CN216799389U - 一种水处理设备及血液透析系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水处理设备及血液透析系统，包括水箱、加热器、一级反渗透膜组、二级反渗透膜组、一级进水管路、一级排废管路、一级浓水回水管路、二级进水管路、二级浓水第一回水管路、二级浓水第二回水管路及后级供水管路，加热器设于后级供水管路上，后级供水管路连通加热器出水口与水箱，水箱中设置有第一温度检测装置，加热器出水口设置有第二温度检测装置。采用渗透膜组制取纯水，采用温度检测装置对水箱中水温和加热器出水口的水温进行采集，当水处理设备中的水温低于设定温度时，开启加热模式，加热器加热的水进入水箱中提升水箱内水的温度，保持水处理设备中的水为渗透膜组过滤效率较高时的水温，从而提升水处理设备的产水量。

Description

一种水处理设备及血液透析系统

技术领域

本申请涉及水处理技术领域，特别是涉及一种水处理设备及血液透析系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本申请相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

血液透析是急慢性肾功能衰竭患者所采用的肾脏替代治疗方案之一。血液透析时，将患者体内血液引流至体外，使其经过一个包含大量空心纤维的透析器进行血液净化，然后再将净化的血液回输至患者体内。通过血液透析，可以达到清除体内代谢废物和多余水分，维持电解质和酸碱平衡的治疗目的。在透析器中，血液流动在空心纤维内，透析液以相反的方向流动在空心纤维外，血液与透析液通过弥散、超滤、吸附和对流等方式进行物质交换，从而达到净化血液的目的。

透析液一般由含电解质及碱基的透析浓缩液与纯水按比例稀释后得到，其与正常血液中的电解质浓度接近。由于城市自来水中含有多种微量元素，尤其是重金属，此外还含有消毒剂、内毒素及细菌等，因此需要使用水处理设备，经过一系列水处理工艺后方能得到稀释用纯水。

相关技术中，水处理设备的主要结构包含反渗透膜、水箱和多个管道等，其中反渗透膜产水量设计值一般是按水温30℃设计的，当秋冬季节气温较低时，反渗透膜产水量会降低。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种水处理设备及血液透析系统，以提升反渗透膜产水量。具体技术方案如下：

本申请第一方面实施例提供了一种水处理设备，包括水箱、加热器、一级反渗透膜组、二级反渗透膜组、一级增压泵、增流泵、二级增压泵、一级进水管路、一级排废管路、一级浓水回水管路、二级进水管路、二级浓水第一回水管路、二级浓水第二回水管路及后级供水管路，其中：

所述一级反渗透膜组包括一级进水口、一级浓水出水口和一级纯水出水口；

所述二级反渗透膜组包括二级进水口、二级浓水出水口和二级纯水出水口；

所述一级进水管路连通所述一级进水口与所述水箱的出水口，所述一级增压泵设于所述一级进水管路上；

所述一级排废管路与所述一级浓水出水口连接；

所述一级浓水回水管路连通所述一级浓水出水口与所述一级进水口，所述增流泵设于所述一级浓水回水管路上；

所述二级进水管路连通所述一级纯水出水口和所述二级进水口，所述二级增压泵设于所述二级进水管路上；

所述加热器设于所述后级供水管路上，所述后级供水管路连通所述加热器出水口与所述水箱；

所述二级浓水第一回水管路连通所述二级浓水出水口与所述二级进水口，所述二级浓水第二回水管路连通所述二级浓水出水口与所述水箱，且连通所述二级浓水出水口与所述后级供水管路；

所述水箱中设置第一温度检测装置用于检测水箱中水的温度，所述加热器的出水口设置第二温度检测装置用于检测加热器出水口水的温度，所述第二温度检测装置位于水箱和加热器之间。

本申请实施例提供的一种水处理设备，采用渗透膜组制取纯水，采用第一温度检测装置和第二温度检测装置分别对水箱中水温和加热器出水口的水温进行采集，当水处理设备中的水温温度低于设定温度时，开启加热模式，加热器加热的水进入水箱中提升水箱内水的温度，保持水处理设备中的水为渗透膜组过滤效率较高时的水温，从而提升水处理设备的产水量。

在本申请的一些实施例中，所述水处理设备还包括：一级三通阀、一级短接旁路、二级三通阀、二级短接旁路、回水三通阀和回水短接旁路；其中，所述一级三通阀包括一级旁路阀口，以及连接在所述一级进水管路上的一级进水阀口和一级出水阀口，所述一级短接旁路将所述一级旁路阀口与所述二级进水管路连通；所述二级三通阀包括二级旁路阀口，以及连接在所述二级进水管路上的二级进水阀口和二级出水阀口，所述二级短接旁路将所述二级旁路阀口与所述一级进水管路连通；所述回水三通阀包括回水旁路阀口，以及连接在所述后级供水管路上的回水进水阀口和回水出水阀口，所述回水短接旁路将所述回水旁路阀口与所述二级纯水出水口连通。

在本申请的一些实施例中，所述水处理设备的工作模式包括加热模式，其中：在所述加热模式下，所述加热器开启，所述一级三通阀的所述一级进水阀口和所述一级出水阀口开启，所述一级旁路阀口关闭，所述一级增压泵及所述二级增压泵开启，所述二级三通阀的所述二级进水阀口和所述二级出水阀口开启，所述二级旁路阀口关闭，所述回水三通阀的所述回水进水阀口和所述回水出水阀口开启，所述回水旁路阀口关闭。

在本申请的一些实施例中，所述加热器为电磁加热器。

在本申请的一些实施例中，所述后级供水管路上设置有第六单向阀，所述第六单向阀位于所述加热器远离所述水箱一侧，所述第六单向阀的配置用于所述加热器加热后的水单向流入所述水箱。

在本申请的一些实施例中，所述水处理设备还包括稳压阀；所述稳压阀设于所述后级供水管路上，且所述稳压阀位于所述回水三通阀与所述水箱之间。

在本申请的一些实施例中，所述水处理设备还包括进水支路，所述进水支路与所述水箱连接，所述进水支路接入软水。

在本申请的一些实施例中，所述水处理设备还包括消毒排废管路，消毒排废管路设置在所述后级供水管路，配置所述消毒排废管路用于将所述水处理设备中废水排出。

在本申请的一些实施例中，所述水处理设备还包括设于所述二级进水管路上的第一压力检测装置、设于所述后级供水管路上的第二压力检测装置、设于所述一级排废管路上的第三压力检测装置及设于所述二级浓水第一回水管路的第四压力检测装置。

本申请第二方面实施例提供了一种血液透析系统，包括上述第一方面任一实施例所述的水处理设备。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

在附图中：

图1为本申请一些实施例的水处理设备示意图。

附图标记如下：

101水箱，201加热器，301一级反渗透膜组，302一级进水管路，303一级排废管路，304一级浓水回水管路，305一级短接旁路，401二级反渗透膜组，402二级进水管路，403二级浓水第一回水管路，404二级浓水第二回水管路，405二级短接旁路，406二级排废管路，3011一级进水口，3012一级浓水出水口，3013一级纯水出水口，4011二级进水口，4012二级浓水出水口，4013二级纯水出水口，501后级供水管路，502回水短接旁路，601进水支路，701消毒排废管路；

DV01一级三通阀，DV02二级三通阀，DV03回水三通阀，SV01第一开关阀，DV04第二开关阀，DV05第三开关阀，DV06第四开关阀，DV07第五开关阀，GV1第一调节阀，NV2第二调节阀，第三调节阀GV3，第四调节阀NV4，CV1第一单向阀，CV2第二单向阀，CV3第三单向阀，CV4第四单向阀，CV5第五单向阀，CV6第六单向阀，UV1稳压阀；

M1一级增压泵，M2二级增压泵，M3增流泵，TC1第二温度检测装置，P1第一压力检测装置，P2第二压力检测装置，P3第三压力检测装置，P4第四压力检测装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

本申请第一方面提供了一种水处理设备，包括水箱101、加热器201、一级反渗透膜组301、二级反渗透膜组401、一级增压泵M1、增流泵M3、二级增压泵M2、一级进水管路302、一级排废管路303、一级浓水回水管路304、二级进水管路402、二级浓水第一回水管路403、二级浓水第二回水管路404及后级供水管路501，其中：

一级反渗透膜组301包括一级进水口3011、一级浓水出水口3012和一级纯水出水口3013；

二级反渗透膜组401包括二级进水口4011、二级浓水出水口4012和二级纯水出水口4013；

一级进水管路302连通一级进水口3011与水箱101的出水口，一级增压泵M1设于一级进水管路302上；

一级排废管路303与一级浓水出水口3012连接；

一级浓水回水管路304连通一级浓水出水口3012与一级进水口3011，增流泵M3设于一级浓水回水管路304上；

二级进水管路402连通一级纯水出水口3013和二级进水口4011，二级增压泵M2设于二级进水管路402上；

加热器201设于后级供水管路501上，后级供水管路501连通加热器201出水口与水箱101；

二级浓水第一回水管路403连通二级浓水出水口4012与二级进水口4011，二级浓水第二回水管路404连通二级浓水出水口4012与水箱101，且连通二级浓水出水口4012与后级供水管路501；

水箱101中设置有第一温度检测装置(图中未示出)用于检测水箱101中水的温度，加热器201的出水口设置有第二温度检测装置TC1用于检测加热器201出水口水的温度。

根据本申请实施例的水处理设备，一级反渗透膜组301包括一级浓水侧和一级纯水侧，一级增压泵M1用于提供压力，以将水箱101中的水通过一级进水管路302从一级进水口3011压入一级浓水侧中，并将一级浓水侧的水经过一级反渗透膜压入一级纯水侧，实现水的过滤，当水处理设备内压力降低则通过一级增压泵M1向管路内加水，从而提高管路内的压力。二级反渗透膜组401包括二级浓水侧与二级纯水侧，一级反渗透膜组301处理后的水由一级纯水出水口3013排出，然后经由二级进水管路402从二级进水口4011进入二级浓水侧，二级增压泵M2用于提供压力，将二级进水管路402的水压入二级浓水侧，然后将进入二级浓水侧的水经过二级反渗透膜压入二级纯水侧，实现水的进一步过滤，经过二级反渗透膜组401处理后的水由二级纯水出水口4013排出。

其中，一级浓水侧的水无法完全过滤至一级纯水侧中，一级浓水侧剩余的水一部分会从一级浓水出水口3012通过一级浓水回水管路304再回到一级浓水侧内重新进行过滤，一部分会通过一级排废管路303排出。增流泵M3设置在一级浓水回水管路304上，一方面用于将一级浓水回水管路304的水重新引入一级浓水侧重新过滤，另一方面用于推动系统内的浓水作高速流动，打破反渗透膜组中的反渗透膜表面形成的滤饼层，当增流泵M3停止运转时，反渗透膜随过滤时间增加而在膜表面的形成离子浓度高于源水的隔层，增流泵M3启动后会强制将通路内的水与新补入的源水进行混合。二级浓水侧的水也无法完全过滤至二级纯水侧中，二级浓水侧剩余的水一部分会从二级浓水出水口4012通过二级浓水第一回水管路403重新回到二级浓水侧中进行再次过滤，一部分会经由二级浓水第二回水管路404回到水箱101中。通过一级浓水回水管路304、二级浓水第一回水管路403及二级浓水第二回水管路404可以使水处理设备中的水循环使用，从而避免水的浪费。

一级反渗透膜组301和二级反渗透膜组401分别包括一个或多个反渗透单元，多个反渗透单元并联或串联连接。每个反渗透单元包括反渗透膜壳和位于反渗透膜壳内的反渗透膜，以及位于反渗透膜的中心轴线处的出水管，其中，反渗透膜壳的一侧设有进水口，另一侧设有出水口；当反渗透单元为多个时，多个反渗透单元依次排列，并且相邻两个反渗透单元中，其中一个反渗透单元的反渗透膜壳的出水口与另一个反渗透单元的反渗透膜壳的进水口通过导流管连接。反渗透膜壳的进水口和出水口的具体设置位置不限，例如，可以设置在靠近反渗透膜壳顶部的位置，也可以设置在靠近反渗透膜壳底部的位置。当反渗透单元为多个时，相邻两个反渗透单元中，其中一个反渗透单元的反渗透膜壳的出水口与另一个反渗透单元的反渗透膜壳的进水口可以相对设置，以尽量缩短导流管的长度。

加热器201设置在后级供水管路501上，后级供水管路501连通加热器201出水口和水箱101，经过加热器201加热的水可通过后级供水管路501进入水箱101再进入各个管路中来提升整个水处理设备中水的温度，保持水处理设备中的水为渗透膜组过滤效率较高时的水温，从而提升水处理设备的产水量。

第一温度检测装置用于检测水箱101中水的温度，第二温度检测装置TC1用于检测加热器201出水口水的温度，通过第一温度检测装置和第二温度检测装置TC1共同调节加热器201的加热状态和输出功率，加热器201出水口的温度如果低于设定温度则满功率输出，如果温度超过设定温度，则根据水箱101内的混合液温度计算加热器201输出功率，使水箱101内的液体温度趋向设定温度。

在一些实施例中，水处理设备还包括一级三通阀DV01、一级短接旁路305、二级三通阀DV02、二级短接旁路405、回水三通阀DV03和回水短接旁路502，其中，一级三通阀DV01包括一级旁路阀口2和连接在一级进水管路302上的一级进水阀口1和一级出水阀口3，一级短接旁路305将一级旁路阀口2与二级进水管路402连通；二级三通阀DV02包括二级旁路阀口2和连接在二级进水管路402上的二级进水阀口1和二级出水阀口3，二级短接旁路405将二级旁路阀口2与一级进水管路302连通；回水三通阀DV03包括回水旁路阀口2和连接在后级供水管路501上的回水进水阀口1和回水出水阀口3，回水短接旁路502将回水旁路阀口2与二级纯水出水口4013连通。

更进一步的，水处理设备还包括：二级排废管路406，二级排废管路406与二级浓水出水口4012相连接，设于二级排废管路406上的第三开关阀DV05，设于一级排废管路303上的第二开关阀DV04和第一调节阀GV1，设于二级进水管路402上的第一单向阀CV1，设于二级浓水第一回水管路403上的第五单向阀CV5和第二调节阀NV2，设于二级浓水第二回水管路404上的第三调节阀GV3，设于后级供水管路501上且位于二级纯水出水口4013处的第四单向阀CV4，设于一级进水管路上的第三单向阀CV3，设与一级浓水回水管路304的第二单向阀CV2，设于后级供水管路上并位于水箱101和加热器201之间的第四开关阀DV06。二级浓水侧的水无法完全过滤至二级纯水侧中，二级浓水侧剩余的水一部分会从二级浓水出水口4012通过二级排废管路406排出。

在一些实施例中，水处理设备的工作模式包括加热模式，其中：在加热模式下，加热器201开启，一级三通阀DV01的一级进水阀口1和一级出水阀口3开启，一级旁路阀口2关闭，一级增压泵M1及二级增压泵M2开启，二级三通阀DV02的二级进水阀口1和二级出水阀口3开启，二级旁路阀口2关闭，回水三通阀DV03的回水进水阀口1和回水出水阀口3开启，回水旁路阀口2关闭。在加热模式下，加热器201将后级供水管路501中的水加热后输送至水箱101中，经过热水混合后的水由水箱101内流出，在一级增压泵M1的作用下经过一级进水管路302进入一级反渗透膜组301并进行一级过滤，一级过滤后的水由一级纯水出水口3013流出，在二级压力泵M2的作用下经过二级进水管道402进入二级反渗透膜组401并进行二级过滤，二级过滤后的水一部分经由后级供水管路501进入用水设备，一部分经由后级供水管路501回到水箱101内，经过加热器201加热后的水流入到水箱101中，将水箱101中的水温提升至渗透膜组过滤效率较高时的水温，从而提升水处理设备的产水量。水箱101内的水温与加热器201的输出功率与加热时间有关，为使水箱101可以快速地到达目标温度，可以采集加热器201出水口的温度与水箱101内水的温度，若加热器201出水口的温度低于目标温度，则将加热器201的输出功率调至最高，若加热器201的出水口的温度高于目标温度，则根据水箱101内水的温度调节加热器201的输出功率和加热时间。

在一些实施例中，加热器201为电磁加热器。将电磁加热器的线圈缠绕在后级供水管路501上，对管路中的水进行加热，使用电磁加热器不会对后级供水管路501造成损坏，同时加热效率更高。

在一些实施例中，后级供水管路501上设置有第六单向阀CV6，第六单向阀CV6位于加热器201远离水箱101一侧，第六单向阀CV6的配置用于加热后的水单向流入水箱101，保证经过加热的水全部进入到水箱101中，提升加热效率。

在一些实施例中，水处理设备还包括稳压阀UV1，稳压阀UV1设于后级供水管路501上，且稳压阀UV1位于回水三通阀DV03与水箱101之间。稳压阀UV1用于调节后级供水管路501内的压力，通过调节稳压阀UV1内的启闭件的开度，使后级供水管路501内的压力保持在预设范围内，从而防止后级供水管路501内的压力过大或过小。

在一些实施例中，水处理设备还可以包括进水支路601，进水支路601与水箱101连接，进水支路601上设有第五开关阀DV07，第五开关阀DV07包括连接在进水支路601上的进水阀口1和出水阀口2，进水支路601用于向水箱101内加水，当通过进水支路601向水箱101内加水时，第五开关阀DV07的进水阀口1和出水阀口2开启。其中，进水支路601可以为自来水预处理设备的软化水供水管路，本申请实施例提供的水处理设备在使用时可以直接与自来水预处理设备的软化水供水管路连接，软化水经过水处理设备后向用水设备供应满足净化度需求的纯水，该纯水可用作透析液稀释用水。

在一些实施例中，水处理设备还包括与后级供水管路501连接的消毒排废管路701。消毒排废管路701上设有第一开关阀SV01和第四调节阀NV4。在管路进行消毒后，第一开关阀SV01开启，使水处理设备中的废水从消毒排废管路701排出。

在一些实施例中，水处理设备还包括设于二级进水管路402上的第一压力检测装置P1、设于后级供水管路501上的第二压力检测装置P2、设于一级排废管路303上的第三压力检测装置P3及设于二级浓水第一回水管路403的第四压力检测装置P4。第一压力检测装置P1用于检测一级纯水出水口3013的压力值，第二压力检测装置P2用于检测二级纯水出水口4013的压力值，第三压力检测装置P3用于检测一级反渗透膜组301包括的一级浓水侧的压力值，第四压力检测装置P4用于检测二级反渗透膜组401包括的二级浓水侧的压力值。其中，上述各压力检测装置的具体类型不限，例如可以为自带表盘的机械式压力表或电子式压力表，也可以为无表盘的压力传感器，用于在水处理设备的自动控制中向控制模块发送压力检测信号。

本申请第二方面提供了一种血液透析系统，包括上述第一方面任一实施例中的水处理设备，水处理设备用于为血液透析系统提供纯水。这样的血液透析系统，使用可加热控制水温的水处理设备，将水处理设备内的水温控制在渗透膜组过滤效率较高时的水温，有利于提升血液透析系统所需要纯水的产水效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水处理设备，其特征在于，包括水箱、加热器、一级反渗透膜组、二级反渗透膜组、一级增压泵、增流泵、二级增压泵、一级进水管路、一级排废管路、一级浓水回水管路、二级进水管路、二级浓水第一回水管路、二级浓水第二回水管路及后级供水管路，其中：

所述一级反渗透膜组包括一级进水口、一级浓水出水口和一级纯水出水口；

所述二级反渗透膜组包括二级进水口、二级浓水出水口和二级纯水出水口；

所述一级进水管路连通所述一级进水口与所述水箱的出水口，所述一级增压泵设于所述一级进水管路上；

所述一级排废管路与所述一级浓水出水口连接；

所述一级浓水回水管路连通所述一级浓水出水口与所述一级进水口，所述增流泵设于所述一级浓水回水管路上；

所述二级进水管路连通所述一级纯水出水口和所述二级进水口，所述二级增压泵设于所述二级进水管路上；

所述加热器设于所述后级供水管路上，所述后级供水管路连通所述加热器出水口与所述水箱；

所述二级浓水第一回水管路连通所述二级浓水出水口与所述二级进水口，所述二级浓水第二回水管路连通所述二级浓水出水口与所述水箱，且连通所述二级浓水出水口与所述后级供水管路；

所述水箱中设置有第一温度检测装置用于检测水箱中水的温度，所述加热器的出水口设置有第二温度检测装置用于检测所述加热器出水口水的温度。

2.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述水处理设备还包括：

一级三通阀，包括一级旁路阀口，以及连接在所述一级进水管路上的一级进水阀口和一级出水阀口，及

一级短接旁路，将所述一级旁路阀口与所述二级进水管路连通；

二级三通阀，包括二级旁路阀口，以及连接在所述二级进水管路上的二级进水阀口和二级出水阀口，及

二级短接旁路，将所述二级旁路阀口与所述一级进水管路连通；

回水三通阀，包括回水旁路阀口，以及连接在所述后级供水管路上的回水进水阀口和回水出水阀口，及

回水短接旁路，将所述回水旁路阀口与所述二级纯水出水口连通。

3.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述加热器为电磁加热器。

4.根据权利要求3所述的水处理设备，其特征在于，所述后级供水管路上设置有第六单向阀，所述第六单向阀位于所述加热器远离所述水箱一侧，所述第六单向阀的配置用于所述加热器加热后的水单向流入所述水箱。

5.根据权利要求2所述的水处理设备，其特征在于，所述水处理设备还包括稳压阀，所述稳压阀设于所述后级供水管路上，且所述稳压阀位于所述回水三通阀与所述水箱之间。

6.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述水处理设备还包括进水支路，所述进水支路与所述水箱连接，所述进水支路接入软水。

7.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述水处理设备还包括消毒排废管路，消毒排废管路设置在所述后级供水管路，配置所述消毒排废管路用于将所述水处理设备中废水排出。

8.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述水处理设备还包括设于所述二级进水管路上的第一压力检测装置、设于所述后级供水管路上的第二压力检测装置、设于所述一级排废管路上的第三压力检测装置及设于所述二级浓水第一回水管路的第四压力检测装置。

9.一种血液透析系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的水处理设备。

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