CN212532587U - 一种双极膜净水系统及净水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双极膜净水系统及净水设备。所述净水系统包括增压泵、双极膜滤芯、反渗透滤芯、第一阀门、第二阀门、第三阀门、进水管路、出水管路、废水管路和循环管路；所述第一阀门和增压泵设置在进水管路上；出水侧与所述出水管路连通；所述循环管路一端与所述进水管路连通，另一端与所述废水管路连通；所述双极膜滤芯设置在所述进水管路、循环管路或废水管路其中之一上。净水设备重新启动后，刚开始制水时的出水，用户就可以直接饮用，即使长时间停机后也不影响引用，提高用户的用水体验。同时，本实用新型采用的双极膜滤芯可以再生，重复使用，不需要经常更换。

Description

一种双极膜净水系统及净水设备

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种双极膜净水系统及净水设备。

背景技术

反渗透(Reverse Osmosis，RO)是目前普遍使用的一种水处理技术，普遍使用在各种净水器等净水设备中，其原理主要是带有压力的原水通过反渗透，在压力驱动下水分子会通过反渗透膜，而无机盐离子、细菌、病毒、有机物及胶体等被反渗透膜截留，从而实现原水的净化，得到比较纯净的饮用水。

反渗透净水设备在长时间不使用的时候，反渗透膜在原水一侧的部分无机盐离子及小分子量物质会逐渐通过反渗透膜，使得净水一侧的溶解性总固体(TDS)浓度逐渐升高，甚至最终与原水的溶解性固体总量(Total dissolved solids，TDS)浓度相同。这就导致反渗透净水设备在重新使用，刚开始制水时的出水TDS浓度高，水质差，影响了用户的用水体验。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双极膜净水系统及净水设备，反渗透净水系统在重新使用时，刚开始制水的出水水质好，提升用户的用水体验。

本实用新型公开了一种双极膜净水系统，所述净水系统包括增压泵、双极膜滤芯、反渗透滤芯、第一阀门、第二阀门、第三阀门、进水管路、出水管路、废水管路和循环管路；所述第一阀门和增压泵设置在进水管路上；所述第二阀门设置在所述出水管路，所述第三阀门设置在所述废水管路上；所述反渗透滤芯的进水侧分别与所述进水管路和废水管路连通，出水侧与所述出水管路连通；所述循环管路一端与所述进水管路连通，另一端与所述废水管路连通；所述双极膜滤芯设置在所述进水管路、循环管路或废水管路其中之一上。

可选的，所述双极膜滤芯设置在进水管路上，且位于所述循环管路与进水管路的连通处至所述反渗透滤芯之间的进水管路上。

可选的，所述净水系统包括TDS计；所述TDS计设置在所述循环管路上。

可选的，所述净水系统包括第四阀门；所述双极膜滤芯和第四阀门皆设置在循环管路上。

可选的，所述第四阀门位于所述双极膜滤芯之后。

可选的，所述净水系统包括TDS计；所述TDS计设置在所述循环管路上。

可选的，所述TDS计位于所述第四阀门和双极膜滤芯之间。

可选的，所述双极膜滤芯设置在废水管路上；所述净水系统包括第四阀门，所述第四阀门设置在循环管路上。

可选的，所述净水系统包括TDS计；所述TDS计设置在所述循环管路上。

本实用新型还公开了一种净水设备，包括如上所述的双极膜净水系统。

本实用新型的净水系统重新启动后，刚开始制水时的出水，用户就可以直接饮用，即使长时间停机后也不影响引用，提高用户的用水体验。同时，本实用新型采用的双极膜滤芯可以再生，重复使用，不需要经常更换。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施方式，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本实用新型实施例双极膜净水系统的示意图；

图2是本实用新型实施例双极膜滤芯吸附离子的示意图；

图3是本实用新型实施例双极膜滤芯再生的示意图；

图4是本实用新型实施例双极膜净水系统的示意图；

图5是本实用新型实施例双极膜净水系统的示意图；

图6是本实用新型实施例反渗透净水设备的简要示意图；

图7是本实用新型实施例控制系统的流程图。

其中，1、净水设备；2、净水系统；3、增压泵；4、双极膜滤芯；5、反渗透滤芯；51、进水侧；52、反渗透膜；53、出水侧；6、第一阀门；7、第二阀门；8、第三阀门；9、进水管路；10、出水管路；11、废水管路；12、循环管路；13、TDS计；14、第四阀门。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，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该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

下面参考附图和可选的实施例对本实用新型作详细说明。

如图1所示，作为本实用新型的一实施例，公开了一种双极膜净水系统，所述净水系统2包括管路组件、增压泵3、双极膜滤芯4、反渗透滤芯5、第一阀门6、第二阀门7、第三阀门8、进水管路9、出水管路10、废水管路11和循环管路12；所述第一阀门6和增压泵3设置在进水管路9上；所述第二阀门7设置在所述出水管路10，所述第三阀门8设置在所述废水管路11上；所述反渗透滤芯5的进水侧51分别与所述进水管路9和废水管路11连通，出水侧53与所述出水管路10连通；所述循环管路12一端与所述进水管路9连通，另一端与所述废水管路11连通；所述双极膜滤芯4设置在所述进水管路9、循环管路12或废水管路11其中之一上。

需要说明的是，本实用新型中所述的反渗透滤芯5的进水侧51指的是水在反渗透滤芯5中还未被反渗透膜52过滤的一侧，处在该侧的是原水或者废水；出水侧53指的是水在反渗透滤芯5中已经被反渗透膜52过滤的一侧，处在该侧的是净水，供使用者饮用。原水是市政管道接入的自来水等，净水指的是被反渗透膜52过滤后的水，供使用者饮用，废水指的是原水在不断被反渗透膜52过滤后，剩下的部分水，该部分水的TDS浓度一般高于原水，可以通过废水管路11排出。

如图2所示，双极膜滤芯4由一对或多对电极，以及电极中间至少有一个或多个双极膜构成；每个双极膜由复合在一起的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，构成一个双极膜的阳离子交换膜和阴离子交换膜，之间为流道。

双极膜滤芯4在脱盐过程中，双极膜的阳膜面对的是正电极,原水在两个双极膜之间形成的流道中进行脱盐，如图2所示。原水中的阴离子如Cl-，朝着正电极方向移动，置换左侧的阴离子交换膜中的OH-，OH-进入流道中；同时原水中的阳离子如Na+，朝着负电极方向移动，置换右侧双极膜的阳离子交换膜中的H+离子，H+进入流道中；H+和OH-在流道中发生中和反应，生成水，从而实现对原水中的盐分去除，纯水从流道末端流出。

当脱盐进行一段时间后，需要进行倒极再生，以释放出吸附在双极膜上的水中离子。此时，如图3所示，双极膜的阳离子膜和阴离子膜的界面层在电场下产生OH-和H+离子，双极膜的阳离子膜内部的阳离子如Na+被H+离子置换并向负电极移动，双极膜的阴离子膜中的阴离子如Cl-被OH-置换朝正电极移动，Na+、Cl-进入流道中，实现了双极膜滤芯4再生过程。

本实用新型的净水系统2，制水的时候，打开第一阀门6、第二阀门7和第三阀门8。在不制水的时候，关闭第二阀门7和第三阀门8，在增压泵3的推动下，水沿着进水管、反渗透滤芯5的进水侧51、废水管路11和循环管路12不断循环。在循环的过程中，通过双极膜滤芯4对水中的各种离子进行吸附，降低水的TDS浓度。净水系统2再次启动制水时，第一阀门6、第二阀门7和第三阀门8打开。

本实用新型的净水系统2通过上述的水循环过程，在循环过程中不断通过双极膜滤芯4净化水质，使得最后停留在反渗透滤芯5的进水侧51的水TDS浓度较小，进水侧51的无机盐离子等物质往出水侧53渗透较小，即使存在渗透，进水侧51水质仍可以在较好的范围内，净水设备1重新启动后，刚开始制水时的出水用户就可以直接饮用，即使长时间停机后也不影响引用，提高用户的用水体验。同时，本实用新型采用的双极膜滤芯4可以再生，重复使用，不需要经常更换。

具体的，所述双极膜滤芯4设置在进水管路9上，且位于所述循环管路12与进水管路9的连通处至所述反渗透滤芯5之间的进水管路9上。在正常制水的时候，双极膜滤芯4滤芯可以不通电工作，正常使用反渗透滤芯5净水；或者此时对双极膜滤芯4滤芯反向加电，进行再生处理。在进行水循环过程中，双极膜滤芯4滤芯通电，对循环的水净化。

进一步的，如图1所示，所述净水系统2还包括TDS计13；所述TDS计13设置在所述循环管路12上。TDS计13用于测量循环管路12上水的TDS浓度。通过TDS计13可以监控净水系统2的具体水循环情况，根据水循环情况采取不同动作，例如是否停止循环。

在另一实施例中，如图4所示，所述净水系统2还包括第四阀门14；所述双极膜滤芯4和第四阀门14皆设置在循环管路12上。进一步的，所述第四阀门14位于所述双极膜滤芯4之后，方便在正常制水的时候断开循环管路12上的水流，避免对TDS计13和双极膜滤芯4产生影响。进一步的，所述净水系统2还包括TDS计13；所述TDS计13设置在所述循环管路12上。TDS计13可以监控净水系统2的具体水循环情况，根据水循环情况采取不同动作，例如是否停止循环。具体的，所述TDS计13位于所述第四阀门14和双极膜滤芯4之间。

在另一实施例中，如图5所示，所述双极膜滤芯4设置在废水管路12上；所述净水系统2包括第四阀门14，所述第四阀门14设置在循环管路12上。所述净水系统2还包括TDS计13；所述TDS计13设置在所述循环管路12上。具体的，所述TDS计13设置在所述第四阀门14之后。

如图6所示，作为本实用新型的另一实施例，还公开了一种净水设备，包括如上所述的双极膜净水系统2。

如图7所示，作为本实用新型的另一实施例，还公开了一种双极膜净水系统的控制方法，应用于如上所述的双极膜净水系统，所述方法包括步骤：

步骤a:开启第一阀门、第二阀门和第三阀门，净水系统开始制水；

步骤b:在第一特定条件下，关闭第二阀门和第三阀门，保持第一阀门为开启状态，双极膜滤芯正向通电；

步骤c:通过循环管路将反渗透滤芯出水侧的净水经过双极膜滤芯，并循环回至反渗透滤芯的进水侧；

步骤d:达到第二特定条件后，停止反冲循环。

本控制方法通过上述的水循环过程，在循环过程中不断通过双极膜滤芯4净化水质，使得最后停留在反渗透滤芯5的进水侧51的水TDS浓度较小，进水侧51的无机盐离子等物质往出水侧53渗透较小，即使存在渗透，进水侧51水质仍可以在较好的范围内，净水设备1重新启动后，刚开始制水时的出水用户就可以直接饮用，即使长时间停机后也不影响引用，提高用户的用水体验。同时，本实用新型采用的双极膜滤芯4可以再生，重复使用，不需要经常更换。

具体的，所述步骤a还包括：

在净水系统制水过程中，双极膜滤芯反向通电，实现再生。

双极膜滤芯正向通电如图2所示，反向通电如图3所示。如前述，再生指的是双极膜滤芯反向充电后，原来吸附在其上的离子释放。

具体的，所述步骤c还包括步骤：

TDS计检测循环过程中溶解性固体总量；

所述步骤d具体为：

当溶解性固体总量小于预设阈值时，停止循环。此时，“当溶解性固体总量小于预设阈值时”为第二特定条件。

需要说明的是，第一特定条件和第二特定条件可以是一预设时间，可以是一预设的溶解性固体总量阈值，还可以是一预设的水流量。例如，第一特定条件为水流量达到一定预设值后开启循环，第二特定条件为水流量达到一定预设值后停止循环；第一特定条件为达到预设时间后开启循环，第二特定条件为达到预设时间后停止循环。

需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双极膜净水系统，其特征在于，所述净水系统包括增压泵、双极膜滤芯、反渗透滤芯、第一阀门、第二阀门、第三阀门、进水管路、出水管路、废水管路和循环管路；所述第一阀门和增压泵设置在进水管路上；所述第二阀门设置在所述出水管路，所述第三阀门设置在所述废水管路上；所述反渗透滤芯的进水侧分别与所述进水管路和废水管路连通，出水侧与所述出水管路连通；所述循环管路一端与所述进水管路连通，另一端与所述废水管路连通；所述双极膜滤芯设置在所述进水管路、循环管路或废水管路其中之一上。

2.如权利要求1所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述双极膜滤芯设置在进水管路上，且位于所述循环管路与进水管路的连通处至所述反渗透滤芯之间的进水管路上。

3.如权利要求2所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述净水系统包括TDS计；所述TDS计设置在所述循环管路上。

4.如权利要求1所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述净水系统包括第四阀门；所述双极膜滤芯和第四阀门皆设置在循环管路上。

5.如权利要求4所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述第四阀门位于所述双极膜滤芯之后。

6.如权利要求5所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述净水系统包括TDS计；所述TDS计设置在所述循环管路上。

7.如权利要求6所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述TDS计位于所述第四阀门和双极膜滤芯之间。

8.如权利要求1所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述双极膜滤芯设置在废水管路上；所述净水系统包括第四阀门，所述第四阀门设置在循环管路上。

9.如权利要求8所述的一种双极膜净水系统，其特征在于，所述净水系统包括TDS计；所述TDS计设置在所述循环管路上。

10.一种净水设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的双极膜净水系统。

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