净水处理设备的制作方法

本发明涉及净化水的相关设备。

背景技术：

目前市场上有各种各样的净水设备，一般来说，这些水净化设备大都是采用过滤层过滤水的方式，即通过薄膜过滤层去掉水中杂质的方式。通过约10μm孔隙的过滤膜細孔，将水和浑浊颗粒进行分离。

另外，还有一类的是利用活性炭吸着水中不纯物的净水设备。活性炭可以利用很多细孔吸收有机物等杂质。但是，活性炭一般被认为是非极性物质，吸附离子的效率很低。但是近几年来，对活性炭的金属离子吸附作用的研究有很多新的结果。

专利文献里面，有使用过滤膜进行过滤处理的过滤器容器类型，还有装填过滤碳的碳过滤器容器的类型，还有以上两种过滤原理兼用的过滤器类型。

日本专利2004－016893号技术，用过滤膜在处理污染水时，经常会出现一些不纯物过大过多而超过滤膜过滤能力，而造成过滤网堵塞的现象，另外，为了保持过滤膜良好的性能，还要经常调整适合过滤的水压，要很好地解决过滤效果的话，还要经常定期地更换过滤膜。

除过滤膜外，人们还经常使用活性炭处理污水，但是它比使用逆过滤膜的过滤方式相比，除去不纯物的效率往往很低，另外，活性炭对不纯物的吸附量也非常有限，使用者往往在活性炭的吸附作用达到了饱和状态以前，为了维持活性炭的过滤效果，需要更换活性炭或者对活性炭进行逆清洗。

技术内容

本发明的目的，是对应不同的水压和污染度，为顾客提供有高效率净水处理能力的净水设备，本发明不仅高效率，而且能有效的重复使过滤材料，大大降低了水处理的运转成本。

本发明的净水设备为了达到上述净水效果，有如下配套设备。

有原水流入的原水导入管。有陶瓷处理器，它容量的60％～80％都装有球状陶瓷，这个陶瓷处理器内的水流可以从下方向上方倒流。

有活性炭容纳器，容器内60％～80％的空间内，都放入了粒状或粉末状的矿物质活性炭。

有活性炭处理器，处理水经过陶瓷处理器处理后又流入活性炭处理器进行处理。

有第一组切换阀门，它控制活性炭收容器水流方向，即水流是从上向下流动，还是使水流从下向上的流动。

有储存处理水的蓄水箱。用于暂时保留处理水。这个处理水是在活性炭容纳器里从上方向下方流动，经过活性炭处理器处理流出来的。

有水流管道切换器，它的作用是决定从原水导入管流过来的原水流入陶瓷处理器，还是储水箱的处理水流入陶瓷处理器。

有控制切换的控制系统，它主要是控制第一组切换阀和第二组切换阀，由控制系统来决定净水设备工作状态，即是处在净化原水的工作状态，还是处在清洗活性炭的逆清洗工作状态。

控制系统；净水模式时，控制第一组的转换阀和第二组的转换阀，使原水在陶瓷处理器里从下方向上方流动，之后，在活性炭容纳器里从上方向下方流动，然后作为净水处理后的合格水从活性炭处理器里向外排出。逆洗净模式时，控制第一组的转换阀和第二组的转换阀，将储水箱保存的净水处理后的水，流入陶瓷处理器里经过从下方向上方流动后，再经过活性炭容纳器里从下方向上方的流动，然后作为排除水，从活性炭处理器里向外部排出来。

本发明净水装置的净水模式如下：首先是将处理水在陶瓷处理器里进行处理，在陶瓷处理器里放置的陶瓷球在处理水的压力下，会急速滚动并相互撞击，这时，陶瓷球的滚动相互撞击会使水里产生电和化学作用，利用这样的物理原理，能够很容易的使水里的杂质结构发生变化，杂质物质变成容易分离的状态，形成这种状态下的处理水，在经过活性炭处理时，很容易的在活性炭处理器内被净化处理，进而提高处理水的净化处理的质量和效率，另外，处理水经过陶瓷球在容器内的物理化学作用的处理，再流入活性炭处理器以后，不纯物很容易地被粒状或粉状的活性炭吸附。

净水模式作业时，处理水活性炭处理器里的流动方向是从上向下流动，因而里边的活性炭因水压而处于被压缩的状态，活性炭受水的压力的影响，可以进行过滤并且吸附脏水中的不纯物。

在活性炭水处理时，处理水的水压如果大的话，活性炭所受的压力也会增大，同时活性炭对处理水的阻力也会增大，因此，处理水的流量不会因水压增高而变快，反之，处理水的水压变小的话，活性炭的压缩力变小，对处理水的阻力也变小，因此，处理水的流量不会因水压变低而流的更慢。

另外，处理水在活性炭或者沉积物中流动，随着水处理作业，活性炭的上层会附着许多堵塞物和杂质，但是越往下堆积物和杂质越少，在水处理过程中，即使活性炭上部有杂物，但是处理水在通过向下流动的过程中，水能够在活性炭的中下部没有杂质和堵塞物的地方被渐渐的净化处理，根据以上的原理，只要活性炭沉积部分有一定的厚度和宽度的话，无论处理水的水压高还是低，污染水的污染程度高还是低，本净水设备都有相同效果的净水处理能力，水的质量保证仅仅是控制住活性炭杂质吸着达到饱和度状态的时间问题，由此可知，本净化器能够应对多种水压和多种污染度的水，具有高效率的净水能力。

另外，本发明的净水装置另一个特点是，当在进行逆水洗模式时，已经被处理过得水经过陶瓷处理器槽将被再次净化处理，在陶瓷处理器内，由于球状的陶瓷球互相撞击，对污水产生电和化学的作用，使污水的性质变得经过活性炭处理时，水中的污垢很容易的从活性炭中脱落。另外，处理水流入活性炭处理器进行逆冲洗模式时，处理水在活性炭收容器内从下往上流动，由此作用，因净水作业水压而造成的活性炭压缩力被大大缓解，每个活性炭的间隔孔周围的水流量增大，因而，被活性炭吸附的脏污和杂物会被冲洗掉，这种倒冲洗大流量有很好的活性炭和不纯物的分离效果，这些活性炭沾付的不纯物和杂质会随着大流量的水被顺利的排出净水设备外。

本设备保存在陶瓷处理器里边的陶瓷球可以根据处理水的水压变化而处于可移动状态。再一个是活性炭保存在容器里，是可以随着处理水流动的方向而变化和逆转，随着水流方向变化，活性炭的压缩度也会产生变化。本设备还有一个特点是控制器能按照活性炭处理器的污水处理量或者污水处理时间，自动调整转换净水处理模式或逆冲洗形式。

发明的效果：本发明净水装置对不同水压和不同污染程度的污水都能进行处理，而且有很高的净水能力和净水效果，还能够利用逆清洗方式，避免使用消耗品，高效率的提高活性炭的使用和再生能力。大幅度的降低处理污水的成本。

附图说明

图1构成图表示了本发明净水装置的第1工作状态。

图2a构成图标示了陶瓷处理器的结构和构成。

图2b构成图标示了陶瓷处理器内部的状态和结构。

图3构成图标示了活性炭处理器的结构。

图4构成图标示了净水装置第1工作运转状态中，活性炭逆清洗模式处理水流动情况。

图5构成图标示了本发明第2工作运转状态的净水装置构成图。

符号的说明：

10为陶瓷球处理器，s为陶瓷球，20为活性炭处理器，21为栓体、22为配管，23为过滤器，24为吸排口，k为活性炭，30为貯水箱，40为水泵，51～53为第一组切换阀，54、55为第二组切换阀，61为原水导入管、62～64为配管，65为净水管、66为排水管，70、70a为控制系统。

具体实施方式

关于本发明的工作状态参照图纸详细说明如下：

图1是表示本发明第一工作状态净水装置的构成图；图2a是陶瓷处理器的构成图，图2b是说明陶瓷处理器内部状态的构成图。

本发明的第一工作状态的净水器包括陶瓷处理器10,活性炭处理器20，储水箱30，水泵40，转换阀51-55，导入原水的原水导入管61，连接各设备的配管62-64，排出净化水w1的净水管65，排水管66，控制器70.

原水导入管61是输送没有处理过的原水的配管。

净水管65是处理后的水流注入到外部装置的配管。

排水管66，是在逆清洗模式时，排出清洗活性炭k所使用的处理水w2。

陶瓷处理器10是处理水w产生电和化学作用主要部位，陶瓷处理器10如图2所示，是一个竖立的管体，里面放置很多陶瓷球，陶瓷球直径2.5mm～50mm呈现圆球状，硬度很高。

装入陶瓷处理器10内的陶瓷球s的直径都是一样的，陶瓷处理器10的容量空间里，有60％到80％都是装着这种陶瓷球s。

在水处理过程中，陶瓷处理器10中装满处理水w，处理水w从下方向上对方流动，这样，水流就可以使陶瓷球在管体内可以自由移动。处理水w不流动的话，如1所示，陶瓷球沉积在管体内下部，占管体60％～80％的范围，处理水一旦流动的话，如图2b所示，因水压的作用，陶瓷球在管体内急速的反复撞击，由此产生电和化学的作用。

活性炭处理器20是利用活性炭k吸附处理水w的不纯物的一种装置，活性炭处理器20是比陶瓷处理管体空间直径更大的容器，内装有活性炭k，活性炭k是一种粒状或粉末状的物体。

活性炭处理器20的内部结构如图3所示，由安装配管22和过滤器23组成，另外，在活性炭处理器20的收容器上部，安装有可以排出处理水w的吸排口24，配管22从上部的栓体21通过收容器的中间延伸到收容器的下部，对这个结构本发明没有特别的限制。过滤器23的结构目的是为了固定活性炭的部分，使水流顺利通过，其结构由丝网构成，安放在收容器的下部，和配管22连接，吸排口24没有特别的限制要求，一般它是安装在栓体21上。

活性炭处理器20可以切换处理水w从上向下或者从下向上流动状态。水从上向下流动方式时，处理水w从排水口24流入活性炭处理器20，通过过滤器23和配管24，排放到活性炭处理器20的外边。水从下向上流动时，水流通过过滤器23和配管22，再流入活性炭处理管状装置里，处理水从吸排口24向活性炭处理管20的外部排出。

活性炭处理器20的容器内部，除去配管22和过滤器23以外，剩下那部分就是活性炭收容器，收容器里面放着活性炭k，活性炭处理器20内所放置的活性炭k占内部空间的60％到80％，活性炭k在收容部内是以无固定散放的方式放置。

储水箱30用于暂时保存经过活性炭处理器净化过的水w1，被净化的水w1经过净水管65给外部供水。

水泵40在逆清洗模式时，将净化过的水w1注入陶瓷处理器和活性炭处理器。

切换阀门51-55是控制电气开关的电磁阀，其中，第一组电磁阀51-53是水流转换阀，它的作用是控制处理水w在陶瓷处理器里，是从上向下流动还是从下向上流动，切换阀51-53也可以安装在陶瓷处理器10的栓体21上，切换阀51-53其特点是由三相阀和开关阀组成，三相阀也可以代替两个开关阀，具体的设备使用可以根据结构不同而变更。

第二组切换阀54、55，主要是控制向陶瓷处理器10注入处理水w时，是使用原水还是使用蓄水箱30的水。切换阀54、55其特点是由三相阀和开关阀组成，可以根据需要的结构进行调整。

控制系统70主要是控制水泵40的运转和停止。同时还可以对切换阀51-55进行控制。

下面说明一下洗净方式和逆洗净方式的工作运转状态。

净水模式：

所谓净水方式是指将原水通过本技术进行净化的方式，在本技术的净水方式中，控制系统70通过改变切换阀51-53，来控制处理水w在活性炭处理器20里面的流向，注入方式是处理水从上向下流动的方式，另外，控制系统70可以通过切换阀54,55和水泵40的转换来控制陶瓷处理器的原水供给。

如图1所示，控制系统70主要是用来控制切换阀54的，用于控制原水导入管61和陶瓷处理器10的通断，切断配管64和陶瓷处理器10的通断，另外，控制系统70控制切换阀51，用于控制配管62和活性炭处理器20吸排口24的通断，配管62和配管22之间的通断。另外，控制系统70同样用于控制打开切换阀52，关闭切换阀53，打开切换阀55，使水泵处于非工作状态。

根据以上工作原理，陶瓷处理器10利用原水的水压，将处理水w从陶瓷处理器10的下边向上边注入，陶瓷处理器10比活性炭处理器20的直径小一半以上，在陶瓷处理器里的处理水w的水流速度与活性炭处理装置20相比流速非常快，因此，造成陶瓷球s在容器内剧烈的滚动，反复相互撞击，这样就引起周围流动的处理水产生了电和化学的反应，由于这个电和化学的反应作用，我们认为处理水w里，含有可以简单分离不纯物质的性质。

经过陶瓷处理器10陶瓷球剧烈滚动处理过的处理水w，又被流入活性炭处理装置20里再次进行水处理，在流进活性炭处理器20时，处理水w是从上边的吸排口24流入，水从上向下流经活性炭置放部，再经过下边的过滤器23和配管22后排到设备外边，当处理水w流经活性炭容纳部时，活性炭k受到处理水的压力而变得稍有空隙的压缩，处理水w在受到活性炭阻力的同时，从活性炭k的间隙中流过。

这里，对于处理水w来说，由于受到陶瓷处理器10里陶瓷球剧烈的运动所产生的电和化学的作用影响，使处理水中的不纯物变得非常容易分离，因此，处理水w在活性炭k间隙中流动的过程中，活性炭就会效率非常高的将水中的不纯物吸附沾着，这样，处理水w就被净化。

水在流经活性炭过程中，被分离的不纯物不断地沾付在活性炭w上，其现象是的活性炭的上层不纯物最多，但是越往下不纯物就越少，这样，处理水w仍可以通过中下层活性炭的处理达到净水效果。在水净化处理过程中，活性炭k不会发生搅拌现象，因此附着物在活性炭上层沾附的情况下，仍可以进行净水作业。

经过陶瓷处理装置10净化的水w，水流再经过过滤器23和配管22，从陶瓷处理器10流向储水箱30,储水箱30的水w1能够通过净水管65向外部供水。

净水方式的水处理量在不断增大之后，随之而出现的是在活性炭k上面堆积和附着的不纯物也不断增多，渐渐的活性炭k最上层部分的净水能力开始下降，但是，虽然活性炭最上层的净水能力有所降低，中层到下层的活性炭k仍然维持着较高的净水能力，仍然能够维持很好的净水效果。

对于活性炭净水能力的质量保证周期，本技术可以通过处理水w的水量，水的污染度和活性炭k的量计算出来，根据这个计算结果，本技术的净水装置能够在活性炭处理装置20净水能力下降之前，自动控制系统会转换成活性炭k的逆清洗方式，对活性炭进行再生清洗。

逆清洗方式：

图4是第1工作状态时的净水装置逆清洗方式处理水流动示意图。

所谓逆洗净模式，是将活性炭k表面或内部附着堆积的不纯物质洗净掉的，使活性炭回复水质处理效果的再生运转模式。处于逆洗净方式时，控制系统70控制切换阀54、55及水泵40进行工作转换，使净化处理水w1流向陶瓷处理器10，另外，控制系统70控制切换阀51-53进行转换，使处理水w1从活性炭处理装置的下方流向上方。

如图4具体所示，控制系统70可以控制切换阀54对设备运转进行调整，即切断原水导入管61和陶瓷处理器10之间的水流工作状态，连通配管64和陶瓷处理器10，另外，控制部70可以控制切换阀51，切断配管62和活性炭处理器20的吸排口24之间的连接状态，联接好配管62和配管22，同时，控制系统70关闭切换阀52和55，打开切换阀53，使水泵40处于工作状态。

由此工作控制转换状态，在陶瓷处理器10内，净水处理后的处理水w1依靠水泵40的压力，使水从下向上流动，由于水流会引起陶瓷球s在管状容器内的剧烈滚动，反复地相互撞击，因而引起周围水流处理水w发生电和化学反应，这种电和化学的反应保留在处理后的处理水w1之中，使处理水w具有能够使活性炭沾附的不纯物质简单被冲洗掉的性质。

经过陶瓷处理器10处理过的处理水w1，紧接着注入活性炭处理器20，在活性炭处理器20的设备里，处理水w1通过配管22流入过滤器23，再从活性炭的下部流向上部，从吸排口24将水排向外边，处理水w流过活性炭处理器时，由于处理水w1是向上方的水压，活性炭k的压缩力被缓解，从下边来的水压使每个活性炭之间的间隙扩大。

在这里需要说明的是，由于处理水w经过陶瓷处理器10处理产生的电荷化学作用，能够很容易的使活性炭周围沾着的不纯物脱落，通过处理水冲洗去掉，进一步，由于水流从下向上的倒流，使活性炭k物质之间的间隔扩大，这样就使每个活性炭k周围的水流k更加畅通，更有利于冲洗，由上述工作原理可得知，在处理水的电和化学反应作用下，活性炭k周围堆积和附着的不纯物能够很容易的被冲掉，这些被冲洗的杂物再次高效率地返回到处理水w1之中。

处理水w2流过活性炭k后，再流到活性炭20处理器的上部，这些水会含有很多的不纯物杂质，这时再经过活性炭处理器20的吸排口24和排水管66将它排出到外边，在处理过程中，活性炭k不会出现搅拌的现象，由于这种高效率的洗净处理方式，与净水处理的水量相比，利用非常微少的处理水w1,就可以使活性炭再生，回复到原来的工作状态。

如上所述，本运转状态的净水装置采用陶瓷处理器10和活性炭处理器20的水处理技术，具有很高的净水能力和很好的净水效果，另外，使用活性炭处理器20的净化处理技术，能够对应处理多种水压和多种污染度的污水，在水压不同和污染度不同的情况下，具有相同的净化能力，可以取得相同的净水效果。

如上所述，采用本技术的净化设备可以进行逆冲洗作业，对活性炭处理器20内的活性炭k，使用处理水w1进行从下向上的冲洗作业，值得指出的是，清洗活性炭所用的处理水w1，在逆清洗活性炭以后，再次经过净水处理的话，还可以再返回到陶瓷处理器10，再次作为处理水循环使用，这样，就可以利用逆冲洗技术使活性炭再生使用，大大的提高活性炭的使用率，同时由于水的循环利用，可以节省水资源，大幅度的降低了净水设备的工作运行成本。

第2工作运转状态：

图5表示了本发明第2工作运转状态的净水装置构成图。在第2工作运转状态中，仅仅是控制系统70a和水量积算器71、72的不同，其他的构成和第1工作运转状态相同，在此省略详细说明

第1的水量积算器71，主要用于传输净水处理的积算计测数据信号，例如，对配管63流动的水量进行测量计算，同时要传输计算结果的数值。另外，水量积算器71还能够累计计算活性炭处理器20的净水处理的水量，同时还可以把它安装在其他需要此用途的配管上。

第2水量积算器72，主要是用于传输逆清洗水量的计算测试数据信号，例如，配管66流动的水量计测数据等。另外，水量积算器72还能够累计计算活性炭处理器20的逆清洗所使用的水量，同时还可以按照此用途把它按装在其他配管上。

控制系统70a利用从净水积算器得到的数据，计算上次活性炭k进行再生冲洗后又开始净水作业处理所需的水量，按照这个水量使用量得出一个设定值，使用这个设定值来控制净水设备转换作业方式，即什么时候从净水模式变换成逆洗净模式，设定值的设定是考虑到最差的水处理环境，是假设活性炭k的不纯物吸附偏多这一条件设定的，而且是考虑到在活性炭处理器20水处理能力允许值的范围内而设定的。另外，控制系统70a可以参照上述水量数据的积算，参考时间信息，通过自动切换系统控制活性炭逆洗净作业时间，可以将活性炭逆洗净作业安排到净水处理需要量比较少的夜间。

其次，控制系统70a利用得到的逆洗净水量使用信号数据，对活性炭再生冲洗所使用的水量进行积算，然后把这个积算变成一个设定值，根据这个设定值，来自动切换从逆清洗方式转换成净水方式的时间，这个设定值在设定时就有很大的净水处理时间余地，能够充分保证活性炭k被清洗干净，完全保证净水处理质量。

另外，如果净水装置的处理单位时间是一定的，而且每天净水使用量是一定的情况下，控制系统70a不用水量积算仪，可以根据日数或者时间来决定自动切换逆清洗活性炭的工作程序。另外，控制系统70a可以进行水量积算处理，可以代替水表进行工作。

如上所述，采用第2工作状态的净水装置，可以选择最佳时段进行活性炭逆清洗作业，这样就合理地解决了日常净水作业中，在净水作业繁忙期间，因转换逆清方模式而受到影响的问题。

以上说明了本发明的各结构的运作情况，实际上，本发明并不局限于以上设备结构和工作状态，例如，在本发明结构中，为了从活性炭处理器20下部排出处理水，设计成从活性炭处理器20中间的上部向下延长配管22的结构，但是，也可以设计成在活性炭处理器20的下边接通配管，通过这个配管，从活性炭处理器20的下边将处理水排出的结构，有关其他本发明的细小部分，在不脱离发明目的宗旨的前提下，都可以适当的改进。

以下是净水装置的净水能力和逆冲洗净化能力的相关数据：

净水装置有如下：陶瓷筒状处理设备10(直径300mm，高度1600mm)，活性炭処理槽20(直径約1200mm、高度約2400mm)。

表1表示了本技术的净水处理和逆水洗净处理反复3个月后，净水器实际的净水能力

从表一可知，本技术的净水装置在反复进行净水处理和逆清洗处理以后，仍然保持高净化能力，能够对原污水的溶存物质进行高效率的清除。

在产业上利用的可能性上，本发明能够运用于处理水净化系统。