CN209128226U - 具有灭菌系统的水净化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有灭菌系统的水净化设备。水净化设备包括：至少一个净化装置，所述净化装置用于对水进行净化处理；至少一个水箱，所述水箱具有入口以分别接纳来自所述净化装置中的一个净化装置处理过的水；水出口，所述水出口通过管路连接到所述水箱的出口；以及灭菌系统，所述灭菌系统设置在所述入口与所述净化装置中的一个之间的管路上和/或所述水出口与所述水箱的出口之间的管路上。使用根据本实用新型的水净化设备，能够向用户提供灭菌率达到100％的净化水以满足用户在某些特定应用的需要。

Description

具有灭菌系统的水净化设备

技术领域

本实用新型涉及一种水处理设备，具体是一种具有灭菌系统的水净化设备。

背景技术

随着经济的发展，人们的生活水平提高，对水质的要求也越来越高，对饮用水净化的要求一方面是去除饮用水中的悬浮物、微生物、大分子有机物、细菌等污染物，另一方面是控制饮用水的硬度，降低人体内部钙质沉积、产生结石的风险。此外，在光学仪器、手机膜、手机屏幕的使用中的清洁需要使用高纯水。

目前，国内大部分的市政供水系统主要对自来水中的悬浮物和细菌等微生物进行处理，然而，在自来水运输过程中还存在着二次污染的问题，如高层的水箱供水，漫长的自来水输送管线，都会造成潜在的铁锈，水垢及微生物等污染问题，且市政供水中尚未对自来水硬度进行控制，这就需要人们自行对自来水进行处理，以保证所使用水的水质安全。

市售的净水器能够较全面的净化水，但只能提供某种特定类型的净化水，而不能满足在不同应用环境下对于不同水质的需求。

因此，本领域需要能够实现不同的净化级别和净化效果的净化水设备。此外，在饮用水应用以及对无菌性要求较高的医疗手术应用中，需要确保水的灭菌率。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述水净化设备包括：

至少一个净化装置，所述净化装置用于对水进行净化处理；

至少一个水箱，所述水箱具有入口以分别接纳来自所述净化装置中的一个净化装置处理过的水；

水出口，所述水出口通过管路连接到所述水箱的出口；以及

灭菌系统，所述灭菌系统设置在所述入口与所述净化装置中的一个之间的管路上和/或所述水出口与所述水箱的出口之间的管路上。

在一优选实施例中，所述至少一个净化装置包括：

过滤装置，所述过滤装置通过管路连接到市政供水系统，并对来自所述市政供水系统的自来水进行砂滤、炭滤、软化和精密过滤中的至少一种处理；

超滤膜组过滤器，所述超滤膜组过滤器具有熔喷滤芯，用于过滤来自所述过滤装置的水；

反渗透膜组件，所述反渗透膜组件通过反渗透过滤来自所述超滤膜组过滤器的水；以及

电去离子装置，所述电去离子装置过滤来自所述反渗透膜组件的水。

在一优选实施例中，所述灭菌系统为紫外线灭菌系统。

在一优选实施例中，所述紫外线灭菌系统包括外部套管和设置在所述外部套管内的石英紫外线灯管，在所述外部套管与所述石英紫外线灯管之间形成环形流道，用于所述管路中的水流过。

在一优选实施例中，在安装有所述灭菌系统的管路中设有流量计，且所述灭菌系统设有控制装置，所述控制装置配置成当所述流量计测得所述安装有所述灭菌系统的管路中没有水流时，停用所述灭菌系统。

在一优选实施例中，所述水净化设备还包括混合水箱，所述混合水箱将来自所述过滤装置、所述超滤膜组过滤器、所述反渗透膜组件、所述电去离子装置中的两者以上的水混合，所述灭菌系统进一步设置在所述混合水箱的入口与所述净化装置中的一个之间的管路上以及所述水出口与所述混合水箱的出口之间的管路上。

在一优选实施例中，所述混合水箱用于将来自所述超滤膜组过滤器的水与来自所述反渗透膜组件的水混合。

在一优选实施例中，所述水箱的出口连接有自动排水系统，所述自动排水系统包括：

排水管路，所述排水管路连接于所述水箱的出口，且所述排水管路上包括控制阀；

旁路，所述旁路设有与所述控制阀并联的溢流控制阀；

液位探测器，所述液位探测器沿所述水箱高度延伸以探测所述水箱内的液位高度；以及

溢流控制器，所述溢流控制器配置成当所述液位探测器探测到的液位高于预定液位时，开启所述溢流控制阀。

在一优选实施例中，所述溢流控制阀是电磁阀。

在一优选实施例中，所述控制阀是球阀。

使用根据本实用新型的水净化设备，能够向用户提供灭菌率达到100％的净化水以满足用户在某些特定应用的需要。

附图说明

图1示出根据本实用新型的水净化设备的整体示意图。

图2示出根据本实用新型的水箱排水控制系统的示意图。

图3示出根据本实用新型的紫外线灭菌系统的示意图。

图4示出根据本实用新型的混合水箱的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。

图1中整体示出了水净化设备100。如图所示，水净化设备100包括原水箱101和多级水净化模块以及多个出水口。其中，原水箱101经由例如球阀接收并存储原水，例如来自市政供水系统的自来水。这里，原水指的是未经本申请的水净化设备处理过的水。原水箱101通过管路连接到彼此串联布置的多级水净化模块，每级水净化模块布置成对水进行不同级别的净化处理并具有相应的出口。多个水出口中的每个与相应的水净化模块的出口连接。其中水净化模块包括：过滤装置105、超滤膜组过滤器106、第一反渗透膜组件107。而多个出水口则包括分别连接到过滤装置105、超滤膜组过滤器106、第一反渗透膜组件107的第一出水口201、第二出水口202、第三出水口203。来自原水箱101的自来水被过滤装置105进行砂滤、炭滤、软化和精密过滤中的至少一种处理并形成去离子水。如图所示，过滤装置105包括砂滤器1051、炭滤器1052、软化器1053以及精密过滤器1055。但应理解，根据原水的水质状况，过滤装置105可包括砂滤器1051、炭滤器1052、软化器1053以及精密过滤器1055中的一个或多个的任意组合。砂滤器1501去除自来水中的大颗粒物质和杂质，炭滤器1052用来改善水的口感，而软化器1053则去除水中的钙镁离子，调节水的软硬度。精密过滤器1055具有熔喷滤芯，用于进一步过滤来自过滤装置105的水。此外，通常还设置用于对软化器1053进行再生的盐再生装置1054，用于对软化器1053进行再生。

被过滤装置105处理过的水分为两个支路，其中一个支路通向第一出水口201，该第一出水口201能向用户提供去离子水。被过滤装置105处理过的去离子水可用于实验室、化验室用水、锅炉用水等。另一个支路则通过管路连接至超滤膜组过滤器106，超滤膜组过滤器106具有熔喷滤芯，用于进一步过滤来自过滤装置105的水。

经过超滤膜组过滤器106处理的水为超滤水，熔喷滤芯的过滤孔径为约0.01微米，超滤水中被进一步去除了细菌、铁锈、胶体及有机物等杂质，但保留了水中溶解氧及人体所需微量矿物质等营养成分，水质标准达到我国当前饮用水标准。被超滤膜组过滤器106处理过的水也分为两个支路，一个支路通向第二出水口202，该第二出水口202能向用户提供超滤水。另一个支路则通过管路连接至第一反渗透膜组件107，该第一反渗透膜组件107具有反渗透膜，进一步处理来自超滤膜组过滤器106的水。当然，根据需要也可增加其他支路，例如图1中所示的实施例中，超滤膜组过滤器106处理过的水也可包括第三个支路，该第三个支路可通向下述混合水箱109。

经过第一反渗透膜组件107处理的水为一级高纯水。一级高纯水中基本不保留水中的矿物质，PH值在6-7之间，为弱酸性，一般用于透析等医疗用水，或实验室，电子化工等特殊用水，也可用于饮用。但由于该水中不含矿物质，并不适宜长期饮用。被第一反渗透膜组件107处理过的水通向第三出水口203，该第三出水口203能向用户提供一级高纯水。在某些应用情况下，需要使用高纯水通过蒸馏装置来制备蒸馏水。在该情况下，对高纯水的水质要求更高，需要使用二级高纯水。在该情况下，需要在第一反渗透膜组件107的下游设置第二反渗透膜组件107＇，如图1所示。

经过第二反渗透膜组件107＇处理过的水可送至下游的电去离子(EDI)装置108，之后再送往蒸馏装置120，从而生成蒸馏水。替代地，在原水水质较好的情况下，经过第二反渗透膜组件107＇处理过的水可直接送往蒸馏装置120，从而生成蒸馏水。该蒸馏装置120可连接至第七出水口207。此外，被第二反渗透膜组件107＇处理过的二级高纯水连接至电去离子(EDI)装置108。在EDI装置108中，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，因此，EDI水称为超纯水，可广泛应用于电力、电子、医药、化工、光学仪器和实验室领域。被EDI装置108处理过的水通向第四出水口204，该出水口204能向用户提供EDI水。其中使用二级高纯水通过EDI装置108处理得到的超纯水的电阻率可达18MΩ.cm(25℃)。如上所述，在设置第二反渗透膜组件107＇的情况下，还可设置连接到该第二反渗透膜组件107＇的第五出水口205，从而可向用户提供二级高纯水。此外，该水净化设备100还包括混合水箱109，该混合水箱109可用于根据需要将来自过滤装置105、超滤膜组过滤器106、第一反渗透膜组件107、第二反渗透膜组件107＇、电去离子装置108中的两者以上的水混合。该混合水箱109的出口连接到第六出水口206。在图1所示的较佳实施例中，混合水箱109将来自超滤膜组过滤器106和来自第一反渗透膜组件107的一级高纯水混合。两者的混合水可实现营养度和纯净度的均衡，更适于用作饮用。因此，该混合水箱109的出口还可连接到直饮水装置300。实践中，根据需要，可调节混合水中不同水的比例。

上述第一水出口201、第二水出口202、第三水出口203、第四水出口204、第五水出口205、第六水出口206以及第七水出口207均连接至次氯酸水生产装置400。可根据需要通过控制阀选择性地将上述水出口之一与次氯酸水生产装置400连接，从而通过对相应水质的水添加一定量的次氯酸钠和盐酸而形成微酸性次氯酸水。本申请的微酸性次氯酸水发生器采用喷射流式反应法。该微酸性次氯酸水发生器所得的次氯酸水呈现稳定的微酸性，pH值能够稳定在6.20-6.80之间任何一个数值±0.05狭窄的范围内，在避光条件能够储存18个月以上。该次氯酸水只对细菌和病毒等有机物产生强抑制作用，其抗抑菌有效成分与人体白血球产生的次氯酸一样，具有很强的除菌能力，且对人体无毒无害。该次氯酸水还能去除空间烟味、臭味、食物气味、汗味等改善空气质量。

其中以来自第一水出口201的去离子水、来自第二水出口202的超滤水和来自第六出水口206的混合水作为给水生产的微酸性次氯酸水适于对物体表面、织物类等进行消毒的消毒液。以来自第三出水口203的一级高纯水、来自第五出水口205的二级高纯水作为给水生产的微酸性次氯酸水适于用作人身上的消毒液，例如皮肤消毒液、漱口水。以来自第四水出口204的EDI水作为给水生产的微酸性次氯酸水适于用作皮肤粘膜消毒液，例如妇科消炎洗液。而以来自第七出口207的蒸馏水作为给水生产的微酸性次氯酸水适于用作达到医疗器械标准的伤口清洗消毒液，替代当前的生理盐水。生理盐水不具备消毒功效，容易使伤口感染粘连，而用此消毒液，伤口愈合极快，不感染。可根据需要将上述出口之一与次氯酸水生产装置400连通，从而生产适于特定应用的微酸性次氯酸水。

进一步地，在图1所示实施例中，在超滤膜组过滤器106与第二出水口202之间设有超滤水箱110，用于存储来自超滤膜组过滤器106的超滤水，以通过控制阀在需要时向用户供水。

进一步地，在图1所示实施例中，在反渗透膜组件107与第三出水口203之间设有一级高纯水箱(下文也称RO水箱)111，用于存储来自反渗透膜组件107的一级高纯水，以通过控制阀在需要时向用户供水。

此外，在如图1所示设置第二反渗透膜组件107＇的情况下，在第二反渗透膜组件107＇与第五出水口205之间可设有二级高纯水箱111＇，用于存储来自第二反渗透膜组件107＇的二级高纯水，以通过控制阀在需要时向用户供水。

进一步地，在图1示实施例中，在EDI装置108与第四出水口204之间设有超纯水箱(下文也称EDI水箱)112，用于存储来自EDI装置108的超纯水，以通过控制阀在需要时向用户供水。

各个水箱的容积可根据需要设置成所需大小，可以彼此相同或不同。每个水箱的出口设有输送泵，用于提供向下游输送水的压力。每个水箱内可设置液位探测器，以根据探测的液位控制水箱内的液位处于合理高度。例如，当液位高于预定液位的90％时控制系统发出信号，停止该水箱上游的相应输送泵，避免水箱内液位过高。而当水箱内的液位低于预定液位的50％时，则控制系统发出信号，启动该水箱上游的相应输送泵，向水箱内注水。而当水箱内的液位低于预定液位的10％时，则控制系统停止该水箱下游的输送泵，避免水箱排空。

每个水箱还设有排水控制系统，如图2所示。在水箱上方设有进水口301，用于接收来自上游的水。水箱中还设有溢流控制器302。如图2所示，溢流控制器302设置在靠近水箱顶部的位置。此外，在水箱内还设有液位探测器303，该液位探测器303沿水箱的高度延伸，能够准确探测水箱内的液位高度。在水箱的底部设有出口304，用于将水箱内的水向下游输送。此外，出口304还连接有排水管路。该排水管路通向地沟，在排水管路上包括球阀305，该球阀305可在需要时由操作人员打开进行手动排水。此外，还设有与球阀所在管路并联连接的旁路，在该旁路内设有溢流控制阀s。较佳地，该溢流控制阀s是电磁阀。该溢流控制阀s由溢流控制器302控制，在水箱内的液位超出预设值时自动打开阀门以将水排入地沟，而在水箱内的液位由于排水而下降至另一预设值时关闭该溢流控制阀s。通常情况下在达到水箱预定液位的100％以上时，启动溢流控制阀s开始排水，而当下降到水箱预定液位的90％时，则关掉溢流控制阀s。

此外，为了防止在溢流控制器302失效或者溢流控制阀s发生故障时水箱内的液位一直上升，在所述水箱顶部还设有第二溢流控制阀(未示出)，该第二溢流控制阀构造成当所述液面高于水箱预定液位的100％时打开以将水排出，并触发警报系统，提醒操作人员检查溢流控制器302和溢流控制阀s。

与现有技术中在水箱上部设置排水管以及在排水管内设置溢流阀的结构相比，可以避免现有技术中可能造成的空气回流，而这样的空气回流会造成水箱内的水被空气中的细菌污染。

较佳地，在超滤水箱110与混合水箱109之间设有灭菌系统，以确保进入混合水箱的水的灭菌率。该灭菌系统较佳地为紫外线灭菌系统。

还较佳地，在混合水箱109的每个入口以及出口所连接的管路上都设有紫外线灭菌系统。入口所连接的管路上设有紫外线灭菌系统能够防止进入混合水箱109内的水中含有细菌。在水箱中，水面上方有一定量的空气，与空气的接触也会导致水中细菌滋生，因此在出口所连接的管路上设置紫外线灭菌系统能够防止向用户提供的水中含有细菌。

此外，紫外线灭菌系统通常为套管结构，如图3所示。该紫外线灭菌系统包括外部套管401和设置在外部套管401内的石英紫外线灯管402，在石英紫外线灯管402内充装有低压汞蒸气。在外部套管401与石英紫外线灯管之间形成环形流道403，管路中的水在流过该环形流道的同时经受紫外线照射，从而实现灭菌效果。与现有技术中仅在入口所连接的管路中安装灭菌系统相比，本实用新型的方案能够将灭菌率从95％提高至100％。

此外，在安装有紫外线灭菌系统的管路中设置流量计。当流量计测得管路中没有水流时，控制系统停用紫外线灯管，从而避免在没有水流通过的情况下，紫外线灯管继续工作而产生臭氧，从而影响管路内的水质。

图4中示出了根据本实用新型的混合水箱109的示意图。该混合水箱109能够实现不同种类水的自动均匀混合。如图4所示，在该混合水箱109内设有搅拌器501，该搅拌器501包括搅拌杆5011和安装在搅拌杆5011末端的搅拌叶片5012。较佳地，搅拌杆5011从混合水箱109的顶部延伸到混合水箱109内，而搅拌器叶片5012位于混合水箱109内中部偏下的位置，从而能够浸入水中进行搅拌。在搅拌杆5011的顶端设有电动机，用于驱动搅拌杆5011进而带动搅拌叶片5012转动。

混合水箱109通常呈圆筒形状，具有圆柱形内壁面。该混合水箱109可根据需要设置两个以上入口。每个入口连接有喷嘴，用于将待混合水喷入混合水箱。喷嘴靠近内壁面定位并相对于竖直方向倾斜设置，使得喷嘴朝向内壁面并向下喷水。从而，使得喷嘴喷出的水在内壁面上沿螺旋路径流动。且各喷嘴沿相同的周向方向倾斜，使得每个喷嘴喷出的水在内壁面上沿相同的周向方向流动。较佳地，喷嘴相对于水平方向向下倾斜角度小于45度，更佳地小于30度。较小的倾斜角度有利于喷嘴喷出的水能够在内壁面上流动更长时间，从而能够与来自其他的喷嘴的水充分流动的混合。

此外，每个入口设有控制阀，根据所需混合的水的比例来控制入口的打开和关闭。例如，在需要将100L超滤水与300L的一级RO水混合的情况下，300L的一级RO水需要通过喷嘴喷淋30分钟来完成注入，而100L的超滤水需要通过喷嘴喷淋10分钟来完成注入。此时，可保持一级RO水的入口喷嘴始终处于打开状态，而超滤水的入口喷嘴则在30分钟内间歇打开，例如每7.5分钟打开一次，每次持续2.5分钟。从而使得两种水能够更均匀地混合。搅拌器501的运行时间可根据混合水箱的容积来确定，例如对于容量为1L的水箱，搅拌器501的运行时间可设置为10分钟。在搅拌器501运行结束后，设置一静置时段，以确保混合水箱内的水静置均匀，静置时段之后，混合水箱109出口所连接的输送泵才能开启以将混合水送出。

以上已详细描述了本实用新型的优选实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述水净化设备包括：

至少一个净化装置，所述净化装置用于对水进行净化处理；

至少一个水箱，所述水箱具有入口以分别接纳来自所述净化装置中的一个净化装置处理过的水；

水出口，所述水出口通过管路连接到所述水箱的出口；以及

灭菌系统，所述灭菌系统设置在所述入口与所述净化装置中的一个之间的管路上和/或所述水出口与所述水箱的出口之间的管路上。

2.根据权利要求1所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述至少一个净化装置包括：

过滤装置，所述过滤装置通过管路连接到市政供水系统，并对来自所述市政供水系统的自来水进行砂滤、炭滤、软化和精密过滤中的至少一种处理；

超滤膜组过滤器，所述超滤膜组过滤器具有熔喷滤芯，用于过滤来自所述过滤装置的水；

反渗透膜组件，所述反渗透膜组件通过反渗透过滤来自所述超滤膜组过滤器的水；以及

电去离子装置，所述电去离子装置过滤来自所述反渗透膜组件的水。

3.根据权利要求1所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述灭菌系统为紫外线灭菌系统。

4.根据权利要求3所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述紫外线灭菌系统包括外部套管和设置在所述外部套管内的石英紫外线灯管，在所述外部套管与所述石英紫外线灯管之间形成环形流道，用于所述管路中的水流过。

5.根据权利要求1所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

在安装有所述灭菌系统的管路中设有流量计，且所述灭菌系统设有控制装置，所述控制装置配置成当所述流量计测得所述安装有所述灭菌系统的管路中没有水流时，停用所述灭菌系统。

6.根据权利要求2所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述水净化设备还包括混合水箱，所述混合水箱将来自所述过滤装置、所述超滤膜组过滤器、所述反渗透膜组件、所述电去离子装置中的两者以上的水混合，所述灭菌系统进一步设置在所述混合水箱的入口与所述净化装置中的一个之间的管路上和/或所述水出口与所述混合水箱的出口之间的管路上。

7.根据权利要求6所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述混合水箱用于将来自所述超滤膜组过滤器的水与来自所述反渗透膜组件的水混合。

8.根据权利要求6所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述水箱的出口连接有自动排水系统，所述自动排水系统包括：

排水管路，所述排水管路连接于所述水箱的出口，且所述排水管路上包括控制阀；

旁路，所述旁路设有与所述控制阀并联的溢流控制阀；

液位探测器，所述液位探测器沿所述水箱高度延伸以探测所述水箱内的液位高度；以及

溢流控制器，所述溢流控制器配置成当所述液位探测器探测到的液位高于预定液位时，开启所述溢流控制阀。

9.根据权利要求8所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述溢流控制阀是电磁阀。

10.根据权利要求8所述的具有灭菌系统的水净化设备，其特征在于，

所述控制阀是球阀。