CN217709131U - 一种模块化的野外净水设备 - Google Patents

Abstract

一种模块化的野外净水设备，属于水净化领域。包括制水单元。制水单元包括依次连接的进水单元、预处理单元、超滤单元、反渗透单元、消毒单元以及清洗单元。进水单元主要将原水输送至后续处理单元，预处理单元主要作用是过滤原水中大颗粒物质以及悬浮物等，超滤单元主要作用是进一步去除水中悬浮颗粒物、胶体和病原菌等大分子物质，反渗透单元主要作用是进一步去除水中的金属离子、小分子有机物等，实现对超滤产水的进一步净化，消毒单元主要是对反渗透出水进一步消毒，清洗单元主要作用是在系统运行一段时间后，对超滤单元进行气洗，擦除超滤膜表面的污染物；本设备可以解决野外用水水质无法保障、供水量不足等问题。

Description

一种模块化的野外净水设备

技术领域

本发明涉及的一种模块化的野外净水设备，属于水净化领域。

背景技术

野外工作者，如边防哨所的官兵、地质勘探人员、野外部队的医护人员等，在野外执行任务时，无法随身携带大量直饮水，只能就地取水，但是一般无法保证野外取水水质优于III类，因此，常用的便携式单兵净水装置难以保证产水水质，且水量小，不适合人数较多的野外工作队。此外，当温度较低、湿度较大时，常规净水设备如家用型净水器，会出现工作效率降低或者无法正常使用的情况。

针对以上问题，本实用新型专利通过一种模块化的野外净水设备，以解决野外用水水质无法保障、供水量不足等问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种模块化的野外净水设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模块化的野外净水设备，包括制水单元。

制水单元主要将野外取水进行净化，以得到符合相关要求的水。制水单元包括进水单元(5)、预处理单元(6)、超滤单元(7)、反渗透单元(8)、消毒单元(9)以及清洗单元(10)。

进水单元(5)主要将原水输送至后续处理单元；进水单元包括进水球阀(5-1)、进水泵(5-2)，原水口(2-1)经由进水球阀(5-1)进水泵(5-2)与预处理单元(6)的PP过滤器进水口(6-1)通过管道连接，PP过滤器进水口(6-1)前的管道上设有超滤进水压力表(3-1)；

预处理单元(6)主要作用是过滤原水中大颗粒物质以及悬浮物等；预处理单元(6)包括pp过滤器(6-3)，pp过滤器(6-3)设有PP过滤器进水口(6-1)、PP过滤器出水口(6-2)；所述PP过滤器的过滤芯优选为10μmPP棉，PP过滤器进水口(6-1)与进水泵(5-2)出口通过管道连接，PP过滤器出水口(6-2)与超滤单元(7)进水口通过管道连接。

超滤单元(7)主要作用是进一步去除水中悬浮颗粒物、胶体和病原菌等大分子物质。超滤单元(7)包括超滤膜组件(7-1)，所述超滤膜组件(7-1)的过滤精度为1μm，超滤膜组件设有超滤膜组件进水口(7-1-a)、超滤膜组件浓水口(7-1-b)、超滤膜组件产水口(7-1-c)三个端口；超滤膜组件进水口(7-1-a)与PP过滤器出水口(6-2)通过管道连接；超滤膜组件浓水口(7-1-b)出口通过管路分为两支分别与总浓水口(2-2)管路连接，其中一支上设置电磁阀a(7-2)、第一球阀(7-3)，另一支上设置电磁阀b(7-4)，第一球阀(7-3)可以调节浓水排放量，电磁阀a(7-2)和电磁阀b(7-4)控制对应支路开闭，当正常产水时，开启电磁阀a(7-2)，当需要气洗，则开启电磁阀b(7-4)；超滤膜组件产水口(7-1-c)经由超滤产水电导率表(3-4)、电磁阀c(8-1)、一级反渗透压力表(3-2)、反渗透单元(8)中的一级高压泵(8-2)与反渗透单元(8)中的反渗透膜组件(8-3)进水口连接；

反渗透单元(8)主要作用是进一步去除水中的金属离子、小分子有机物等，实现对超滤产水的进一步净化，以保证产水可满足生活饮用水卫生标准；反渗透单元(8)主要包括一级高压泵(8-2)、反渗透膜组件(8-3)，所述一级高压泵(8-2)进水口与超滤膜组件产水口(7-1-c)连接，管路上设有电磁阀c(8-1)和一级反渗透压力表(3-2)；一级高压泵出水口与反渗透膜组件进水口连接；反渗透膜组件(8-3)浓水口设置三通，一路与一级高压泵(8-2)前端的电磁阀c(8-1)相连，另一路管路上设置第二球阀(8-4)与总浓水口(2-2)管路连接，用于调节反渗透浓水排放量；反渗透膜组件(8-3)产水口经由二级高压泵(8-5)、二级反渗透压力表(3-3)与二级反渗透膜组件(8-6)的进水口连接，二级反渗透膜组件(8-6)的浓水口经由第三球阀(8-7)与一级高压泵(8-2)前端的电磁阀c(8-1)连接，二级反渗透膜组件(8-6)的产水口与紫外消毒器(9)进水口通过管道连接，紫外消毒器(9)出水口经由反渗透产水电导率表(3-5)与总产水口(2-3)的管路连接；

消毒单元(9)主要是对反渗透出水进一步消毒，确保水中微生物指标符合生活饮用水卫生标准。消毒单元主要包括管道式紫外消毒器(9-1)，消毒器一端与反渗透产水出口连接，另一端连接反渗透产水电导率表(3-5)后再通过管道与总产水口连接。

清洗单元(10)主要作用是在系统运行一段时间后，对超滤单元进行气洗，擦除超滤膜表面的污染物，减轻膜污染情况。清洗单元包括风机(10-1)，所述风机与进水泵进水管管道通过三通相连。

整个制水单元集成于机架结构之中，机架由面板以及结构框架组成；面板设有检修区(1)(更换膜组件、PP滤芯)、接口区(2)(包括原水口(2-1)、总浓水口(2-2)、总产水口(2-3))、仪表区(3)(包括超滤进水压力表3-1、一级反渗透压力表(3-2)、二级反渗透压力表(3-3)、超滤产水电导率表(3-4)、反渗透产水电导率表(3-5))，操作控制区(4)(包括触摸屏(4-1)、急停开关(4-2)、电源接口(4-3)、电加热接口(4-4))，触摸屏上有控制按钮，可以控制系统启停；急停开关可以在系统故障时紧急断电；电源接口(4-3)为制水单元的电源接口，采用航空插头；电加热开关(4-4)接口在通电情况下，可以单独控制电加热启停。各区均用六角螺钉固定，方便各区检修拆卸；根据机架尺寸，最终将机架放置于合适的箱体内。

同时本装置还包括保障单元包括水囊、PE管3根(原水管、浓水管、产水管)、食品级水桶或水袋、电源线、工具箱等。水囊的作用主要是储存原水；PE管3根分别是原水管、产水管、浓水管，每次需要制水的时候，将原水管、浓水管、产水管分别接入接管区对应的接口；食品级水桶或水袋根据需要储备；电源线采用三相航空插头，制水时接入；工具箱包括六角扳手、膜壳拆卸扳手、备品备件等；所述水囊、PE管3根、食品级水桶或水袋、电源线、工具箱均收纳在合适的箱体中。

进一步地，所述机架结构可采用304、碳钢、铝合金；

进一步地，所述制水单元以及保障单元箱体可以根据产水需求优选的进行定制，箱体材质可以是铝合金、碳纤维等；

进一步地，所述管道之间的连接以及管道与面板接口连接均采用PE快插接头；

进一步地，所述超滤单元、反渗透单元可以根据产水需求进行定制；优选的，考虑到便携性，产水量应控制在100L/h以内；

进一步地，所述超滤浓水管、反渗透浓水管上均设置球阀以调节产水率；

进一步地，若用户对水质有更高要求，反渗透单元可以将一级反渗透改为二级反渗透；对应增设二级反渗透高压泵8-5以及二级反渗透膜组件8-6、二级反渗透压力表3-3，二级反渗透浓水管路上设置第三球阀8-7，浓水回流至一级反渗透进水端；

进一步地，制水单元箱体内部可以缠绕电伴热带，电伴热设置单独电源接口，在低温(低于O℃)或者湿度大于95％情况下，开启电伴热，可以有效防止管道结冰以及降低环境湿度，从而解决低温或高湿造成系统无法正常运行等问题。还可以根据需要，增加时间控制开关，实现电伴热的定时开停，防止内部温度过高。

附图说明

图1是本实用新型面板示意图，

图2是本实用新型工艺流程图。

附图标记说明：1-检修区；2-接管区；2-1-原水口；2-2-总浓水口；2-3-总产水口；3-仪表区；3-1-超滤进水压力表；3-2-一级反渗透压力表；3-3-二级反渗透压力表；3-4-超滤产水电导率表；3-5-反渗透产水电导率表；4-操作控制区；4-1-触摸屏；4-2-急停开关；4-3-电源接口；4-4-电加热开关；5-预处理单元；5-1-进水球阀；5-2-进水泵；6-预处理单元；6-1-PP过滤器进水口；6-2-PP过滤器出水口；6-3-pp过滤器；7-超滤单元；7-1-a-超滤进水口；7-1-b-浓水口、7-1-c-产水口；7-2-电磁阀a；7-3-第一球阀；7-4-电磁阀b；8-反渗透单元；8-1-电磁阀c；8-2-一级高压泵；8-3-一级反渗透膜组件；8-4-第二球阀；8-5-二级高压泵；8-6-二级反渗透膜组件；8-7-第三球阀；9-消毒单元；9-1-管道式紫外消毒器；10-清洗单元；10-1-风机；

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，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在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型面板示意图。

图1为制水单元的操作面板。面板包括1-检修区；2-接管区；2-1-原水口；2-2-总浓水口；2-3-总产水口；3-仪表区；3-1-超滤进水压力表；3-2-一级反渗透压力表；3-3-二级反渗透压力表；3-4-超滤产水电导率表；3-5-反渗透产水电导率表；4-操作控制区；4-1-触摸屏；4-2-急停开关；4-3-电源接口；4-4-电加热开关。

图2是本实用新型工艺流程图。工艺流程图包括5-预处理单元；5-1-进水球阀；5-2-进水泵；6-预处理单元；6-1-PP过滤器进水口；6-2-PP过滤器出水口；6-3-pp过滤器；7-超滤单元；7-1-a-超滤进水口；7-1-b-浓水口、7-1-c-产水口；7-2-电磁阀a；7-3-第一球阀；7-4-电磁阀b；8-反渗透单元；8-1-电磁阀；8-2-一级高压泵；8-3-一级反渗透膜组件；8-4-第二球阀；8-5-二级高压泵；8-6-二级反渗透膜组件；8-7-第三球阀；9-消毒单元；9-1-管道式紫外消毒器；10-清洗单元；10-1-风机。

本实用新型拟通过以下方式实施以达到解决野外用水水质无法保障、供水量不足的目的：

以四类水水源为例,产水水量90L/h,水质可以达到生活饮用水卫生标准，按照野外人均饮水5L考虑，可至少满足18人的户外作业小组的用水需求；

或当水源为III类以上水质时，产水水质可以达到《中国药典》2015版纯化水水质要求，可供医疗队野外作业时使用：

①收拢状态时：

所述制水单元以及保障单元均收拢于800*600*600mm的铝合金箱体内；

②运行状态时：

a.将保障单元的水囊、PE管3根(原水管、浓水管、产水管)、食品级水桶或水袋、电源线取出。将水囊展开，注入足够的原水；

①展开：根据需要放置医用水模块，就近展开原水水囊，将附件箱配置的球阀安装在原水水囊后，在原水水囊内注入充足的原水。将进水管一端连接到制水单元原水口2-1，另一端浸入水囊底部，确保能够顺利吸水。同时将浓水管和产水管一端分别连接到制水单元的浓水口2-2和产水口2-3，浓水管的另一端就近排放，产水管的另一端插入食品级水桶(10L)。将电源连接线的航空插头一端接入面板上的电源接口4-3，另一端接入220V交流市电。旋转急停开关4-1，触摸屏4-1和电导率表3-4、3-5亮，系统进入待机状态。

②制水：点击触摸屏4-1上的开关按钮，系统进入制水模式，此时，电磁阀7-2、8-1开启,电磁阀7-4关闭。原水泵3-1(220V，600L/h)将水囊里的原水吸入管道，进水压力控制在0.2～0.3Mpa，原水经过PP棉过滤器6-3(过滤精度：10μm)过滤后，进入超滤单元7的超滤膜组件7-1(过流量600L/h),超滤膜组件浓水率控制在5％，产水经过一级高压泵8-2(300L/h，100psi)加压至0.5～0.6MPa进入一级反渗透膜组件8-3(平均产水量2.28m³/d)后，一级反渗透浓水一部分回流至高压泵8-2进水端，一部分通过浓水口2-2排出，产水再次经过高压泵8-5(300L/h，100psi)加压至0.5～0.6Mpa后进入二级反渗透膜组件8-6(平均产水量2.28m³/d)，二级反渗透浓水全部回流至高压泵8-2进水端，通过调节球阀8-4、球阀8-7，控制系统整体产水率在50％左右，反渗透产水可至90-100L/h。原水经过超滤以及两级反渗透膜后，水中绝大多数的大分子有机物、金属离子、胶体、微生物病毒等被分离去除。反渗透的产水再经过管道式紫外消毒器9-1处理后，出水水质远远优于生活饮用水卫生标准，达到《中国药典》2015版纯化水要求，电导率表3-5显示数值≤5us·cm-1(25℃)。

③清洗：超滤单元每产水30min后，系统会开始自动清洗。此时，电磁阀7-2、8-1关闭,电磁阀7-4开启，风机10-1开启，冲洗1-2min后，风机关闭。

本实用新型针对野外用水水质无法保障、供水量不足等问题，通过选取合适的超滤膜以及反渗透膜，通过超滤+反渗透工艺保障用水水量水质，并将系统集成于定制箱体中，方便野外使用。

Claims (6)

1.一种模块化的野外净水设备，其特征在于，包括制水单元；

制水单元包括进水单元(5)、预处理单元(6)、超滤单元(7)、反渗透单元(8)、消毒单元(9)以及清洗单元(10)；

进水单元(5)主要将原水输送至后续处理单元；进水单元包括进水球阀(5-1)、进水泵(5-2)，原水口(2-1)经由进水球阀(5-1)进水泵(5-2)与预处理单元(6)的PP过滤器进水口(6-1)通过管道连接，PP过滤器进水口(6-1)前的管道上设有超滤进水压力表(3-1)；

预处理单元(6)主要作用是过滤原水中大颗粒物质以及悬浮物等；预处理单元(6)包括pp过滤器(6-3)，pp过滤器(6-3)设有PP过滤器进水口(6-1)、PP过滤器出水口(6-2)；PP过滤器进水口(6-1)与进水泵(5-2)出口通过管道连接，PP过滤器出水口(6-2)与超滤单元(7)进水口通过管道连接；

超滤单元(7)主要作用是进一步去除水中悬浮颗粒物、胶体和病原菌等大分子物质；超滤单元(7)包括超滤膜组件(7-1)，所述超滤膜组件(7-1)的过滤精度为1μm，超滤膜组件设有超滤膜组件进水口(7-1-a)、超滤膜组件浓水口(7-1-b)、超滤膜组件产水口(7-1-c)三个端口；超滤膜组件进水口(7-1-a)与PP过滤器出水口(6-2)通过管道连接；超滤膜组件浓水口(7-1-b)出口通过管路分为两支分别与总浓水口(2-2)管路连接，其中一支上设置电磁阀a(7-2)、第一球阀(7-3)，另一支上设置电磁阀b(7-4)，第一球阀(7-3)可以调节浓水排放量，电磁阀a(7-2)和电磁阀b(7-4)控制对应支路开闭；超滤膜组件产水口(7-1-c)经由超滤产水电导率表(3-4)、电磁阀c(8-1)、一级反渗透压力表(3-2)、反渗透单元(8)中的一级高压泵(8-2)与反渗透单元(8)中的反渗透膜组件(8-3)进水口连接；

反渗透单元(8)主要作用是进一步去除水中的金属离子、小分子有机物，实现对超滤产水的进一步净化，以保证产水可满足生活饮用水；反渗透单元(8)主要包括一级高压泵(8-2)、反渗透膜组件(8-3)，所述一级高压泵(8-2)进水口与超滤膜组件产水口(7-1-c)连接，管路上设有电磁阀c(8-1)和一级反渗透压力表(3-2)；一级高压泵出水口与反渗透膜组件进水口连接；反渗透膜组件(8-3)浓水口设置三通，一路与一级高压泵(8-2)前端的电磁阀c(8-1)相连，另一路管路上设置第二球阀(8-4)与总浓水口(2-2)管路连接，用于调节反渗透浓水排放量；反渗透膜组件(8-3)产水口经由二级高压泵(8-5)、二级反渗透压力表(3-3)与二级反渗透膜组件(8-6)的进水口连接，二级反渗透膜组件(8-6)的浓水口经由第三球阀(8-7)与一级高压泵(8-2)前端的电磁阀c(8-1)连接，二级反渗透膜组件(8-6)的产水口与消毒单元(9)进水口通过管道连接，消毒单元(9)出水口经由反渗透产水电导率表(3-5)与总产水口(2-3)的管路连接；

清洗单元(10)主要作用是在系统运行一段时间后，对超滤单元进行气洗，擦除超滤膜表面的污染物，减轻膜污染情况；清洗单元包括风机(10-1)，所述风机与进水泵进水管管道通过三通相连。

2.按照权利要求1所述的一种模块化的野外净水设备，其特征在于，消毒单元(9)主要是对反渗透出水进一步消毒，确保水中微生物指标符合生活饮用水；消毒单元主要包括管道式紫外消毒器(9-1)，消毒器一端与反渗透产水出口连接，另一端连接反渗透产水电导率表(3-5)后再通过管道与总产水口连接。

3.按照权利要求1所述的一种模块化的野外净水设备，其特征在于，所述PP过滤器的过滤芯优选为10μmPP棉。

4.按照权利要求1所述的一种模块化的野外净水设备，其特征在于，整个制水单元集成于机架结构之中，机架由面板以及结构框架组成；面板设有检修区(1)、接口区(2)、仪表区(3)、操作控制区(4)，其中检修区(1)主要更换膜组件和滤芯；接口区(2)包括原水口(2-1)、总浓水口(2-2)、总产水口(2-3)，仪表区(3)包括超滤进水压力表(3-1)、一级反渗透压力表(3-2)、二级反渗透压力表(3-3)、超滤产水电导率表(3-4)、反渗透产水电导率表(3-5)，操作控制区(4)包括触摸屏(4-1)、急停开关(4-2)、电源接口(4-3)、电加热开关(4-4)，触摸屏上有控制按钮，可以控制系统启停；急停开关能够在系统故障时紧急断电；电源接口(4-3)为制水单元的电源接口，采用航空插头；电加热开关(4-4)接口在通电情况下，可以单独控制电加热启停；各区均用六角螺钉固定，方便各区检修拆卸；根据机架尺寸，最终将机架放置于箱体内。

5.按照权利要求4所述的一种模块化的野外净水设备，其特征在于，所述机架结构采用304、碳钢或铝合金；

管道之间的连接以及管道与面板接口连接均采用PE快插接头；超滤浓水管、反渗透浓水管上均设置球阀以调节产水率。

6.按照权利要求1所述的一种模块化的野外净水设备，其特征在于，还包括保障单元包括水囊、PE管3根、食品级水桶或水袋、电源线、工具箱；水囊的作用主要是储存原水；PE管3根分别是原水管、产水管、浓水管，每次需要制水的时候，将原水管、浓水管、产水管分别接入接管区对应的接口；食品级水桶或水袋根据需要储备；电源线采用三相航空插头，制水时接入；工具箱包括六角扳手、膜壳拆卸扳手、备品备件；所述水囊、PE管3根、食品级水桶或水袋、电源线、工具箱均收纳在箱体中。

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