本发明涉及纯水处理技术领域，具体涉及一种民用纯水机及纯水处理方法。
背景技术：
随着人们对安全饮水的重视程度越来越高，国内出现了由众多厂家生产的民用小型纯水机，它们大多采用低压反渗透膜技术，主要采用封闭式结构,由第一级pp棉保安过滤器，第二级活性炭过滤器，第三级pp棉保安过滤器，高压水泵，反渗透膜组件，后置活性炭过滤器，压力纯水桶构成。在实际使用过程中，纯水回收率一般仅能达到18～20％，纯水与排放浓水比一般为1:3～4，导致大量的可用自来水直接排放入下水道，对水资源造成浪费。
自来水中含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质，悬浮物主要是泥沙及铁锈等无机物微粒、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒，溶解性物质主要是易溶盐(如氯化物、碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐)金属氧化物，酸碱等。在制水过程中这些物质容易造成不同形式的反渗透膜污染(微生物污染、化学污染、颗粒和胶体污染)，其中微生物污染是造成反渗透膜污染中最严重的一种。生物污垢的形成将会降低反渗透系统性能、减少反渗透膜的使用寿命、导致出水菌群超标，而简单的冲洗流程是无法消除生物污染的。在传统的纯水机的结构中，第二级活性炭过滤器，主要用于处理这些有机污染物，但通常在使用一个月内，活性炭的孔隙基本就被微生物膜堵塞，失去吸附余氯及有机物的作用，成为一个菌群载体，由于全封闭的水机无法进行化学淸洗，所以绝大多数的民用纯水机的反渗透膜一般都污染严重。产水率不及理论值的一半，而且出水的品质不好，导电度、细菌含量均偏高于大型工业反渗透处理系统的出水指标(如娃哈哈纯净水及各类品牌桶装水)。因此有必要对民用反渗透纯水机及纯水处理方法进行改进和优化，从而提升民用纯水机的制水效果。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种节水型纯水机，通过制水前先冲洗反渗透膜组件，以及反复回收仍具有回收价值的排放浓水，大幅度降低了水资源的浪费，提高了纯水回收率，改善了纯水出水的水质；采用了两级过滤处理，就能使纯水水质高于市面主流纯水机的处理效果，大大简化了纯水机的结构，减少了纯水机的故障点，延长了纯水机的寿命，降低了使用成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括开放式生水箱，进水电磁阀，高压水泵，pp棉保安过滤器，反渗透膜组件，带废水比排水电磁阀，浓水回用电磁阀，浓水排放电磁阀，产水排放电磁阀，纯水压力桶，控制器。
所述开放式生水箱的进水口通过进水电磁阀与进水管路连接，接收由进水管路注入的生水。
所述高压水泵的进水端与所述开放式生水箱的出水口连接。
所述pp棉保安过滤器的进水端与所述高压水泵的出水端连接。
所述反渗透膜组件的进水口与所述pp棉保安过滤器的出水端连接；所述反渗透膜组件的出水口分为产水端和浓水端；其中，所述浓水端与带废水比排水电磁阀的进水端连接；所述带废水比排水电磁阀的出水端通过四通接头分别连接浓水回用电磁阀、浓水排放电磁阀和产水排放电磁阀；所述浓水回用电磁阀与所述开放式生水箱的进水口连接；所述浓水排放电磁阀出水端与排水管路连接；所述产水端与所述产水排放电磁阀和止回阀的进水端连接。
所述纯水压力桶的入水口与所述止回阀的出水端连接；所述止回阀与所述纯水压力桶的入水口之间设置有纯水压力桶压力开关，用于检测所述纯水压力桶纯水是否装满。
所述控制器通过导线分别与所述进水电磁阀、所述高压水泵、所述带废水比排水电磁阀、所述浓水回用电磁阀、所述浓水排放电磁阀、所述产水排放电磁阀连接。
所述开放式生水箱中设置有生水箱液位计，所述生水箱液位计通过导线与所述控制器连接，用于检测生水箱的水位。
所述开放式生水箱与高压水泵之间设置有生水导电度计，所述生水导电度计通过导线与所述控制器连接，用于检测生水的导电度。
所述反渗透膜组件的进水口处设置有反渗透膜入口压力开关，所述反渗透膜入口压力开关通过导线与所述控制器连接，用于检测反渗透膜是否被污染；所述反渗透膜组件的出水口的产水端设置有产水导电度计，所述产水导电度计通过导线与所述控制器连接，用于检测产水是否合格以及反渗透膜是否出现破损，及时提醒用户进行反渗透膜的更换。
由于本发明采用的生水箱是开放式的，用户可以根据反渗透膜入口压力开关的压力，方便的对纯水机的反渗透膜加药清洗，及时实现灭菌除藻，从而有效解决了反渗透膜生物污染的问题。
本发明的纯水处理方法是：
第一步：打开所述进水电磁阀，生水进入所述开放式生水箱，将所述开放式生水箱注满；
第二步：关闭所述进水电磁阀，启动所述高压水泵，打开所述带废水比排水电磁阀、浓水回用电磁阀、产水排放电磁阀，生水经高压水泵加压后进入所述pp棉保安过滤器，经所述pp棉保安过滤器处理后的生水进入所述反渗透膜组件，对所述反渗透膜组件进行冲洗，冲洗水返回所述开放式生水箱；
第三步：关闭所述带废水比排水电磁阀，在所述带废水比排水电磁阀的作用下所述反渗透膜组件开始产水，初期产水通过所述产水排放电磁阀、浓水回用电磁阀返回所述开放式生水箱；
第四步：当所述产水导电度计检测到产水水质达标时，关闭所述产水排放电磁阀，这时所生产的纯水经所述止回阀存入所述纯水压力桶，储藏备用；
第五步：所述开放式生水箱中的生水经过不断的浓缩消耗，当所述开放式生水箱中的生水导电度达到预定的排放值时，所述控制器控制所述浓水排放电磁阀打开，关闭所述浓水回用电磁阀，反渗透浓水经所述浓水排放电磁阀由所述排水管路直接排放，不再循环至所述开放式生水箱；
第六步：待所述开放式生水箱中的浓水排放完毕后，所述进水电磁阀重新打开，将所述开放式生水箱注满新鲜的生水，关闭所述进水电磁阀；
第七步：此时关闭所述浓水排放电磁阀，打开所述浓水回用电磁阀，所述反渗透膜组件的浓水重新循环至所述开放式生水箱进行循环使用，直至所述开放式生水箱中的生水导电度达到排放值，重复第五步至第七步的动作；
第八步：如此反复，直至所述纯水压力桶注满，所述纯水压力桶压力开关动作，控制器控制纯水机停机。
所述第二步中对所述反渗透膜组件进行冲洗的时间为30～60s。
所述第四步中产水水质由产水导电度计检测。
所述第五步中开放式生水箱中的生水导电度由生水导电度计检测。
本发明的有益效果是：
(1)目前市场上主流纯水机的纯水回收率为20～25％左右，每制作1l纯水，使用4～5l生水，需排放3～4l浓水。本发明通过采用开放式生水箱，以及带废水比排水电磁阀和浓水回用电磁阀，以及浓水回用电磁阀和浓水排放电磁阀形成的浓水循环回收回路，反复回收反渗透膜组件所排放的仍具有回收价值的排放浓水，直至生水箱中的生水含盐量，经检测达到必须排放的标准时，才不再回收反渗透膜组件所排放的浓水，从而使纯水回收率达到75％以上。每制作1l纯水，使用1.33l生水，仅排放0.33l浓水，浓水排放量是普通纯水机的1/10。
(2)市面主流纯水机一般设置有第一级pp棉保安过滤器，第二级活性炭过滤器，第三级pp棉保安过滤器，反渗透膜组件，后置活性炭过滤器五级过滤处理。本发明通过采用pp棉保安过滤器和反渗透膜组件两级过滤处理；同时通过对反渗透膜组件的冲洗回路，在纯水机制水开始时，先对反渗透膜组件进行冲洗一定时间，就能使纯水水质高于市面主流纯水机的处理效果。从而，简化了纯水机的结构，提高了纯水出水水质，减少了纯水机的故障点，延长了纯水机的寿命。
(3)由于本发明的纯水机生产同样数量的纯水所需使用的生水是其它类型的纯水机所需生水的1/3，生水中所含的污染物的总数量也自然同比例减少，pp棉保安过滤器和反渗透膜组件的污染程度也同比例的下降，因此使其寿命延长3倍以上，从而减少了更换pp棉保安过滤器和反渗透膜组件的频次，降低了使用成本。
(4)出水水质能在控制器上实时显示，当产水导电度超标时，表示反渗透组件已经损坏，用户可及时进行更换，从而保证饮水安全。
(5)通过采用了开放式生水箱，用户可以方便的实现对纯水机加药化学清洗，实现灭菌除藻，从而有效解决了反渗透膜生物污染的问题。
附图说明
图1中，1-进水电磁阀，2-开放式生水箱，3-生水箱液位计，4-生水导电度计，5-高压水泵，6-pp棉保安过滤器，7-反渗透膜入口压力开关，8-反渗透膜组件，9-产水导电度计，10-纯水压力桶压力开关，11-纯水压力桶，12-止回阀，13-产水排放电磁阀，14-带废水比排水电磁阀，15-浓水回用电磁阀，16-浓水排放电磁阀，17-控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
为了提高纯水机的纯水回收率，降低大量水资源的浪费，同时为了改善现有纯水机的纯水出水水质，降低反渗透膜的污染程度，本发明提出了一种节水型纯水机，采用开放式生水箱，以及对反渗透膜组件的冲洗回路和浓水循环回收回路，实现了出水水质高，废水排放量小的效果，可以使纯水回收率达到75％以上，纯水出水水质含盐量低于10mg/l。
本发明提出的节水型纯水机如图1所示，由进水电磁阀1，开放式生水箱2，生水箱液位计3，生水导电度计4，反渗透膜入口压力开关7，高压水泵5，pp棉保安过滤器6，反渗透膜组件8，带废水比排水电磁阀14，浓水回用电磁阀15，浓水排放电磁阀16，产水导电度计9，产水排放电磁阀13，止回阀12，纯水压力桶压力开关10，纯水压力桶11及控制器17组成。
开放式生水箱2上端设置有进水口，进水口通过进水电磁阀1与进水管路连接，接收由进水管路注入的生水；开放式生水箱2中设置有生水箱液位计3，用于检测生水箱的水位，确保水箱注满水时，控制器17控制进水电磁阀1关闭。
高压水泵5的进水端与开放式生水箱2的出水口连接，两者之间设置有生水导电度计4，用于检测开放式生水箱2出水的导电度。
高压水泵5的出水端与pp棉保安过滤器6进水端连接。pp棉保安过滤器6出水端与反渗透膜组件8的进水口连接，它们之间设置有反渗透膜入口压力开关7，用于检测反渗透膜组件8中的反渗透膜是否被污染或堵塞，提醒用户及时对纯水机进行加药冲洗反渗透膜。当反渗透膜被污染后压力会升高，产水量将下降。此时，由于本发明采用的生水箱是开放式的，用户可以方便的加药，对反渗透膜进行清洗，及时实现灭菌除藻，从而有效解决了反渗透膜生物污染的问题。
反渗透膜组件8的出水口分为产水端和浓水端，产水端出口设置有产水导电度计9，用于检测产水的导电度以及反渗透膜是否破损。当产水水质达到标准值时，产水将经止回阀12存入纯水压力桶11。反渗透膜组件8的出水口的产水端通过三通接头分别与产水排放电磁阀13和止回阀12的进水端连接；浓水端与带废水比排水电磁阀14的进水端连接。
带废水比排水电磁阀14的出水端通过四通接头分别连接浓水回用电磁阀15和浓水排放电磁阀16的进水端，以及产水排放电磁阀13的出水端。浓水回用电磁阀15的出水端与开放式生水箱2的进水口连接；浓水排放电磁阀16出水端与排水管路连接。从而形成了由开放式生水箱2、高压水泵5、pp棉保安过滤器6、反渗透膜组件8、带废水比排水电磁阀14、浓水回用电磁阀15组成的，以及由开放式生水箱2、高压水泵5、pp棉保安过滤器6、反渗透膜组件8、产水排放电磁阀13、浓水回用电磁阀15组成的两条并列的回路。当在纯水机启动开始时，形成的是对反渗透膜组件8的冲洗回路；当反渗透膜组件8产水初期时，形成的是浓水循环回收回路。
当纯水机开始进行正常制水时，先通过冲洗回路对纯水机闲置时积累在反渗透膜组件8上的生物污垢、微生物污染源进行反复冲洗，确保反渗透膜组件8反渗透性能效果最佳，使得纯水的出水水质高。
在反渗透膜组件8产水初期时，水质较差，导电度和细菌含量较高，通过浓水循环回收回路，反复回收反渗透膜组件8所排放的仍具有回收价值的排放浓水，直至开放式生水箱2中的生水含盐量经检测达到必须排放的标准时，才不再回收反渗透膜组件8所排放的浓水，从而使纯水回收率达到75％以上。每制作1l纯水，使用1.33l生水，仅排放0.33l浓水，废水排放量是普通纯水机的1/10。
纯水压力桶11的入水口与止回阀12的出水端连接；止回阀12与纯水压力桶11的入水口之间设置有纯水压力桶压力开关10，用于检测纯水压力桶11纯水是否装满。当纯水压力桶11装满时，控制器17控制纯水机停止制水。纯水压力桶11入水口同时与水龙头相连。
控制器17通过导线分别与进水电磁阀1、高压水泵5、带废水比排水电磁阀14、浓水回用电磁阀15、浓水排放电磁阀16、产水排放电磁阀13、生水导电度计4、产水导电度计9、反渗透膜入口压力开关7、纯水压力桶压力开关10连接以实现对其进行输入输出信号的控制。
所应说明的是，上述装置之间均是通过日常生活用水管道常用的水管、直角接头、三通和四通接头等接头实现连接。
所应说明的是，生水和产水的导电度也可人工手动检测，本发明采用了控制器自动检测，实时显示，实现自动化控制，提高了纯水机的自动化程度。
本发明进行纯水处理的方法如下：
第一步：当纯水机开始进行正常制水时，控制器17控制进水电磁阀1打开，自来水注入开放式生水箱2，此时为未处理的生水；
第二步：当开放式生水箱2注满水时，生水箱液位计3发出水箱已满信号，控制器17接收到生水箱液位计3发出的水箱满信号时，关闭进水电磁阀1，启动高压水泵5，打开带废水比排水电磁阀14、浓水回用电磁阀15、产水排放电磁阀13。生水经高压水泵5加压后进入pp棉保安过滤器6，经pp棉保安过滤器6处理后的生水进入反渗透膜组件8，对反渗透膜组件8进行冲洗，冲洗水通过反渗透膜组件8出水口的浓水端的带废水比排水电磁阀14和浓水回用电磁阀15，以及反渗透膜组件8出水口产水端的产水排放电磁阀13和浓水回用电磁阀15分别返回开放式生水箱2，如此反复，冲洗时间为45秒，反渗透膜组件冲洗结束；
第三步：关闭带废水比排水电磁阀14，在带废水比排水电磁阀14的作用下反渗透膜组件8开始产水。反渗透膜组件8的产水初期，水质较差，导电度和细菌含量较高，这一阶段所产生的产水通过产水排放电磁阀13和浓水回用电磁阀15回流到开放式生水箱2中；
第四步：控制器17通过产水导电度计9检测反渗透组件8的产水导电度，当导电度小于20μs时水质达标，控制器17关闭产水排放电磁阀13，这时生产的产水即为纯水，经止回阀12存入纯水压力桶11，储藏备用；
第五步：开放式生水箱2中的生水经过不断的产水浓缩消耗，当开放式生水箱2中的生水导电度计4显示达到700μs时，控制器17控制浓水排放电磁阀16打开，关闭浓水回用电磁阀15，反渗透浓水经浓水排放电磁阀16由所述排水管路直接排放，不再循环回收至开放式生水箱2；
第六步：待开放式生水箱2中的浓水排放完毕后，进水电磁阀1重新打开，向开放式生水箱2注入新鲜的生水，注满后关闭进水电磁阀1；
第七步：此时关闭浓水排放电磁阀16，打开浓水回用电磁阀15，反渗透组件8的浓水重新循环至开放式生水箱2进行循环使用，直至开放式生水箱2中的生水导电度计4达到排放值700μs，重复第五步至第七步的动作；
第八步：如此反复，直至纯水压力桶11注满，纯水压力桶压力开关10断开，控制器17控制纯水机停止制水；
随着用户对纯水的消耗，纯水压力桶11压力随之下降，纯水压力桶压力开关10重新闭合，控制器17控制水机继续进行制水。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。