CN218665450U - 净水设备和水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种净水设备和水处理系统。净水设备包括：滤芯部件，用于在水处理设备中进行过滤；电渗析部件，形成有电渗析室，电渗析室用于产生酸性水和碱性水，电渗析室通过腔室入口供水，电渗析室通过腔室出口连通至滤芯部件，并用于向滤芯部件提供酸性水和/或碱性水。本实用新型提出的净水设备，将酸水或碱水通入至滤芯部件中，由于污染物可以与酸水或者碱水发生化学反应从而溶解到酸水或者碱水中，因此本装置所采用的利用酸碱水清洗的方式可以彻底清洁滤芯部件内部存在的污染物，防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件的工作性能和使用寿命，清洁效果更好且清洁效率更高。

Description

净水设备和水处理系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种净水设备和水处理系统。

背景技术

相关技术中，净水机的滤芯能够有效去除污染物，随着净化水量增加，滤芯逐渐被污染，因此寿命逐渐降低。反渗透、纳滤等滤芯因为价格昂贵，更换费用更高。为了提高滤芯寿命，现有技术常常从滤芯的制备工艺入手，通过设计水路，增加膜表面的水流速，使污染物不容易附着，进而延长膜寿命。

然而，现有技术只能减缓污染物的附着，并没有去除污染物，随着使用时间增加，污染物会越积越多，延长膜寿命程度有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种净水设备和水处理系统，用以解决现有技术中滤芯难以完全清洁的缺陷，实现如下技术效果：防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件的工作性能和使用寿命，清洁效果更好清洁效率更高。

根据本实用新型第一方面实施例的净水设备，包括：

滤芯部件，用于在水处理设备中进行过滤；

电渗析部件，形成有电渗析室，所述电渗析室用于产生酸性水和碱性水，所述电渗析室通过腔室入口供水，所述电渗析室通过腔室出口连通至所述滤芯部件，并用于向所述滤芯部件提供酸性水和/或碱性水。

根据本实用新型的一个实施例，所述电渗析室包括不少于两个用于产生酸水或者碱水的酸碱水室，至少一个所述酸碱水室用于产生酸水，且至少另一个所述酸碱水室用于产生碱水；

所述电渗析室具有至少两个所述腔室出口，至少一个所述腔室出口为第一出口并用于流出酸水和碱水中的一种，至少一个所述腔室出口为第二出口并用于流出酸水和碱水中的另一种；

所述滤芯部件可选择地与所述第一出口和/或所述第二出口连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述电渗析部件中设有多个电极，多个电极之间可倒极；

所述第一出口连通所述滤芯部件，所述第二出口连通至外界。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一出口处设有第一阀门，和/或，所述第二出口处设有第二阀门。

根据本实用新型的一个实施例，所述电渗析部件还包括双极膜，所述双极膜设在所述电渗析室内部，所述双极膜的数量不少于两张。

根据本实用新型的一个实施例，所述电渗析室还包括用于产生纯水的纯水室，所述纯水室具有纯水出口，所述纯水出口与所述滤芯部件可通断地连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述电渗析室还包括用于产生极水的极水室和/或用于产生浓水的浓水室。

根据本实用新型的一个实施例，净水设备还包括：

过水管道，与所述电渗析部件并联，且所述过水管道可通断地连接至所述滤芯部件。

根据本实用新型的一个实施例，所述滤芯部件具有第三出口和第四出口，所述第三出口用于排出过滤水，所述第四出口用于排出废水。

根据本实用新型的一个实施例，所述第四出口通过回水管道连通至所述腔室入口，所述回水管道上设有回水阀门。

根据本实用新型的一个实施例，所述第三出口处设有过滤阀门，所述第三出口的下游设有流量检测器或压力检测器；

所述过滤阀门适于根据所述流量检测器或压力检测器的检测结果，在所述电渗析部件产生酸性水和碱性水并清洁所述滤芯部件时关闭。

根据本实用新型第二方面实施例的水处理系统，包括：

本实用新型第一方面实施例所述的净水设备。

根据本实用新型实施例的净水设备和水处理系统，可以通过电渗析部件产生酸水或者碱水，并将酸水或碱水通入至滤芯部件中，从而对滤芯部件内的污染物进行清洗，由于污染物可以与酸水或者碱水发生化学反应从而溶解到酸水或者碱水中，因此本装置所采用的利用酸碱水清洗的方式可以彻底清洁滤芯部件内部存在的污染物，防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件的工作性能和使用寿命，清洁效果更好清洁效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之三；

图4是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之四；

图5是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之五。

附图标记：

1、滤芯部件；11、第三出口；12、第四出口；

2、电渗析部件；21、腔室入口；22、第一出口；23、第二出口；

31、第二阀门；32、第五阀门；33、回水阀门；34、第三阀门；35、第四阀门；4、过水管道；5、回水管道；61、流量检测器；62、过滤阀门。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面参考附图描述本实用新型提供的一种净水设备和具有该净水设备的水处理系统。

如图1至图5所示，根据本实用新型第一方面实施例的净水设备，包括滤芯部件1和电渗析部件2。

滤芯部件1用于在水处理设备中进行过滤；电渗析部件2形成有电渗析室，电渗析室用于产生酸性水和碱性水，电渗析室通过腔室入口21供水，电渗析室通过腔室出口连通至滤芯部件1，并用于向滤芯部件1提供酸性水和/或碱性水。

根据本实用新型实施例的净水设备，可以通过电渗析部件2产生酸水或者碱水，并将酸水或碱水通入至滤芯部件1中，从而对滤芯部件1内的污染物进行清洗，由于污染物可以与酸水或者碱水发生化学反应从而溶解到酸水或者碱水中，因此本装置所采用的利用酸碱水清洗的方式可以彻底清洁滤芯部件1内部存在的污染物，防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件1的工作性能和使用寿命，清洁效果更好清洁效率更高。

相关技术中，净水机的滤芯能够有效去除污染物，随着净化水量增加，滤芯逐渐被污染，因此寿命逐渐降低。反渗透、纳滤等滤芯因为价格昂贵，更换费用更高。为了提高滤芯寿命，现有技术常常从滤芯的制备工艺入手，通过设计水路，增加膜表面的水流速，使污染物不容易附着，进而延长膜寿命。

然而，现有技术只能减缓污染物的附着，并没有去除污染物，随着使用时间增加，污染物会越积越多，延长膜寿命程度有限。

因此，为了解决上述相关技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种利用酸水或者碱水来清洁滤芯部件1的净水设备，其中，本实用新型的净水设备的具体工作原理及其工作过程如下：

净水设备的核心水路主要包括电渗析部件2和滤芯部件1。其中，位于电渗析部件2上游的入水可以为自来水或经过前置滤芯净化后的水，其主要目的是提供清洁所需的水源。

电渗析部件2主要用于产生酸水以及碱水，电渗析部件2的结构主要包括电极、离子交换膜以及腔室结构等，电极在通电后可在腔室中流出酸水及碱水。其中，离子交换膜必定含有双极膜，离子交换膜在实际应用过程中可根据用户需要选择如下结构：阴离子交换膜、阳离子交换膜或者阴离子交换膜+阳离子交换膜。电渗析部件2的电渗析室至少包括两个可分别产生酸水或者碱水的酸碱水室，并且，电渗析室内可根据需要增加纯水室、极室和浓水室中的一种或几种。

电渗析部件2可以产生酸水或碱水以对滤芯部件1的污染物进行清洁，例如，在实际清洁时，电渗析部件2可产生酸水及碱水，并进一步将酸水或碱水通入滤芯部件1中以进行清洁，其中，根据不同污染物，滤芯部件1可分别用不同的水进行清洁，具体地，若滤芯部件1内的污染物为碳酸盐垢，则滤芯部件1可以通过酸水+普通水的顺序依次进行清洁；若滤芯部件1内的污染物为微生物，则滤芯部件1可以通过酸水+碱水+普通水的顺序依次进行清洁；若滤芯部件1内的污染物为无机胶体，则滤芯部件1可以通过碱水+酸水+普通水的顺序依次进行清洁等；或者，滤芯部件1的清洁可以先用普通水进行清洁，再采用上述方式进一步清洁。另外，若电渗析部件2中有纯水室，可在清洁后排放纯水至滤芯部件1中，以进一步冲洗滤芯部件1内残留的酸水或者碱水等杂质。

根据本实用新型的一个实施例，电渗析室包括至少两个用于产生酸水或者碱水的酸碱水室。至少一个酸碱水室用于产生酸水，且至少另一个酸碱水室用于产生碱水。

电渗析室具有至少两个腔室出口，至少一个腔室出口为第一出口22并用于流出酸水和碱水中的一种，至少一个腔室出口为第二出口23并用于流出酸水和碱水中的另一种。

滤芯部件1可选择地与第一出口22和/或第二出口23连通。

例如，第一出口22设在阳极电极的附近，第一出口22用于流出酸水，第二出口23设在阴极电极的附近，第二出口23用于流出碱水；当滤芯部件1需要利用酸水进行清洁时，则控制第一出口22连通至滤芯部件1，并控制第二出口23断开与滤芯部件1的连接，从而使得第一出口22向滤芯部件1内供酸水；当滤芯部件1需要利用碱水进行清洁时，则控制第二出口23连通至滤芯部件1，并控制第一出口22断开与滤芯部件1的连接，从而使得第二出口23向滤芯部件1内供酸水。

具体地，上述实施例可以通过以下结构来实现：第一出口22和第二出口23分别通过不同的管路连接至滤芯部件1，第一出口22和滤芯部件1之间设有控制阀，第二出口23和滤芯部件1之间也设有控制阀，系统可以通过分别控制两个控制阀的通断与否，从而控制滤芯部件1可选择地与第一出口22和/或第二出口23连通。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，系统也可以通过电渗析部件2中的多个电极之间的倒极来实现向滤芯部件1提供不同性质的清洁水。具体地，电渗析部件2中设有多个电极，多个电极之间可倒极。第一出口22连通滤芯部件1，第二出口23连通至外界。

需要解释的是，上述“多个电极之间可倒极”中的“可倒极”指的是多个电极之间的极性可以互换，具体地，可以通过改变供电电路的电流流向改变电极的极性。例如，酸碱水室内设有第一电极和第二电极，当滤芯部件1需要酸水时，则将第一电极作为阳极，此时位于第一电极附近的第一出口22出酸水；当滤芯部件1需要碱水时，则将第一电极作为阴极，此时位于第一电极附近的第一出口22出碱水。

在本实施例中，水处理设备可以通过控制第一电极和第二电极的极性互换，改变电渗析部件2流入滤芯部件1内的酸碱水的性质(即酸性、碱性或者中性)，具体地，其具体工作原理如下：首先判断滤芯部件1内残留的污染物的种类，当该种类污染物需要利用酸水进行去除时，调整电路的供电电流以使得第二电极为阴极且第一电极为阳极，此时第一电极附近产生的酸水通过第一出口22流入至滤芯部件1内，从而实现对滤芯部件1内污染物的清洗。

当该种类污染物需要利用碱水进行去除时，调整电路的供电电流以使得第一电极为阴极且第二电极为阳极，此时第一电极附近产生的碱水通过第一出口22流入至滤芯部件1内，从而实现对滤芯部件1内污染物的清洗。

需要说明的是，第一出口22和第二出口23可以同时出水，第二出口23用于将酸碱水室内闲置的一种性质的酸碱水排出至外界，而第一出口22则用于将清洗污染物所需的另一种性质的酸碱水输送至滤芯部件1内。

根据本实用新型的一个实施例，电渗析部件2还包括双极膜，双极膜设在电渗析室内部，双极膜的数量不少于两张。

根据本实用新型的一个实施例，第二出口23的下游可以连通至生活用水管路系统中，从而为用户提供酸碱水。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，第一出口22处设有第一阀门，和/或，第二出口23处设有第二阀门31。这样，通过第一阀门和第二阀门31可以分别控制第一出口22和第二出口23的敞开与否。

根据本实用新型的一个实施例，电渗析室还包括用于产生纯水的纯水室，纯水室具有纯水出口，纯水出口与滤芯部件1可通断地连接。这样，在滤芯部件1被酸水或者碱水清洗过之后，系统可以将纯水室中的纯水通过纯水出口通入至滤芯部件1内，从而利用纯水进一步冲洗滤芯部件1内残留的酸水、碱水或者污染物残留等残留物，实现对滤芯部件1的彻底清洁。

根据本实用新型的一个实施例，电渗析室还包括用于产生极水的极水室和/或用于产生浓水的浓水室。

如图2和图3所示，根据本实用新型的一个实施例，净水设备还包括过水管道4，过水管道4与电渗析部件2并联，且过水管道4可通断地连接至滤芯部件1。

这样，当电渗析部件2的水阻过大而影响下游流量时，系统可以开启过水管道4以连通至电渗析部件2，并关闭电渗析部件2，此时水从过水管道4流入滤芯部件1，减小了水阻，保证了下游的水流量。

例如图2所示，过水管道4上设有第三阀门34，在正常水处理过程中，开启第三阀门34以分流，从而减小水阻；在滤芯部件1的清洁过程中，关闭第三阀门34，水流全部流经电渗析部件2以产生酸水和碱水。

进一步地，如图3所示，过水管道4上设有第三阀门34且电渗析部件2的腔室入口21处设有第四阀门35，在正常水处理过程中，开启第三阀门34并关闭第四阀门35，从而进一步减小水阻；在滤芯部件1的清洁过程中，开启第四阀门35并关闭第三阀门34，水流全部流经电渗析部件2以产生酸水和碱水。

如图1至图4所示，根据本实用新型的一个实施例，滤芯部件1具有第三出口11和第四出口12，第三出口11用于排出过滤水，第四出口12用于排出废水。这样，在正常的水处理过程中，过滤干净的过滤水从第三出口11被排出，废水则从第四出口12被排出；在滤芯部件1的清洁过程中，清洁完成得到的酸碱水和污染物则从第四出口12被排出。

如图1至图4所示，在一个实施例中，第四出口12处设有第五阀门32。可以理解，在第五阀门32关闭时，电渗析部件2内的酸碱水由于水压作用无法通入到滤芯部件1中；在第五阀门32开启时，电渗析部件2内的酸碱水可以通入滤芯部件1并通过第四出口12被排出

根据本实用新型的一个实施例，电渗析部件2可以为过流式电渗析部件2或者非过流式电渗析部件2。其中，过流式电渗析部件2相较于非过流式电极模块而言，其电极片数量更多、电极片面积更大且电路通电电流更大，因此过流式电渗析部件2的电渗析速度更快，但是非过流式电渗析部件2的成本更低，用户可以按照需求自行选用不同模式的电渗析部件2。

根据本实用新型的一些实施例，过流式电渗析部件2的具体工作过程在上文已详细描述，下面描述非过流式电渗析部件2的具体工作过程。

在设有非过流式电渗析部件2的水处理设备利用酸水或碱水清洗滤芯部件1的清洗模式下，首先需要进行酸碱水的预处理过程，也即开启第二阀门31(实际依据具体情况控制开关幅度或者开闭时间，保证酸碱水的产生)，关闭第五阀门32，第三出口11和第四出口12均不出水，电渗析部件2通电，此时，入水进入电渗析部件2中，电渗析部件2制备酸碱水。具体地，若需要利用酸水去除污染物，则电渗析产生的酸水不排放，酸水与电渗析部件2中的入水继续混合，使得电渗析部件2中的酸度增加，最终达到需要的酸度值，而阴极产生的碱水则从第二出口23排出。若需要利用碱水去除污染物，则类似于上述过程。

当电渗析水的过程维持设定的时长(或酸水达到设定酸度)后，关闭第二阀门31，第二出口23和第三出口11均不出水，电渗析部件2不通电，开启第五阀门32一小段时间后再将其关闭，之后再开启第五阀门32。具体地，若利用酸水清洗滤芯部件1，则此时入水进入电渗析部件2，将产生的酸水挤入精滤滤芯部件1中(此时第五阀门32开启一小段时间)，酸水在滤芯部件1内停留一段时间(此时第五阀门32关闭一段时间)，等待酸水发挥作用后(也即等待污染物溶解到酸水之后)，再将废水从第四出口12排出(此时第五阀门32再次开启)。若需要利用碱水去除污染物，则类似于上述过程。

如图4所示，根据本实用新型的一个实施例，第四出口12通过回水管道5连通至腔室入口21，回水管道5上设有回水阀门33。

在本实施例中，部分TDS值较高的废水可以通过回水管道5回水至电渗析部件2的上游，该部分废水与入水混合共同进入电渗析室内，这样，可以增加入水的TDS值，从而提高酸碱水产生的效率。

如图5所示，根据本实用新型的一个实施例，第三出口11处设有过滤阀门62，第三出口11的下游设有流量检测器61或压力检测器。

过滤阀门62适于根据流量检测器61或压力检测器的检测结果，在电渗析部件2产生酸性水和碱性水并清洁滤芯部1件时关闭。

在本实施例中，若滤芯部件1被电渗析部件2产生的酸碱水清洁时，流量检测器61或压力检测器的检测结果会发生变化，此时系统控制过滤阀门62关闭，避免废水从第三出口11流出，实现断水，其中，流量检测器61或压力检测器可以设在第三出口11的下游的任何位置。

如图1至图5所示，根据本实用新型第二方面实施例的水处理系统，包括如本实用新型第一方面实施例所描述的净水设备。

本实用新型还提出一种净水设备的控制方法。

根据本实用新型实施例净水设备的控制方法，可以通过判断滤芯部件1内污染物的种类以确定污染物的酸碱清洁方案，其中，酸碱清洁方案包括酸碱水的使用类型、使用顺序、用量以及清洁频率等。

具体地，净水设备的控制方法包括如下步骤：获取水处理设备的初次运行或者新机稳定运行后的入水TDS、出水TDS、水流量和水温等数据，然后计算并记录相应的脱盐率、水流量和水温等。当机器再次运行时，检测当次的入水TDS、出水TDS、水流量和水温等数据，计算并记录相应的脱盐率、水流量、水温等，并将上述结果与初次所记录的结果进行比较。通过上述比较过程，系统可大致判断滤芯部件1内主要存在何种污染物，随后系统可以针对不同类型的污染物使用不同的酸碱水清洁方案。

需要解释的是，上述清洁方案主要是针对污染比较严重的滤芯部件1所采取的方式，其中，由于不同的污染物所对应的脱盐率和流量会不同，并且不同水温下的流量不同，水温会对流量进行修正，因此系统需要综合脱盐率、水流量和水温等因素来判断污染物种类。

上述步骤可以确定清洁所需的酸碱水的使用类型和使用顺序，而酸碱水的清洁频率可以按照如下步骤进行获取：获取入水TDS和用水量(即滤芯部件1所过滤的水的总量)，再将此TDS值代入不同TDS范围所对应的用水量(TDS范围与用水量的关系可根据实验或者经验得出)，从而确定净水设备的清洁频率，此处的清洁频率指的是滤芯在过滤多少用水量的水后，净水设备需要进行一次清洁过程。

需要说明的是，上述清洁方案主要针对污染物为水垢的情况，因为水垢的形成与TDS及用水量等因素密切相关。

此外，清洁频率还可以通过时间简单确定，具体地，控制方法包括：获取当前的时间，再根据时间确定清洁频率，若达到特定的时间间隔，则进行清洁。

需要解释的是，上述清洁方案主要针对污染物为微生物的情况，因为微生物的形成与时间等因素密切相关。

在实际清洁过程中，净水设备的控制系统可利用上述步骤进行组合使用，从而确定合适的清洁频率、酸碱水的使用类型和使用顺序等酸碱水清洁方案。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种净水设备，其特征在于，包括：

滤芯部件，用于在水处理设备中进行过滤；

电渗析部件，形成有电渗析室，所述电渗析室用于产生酸性水和碱性水，所述电渗析室通过腔室入口供水，所述电渗析室通过腔室出口连通至所述滤芯部件，并用于向所述滤芯部件提供酸性水和/或碱性水。

2.根据权利要求1所述的净水设备，其特征在于，所述电渗析室包括不少于两个用于产生酸水或者碱水的酸碱水室，至少一个所述酸碱水室用于产生酸水，且至少另一个所述酸碱水室用于产生碱水；

所述电渗析室具有至少两个所述腔室出口，至少一个所述腔室出口为第一出口并用于流出酸水和碱水中的一种，至少一个所述腔室出口为第二出口并用于流出酸水和碱水中的另一种；

所述滤芯部件可选择地与所述第一出口和/或所述第二出口连通。

3.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述电渗析部件中设有多个电极，多个电极之间可倒极；

所述第一出口连通所述滤芯部件，所述第二出口连通至外界。

4.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述第一出口处设有第一阀门，和/或，所述第二出口处设有第二阀门。

5.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述电渗析部件还包括双极膜，所述双极膜设在所述电渗析室内部，所述双极膜的数量不少于两张。

6.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述电渗析室还包括用于产生纯水的纯水室，所述纯水室具有纯水出口，所述纯水出口与所述滤芯部件可通断地连接。

7.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述电渗析室还包括用于产生极水的极水室和/或用于产生浓水的浓水室。

8.根据权利要求1所述的净水设备，其特征在于，还包括：

过水管道，与所述电渗析部件并联，且所述过水管道可通断地连接至所述滤芯部件。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的净水设备，其特征在于，所述滤芯部件具有第三出口和第四出口，所述第三出口用于排出过滤水，所述第四出口用于排出废水。

10.根据权利要求9所述的净水设备，其特征在于，所述第四出口通过回水管道连通至所述腔室入口，所述回水管道上设有回水阀门。

11.根据权利要求9所述的净水设备，其特征在于，所述第三出口处设有过滤阀门，所述第三出口的下游设有流量检测器或压力检测器；

所述过滤阀门适于根据所述流量检测器或压力检测器的检测结果，在所述电渗析部件产生酸性水和碱性水并清洁所述滤芯部件时关闭。

12.一种水处理系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的净水设备。

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