第三级为压缩活性炭滤芯，第四级为核心的RO逆渗透膜滤芯，第五级为后置活性炭（小T33）。

反渗透净水机的日常维护的重点主要集中在反渗透RO膜的常规清洗，一般采用在60psi(4bar)或更低压力条件下进行低压冲洗，即从清洗罐中(或相当的水源)向压力容器中泵入清洁水然后排放掉，运行几分钟。启动清洗泵将清洗液泵入膜组件内，循环清洗约一小时。在起始阶段，清洗液返回至RO清洗罐之前，将最初的的回流液排放掉，以免系统内滞留的水对清洗溶液造成稀释。在最初的5分钟内，慢慢地将流速调节到最大设计流速的1/3，在第二个5分钟内，增加流速至最大设计流速的2/3，然后，再增加流速至设计的最大流速值。如果需要，当pH的变化大于1，就要重新调回到原数值。根据需要，可交替采用循环清洗和浸泡程序。浸泡时间一般选择1至8小时，要谨慎地保持合适的温度和pH。清洗写成后，RO可重新开始置于运行程序中，但初始的产品水要进行排放并监测，直至RO产水可满足工艺要求。

如上所述，传统的反渗透净水机是利用原水或者废水冲洗，这样冲洗是不能有效冲洗附着在RO膜表面的有机胶体、无机盐等杂质，膜的寿命会缩短。同时，传统的反渗透净水机浓缩水排量大，以50G反渗透净水机为例，废水比阀参数是420 ml/min，而纯水流量为130 ml/min，纯水流量与浓缩水流量达到为1：3的比例，相当费水。

同时，反渗透净水机在制水过程中随着压力桶压力的增加，反渗透膜组件背压增大，即压力桶容易产生的背压问题。

反渗透膜在原水水温低于10℃以下，产水量明显下降，从而导致净水机制水时间过长，甚至不停机，增压泵负载增大，影响膜使用寿命。

如果能设计出一种有利于反渗透RO膜的清洗，延长RO膜的寿命，同时，实现净化水与浓缩水的比例为1：1甚至于微排放的技术方案，将有利于解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，通过采用智能冲洗节水装置，延长RO膜的寿命，又能实现净化水与浓缩水的比例为1：1，甚至于微排放，从而提供一种反渗透净水机及智能纯水反冲洗节水系统。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案为：

 一种智能纯水反冲洗节水系统，它包括智能水质监测器、进水电磁阀、第一智能阀、第二智能阀、高压开关和智能控制器，第一智能阀包括冲洗阀和废水比阀，智能水质监测器设置在三级预处理滤芯的进水管中；进水电磁阀设置在三级预处理滤芯与增压泵之间；第一智能阀设置在反渗透膜组的浓缩水出口处；反渗透膜组的纯水出口分成连通的两路与压力桶和后置活性炭连通，压力桶通过高压开关、第二智能阀与反渗透膜组的纯水出口连通形成反冲洗通道，另一路通过逆止阀与后置活性炭的进口连通，逆止阀的方向为反渗透膜组的纯水出口方向，后置活性炭的进口通过高压开关与压力桶连通。

反渗透膜组的纯水出口通过逆止阀后分成连通的两路，一路与后置活性炭的进口连通，另一路通过高压开关与压力桶连通。

一种反渗透净水机，它包括三级预处理滤芯，增压泵，反渗透膜组，后置活性炭，净水龙头和压力桶，它还设有智能纯水反冲洗节水系统，及恒温稳流控制系统和废水处理系统中的一种或两种系统；

智能纯水反冲洗节水系统包括智能水质监测器、进水电磁阀、第一智能阀、第二智能阀、高压开关和智能控制器，第一智能阀包括冲洗阀和废水比阀，智能水质监测器设置在三级预处理滤芯的进水管中；进水电磁阀设置在三级预处理滤芯与增压泵之间；第一智能阀设置在反渗透膜组的浓缩水出口处；反渗透膜组的纯水出口分成连通的两路与压力桶和后置活性炭连通，压力桶通过高压开关、第二智能阀与反渗透膜组的纯水出口连通形成反冲洗通道，另一路通过逆止阀与后置活性炭的进口连通，逆止阀的方向为反渗透膜组的纯水出口方向，后置活性炭的进口通过高压开关与压力桶连通。

反渗透膜组的纯水出口通过逆止阀与背压调节器连接后再分成连通的两路，一路与后置活性炭的进口连通，另一路通过高压开关与压力桶连通。

所述恒温稳流控制系统设置在三级预处理滤芯与反渗透膜组之间，包括加热组件和温控探头，三级预处理滤芯的出口与加热组件的进口连通，加热组件出口通过进水电磁阀、增压泵与反渗透膜组的进口连通，在增压泵与反渗透膜组之间的管道上设有温控探头和流量感应器。

在加热组件与进水电磁阀的管道上设有出口与过热保护压力开关连接，过热保护压力开关通过管道与微型水泵的进水口连通，微型水泵的出水口与三级预处理滤芯的进水管连通。

所述废水处理系统包括智能水质监测器和废水回流装置，在反渗透膜组的浓缩水出口与增压泵之间设有废水回流管道，浓缩水出口通过智能水质监测器后分别与第一智能阀和废水回流装置的进水口连通，在进水电磁阀与增压泵之间的管路设有回流进水口，废水回流装置的出水口通过第三逆止阀和该回流进水口连通。

本实用新型有益效果：

1、将通过智能节水系统实现净化水与浓缩水的比例为1：1。

2、通过智能冲洗节水系统控制纯水冲洗RO膜，稀释RO膜表层有机胶体、无机盐等，延长RO膜的寿命。

3、通过恒温稳流控制系统，能在原水水温低于10℃以下的情况启动恒温装置提供适合反渗透膜使用的进水水温，提高低温环境下的反渗透膜制水达到一个稳定的流量，缩短净水机制水时间，通过水流感应器控制膜前压力，达到稳压稳流效果和延长反渗透膜的使用寿命。

4、废水处理系统具有节水减排，提高原水回收率，能达到微排放的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的控制方框示意图；

图3为本实用新型实施例1的传统脱盐率变化图；

图4为本实用新型实施例1的纯水流速的对比变化图。

具体实施方式

本实用新型通过下面的实施例可以对本实用新型作进一步的描述，然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例，在不脱离本实用新型的主旨的范围内可进行各种变更。

实施例1：参见图1-2。

本实施例水净化系统由进水三通球阀1，智能水质监测器2，三级预处理滤芯3，进水电磁阀4，增压泵5，智能水质监测器2，反渗透膜组6，逆止阀7，第一智能阀8-1，第一智能阀8-1包括冲洗阀和废水比阀，第二智能阀8-2，后置活性炭9，高压开关10，压力桶11，净水龙头12，智能控制器13等部件组成。

自来水经进水三通球阀1由水管接入水净化系统，其间设有智能水质监测器2，智能水质监测器2设置在三级预处理滤芯3的进水管中，三级预处理滤芯3的出水管分成连通的两路，第一路作为生活用水直接与净水龙头12连接；第二路通过进水电磁阀4与增压泵5的进水口连接，增压泵5的出水口与反渗透膜组6的原水进口连接，反渗透膜组6的出水口又分为两路，反渗透膜组6的浓缩水出口通过第一智能阀8-1排放，反渗透膜组6的纯水出口分别与压力桶11和后置活性炭9连通；即：

反渗透膜组6的纯水出口一方面通过第二智能阀8-2及高压开关10与压力桶11连通，第二智能阀8-2为压力桶11向反渗透膜组6提供纯水的智能控制阀；

纯水出口另一方面通过逆止阀7后，一路与后置活性炭9的进口连通，另一路通过高压开关10与压力桶11连通，逆止阀7的方向为反渗透膜组6的纯水出口方向，同时后置活性炭9的进口通过高压开关10与压力桶11连通。后置活性炭9的出口与净水龙头12连接。

在增设背压调节器107时：

反渗透膜组6的纯水出口通过逆止阀7与背压调节器107连接后再分成连通的两路，一路与后置活性炭9的进口连通，另一路通过高压开关10与压力桶11连通；

背压调节器107能有效地解决了压力桶造成的背压问题，及反渗透组件过水量不稳定和反渗透组件过水量少、浓水排量大的问题，压力桶储满时间长的问题。

在增设恒温装置时：

恒温装置由微型水泵82，过热保护压力开关83，加热组件84，进水电磁阀4，增压泵5，温控探头87，流量感应器88等组成。三级预处理滤芯3的出口与加热组件84的进口连通，加热组件84出口通过进水电磁阀4与反渗透膜组6的进口连通，在增压泵5与反渗透膜组6之间的管道上设有温控探头87和流量感应器88；在加热组件84与进水电磁阀4的管道上设有出口与过热保护压力开关83连接，过热保护压力开关83通过管道与微型水泵82的进水口连通，微型水泵82的出水口与三级预处理滤芯3的进水管连通。

水处理过程：

1、自来水经过前三级预处理滤芯，滤除泥砂、铁锈、藻类等大颗粒杂质及余氯等，保证RO的进水水质。

2、第三级预处理后的水可以作为生活用水提供，满足洗菜、洗漱、清洁卫生等。

3、预处理后水，经增压泵增压进入RO膜。

4、原水经RO膜过滤后将纯水和浓缩水分离，纯水经逆止阀接入压力桶11备用，浓缩水经由第一智能阀8-1排出。

当净水龙头12开启时，压力桶11内备用水和直接经过RO膜过滤后的纯水，通入后置活性炭9处理，净水龙头12出纯水。

恒温稳流过程：水源经三级预处理滤芯3，进入加热组件84，膜前的温度探头87感应进水温度，当膜进水温度小于10℃，由智能控制器13控制加热组件84启动，将膜前水温恒定在25—30℃，当膜前水温过高，由温控探头87、智能控制器13控制过热保护压力开关83，微型水泵82启动，防止膜前水温过高。流量感应器88起作稳流作用。

反渗透膜在原水水温低于10℃以下，产水量明显下降，从而导致净水机制水时间过长，甚至不停机，增压泵负载增大，影响膜使用寿命。因此，在通常情况下恒温装置一般可以不运行。

当压力桶11内纯水蓄满时进入RO膜冲洗。

RO膜冲洗过程：当压力桶11内纯水蓄满时，进水电磁阀4关闭，第二智能阀8-2打开，第一智能阀8-1中的冲洗阀关闭，废水比阀打开，压力桶11里的纯水在压力桶压力作用下经第二智能阀8-2进入RO膜纯水出水口，利用纯水具有强的溶解性，从反面将反渗透膜表面杂质（如：铁，镁，钙，铅，等离子）进行溶解，溶解时间为5—8秒，优选为5秒，之后，第二智能阀8-2关闭，第一智能阀8-1中的冲洗阀和废水比阀打开，进水电磁阀4打开，原水经增压泵5通入RO膜原水进口端，将RO膜中的浓缩水通过第一智能阀1的废水比阀排放，原水冲洗时间为8-10秒，优选为8秒，由此完成一次冲洗。

控制部分通过智能水质监测器2实时监测净水机的TDS值、SDI值；当原水TDS 值大于500PPM 小于1000PPM时, 10分钟冲洗一次，当原水TDS 值小于500PPM,20分钟冲洗一次，当RO膜的SDI小于5时，控制20分钟冲洗一次， 当RO膜的SDI大于5时,10分钟冲洗一次。

本实用新型及实施例1与现有技术的理论试验数据分析：

试验条件：

1、同一纯水量时的脱盐率的比较；

2、同一纯水量时的流速比较；

    3、同等条件下：室温25度，冲洗频率2次/h；

    过滤系统A:传统净水机净废比1：3；

    过滤系统B:本实用新型净水机净废比1：3；

    过滤系统C:本实用新型净水机净废比1：1。

一、如图3，传统脱盐率变化分析：

    因过水量反应RO膜的寿命，过水量多，脱盐率和流量指标好，过滤系统性能强，且RO膜脱盐率达到90%才是合格的，脱盐率的对比变化图；同一纯水量时的脱盐率的比较，当纯水量在6000升时，A脱盐率为90.7%，B脱盐率为95.5%，C脱盐率为91.5%；

    由此可以看出本实用新型净水机采用净费比为1：3的时候，其使用寿命远超传统净水机采用1：3 时RO膜的使用寿命，而本实用新型净水机采用净费比为1：1的时候，其使用寿命与传统净水机采用1：3 时，RO膜的寿命基本相同。

二、如图4，纯水流速的对比变化分析：

如图4可以得到，纯水流速的对比变化；同一纯水量时的流速比较，当纯水量在6000升时，A流速为87ml/min B流速为118ml/min C流速为97ml/min；本实用新型净水机采用净费比为1：3的时候，其流速远远大于传统净水机采用1：3 时的流速。而本实用新型净水机采用净费比为1：1的时候，其流速也大于传统净水机采用1：3 时的流速。

其用水总量和废水量远远小于传统净水机采用1：3 时的用水总量和废水量。而本实用新型净水机采用净费比为1：1的时候，制造纯水的总用水量也远远小于传统净水机采用1：3 时用水总量。

因此，采用本实用新型冲洗方法可以在保证膜使用寿命的情况下，实现了净水机净费比为1：1。

实施例2：还设有废水处理系统, 包括废水回流装置47，第三逆止阀48，智能水质监测器412等部件。

反渗透膜组6的浓缩水出口通过智能水质监测器412和第一智能阀8排放，在智能水质监测器412与第一智能阀8之间的管路上设有出水口与废水回流装置47的进水口连通，进水电磁阀4与增压泵5之间的管路设有回流进水口，废水回流装置47的出水口通过第三逆止阀48和该回流进水口连通。

经过反渗透膜组6的废水，在增压泵5的作用下再次以300ml/min的流量通过废水回流装置47。经过KDF滤料与抛光树脂的软化除盐后与原水混合，稀释浓度，高速进入反渗透膜组6，再次过滤提纯。因进入反渗透膜组6的水具有低浓度与高流速的特点，从而减少膜内浓差极化的产生，延长了膜的使用寿命。

反渗透膜组6后浓缩水出口一侧设有智能水质监测器412，能感应废水盐的浓度，反馈给第一智能阀8。当浓度值达到某设定值，第一智能阀8打开水路，进行瞬时排放，从而达到冲洗反渗透膜组6表面，降低盐浓度的作用。

通过上述方式，废净比由传统的3：1降低到微量废水排放。

主要技术保障：

1、废水回流装置47装填有除盐软水滤料。

2、滤料采用食品级抛光树脂与KDF混合，抛光树脂装填量在200-250克，KDF装填量80-100克。

3.抛光树脂电导率为10us/cm以下纯水浸泡2小时后晾干，再把KDF55经10%Nacl溶液浸泡2小时后晾干，分别装入滤芯壳里。（中间加PP有孔隔板，区分开抛光树脂和KDF）

4、 抛光树脂是由氢型强酸性阳离子交换树脂及氢氧型强碱性阴离子交换树脂混合而成。阴、阳离子交换树脂按一定的比例混合装填的过滤装置，水中的阴、阳离子，经过树脂层时水中的阴离子被氢氧根离子取代，水中的阳离子被氢离子取代，进入水中的氢氧根离子与氢离子组成水分子，从而达到除盐的效果。阴离子树脂体积：阳离子树脂体积=2：1。

5、抛光树脂无需再生。

6、 KDF处理介质对碳酸钙垢的作用有两方面：根据PH值与二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系，当二氧化碳从溶液中除去时，PH值升高，因而使碳酸钙的溶解度降低，KDF通过电化学反应也使水的PH值升高，降低碳酸钙的溶解度，结果使碳酸钙析出；另一方面，由于KDF中锌离子的渗出，水中的锌离子含量有所增加，水中锌离子的存在能改变水垢的晶体生成机理，使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀，在容器的器壁上形成软垢，而不是结晶为方解石型的硬垢，容易被冲掉。

Claims (7)

1.一种智能纯水反冲洗节水系统，它包括智能水质监测器(2)、进水电磁阀(4)、第一智能阀(8-1)、第二智能阀(8-2)、高压开关(10)和智能控制器(13)，第一智能阀(8-1)包括冲洗阀和废水比阀，其特征在于，智能水质监测器(2)设置在三级预处理滤芯(3)的进水管中；进水电磁阀(4)设置在三级预处理滤芯(3)与增压泵(5)之间；第一智能阀(8-1)设置在反渗透膜组(6)的浓缩水出口处；反渗透膜组(6)的纯水出口分成连通的两路与压力桶(11)和后置活性炭(9)连通，压力桶(11)通过高压开关(10)、第二智能阀(8-2)与反渗透膜组(6)的纯水出口连通形成反冲洗通道，另一路通过逆止阀(7)与后置活性炭(9)的进口连通，逆止阀(7)的方向为反渗透膜组(6)的纯水出口方向，后置活性炭(9)的进口通过高压开关(10)与压力桶(11)连通。

2.根据权利要求1所述的 一种智能纯水反冲洗节水系统，其特征在于，反渗透膜组(6)的纯水出口通过逆止阀(7)后分成连通的两路，一路与后置活性炭(9)的进口连通，另一路通过高压开关(10)与压力桶(11)连通。

3.一种反渗透净水机，它包括三级预处理滤芯(3)，增压泵(5)，反渗透膜组(6)，后置活性炭(9)，净水龙头(12)和压力桶(11)，其特征在于，它还设有智能纯水反冲洗节水系统；

智能纯水反冲洗节水系统包括智能水质监测器(2)、进水电磁阀(4)、第一智能阀(8-1)、第二智能阀(8-2)、高压开关(10)和智能控制器(13)，第一智能阀(8-1)包括冲洗阀和废水比阀，智能水质监测器(2)设置在三级预处理滤芯(3)的进水管中；进水电磁阀(4)设置在三级预处理滤芯(3)与增压泵(5)之间；第一智能阀(8-1)设置在反渗透膜组(6)的浓缩水出口处；反渗透膜组(6)的纯水出口分成连通的两路与压力桶(11)和后置活性炭(9)连通，压力桶(11)通过高压开关(10)、第二智能阀(8-2)与反渗透膜组(6)的纯水出口连通形成反冲洗通道，另一路通过逆止阀(7)与后置活性炭(9)的进口连通，逆止阀(7)的方向为反渗透膜组(6)的纯水出口方向，后置活性炭(9)的进口通过高压开关(10)与压力桶(11)连通。

4.根据权利要求3所述的一种反渗透净水机，其特征在于，它还设有背压调节器(107),反渗透膜组(6)的纯水出口通过逆止阀(7)与背压调节器(107)连接后再分成连通的两路，一路与后置活性炭(9)的进口连通，另一路通过高压开关(10)与压力桶(11)连通。

5.根据权利要求3所述的一种反渗透净水机，其特征在于，它还设有恒温稳流控制系统,所述恒温稳流控制系统设置在三级预处理滤芯(3)与反渗透膜组(6)之间，包括加热组件(84)和温控探头(87)，三级预处理滤芯(3)的出口与加热组件(84)的进口连通，加热组件(84)出口通过进水电磁阀(4)、增压泵(5)与反渗透膜组(6)的进口连通，在增压泵(5)与反渗透膜组(6)之间的管道上设有温控探头(87)和流量感应器(88)。

6.根据权利要求5所述的一种反渗透净水机，其特征在于，在加热组件(84)与进水电磁阀(4)的管道上设有出口与过热保护压力开关(83)连接，过热保护压力开关(83)通过管道与微型水泵(82)的进水口连通，微型水泵(82)的出水口与三级预处理滤芯(3)的进水管连通。

7.根据权利要求3所述的一种反渗透净水机，其特征在于，它还设有废水处理系统,所述废水处理系统包括智能水质监测器(412)和废水回流装置(47)，在反渗透膜组(6)的浓缩水出口与增压泵(5)之间设有废水回流管道，浓缩水出口通过智能水质监测器(412)后分别与第一智能阀(8)和废水回流装置(47)的进水口连通，在进水电磁阀（4）与增压泵（5）之间的管路设有回流进水口，废水回流装置（47）的出水口通过第三逆止阀（48）和该回流进水口连通。