CN219217781U - 一种管道直饮水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及饮用水净化技术领域，具体公开了一种可对原水进行深层净化、去除颗粒杂质及盐碱物质、水量读取和计费简单的管道直饮水系统，包括管网系统、水质监测系统及水量水费监测系统；管网系统包括水箱、用于净化原水箱来水的制水机组、存储净化后直饮水的净水箱、将直饮水送入住户端的恒压供水机组；制水机组包括通过管道顺序连通的砂滤器、炭滤器、软水器、精滤器、反渗透/纳滤主机及控制制水机组各设备工作的电控箱；水质监测系统包括分别用于监测原水箱内原水水质和净水箱内直饮水水质的原水在线检测柜和净水在线检测柜；水量水费监测系统包括NB‑IOT计费终端、NB‑IOT水表云端服务器及NB‑IOT水表收费系统。

Description

一种管道直饮水系统

技术领域

本实用新型涉及饮用水净化技术领域，特别是涉及一种管道直饮水系统。

背景技术

管道直饮水又称“管道分质供水”，通过在居民小区设置中央净水处理设备，将饮用水与生活用水彻底分流，运用现代高科学水处理技术，对自来水进行深度净化处理，达到《饮用净水质量标准》-(CJ94-2005)，具有更安全、更卫生、便利、经济的优点。中国发明专利(CN115465982A)公开了一种管道直饮水供给系统，其通过多介质过滤器、超滤水处理系统以及UV紫外线消毒系统结合的方式，实现对水质的净化，但是，该方案中，多介质过滤器通过设置活性炭吸附水中的杂质，超滤水处理系统用于微生物和浊度的控制，UV紫外线消毒系统则用于杀菌，对于盐碱地区的原水供水而言，水中溶解的盐碱物质很难得到有效去除，经净化后的水质较差；另外，传统的用水计费是通过工作人员上门抄录水表并计算上传到水费系统完成的，工作人员逐一抄录水表增大了管理难度，延长了水费统计的周期。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述不足，提供一种管道直饮水系统，该管道直饮水系统可对原水进行深层净化，在去除水中颗粒杂质的同时，能够去除水中溶解的盐碱物质；通过NB-IOT网络在线计费取代人工抄录水表，降低了水量读取和计费难度，缩短了水费统计周期。

一种管道直饮水系统，包括管网系统、水质监测系统以及水量水费监测系统；

所述管网系统包括与自来水供水管道连通并用于存储自来水的原水箱、用于净化原水箱来水的制水机组、与直饮水回水管道连通并用于存储制水机组输出的直饮水的净水箱、与直饮水供水管道连通并用于将直饮水送入住户端的恒压供水机组；所述制水机组包括通过管道顺序连通并填充有砂粒的砂滤器、填充有活性炭的炭滤器、用于去除水中盐碱离子的软水器、精滤器、反渗透/纳滤主机以及控制制水机组各设备工作的电控箱；

所述水质监测系统包括用于监测原水箱内原水水质的原水在线检测柜、用于监测净水箱内直饮水水质的净水在线检测柜；

所述水量水费监测系统包括设置在住户端并与恒压供水机组的输出端连接的NB-IOT计费终端、与所述NB-IOT计费终端通过NB-IOT通讯的NB-IOT水表云端服务器、与NB-IOT水表云端服务器通讯连接的NB-IOT水表收费系统。

在其中一个实施例中，所述管网系统还包括设置在原水箱与砂滤器之间并用于将原水泵入砂滤器的原水泵。

在其中一个实施例中，所述管网系统还包括与软水器连通并向软水器提供盐水的盐箱。

在其中一个实施例中，所述管网系统还包括用于向净水箱通入臭氧的臭氧发生器。

在其中一个实施例中，净水箱与恒压供水机组之间设有紫外线杀菌器。

在其中一个实施例中，所述直饮水供水管道上还设有微滤器；所述直饮水回水管道上设有回水精滤器。

在其中一个实施例中，原水在线检测柜包括原水监测主机以及分别与原水监测主机点连接的第一PH计、第一电导率检测仪、第一浊度检测仪以及第一水质余氯检测仪；所述净水在线检测柜包括净水监测主机以及分别与净水监测主机点连接的第二PH计、第二电导率检测仪、第二浊度检测仪以及第二水质余氯检测仪。

在其中一个实施例中，所述恒压供水机组包括PLC控制柜、与PLC控制柜电连接的变频供水泵、分别与PLC控制柜和变频供水泵连接的PID控制器。

在其中一个实施例中，所述NB-IOT计费终端包括定位模块、电控水阀、NB-IOT水表以及与NB-IOT水表云端服务器通信的物联网模块。

在其中一个实施例中，所述水量水费监测系统还包括通过第三方平台与所述NB-IOT水表收费系统通信的移动终端。

实施本实用新型的管道直饮水系统，在制水机组中设置了用于滤除不同粒级杂质的砂滤器、炭滤器、精滤器以及反渗透/纳滤主机，还设置了用于除去水中盐碱物质的软水器，从而降低水的硬度，以满足包括盐碱地区在内的各地区水质净化直饮需求；通过设置水量水费监测系统，由NB-IOT计费终端将水量信息经NB-IOT水表云端服务器传输至NB-IOT水表收费系统，无需人工逐一抄录水表，提高了水量统计和计算效率，降低了管理难度，并且缩短了水费统计周期。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中管道直饮水系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中管网系统的结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例中水量水费监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型针对传统直饮水净化系统缺少对盐碱物质的处理，使得净化系统不适于盐碱地区饮水净化的需求，以及水表抄录繁琐，作业效率低下的技术问题，提供了一种能够对原水进行深层净化，去除水中颗粒杂质和溶盐物质，可适应包括盐碱地区在内的大多数区域的直饮水净化的管道直饮水系统，该管道直饮水系统还通过NB-IOT网络在线计费取代人工抄录水表，降低了水量读取和计费难度，缩短了水费统计周期。

具体的，请结合图1至图3，本实施例的管道直饮水系统包括管网系统100、水质监测系统200以及水量水费监测系统300；管网系统100包括与住户端各生活用水端口连通的自来水供水管道110、与住户端各直饮水端口连通的直饮水供水管道120、以及对住户端直饮水进行回流传输的直饮水回水管道130，还包括与自来水供水管道110连通并用于存储自来水的原水箱140、用于净化原水箱140来水的制水机组150、与直饮水回水管道130连通并用于存储制水机组150输出的直饮水的净水箱160、与直饮水供水管道120连通并用于将直饮水送入住户端的恒压供水机组170；制水机组150包括通过管道顺序连通并填充有砂粒的砂滤器151、填充有活性炭的炭滤器152、用于去除水中盐碱离子的软水器153、精滤器154、反渗透/纳滤主机155以及控制制水机组150各设备工作的电控箱，本实施例中，电控箱采用西门子S7-200 SMART的PLC控制器，并设置AD模块(模拟数字转换器)。

自来水供水管道110与城市管网中的自来水管连通，并将自来水供水管道110内的水部分分流给原水箱140，以便为原水箱140提供待深层净化的原水。本实施例中，管网系统100还包括设置在原水箱140与砂滤器151之间并用于将原水泵入砂滤器151的原水泵156。原水箱140采用食品级304不锈钢制成，其用于管网自来水的储存和缓冲，即储存自来水用，并在自来水供水不足时提供临时水源，同时保护原水泵156高效运转。原水箱140的输入端设有水泵，在城市公共管网进水经自来水供水管道110分流至原水箱140，且水位达到最高限时，水箱进水浮球阀关闭，水泵停止工作；水位下降至最下限时进水浮阀打开，水泵开始工作，以向原水箱140通水。

本实施例中，原水泵156采用轻型卧式多级离心泵，原水泵156中的过流零部件均采用304或316L不锈钢制成，避免采用劣质钢材造成的钢材中的重金属析出问题，以保证用水安全。

本实施例中，砂滤器151用于对原水进行初滤，砂粒填充在砂滤器151内并形成层叠交错的过滤层，以去除原水中的大颗粒杂质。具体的，砂滤器151内填充的砂粒为石英砂，石英砂的硬度、耐磨性以及化学稳定性较好，可避免砂粒在原水冲击下破损或产生灰粒杂质；砂滤器151的罐体则采用食品级304不锈钢制成。在原水通过石英砂形成的滤层时，砂滤器151内的滤料从上到下、由小到大依次排列，当水经滤层时，水中部分的固体悬浮物质进入上层滤料形成的微小眼孔，受到吸附和机械阻留的作用被滤料的表面层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥作用，在滤层表面形成一层类似薄膜结构，继续过滤着水中的悬浮物质，即在滤料表面层进行薄膜过滤。当水进入中间滤层时，同样存在薄膜过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，将水中的细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步净化。

炭滤器152通过活性炭颗粒吸附原水中较小粒径的杂质。优选的，本实施例中，活性炭颗粒为过滤效果好的果壳活性碳滤料；炭滤器152的罐体采用食品级304不锈钢。软水器153用于去除水中溶解的盐碱物质，具体利用钠型阳离子交换树脂去除水中钙镁离子，降低原水硬度，以达到软化硬水的目的，从而避免碳酸盐在管道、容器、锅炉产生结垢现象。本实施例中，管网系统100还包括与软水器153连通并向软水器153提供盐水的盐箱157。

精滤器154即精密过滤器，其罐体由食品级304不锈钢制成，精滤器154的罐体内设有滤芯，滤芯包括芯柱以及逐圈围设在芯柱上的PP棉微孔膜，PP棉微孔膜的孔隙大小可达到0.22微米，以滤除水中粒径大于0.22微米的杂质。本实施例中，设置精滤器154的目的在于防止粒径较大的颗粒物在进入反渗透/纳滤主机155后造成反渗透膜堵塞，因此，本实施例的精滤器154又称为保安过滤器。

一实施例中，制水机组150还包括用于将精滤器154输出的水送入反渗透/纳滤主机155的增压泵，增压泵用于提升原水供水压力，满足后续处理设备正常运行需要的压力和流量，以解决管网供水压力不稳定的问题，在为过滤设备提供强劲动力的同时起到保护设备的目的。本实施例中，增压泵为轻型立式多级离心泵，其过流零部件均由304或306L不锈钢制成。

反渗透/纳滤主机155即反渗透过滤器，其设置反渗透膜，以压力差为推动力，从而从溶液中分离出溶剂。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的溶剂。本实施例中，反渗透/纳滤主机155的反渗透膜为陶氏反渗透膜，其膜元件为螺旋卷式结构，由多叶膜袋组成，每一叶膜袋由两片膜正面相背的膜片、置于两片膜片间的产品水流道和放置在膜表面的湍流网格状进水流道组成，该膜袋三边用胶粘剂密封，第四边开口于有孔的产水收集管上。与其它元件结构，如管式、板式和中空纤维式相比，具有水流分布均匀、耐污染程度高、更换费用低、外部管路简单、易于清洗维护保养和设计自由度大等许多优点。

净水箱160用于存储经净化或从住户端回流的直饮水。为了保证饮水安全，净水箱160为无菌水箱，其采用食品级镜面不锈钢制成。当净水箱160的水位达到最高限时，净水箱160的进水浮球阀关闭，反渗透/纳滤主机155停止工作；水位下降至最下限时进水浮阀打开，反渗透/纳滤主机155开始工作。

一实施例中，恒压供水机组170包括PLC控制柜171、与PLC控制柜171电连接的变频供水泵172、分别与PLC控制柜171和变频供水泵连接的PID控制器。其中，变频供水泵172为离心泵，恒压供水机组170还包括连接直饮水供水管道120和净水箱160的若干阀门和钢管道。本实施例中，通过变频供水泵172与PID控制器(即比例-积分-微分控制器)的配合，实现了水泵的PID闭环控制，使得变频供水泵172在PLC控制柜171的控制下，始终以恒定压力向住户端供水。进一步的，本实施例的恒压供水机组170采用高低分区送水，以有效缓解恒压泵的输送压力，另外，通过高低分区送水的方式，可以有效减少直饮水在管道里的停留时间，里面直饮水因长期在管道内停留受到的污染。另外，本实施例的管网系统100包括两组恒压供水机组170，其中一组恒压供水机组170用于将净水箱160内的直饮水送至住户端，另一组恒压供水机组170作为备用，以及时响应在用恒压供水机组170的故障问题，保证住户端的直饮水需求。

一实施例中，管网系统100还包括用于向净水箱160通入臭氧的臭氧发生器180，臭氧发生器180将产生的臭氧经由管路输送到净水箱160中，管路末端安装钛合金曝气器将臭氧快速均匀地溶解到水中，通过氧原子的氧化作用破坏微生物膜的结构，以实现快速杀菌的作用。另外，臭氧在溶解于水中后，其消毒能力可维持两个小时左右，从而维持净水系统的内循环，即直饮水从直饮水回水管道130回到净水箱160的过程是无菌的，以避免直饮水受到污染。另外，净水箱160与恒压供水机组170之间设有紫外线杀菌器190。优选的，本实施例的紫外线杀菌器190选用管道式紫外线杀菌器190，以杀灭由净水箱160输出的直饮水中的细菌。进一步的，直饮水供水管道120上还设有微滤器121，该微滤器121用于滤除直饮水在经恒压供水机组170传输后，从恒压供水机组170以及直饮水供水管道120内携带的杂质；直饮水回水管道130上设有回水精滤器，用于滤除直饮水在直饮水回水管道130传输过程中携带的杂质。

水质监测系统200包括用于监测原水箱140内原水水质的原水在线检测柜210、用于监测净水箱160内直饮水水质的净水在线检测柜220。具体的，原水在线检测柜210包括原水监测主机以及分别与原水监测主机点连接的第一PH计、第一电导率检测仪、第一浊度检测仪以及第一水质余氯检测仪，原水监测主机接收第一PH计、第一电导率检测仪、第一浊度检测仪以及第一水质余氯检测仪传递的电信号，以实时监测原水箱140内的原水水质，包括对PH值、电导率、浊度和余氯等指标及参数的监测。净水在线检测柜220包括净水监测主机以及分别与净水监测主机点连接的第二PH计、第二电导率检测仪、第二浊度检测仪以及第二水质余氯检测仪，净水监测主机接收第二PH计、第二电导率检测仪、第二浊度检测仪以及第二水质余氯检测仪发送的电信号，以实时监测净水箱160内的直饮水水质，包括对PH值、电导率、浊度和余氯等指标及参数的监测。

水量水费监测系统300包括设置在住户端并与恒压供水机组170的输出端连接的NB-IOT计费终端310、与NB-IOT计费终端310通过NB-IOT通讯的NB-IOT水表云端服务器320、与NB-IOT水表云端服务器320通讯连接的NB-IOT水表收费系统330。进一步的，NB-IOT计费终端310包括定位模块311、电控水阀312、NB-IOT水表313以及与NB-IOT水表云端服务器320通信的物联网模块314，NB-IOT水表云端服务器320由NB-IOT水表服务商提供。另外，本实施例中，水量水费监测系统300还包括控制单元315，定位模块311、电控水阀312、NB-IOT水表313以及物联网模块314分别与控制单元315连接，NB-IOT计费终端310通过物联网模块314与NB-IOT水表云端服务器320通讯连接，控制单元315为单片机，单片机的IO口上设有串口模块，NB-IOT水表通过串口模块与单片机连接；电控水阀312为电磁驱动阀门，单片机通过继电器控制电控水阀312；物联网模块314为NB-IOT模块，NB-IOT模块与单片机串口连接，利用移动网络将NB-IOT计费终端310与NB-IOT水表云端服务器320进行信息交互。具体的，NB-IOT水表313通过NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT，窄带局域网)与NB-IOT水表云端服务器320通讯连接，如此，无需工作人员逐一上门抄录水表，可由NB-IOT水表将用水数据以及定位模块311发送的定位数据通过NB-IOT直接发送到NB-IOT水表云端服务器320的数据库，以减少水量统计的工作量。

NB-IOT水表收费系统330在接收由NB-IOT水表云端服务器320发送的水表数据后自动计费，并在住户端的用水量超出预存水费时，向单片机发送指令，进而向与定位信息对应的电控水阀312发送指令，以控制电控水阀312关闭。另外，一实施例中，水量水费监测系统300还包括通过第三方平台与NB-IOT水表收费系统330通信的移动终端340，如此，可通过移动终端的APP进行水费充值以及用水量和剩余水费的查询等服务。

实施本实用新型的管道直饮水系统，在制水机组150中设置了用于滤除不同粒级杂质的砂滤器151、炭滤器152、精滤器154以及反渗透/纳滤主机155，还设置了用于除去水中盐碱物质的软水器153，从而降低水的硬度，以满足包括盐碱地区在内的各地区水质净化直饮需求；通过设置水量水费监测系统300，由NB-IOT计费终端310将水量信息经NB-IOT水表云端服务器320传输至NB-IOT水表收费系统330，无需人工逐一抄录水表，提高了水量统计和计算效率，降低了管理难度，并且缩短了水费统计周期。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种管道直饮水系统，其特征在于，包括管网系统、水质监测系统以及水量水费监测系统；

所述管网系统包括与自来水供水管道连通并用于存储自来水的原水箱、用于净化原水箱来水的制水机组、与直饮水回水管道连通并用于存储制水机组输出的直饮水的净水箱、与直饮水供水管道连通并用于将直饮水送入住户端的恒压供水机组；所述制水机组包括通过管道顺序连通并填充有砂粒的砂滤器、填充有活性炭的炭滤器、用于去除水中盐碱离子的软水器、精滤器、反渗透/纳滤主机以及控制制水机组各设备工作的电控箱；

所述水质监测系统包括用于监测原水箱内原水水质的原水在线检测柜、用于监测净水箱内直饮水水质的净水在线检测柜；

所述水量水费监测系统包括设置在住户端并与恒压供水机组的输出端连接的NB-IOT计费终端、与所述NB-IOT计费终端通过NB-IOT通讯的NB-IOT水表云端服务器、与NB-IOT水表云端服务器通讯连接的NB-IOT水表收费系统。

2.根据权利要求1所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述管网系统还包括设置在原水箱与砂滤器之间并用于将原水泵入砂滤器的原水泵。

3.根据权利要求2所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述管网系统还包括与软水器连通并向软水器提供盐水的盐箱。

4.根据权利要求3所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述管网系统还包括用于向净水箱通入臭氧的臭氧发生器。

5.根据权利要求4所述的管道直饮水系统，其特征在于，净水箱与恒压供水机组之间设有紫外线杀菌器。

6.根据权利要求5所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述直饮水供水管道上还设有微滤器；所述直饮水回水管道上设有回水精滤器。

7.根据权利要求6所述的管道直饮水系统，其特征在于，原水在线检测柜包括原水监测主机以及分别与原水监测主机点连接的第一PH计、第一电导率检测仪、第一浊度检测仪以及第一水质余氯检测仪；所述净水在线检测柜包括净水监测主机以及分别与净水监测主机点连接的第二PH计、第二电导率检测仪、第二浊度检测仪以及第二水质余氯检测仪。

8.根据权利要求7所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述恒压供水机组包括PLC控制柜、与PLC控制柜电连接的变频供水泵、分别与PLC控制柜和变频供水泵连接的PID控制器。

9.根据权利要求8所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述NB-IOT计费终端包括定位模块、电控水阀、NB-IOT水表以及与NB-IOT水表云端服务器通信的物联网模块。

10.根据权利要求9所述的管道直饮水系统，其特征在于，所述水量水费监测系统还包括通过第三方平台与所述NB-IOT水表收费系统通信的移动终端。

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