CN210065262U - 一种反渗透膜及纳滤膜净水系统 - Google Patents

一种反渗透膜及纳滤膜净水系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,反渗透膜及纳滤膜净水系统包括第一增压泵、第一伺服电机流量控制阀、RO反渗透膜组、第一压力传感器、第二伺服电机流量控制阀、第二增压泵、第三伺服电机流量控制阀、NF反渗透膜组、第二压力传感器、第四伺服电机流量控制阀。应用NF反渗透膜(过滤精度1纳米)与RO反渗透膜(过滤精度0.1纳米)同时制水,经过RO反渗透膜过滤的RO水与经过NF反渗透膜过滤的NF水混合,使混合后的净水既安全又能保留水中原有矿物质,使混合后的净水既符合安全需求又符合健康需求。

Description

一种反渗透膜及纳滤膜净水系统
技术领域
本实用新型涉及水供给及水质净化领域,主要涉及一种反渗透膜及纳滤膜净水系统。
背景技术
随着物质生活水平的提高,人们的健康饮水意识增强,对高品质生活用水的需求愿望越来越强烈。目前,市场上提高品质水主要有两种途径:
一是家用小型净水器,但由于设备维护维修、水质检测监督都缺乏专业人员和专门部门的统一管理,如果用户长时间没有清洗或更换滤芯,容易导致净水器内部细菌繁殖,成为二次污染源,存在较为严重的水质隐患。另外,家用小型净水器以自来水为原料,一般通过活性炭、膜过滤或反渗透等技术将自来水进一步净化得到。这些技术在除去水中有害物质的同时往往也将水中有益物质去除,使得净水中的溶解总固体(TDS)含量、硬度、 PH值均低于自来水,对人体有益且必须的微量元素减少,长久饮用此类水对人的健康很不利。
二是桶装水,目前市场上饮用水的主流是桶装水,如果将桶装水用于饮用以外的如洗菜、做饭等就会给用户带来极大的不便,且价格也较为昂贵,另外桶装水一般都有几天保质期,期限过后就影响水质新鲜程度和口感。
而管道直饮水的实施就克服了上述缺点,在专业运营管理公司的统一管理、地(市)防疫站及用户的共同监督下,用户打开水龙头就能喝上快捷经济、健康舒适的高品质直饮水。管道直饮水自1997年在国内推行以来,发展较为迅速,尤其是经济较为发达地区。管道直饮水作为住宅小区饮用水的一种配套设施,发展前景乐观,可取代桶装水、家用小型净水器,成为住宅、办公饮用水市场。
但是,传统水处理工艺设备适用于未处理的地表地下水源,而生活中的水源是来源于安全合格市政自来水,传统净水技术及设备并不适用于城市生活用水。采用反渗透膜制备净水的安全性是公认的,但同时反渗透膜制备净水太纯净、太软造成的健康隐患也是存在的,因此,如何平衡反渗透净水安全与人体健康所需矿物质,使净水既安全又健康,为小区管道直饮水需要解决的重要技术问题之一。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,旨在解决现有管道直饮水无法达到智能调节反渗透净水的纯净度导致无法平衡净水安全与人体健康所需的问题。
本实用新型的技术方案如下:
一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,反渗透膜及纳滤膜净水系统包括第一增压泵、第一伺服电机流量控制阀、RO反渗透膜组、第一压力传感器、第二伺服电机流量控制阀、第二增压泵、第三伺服电机流量控制阀、NF反渗透膜组、第二压力传感器、第四伺服电机流量控制阀;
第一伺服电机流量控制阀、第三伺服电机流量控制阀分别与抑菌型 UF膜组的净水出口相连;第一伺服电机流量控制阀、第一增压泵、RO 反渗透膜组、第二伺服电机流量控制阀依次相连,第一压力传感器设置在第一增压泵与RO反渗透膜组之间的管路上;
第三伺服电机流量控制阀、第二增压泵、NF反渗透膜组、第四伺服电机流量控制阀依次相连,第二压力传感器在第二增压泵与NF反渗透膜组之间的管路上;
在反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口处设置所述第二TDS值检测单元。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,反渗透膜及纳滤膜净水系统的进水口为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组的共同进水口;反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组的共同净水出口;反渗透膜及纳滤膜净水系统的浓水出水口为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组的共同浓水出口;第二伺服电机流量控制阀设置在RO反渗透膜组的浓水出口与共同浓水出口之间的管路上,第四伺服电机流量控制阀设置在NF反渗透膜组的浓水出口与共同浓水出口之间的管路上。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,反渗透膜及纳滤膜净水系统包括一个箱体,所述第一增压泵、第一伺服电机流量控制阀、RO反渗透膜组、第一压力传感器、第二伺服电机流量控制阀、第二增压泵、第三伺服电机流量控制阀、NF反渗透膜组、第二压力传感器、第四伺服电机流量控制阀设置在箱体内;箱体表面设置有反渗透膜及纳滤膜净水系统的进水口、净水出水口和浓水出口。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统,还包括石英砂滤罐、活性炭滤罐、原水箱、抑菌型UF膜组、净水回水箱;石英砂滤罐、活性炭滤罐、原水箱、抑菌型UF膜组、反渗透膜及纳滤膜净水系统、净水回水箱依次相连;
反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口与净水回水箱相连;反渗透膜及纳滤膜净水系统的浓水出水口与原水箱的进水口相连;反渗透膜及纳滤膜净水系统的进水口与原水箱相连;
在反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口与净水回水箱之间的管路上设置所述第二TDS值检测单元。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述原水箱内设置有恒温加热装置和温度传感器。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述原水箱的表面设置有保温层。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括浓水排放管路和浓水回收管路;所述浓水回收管路的一端与反渗透膜结构的浓水出口相接,另一端与原水箱相接,所述浓水回收管路上设置有第十电动阀;所述浓水排放管路的一端与反渗透膜结构的浓水出口相接,另一端与下水道相接,所述浓水排放管路上设置有第十一电动阀;反渗透膜结构的浓水出口处设置有第四流量传感器。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括膜冲洗水排放管路、第三流量传感器、反渗透膜结构冲洗水排放管路;所述膜冲洗水排放管路与反渗透膜结构冲洗水排放管路的一端,反渗透膜结构冲洗水排放管路的另一端与反渗透膜结构的膜冲洗水出口相接,所述反渗透膜结构冲洗水排放管路设置有第五电动阀,第三流量传感器设置在膜冲洗水排放管路上。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统,还包括第一流量传感器、第二流量传感器、第一TDS值检测单元;所述第一流量传感器设置在于石英砂滤灌之前,所述第二流量传感器设置于反渗透膜及纳滤膜净水系统和净水回水箱之间;原水箱的出水管路上设置所述第一TDS值检测单元;
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括膜冲洗水排放管路、UF膜组膜冲洗水排放管路;所述膜冲洗水排放管路与UF膜组膜冲洗水排放管路的一端相接,UF膜组膜冲洗水排放管路的另一端与抑菌型UF膜组的膜冲洗水出口相接,UF膜组膜冲洗水排放管路设置有第四电动阀。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括水质检测结构;所述水质检测结构包括第三光谱水质传感器、净水水质检测管路;
净水水质检测管路的进水端连接于反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出口与净水回水箱之间的管路上,净水水质检测管路的出水端与第三光谱水质传感器的进水端相连,净水水质检测管路设置有第四电磁阀和第六 TDS值检测单元;
第三光谱水质传感器的出水端与原水箱相连。
所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其中,所述原水箱包括水箱、保温层、碳纤维加热棒、加热带、温度传感器、主进水管道;
所述水箱设置有夹层,所述加热带环绕在夹层内;所述保温层包裹在水箱外表面;所述温度传感器设置在水箱内;所述主进水管道与水箱内部相接,所述碳纤维加热棒设置在主进水管道内;主进水管道与活性炭滤罐相接。
有益效果:本实用新型的反渗透膜及纳滤膜净水系统,应用NF反渗透膜(过滤精度1纳米)与RO反渗透膜(过滤精度0.1纳米)同时制水,经过RO反渗透膜过滤的RO水与经过NF反渗透膜过滤的NF水混合,使混合后的净水既安全又能保留水中原有矿物质,使混合后的净水既符合安全需求又符合健康需求。同时也保证了所述反渗透膜及纳滤膜净水系统能始终达到正常的使用效果和正常的出水总量,反渗透膜前压力可以始终处在区域恒定状态。
反渗透净水设备的核心部件是反渗透膜,膜的定期更换是最大的维护成本,为了保证原水符合膜前进水条件,一是通过对原水箱内的原水进行加热,保证反渗透膜前进水的SDI值和进水温度,尽可能延长反渗透膜的使用寿命;二是采用石英砂滤罐61、活性炭滤罐62先对自来水进行过滤,再通过抑菌型UF膜组进行再次过滤,防止微生物污堵反渗透膜表面。
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统可实现智能化控制,系统内设置了多路水质传感器、流量传感器、压力传感器,获取各类数据信息,可用于自动控制膜冲洗时间和流量、自动调节膜前稳定压力、自动控制净水TDS 值、自动监测自来水、原水、净水的水质等。
附图说明
图1为本实用新型的反渗透膜及纳滤膜净水系统的结构示意图。
图2为本实用新型中原水箱的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本实用新型所提供一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,如图1所示,反渗透膜及纳滤膜净水系统65包括第一增压泵21、第一伺服电机流量控制阀11、RO反渗透膜组651、第一压力传感器51、第二伺服电机流量控制阀12、第二增压泵22、第三伺服电机流量控制阀13、NF反渗透膜组652、第二压力传感器52、第四伺服电机流量控制阀14;
第一伺服电机流量控制阀11、第三伺服电机流量控制阀13分别与抑菌型UF膜组64的净水出口相连;第一伺服电机流量控制阀11、第一增压泵21、RO反渗透膜组651、第二伺服电机流量控制阀12依次相连,第一压力传感器51设置在第一增压泵21与RO反渗透膜组651之间的管路上;
第三伺服电机流量控制阀13、第二增压泵22、NF反渗透膜组652、第四伺服电机流量控制阀14依次相连,第二压力传感器52在第二增压泵 22与NF反渗透膜组652之间的管路上;
在反渗透膜及纳滤膜净水系统65的净水出水口处设置所述第二TDS 值检测单元82。
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还可以包括主控制板,主控制板分别与各传感器、各检测单元、各伺服电机流量控制阀电连接,用于接收数据和控制各传感器、各检测单元、各伺服电机流量控制阀的动作。
在反渗透膜及纳滤膜净水系统65的净水出水口处设置第二TDS值检测单元82,可用于检测经过反渗透膜及纳滤膜净水系统65处理的净水的 TDS值,即混合后净水的TDS值,可根据此TDS值数据来控制伺服电机流量控制阀的启动或关闭。
在本实用新型方案中,反渗透膜及纳滤膜净水系统65分为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组,应用NF反渗透膜(过滤精度1纳米)与RO 反渗透膜(过滤精度0.1纳米)同时制水,经过RO反渗透膜过滤的RO 水与经过NF反渗透膜过滤的NF水混合,使混合后的净水既安全又能保留水中原有矿物质,使混合后的净水既符合安全需求又符合健康需求。举例说明如下,未经过滤处理的自来水TDS值为200,经过RO膜(脱盐率为98%)处理的水(简称RO水)TDS值为4,经过NF膜(脱盐率为50%) 处理的水(简称NF水)TDS值为100,若将1.5升RO水与1升NF水勾兑,则可以获得TDS值为42.4的水。在实际使用过程中,可以根据需要设定混合后净水的TDS值,一般可以在35~50ppm之间,这符合消费大众对健康水的普遍认知。这样,通过勾兑RO水和NF水,使得到的净水既安全又可以保留水中原有矿物质,使净水既不会太软也不会太硬。
本实用新型中创新性地采用了伺服电机流量控制阀,用于精准控制反渗透膜组内的压力和调节水流量,使膜前压力维持恒定和膜后净水TDS 值维持恒定。伺服电机流量控制阀与普通的电动球阀/电动闸阀不同,伺服电机流量控制阀的微调动作精度高,而普通的电动球阀/电动闸阀的步进速度无法满足本实用新型方案中微调的需求。在本申请日以前,伺服电机流量控制阀仅大量用于热水器控制,从未用于净水领域。
膜后净水TDS值恒定控制逻辑为:依据预设的膜后TDS值下限值与上限值,由第二TDS值检测单元82实时检测膜后TDS数值。当膜后TDS 数值低于预设下限值时,电力输出于第一伺服电机流量控制阀11、第二伺服电机流量控制阀12,即节流RO膜前进水流量和节流RO膜后浓水流量,使膜前压力值(第一压力传感器51的检测数据)处于预设数值范围内并使膜后TDS数值持续增加,由第二TDS值检测单元82实时检测膜后TDS数值至预设膜后TDS数值上限值时,电力输出于第一伺服电机流量控制阀11、第二伺服电机流量控制阀12停止;当膜后TDS数值达到并超过预设上限值时,电力输出于第三伺服电机流量控制阀13、第四伺服电机流量控制阀14,即节流NF膜前进水流量和节流NF膜后浓水流量,使膜前压力值(第二压力传感器52的检测数据)处于预设数值范围内并使膜后TDS数值持续减少,由第二TDS值检测单元82实时检测膜后TDS 数值至预设膜后TDS数值下限值时,电力输出于第三伺服电机流量控制阀13、第四伺服电机流量控制阀14停止;当第一伺服电机流量控制阀11 处于全开状态、膜前压力第一压力传感器51处于正常恒定数值范围内、膜后实时TDS数值仍然处于预设膜后TDS数值上限值时,电力输出于第三伺服电机流量控制阀13、第四伺服电机流量控制阀14,即节流NF膜前进水流量和节流NF膜后浓水流量,使膜前压力值(第二压力传感器52 数据)处于预设数值范围内并使膜后TDS数值持续减小,由膜后第二TDS 值检测单元82实时检测膜后TDS数值至预设膜后TDS数值下限值时,电力输出于第三伺服电机流量控制阀13、第四伺服电机流量控制阀14停止;当膜后TDS数值达到并低于预设下限值时,程序控制电力输出于第三伺服电机流量控制阀13、第四伺服电机流量控制阀14,即开放NF膜前进水流量和开放NF膜后浓水流量使膜前压力值(第二压力传感器52 数据)处于预设数值范围内并使膜后TDS数值持续增大;当第三伺服电机流量控制阀13处于全开状态、膜前压力第二压力传感器52处于正常恒定数值范围内、膜后实时TDS数值仍然处于预设膜后TDS数值下限值时,电力输出于第一伺服电机流量控制阀11、第二伺服电机流量控制阀12,即节流RO膜前进水流量和节流RO膜后浓水流量,使膜前压力值(第一压力传感器51数据)处于预设数值范围内并使膜后TDS数值持续增大,由膜后第二TDS值检测单元82实时检测膜后TDS数值至预设膜后TDS 数值上限值时,电力输出于第一伺服电机流量控制阀11、第二伺服电机流量控制阀12停止。
为了保证所述反渗透膜及纳滤膜净水系统能始终达到正常的使用效果和正常的出水总量,反渗透膜前压力需要始终处在区域恒定状态,因此在RO反渗透膜组651前设置有第一压力传感器51、在NF反渗透膜组 652前设置有第二压力传感器52,对膜前压力进行实时监测。
膜前恒定压力控制逻辑:依据预设的膜前压力下限值与上限值,由第一压力传感器51和第二压力传感器52实时检测膜前压力数值。当膜前压力低于预设下限值时,电力输出于第二伺服电机流量控制阀12、第四伺服电机流量控制阀14,即节流浓水流量使膜前压力值持续增加;当第一压力传感器51和第二压力传感器52实时检测膜前压力至设定膜前压力上限值时,电力输出于第二伺服电机流量控制阀12、第四伺服电机流量控制阀14停止;当膜前压力达到并超过预设上限值时,电力输出于第二伺服电机流量控制阀12、第四伺服电机流量控制阀14,即开放浓水流量使膜前压力值持续降低,当第一压力传感器51和第二压力传感器52实时检测膜前压力至预设膜前压力下限值时,电力输出于第二伺服电机流量控制阀12、第四伺服电机流量控制阀14停止。
进一步地,反渗透膜及纳滤膜净水系统65的进水口为RO反渗透膜组651和NF反渗透膜组652的共同进水口;反渗透膜及纳滤膜净水系统 65的净水出水口为RO反渗透膜组651和NF反渗透膜组652的共同净水出口;反渗透膜及纳滤膜净水系统65的浓水出水口为RO反渗透膜组651 和NF反渗透膜组652的共同浓水出口;第二伺服电机流量控制阀12设置在RO反渗透膜组651的浓水出口与共同浓水出口之间的管路上,第四伺服电机流量控制阀14设置在NF反渗透膜组652的浓水出口与共同浓水出口之间的管路上。反渗透膜及纳滤膜净水系统包括一个箱体,所述第一增压泵、第一伺服电机流量控制阀、RO反渗透膜组、第一压力传感器、第二伺服电机流量控制阀、第二增压泵、第三伺服电机流量控制阀、NF 反渗透膜组、第二压力传感器、第四伺服电机流量控制阀设置在箱体内;箱体表面设置所述进水口、净水出水口和浓水出口。这样,反渗透膜及纳滤膜净水系统65可以一体化设置,设置在一个箱体内,成为一个膜块,可以用于各种净水系统中,只需与反渗透膜及纳滤膜净水系统65的进水口、净水出水口和浓水出口相接即可。
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统,如图1所示,还可以包括石英砂滤罐61、活性炭滤罐62、原水箱63、抑菌型UF膜组64、净水回水箱66;石英砂滤罐61、活性炭滤罐62、原水箱63、抑菌型UF膜组64、反渗透膜及纳滤膜净水系统65、净水回水箱66依次相连;
反渗透膜及纳滤膜净水系统65的净水出水口与净水回水箱66相连;反渗透膜及纳滤膜净水系统65的浓水出水口与原水箱63的进水口相连;反渗透膜及纳滤膜净水系统65的进水口与原水箱63相连;
在反渗透膜及纳滤膜净水系统65的净水出水口与净水回水箱66之间的管路上设置所述第二TDS值检测单元82。
在本实用新型方案中,采用石英砂滤罐61和活性炭滤罐62先对自来水进行过滤,石英砂滤除自来水中的大颗粒物质,活性炭滤除自来水中的余氯余色余味等。在所述抑菌型UF膜组64前设置石英砂滤罐61和活性炭滤罐62,可以降低所述抑菌型UF膜组64的冲洗频次,延长使用寿命。因为滤膜是采用塑料制成的,废弃的滤膜会对环境造成负担,因此,能延长滤膜的使用寿命,就能减少塑料垃圾的产生。
所述抑菌型UF膜组64可进一步彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体、悬浮物等有害物质,保留水中原有的微量元素和矿物质。在本实用新型方案中,采用的是抑菌型的UF膜组,具有抑菌作用,可以防止细菌在RO 反渗透膜组651和NF反渗透膜组652上滋生,达到延长反渗透膜组使用寿命、减少维修次数的目的。除了可以减少产生塑料垃圾,还因为所述反渗透膜及纳滤膜净水系统为管道直饮水设备,装置体积大,维修麻烦,并且一旦出现维修问题会对所在片区的居民饮用水造成影响,受影响群众多,因此,如何能降低管道直饮水设备的维修次数并延长部件的使用寿命也是管道直饮水设备的研究课题之一。
所述原水箱63内可以设置有恒温加热装置和温度传感器,主控制板分别与恒温加热装置和温度传感器电连接,用于控制膜前进水温度在 23~28℃之间,可以提高反渗透膜的最大利用率和出水量,从而提升整个系统的品质,使所述反渗透膜及纳滤膜净水系统可以实现智能化控制。当温度传感器检测到原水箱63内水温低于预设温度时,恒温加热装置启动;当温度传感器检测到原水箱63内水温度高于预设温度时,恒温加热装置停止加热。优选地,所述原水箱63的表面设置有保温层,降低热量的散失,减少恒温加热装置工作时间,从而降低能源消耗。
具体地,如图2所示,所述原水箱包括水箱、保温层300、碳纤维加热棒201、加热带302、温度传感器303、主进水管道200;所述水箱设置有夹层301,所述加热带302环绕在夹层内;所述保温层300包裹在水箱外表面;所述温度传感器303设置在水箱内;所述主进水管道200与水箱内部相接,所述碳纤维加热棒201设置在主进水管200道内;主进水管道200与活性炭滤罐62相接。所述温度传感器303、加热带302、所述碳纤维加热棒201可以分别与主控制板电连接。
所述用于反渗透膜前的保温原水箱,可用于控制膜前进水温度在 23~28℃之间,提高反渗透膜的最大利用率和出水量。在所述原水箱63 的夹层301内设置加热带302,对原水箱63内的原水进行均匀加热,夹层301的设置好处有二,一是夹层301可以起到一定的保温作用,可以减少热量的散失,二是加热带302不与原水箱63内的原水直接接触,防止污染原水。在所述原水箱63外表面包裹设置有保温层300,用于进一步减少热量的散失,降低能量的消耗。所述温度传感器103可以对原水箱 63内的原水进行实时检测,若水温较低则启动加热带302进行加热,若水温达到要求则停止加热。由于进水管道200会不断向原水箱63内输送自来水,若自来水的温度很低,落入原水箱63内时,加热带302对新的自来水存在不能及时加热的情况,导致仍然有低于要求的原水输送至反渗透膜前,为了避免这种情况,在进水管道200内增加一碳纤维加热棒201,对流经进水管道200内的水进行过流式加热,对自来水进行第一次加热,使自来水的水温不会过低,不会出现一下降低原水箱63内的局部水温。
所述碳纤维加热棒201包括加热棒本体以及PLC温控模块202,所述加热棒本体通过引线203与PLC温控模块相接;加热棒本体为密封防水设置;PLC温控模块设置在进水管道200外,所述进水管道200上设置有通孔,通孔处设置有密封防水胶圈204;引线203穿过通孔与加热棒本体相连。采用碳纤维加热棒201,能够将电能高效地转化为热能并向水体辐射加热,加热效率高。加热棒本体为密封防水设置,可以整体完全放入中。所述碳纤维加热棒201为现有市面可购得产品,在此不赘述其结构。
当室外温度较低时,所述碳纤维加热棒201、加热带302就需要持续启动,保证膜前进水温度符合要求,此过程中就需要消耗较多的能量,为了节约能源,可以通过设置光伏电板和蓄电池,使所述用于反渗透膜前的保温原水箱可以利用太阳能和低谷电。将太阳能和低谷电相接,即使阴雨天气,还可以利用晚上低谷电把热量储存起来白天使用,具备高效、清洁、安全的优点。因此,进一步地,所述用于反渗透膜前的保温原水箱,还包括光伏电板(图中未示出)和蓄电池(图中未示出);所述蓄电池分别与光伏电板和供电电源电连接;所述蓄电池与碳纤维加热棒201、加热带302 电连接,为碳纤维加热棒201、加热带302供电。
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统,还包括第一流量传感器31、第二流量传感器32、第一TDS值检测单元81;所述第一流量传感器31设置在于石英砂滤灌之前,所述第二流量传感器32设置于反渗透膜及纳滤膜净水系统65和净水回水箱66之间;原水箱63的出水管路上设置所述第一TDS值检测单元81;
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括膜冲洗水排放管路、UF膜组膜冲洗水排放管路;所述膜冲洗水排放管路与UF膜组膜冲洗水排放管路的一端相接,UF膜组膜冲洗水排放管路的另一端与抑菌型UF膜组64 的膜冲洗水出口相接,UF膜组膜冲洗水排放管路设置有第四电动阀74;主控制板分别与各传感器、各检测单元、各电动阀电连接。所述第一流量传感器31,用于收集总进水量数据,可以为滤材冲洗、倒计时提供数据。所述第二流量传感器32用于收集总制造净水水量数据,用此数据与总进水量数据可计算出净水出水率。第一TDS值检测单元81用于检测原水箱 63出水的TDS值,即进入抑菌型UF膜组64之前水的TDS值。
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括第三流量传感器33、反渗透膜结构冲洗水排放管路;所述膜冲洗水排放管路与反渗透膜结构冲洗水排放管路的一端相接,反渗透膜结构冲洗水排放管路的另一端与反渗透膜结构的膜冲洗水出口相接,所述反渗透膜结构冲洗水排放管路设置有第五电动阀75;第三流量传感器33设置在膜冲洗水排放管路上;主控制板分别与各传感器、各检测单元、各电动阀电连接。这样,UF膜组冲洗结构和反渗透膜及纳滤膜净水系统65共用膜冲洗水排放管路和第三流量传感器 33,可以简化系统结构,降低系统生产成本。在膜冲洗水排放管路上设置第三流量传感器33,可以对膜冲洗水的流量进行计算,结束膜冲洗程序。
通过同时设置第一流量传感器31、第二流量传感器32、第一TDS值检测单元81和第二TDS值检测单元82,可以根据原水的TDS值和流量的数据来设定对抑菌型UF膜组64的冲洗频次。比如可以根据原水箱63 出水的TDS值预设一个进水累计流量,当第一流量传感器31检测到进水累计流量达到预设数值时,则对抑菌型UF膜组64进行冲洗。这样,可以根据实际工作状态对抑菌型UF膜组64进行冲洗,当原水TDS较低时可以降低冲洗频率,当原水TDS较高时则提高冲洗频率,不仅节水环保,同时也能保证抑菌型UF膜组64的工作效率。举例说明如下,当原水箱 63出水的TDS值在001ppm至199ppm范围内,则当累计流量达500L时再开始冲洗;当原水箱63出水的TDS值在200ppm至399ppm范围内,则当累计流量达400L时再开始冲洗;当原水箱63出水的TDS值在 400ppm至599ppm范围内,则当累计流量达300L时再开始冲洗;当原水箱63出水的TDS值在600ppm至799ppm范围内,则当累计流量达200L 时再开始冲洗;当原水箱63出水的TDS值在800ppm至999ppm范围内,则当累计流量达100L时再开始冲洗。本实用新型保护的仅为能实现此效果的净水结构,而如何设置预设值为软件系统控制范畴,可采用不同的程序进行控制,此过程不属于本实用新型的保护范围,在此不赘述。
优选地,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括UF膜组冲洗结构;所述UF膜组冲洗结构包括第一电动阀71、第二电动阀72、第三电动阀 73、第四电动阀74;所述第一电动阀71设置在抑菌型UF膜组64的进水口与原水箱63之间的管路上;所述第二电动阀72设置在抑菌型UF膜组64的净水出水口和反渗透膜及纳滤膜净水系统65之间的管路上;抑菌型 UF膜组64的进水口与抑菌型UF膜组64的膜冲洗水出水口相接的管路上设置所述第三电动阀73;抑菌型UF膜组64的膜冲洗水出水口与UF 膜组膜冲洗水排放管路相接,UF膜组膜冲洗水排放管路上设置所述第四电动阀74;主控制板分别与各电动阀电连接。
当第一流量传感器31检测进水累计流量达到阈值,启动UF膜组冲洗结构,对抑菌型UF膜组64进行启动冲洗-内循环-冲洗流程。其中,所述第一电动阀71和第二电动阀72可以为常开电动阀,所述第三电动阀 73和第四电动阀74可以为常闭电动阀。当对抑菌型UF膜组64启动冲洗 -内循环-冲洗流程时,其过程可以如下:第一电动阀71保持打开,上电关闭第二电动阀72以及上电打开第四电动阀74,第三电动阀73保持关闭,对抑菌型UF膜组64进行冲洗,膜冲洗水经第四电动阀74排出;当第三流量传感器33检测膜冲洗水量达到预设值时,第二电动阀72保持关闭,去电关闭第四电动阀74、上电关闭第一电动阀71以及上电打开第三电动阀73,进入超滤膜组内水循环,水循环过程可以提高超滤膜的清洁效率,降低冲洗水的用量;当内循环过程结束后,第二电动阀72保持关闭,去电打开第一电动阀71、去电关闭第三电动阀73以及上电打开第四电动阀74,进入超滤膜组冲洗程序,冲洗时间依据第三流量传感器33的预设值。此冲洗程序结束后,去电关闭第四电动阀74、去电打开第一电动阀71和第二电动阀72,恢复净水工作。
关于反渗透膜的冲洗,通过设置第一流量传感器31、第二流量传感器32,可以根据原水的流量和净水流量的数据计算出净水出水率,当所述第二流量传感器32检测到净水出水率明显降低时,启动反渗透膜及纳滤膜净水系统65冲洗结构,对反渗透膜及纳滤膜净水系统65进行冲洗。其中,第五电动阀75可以为常闭阀。当对反渗透膜及纳滤膜净水系统65进行冲洗时,上电打开第五电动阀75,对反渗透膜及纳滤膜净水系统65 进行冲洗,反渗透膜的膜冲洗水流经第五电动阀75排出;当第三流量传感器33检测膜冲洗水量达到预设值达到下限值时,去电打去电关闭第五电动阀75,结束冲洗程序,恢复净水工作状态。当上电打开第五电动阀 75,时,膜前压力降低,水无法通过反渗透膜,而是冲刷反渗透膜表面后经第五电动阀75排出。
进一步地,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括浓水排放管路和浓水回收管路;所述浓水回收管路的一端与反渗透膜结构的浓水出口相接,另一端与原水箱相接,所述浓水回收管路上设置有第十电动阀710;所述浓水排放管路的一端与反渗透膜结构的浓水出口相接,另一端与下水道相接,所述浓水排放管路上设置有第十一电动阀711;反渗透膜结构的浓水出口处设置有第四流量传感器34;主控制板分别与各传感器、各电动阀电连接。
第十电动阀710为常开电动阀,第十一电动阀为常闭电动阀,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统65产生的浓水可以回流至原水箱63与自来水混合后再次被利用。但是,浓水不能一直在被循环利用,因为在循环利用的过程中水的TDS值会越来越高,因此,当第一TDS值检测单元81检测原水箱63出水的TDS值达到一定数值时,需要停止浓水回流利用,关闭第十电动阀710,打开第十一电动阀711,将产生的浓水排放流走。第一 TDS值检测单元81也用于为何时启动冲洗反渗透膜及纳滤膜净水系统65 的程序提供数据信息参数。第四流量传感器34用于检测浓水的产生量,也可以用于为何时启动冲洗反渗透膜及纳滤膜净水系统65的程序提供数据信息参数,此数据也可以供给用户参考。
优选地,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括供水管网;所述供水管网包括依次相接入户净水管路和净水回流管路;入户净水管路设置有变频泵,变频泵将净水从净水回水箱66中泵入入户净水管路,经过净水回流管路回到净水回水箱66中。变频泵将净水回水箱66中的净水通过入户净水管路不断地向居民用户输送,居民用户打开家里的终端即可获取可饮用的净水;不断输送的多余的净水则经过净水回流管道回到净水回水箱 66,使净水管网内的水保持流动,为循环活水。
由于高楼层供水水压和低楼层供水水压不同,因此,所述供水管网可以根据楼层划分为高层管网和低层管网,每个管网配置一个变频泵,满足不同楼层的用水需要。所述供水管网分为高层管网和低层管网,变频泵包括第一变频泵和第二变频泵,第一变频泵设置在第一入户净水管路上,第二变频泵设置在第二入户净水管路上;低层管网采用第一变频泵、第一入户净水管路、第一净水回流管路和第一净水水质监测管路,高层管网采用第二变频泵、第二入户净水管路、第二净水回流管路和第二净水水质监测管路。
进一步地,所述自适应智能控制净水装置,还包括净水水质监测结构和净水排放结构;所述净水水质监测结构包括第一净水水质监测管路,第一净水水质监测管路一端与第一净水回流管路相接,另一端与原水箱63 相接,所述第一净水水质监测管路上设置有第一电磁阀101、第三TDS 值检测单元83、第一光谱水质传感器41;所述净水排放结构包括第一净水排放管路和第六电动阀,净水排放管路一端与第一净水回流管路相接,另一端与原水箱63相接,所述第一净水排放管路上设置有第七电动阀;所述第六电动阀设置在第一净水回流管路上,设置在第一净水排放管路与第一净水回流管路之间的接口与净水回水箱66之间的管路上;主控制板分别与各传感器、各电动阀、各电磁阀电连接。对净水的水质监测可以设置为定时抽检,当对净水进行水质监测时,第一电磁阀101上电打开,净水经第一电磁阀101进入第一净水水质监测管路,经过第三TDS值检测单元83、第一光谱水质传感器41,最后流入原水箱63内;当第三TDS 值检测单元83、第一光谱水质传感器41的数据异常时,即刻上电关闭第六电动阀,上电打开第七电动阀,阻止净水回流进入净水回水箱66内,使净水经第七电动阀流入原水箱63内,重新进行净化,同时保持第一电磁阀101上电打开状态,对净水保持持续检测;当净水的水质恢复正常,则可以去电关闭第一电磁阀101、去电关闭第六电动阀、去电关闭第七电动阀,使净水正常回流至进水回水箱内。这样可以保证用户使用的净水水质达标,同时也可以使异常的净水重新回流至原水箱63进行重新净化,防止污染净水回流水箱内的其余净水。
所述净水水质监测结构还包括第二净水水质监测管路,第二净水水质监测管路一端与第二净水回流管路相接,另一端与原水箱63相接,所述第二净水水质监测管路上设置有第二电磁阀102、第四TDS值检测单元 83、第二光谱水质传感器42;所述净水排放结构包括第二净水排放管路和第八电动阀,第二净水排放管路一端与第二净水回流管路相接,另一端与原水箱63相接,所述第二净水排放管路上设置有第九电动阀;所述第八电动阀设置在第二净水回流管路上,设置在第二净水排放管路与第二净水回流管路之间的接口与净水回水箱66之间的管路上;主控制板分别与各传感器、各电动阀、各电磁阀电连接。第二净水水质监测管路的结构和功能与第一净水水质检测管路相同,在此不赘述。
因为净水在供水管网内持续流动,可能会存在受污染的情况。因此,优选地,所述净水回水箱66内设置有pH值检测仪94、臭氧发生装置93、第一紫外线抑菌装置91。本实用新型中采用臭氧发生装置93、第一紫外线抑菌装置91的组合对净水回水箱66内的净水进行持续杀菌抑菌,并对水质进行监测pH值,保证净水的品质。
因为原水箱63内会不断有检测的水、反渗透膜及纳滤膜净水系统65 产生的浓水等等水进入,为了防止原水箱63内滋生细菌,影响出水效率和质量,优选地,所述原水箱63内也设置有第二紫外线抑菌装置92,对原水箱63内的水进行持续抑菌。
优选地,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括水质检测结构,用于检测原水、净水和膜前水的水质,所述水质检测结构包括第三光谱水质传感器43、第四光谱水质传感器44、原水水质检测管路、净水水质检测管路和膜前水水质检测管路;
原水水质检测管路的进水端连接于第一流量传感器31与石英砂滤灌之间的管路上,原水水质检测管路的出水端与第三光谱水质传感器43的进水端相连,原水检测管路上设置有第三电磁阀103和第五TDS值检测单元85;
净水水质检测管路的进水端连接于反渗透膜及纳滤膜净水系统65的净水出口与净水回水箱66之间的管路上,净水水质检测管路的出水端与第三光谱水质传感器43的进水端相连,净水水质检测管路设置有第四电磁阀104和第六TDS值检测单元86;
第三光谱水质传感器43的出水端与原水箱63相连;
膜前水水质检测管路的进水端连接于原水箱63出水管路上,膜前水水质检测管路的出水端与原水箱63相连;所述膜前水水质检测管路设置有第五电磁阀105、第一TDS值检测单元81和第四光谱水质传感器44;主控制板分别与各传感器、各检测单元、各电磁阀电连接。
水质检测过程为:当第一流量传感器31和第二流量传感器32有流量信号时,上电打开第三电磁阀103十秒后去电,原水流入原水检测管路,经过第五TDS值检测单元85和第三光谱水质传感器43后,进入原水箱 63;随后上电打开第五电磁阀105十秒后去电,膜前水流入膜前水检测管路,经过第一TDS值检测单元81和第四光谱水质传感器44后,进入原水箱63;随后上电打开第四电磁阀104十秒后去电,净水流入净水检测管路,经过第六TDS值检测单元86和第三光谱水质传感器43后,进入原水箱63;最终可以获取到原水、膜前水和净水的水质,可以将此对比数据反馈至居民用户。
优选地,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括回收水箱(图中未示出),所述回收水箱分别与膜冲洗水排放管路和浓水排放管路相接,用于回收抑菌型UF膜组64的膜冲洗水和反渗透膜及纳滤膜净水系统65的膜冲洗水、浓水。所述回收水箱用于收集净水过程中产生的废水(膜冲洗水),这些废水可以用于小区园林植物的浇灌、公共场所清洁等。
进一步地,第一流量传感器31的前端管路上还可以依次设置立式管道泵26、电动总水阀27和手动总水阀28;主控制板与电动总水阀27电连接。管路最前端位置可以有手动总水阀28,用于总水源的手动关闭。当需要更换管路上电动水阀、或其他组件可以关闭总水源。在手动总水阀 28的后端管路上还可以设置电动总水阀27,当原水箱63的水量充足时,可以控制关闭水源。在电动总水阀27的后端管路上还可以设置立式管道泵26,为后端过滤系统提供稳定水压工况。
进一步地,所述抑菌型UF膜组64的前端还设置有自吸式离心泵25,用于保障后端抑菌型UF膜组64过滤水流速正常工况。
综上所述,本实用新型所提供一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,应用 NF反渗透膜(过滤精度1纳米)与RO反渗透膜(过滤精度0.1纳米) 同时制水,经过RO反渗透膜过滤的RO水与经过NF反渗透膜过滤的NF 水混合,使混合后的净水既安全又能保留水中原有矿物质,使混合后的净水既符合安全需求又符合健康需求。同时也保证了所述反渗透膜及纳滤膜净水系统能始终达到正常的使用效果和正常的出水总量,反渗透膜前压力可以始终处在区域恒定状态。
反渗透净水设备的核心部件是反渗透膜,膜的定期更换是最大的维护成本,为了保证原水符合膜前进水条件,一是通过对原水箱内的原水进行加热,保证反渗透膜前进水的SDI值和进水温度,尽可能延长反渗透膜的使用寿命;二是采用石英砂滤罐61、活性炭滤罐62先对自来水进行过滤,再通过抑菌型UF膜组进行再次过滤,防止微生物污堵反渗透膜表面。
所述反渗透膜及纳滤膜净水系统可实现智能化控制,系统内设置了多路水质传感器、流量传感器、压力传感器,获取各类数据信息,可用于自动控制膜冲洗时间和流量、自动调节膜前稳定压力、自动控制净水TDS 值、自动监测自来水、原水、净水的水质等。
应当理解的是,本实用新型的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,反渗透膜及纳滤膜净水系统包括第一增压泵、第一伺服电机流量控制阀、RO反渗透膜组、第一压力传感器、第二伺服电机流量控制阀、第二增压泵、第三伺服电机流量控制阀、NF反渗透膜组、第二压力传感器、第四伺服电机流量控制阀;
第一伺服电机流量控制阀、第三伺服电机流量控制阀分别与抑菌型UF膜组的净水出口相连;第一伺服电机流量控制阀、第一增压泵、RO反渗透膜组、第二伺服电机流量控制阀依次相连,第一压力传感器设置在第一增压泵与RO反渗透膜组之间的管路上;
第三伺服电机流量控制阀、第二增压泵、NF反渗透膜组、第四伺服电机流量控制阀依次相连,第二压力传感器在第二增压泵与NF反渗透膜组之间的管路上;
在反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口处设置第二TDS值检测单元。
2.根据权利要求1所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,反渗透膜及纳滤膜净水系统的进水口为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组的共同进水口;反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组的共同净水出口;反渗透膜及纳滤膜净水系统的浓水出水口为RO反渗透膜组和NF反渗透膜组的共同浓水出口;第二伺服电机流量控制阀设置在RO反渗透膜组的浓水出口与共同浓水出口之间的管路上,第四伺服电机流量控制阀设置在NF反渗透膜组的浓水出口与共同浓水出口之间的管路上。
3.根据权利要求2所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,反渗透膜及纳滤膜净水系统包括一个箱体,所述第一增压泵、第一伺服电机流量控制阀、RO反渗透膜组、第一压力传感器、第二伺服电机流量控制阀、第二增压泵、第三伺服电机流量控制阀、NF反渗透膜组、第二压力传感器、第四伺服电机流量控制阀设置在箱体内;箱体表面设置有反渗透膜及纳滤膜净水系统的进水口、净水出水口和浓水出口。
4.根据权利要求1所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统,还包括石英砂滤罐、活性炭滤罐、原水箱、抑菌型UF膜组、净水回水箱;石英砂滤罐、活性炭滤罐、原水箱、抑菌型UF膜组、反渗透膜及纳滤膜净水系统、净水回水箱依次相连;
反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口与净水回水箱相连;反渗透膜及纳滤膜净水系统的浓水出水口与原水箱的进水口相连;反渗透膜及纳滤膜净水系统的进水口与原水箱相连;
在反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出水口与净水回水箱之间的管路上设置所述第二TDS值检测单元。
5.根据权利要求4所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述原水箱内设置有恒温加热装置和温度传感器。
6.根据权利要求5所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述原水箱的表面设置有保温层。
7.根据权利要求4所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括浓水排放管路和浓水回收管路;所述浓水回收管路的一端与反渗透膜结构的浓水出口相接,另一端与原水箱相接,所述浓水回收管路上设置有第十电动阀;所述浓水排放管路的一端与反渗透膜结构的浓水出口相接,另一端与下水道相接,所述浓水排放管路上设置有第十一电动阀;反渗透膜结构的浓水出口处设置有第四流量传感器。
8.根据权利要求1所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括膜冲洗水排放管路、第三流量传感器、反渗透膜结构冲洗水排放管路;所述膜冲洗水排放管路与反渗透膜结构冲洗水排放管路的一端,反渗透膜结构冲洗水排放管路的另一端与反渗透膜结构的膜冲洗水出口相接,所述反渗透膜结构冲洗水排放管路设置有第五电动阀,第三流量传感器设置在膜冲洗水排放管路上。
9.根据权利要求4所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述反渗透膜及纳滤膜净水系统还包括水质检测结构;所述水质检测结构包括第三光谱水质传感器、净水水质检测管路;
净水水质检测管路的进水端连接于反渗透膜及纳滤膜净水系统的净水出口与净水回水箱之间的管路上,净水水质检测管路的出水端与第三光谱水质传感器的进水端相连,净水水质检测管路设置有第四电磁阀和第六TDS值检测单元;
第三光谱水质传感器的出水端与原水箱相连。
10.根据权利要求4所述的反渗透膜及纳滤膜净水系统,其特征在于,所述原水箱包括水箱、保温层、碳纤维加热棒、加热带、温度传感器、主进水管道;
所述水箱设置有夹层,所述加热带环绕在夹层内;所述保温层包裹在水箱外表面;所述温度传感器设置在水箱内;所述主进水管道与水箱内部相接,所述碳纤维加热棒设置在主进水管道内;主进水管道与活性炭滤罐相接。
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