基于多组离子交换的滤水净化系统及净水器的制作方法

本实用新型涉及净水器技术领域，特别是涉及一种基于多组离子交换的滤水净化系统及净水器。

背景技术：

现有的离子交换净水器大多采用单一的离子交换滤芯分别对阴离子和阳离子进行过滤处理，以达到净水的目的，单组的离子交换滤芯净水速度过慢，不足以支持大通量的用水需求，且离子交换滤芯在工作了一定的时间后需要更换滤芯以维持净水器正常的净水性能，更换成本较高。

因此，针对现有技术不足，提供一种基于多组离子交换的滤水净化系统及净水器。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种基于多组离子交换的滤水净化系统，多组离子交换的滤水净化系统能够同时对原水直接进行脱盐，产生纯水，进一步提高脱盐和产水的效率，还可以反向电解氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，提高滤水净化系统的利用率，减少滤水净化系统的更换频率。

本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现。

提供一种基于多组离子交换的滤水净化系统，设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元同时进行净水，提高脱盐净水效率。

优选的，每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路。通过脱盐水路进行脱盐，通过再生水路进行氢离子和氢氧根离子的电解再生。

优选的，每组脱盐水路设置有阳离子交换单元、阴离子交换单元，阳离子交换单元夹设于第一阳离子交换膜与第二阳离子交换膜之间，阴离子交换单元夹设于第一阴离子交换膜与第二阴离子交换膜之间，第一阳离子交换膜与第一阴离子交换膜相贴。紧密贴合的第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜可以降低电解时的电阻，提高电解的效率。

第一阳离子交换膜、第二阳离子交换膜及阳离子交换单元构成脱盐时的第一脱盐水路，第一阴离子交换膜、第二阴离子交换膜及阴离子交换单元构成脱盐时的第二脱盐水路，原水经过第一脱盐水路、第二脱盐水路后以纯水排出。

再生水路设置有第一再生水路和第二再生水路，第二阴离子交换膜构成第一再生水路的部分结构，第二阳离子交换膜构成第二再生水路的部分结构，再生水依次通过第一再生水路、第二再生水路后以浓水排出。

优选的，离子交换再生单元设置为2-10组。

优选的，多组离子交换再生单元之间并列排列。

优选的，多组离子交换再生单元之间存在共用的第一再生水路，再生水从第一再生水路进入，从每组的第二再生水路分流排出。

优选的，每组离子交换再生单元分别设置有用于电解水的正极板和负极板，正极板设置于每组第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，负极板装配于每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧。

优选的，多组离子交换再生单元之间设置有一个正极板和多个负极板，正极板设置于共用的第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧分别装配一个负极板。

优选的，再生水路中，电解水时对每组离子交换再生单元单独施加电压。

另一优选的，再生水路中，电解水时对多组离子交换再生单元统一施加电压。

优选的，阳离子交换单元设置为阳离子交换树脂。

优选的，阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂或者弱酸性阳离子交换树脂中的一种，或者两者的组合。

优选的，阴离子交换单元设置为阴离子交换树脂。

优选的，阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂或者弱碱性阴离子交换树脂中的一种，或者两者的组合。

本实用新型的一种基于多组离子交换的滤水净化系统，设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元同时进行净水，提高脱盐净水效率。每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路，通过多组离子交换再生单元同时进行脱盐，脱盐过程中不产生废水，脱盐效率高，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，减少滤水净化系统的更换频率。

本实用新型的另一目的在于提供一种基于多组离子交换的滤水净化方法，采用基于多组离子交换的滤水净化系统对原水直接进行脱盐净化，产生纯水，脱盐效率高，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，减少滤水净化系统的更换频率。

本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现。

提供一种基于多组离子交换的滤水净化方法，通过基于多组离子交换的滤水净化系统进行滤水净化，其中滤水净化系统设置有多组离子交换再生单元。

在脱盐过程中，多组再生水路关闭，不施加电解电压，原水通过每组脱盐水路的第一脱盐水路、第二脱盐水路后以纯水排出。

在每组第一脱盐水路中，原水中的待脱盐的盐正离子被阳离子交换单元中的氢离子置换，盐正离子被阳离子交换单元吸附，氢离子被置换出来，置换出来的氢离子随原水进入相应的第二脱盐水路；在每组第二脱盐水路中，原水中的盐负离子被阴离子交换单元中的氢氧根离子置换，盐负离子被阴离子交换单元吸附，氢氧根离子被置换出来；氢氧根离子与氢离子反应形成水，以纯水形式排出。

在再生过程中，多组脱盐水路关闭，施加电解电压，再生水从每组第一再生水路进入，从对应的每组第二再生水路分流排出。

在施加电解电压的条件下，由在脱盐过程下渗透过多组第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜的氢离子、氢氧根离子生成的水在电解电压作用下重新分解成氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子朝正极板移动，在氢氧根离子移动的过程中，透过第一阴离子交换膜进入多组阴离子交换树脂将阴离子交换树脂中的盐负离子置换，在正极板电性吸引下，置换出的盐负离子透过第二阴离子交换膜进入多组第一再生水路。

同时，氢离子朝负极电极移动，在氢离子移动的过程中，透过第一阳离子交换膜进入多组阳离子交换树脂将阳离子交换树脂中的盐正离子置换，在负极板电性吸引下，置换出的盐正离子透过第二阳离子交换膜进入多组第二再生水路。

在多组第二再生水路中，被置换出的盐正离子与盐负离子化合，最终从多组第二再生水路以浓水排出。

本实用新型的一种基于多组离子交换的滤水净化方法，通过基于多组离子交换的滤水净化系统进行滤水净化，其中滤水净化系统设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元对原水直接进行脱盐净化，产生纯水，提高脱盐效率，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，减少滤水净化系统的更换频率。

本实用新型的另一目的在于提供一种净水器，设置有基于多组离子交换的滤水净化系统，可以对原水直接进行脱盐净化，产生纯水，脱盐效率高，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，延长净水器的使用寿命。

本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现。

提供一种净水器，设置有基于多组离子交换的滤水净化系统，并通过该滤水净化系统进行净水。

优选的，该基于多组离子交换的滤水净化系统，设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元同时进行净水，提高脱盐净水效率。

优选的，每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路。通过脱盐水路进行脱盐，通过再生水路进行氢离子和氢氧根离子的电解再生。

优选的，每组脱盐水路设置有阳离子交换单元、阴离子交换单元，阳离子交换单元夹设于第一阳离子交换膜与第二阳离子交换膜之间，阴离子交换单元夹设于第一阴离子交换膜与第二阴离子交换膜之间，第一阳离子交换膜与第一阴离子交换膜相贴。紧密贴合的第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜可以降低电解时的电阻，提高电解的效率。

第一阳离子交换膜、第二阳离子交换膜及阳离子交换单元构成脱盐时的第一脱盐水路，第一阴离子交换膜、第二阴离子交换膜及阴离子交换单元构成脱盐时的第二脱盐水路，原水经过第一脱盐水路、第二脱盐水路后以纯水排出。

再生水路设置有第一再生水路和第二再生水路，第二阴离子交换膜构成第一再生水路的部分结构，第二阳离子交换膜构成第二再生水路的部分结构，再生水依次通过第一再生水路、第二再生水路后以浓水排出。

优选的，离子交换再生单元设置为2-10组。

优选的，多组离子交换再生单元之间并列排列。

优选的，多组离子交换再生单元之间存在共用的第一再生水路，再生水从第一再生水路进入，从每组的第二再生水路排出。

优选的，每组离子交换再生单元分别设置有用于电解水的正极板和负极板，正极板设置于每组第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，负极板装配于每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧。

优选的，多组离子交换再生单元之间设置有一个正极板和多个负极板，正极板设置于共用的第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧分别装配一个负极板。

优选的，再生水路中，电解水时对每组离子交换再生单元单独施加电压。

另一优选的，再生水路中，电解水时对多组离子交换再生单元统一施加电压。

优选的，阳离子交换单元设置为阳离子交换树脂。

优选的，阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂或者弱酸性阳离子交换树脂中的一种，或者两者的组合。

优选的，阴离子交换单元设置为阴离子交换树脂。

优选的，阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂或者弱碱性阴离子交换树脂中的一种，或者两者的组合。

本实用新型的一种净水器，设置有基于多组离子交换的滤水净化系统，该滤水净化系统设置有多组离子交换再生单元，其中每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路，脱盐水路设置有阳离子交换单元、阴离子交换单元，再生水路设有第一再生水路和第二再生水路。通过多组离子交换再生单元对原水直接进行脱盐，脱盐过程中不产生废水，提高脱盐净水效率，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，延长净水器的寿命。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是两组离子交换再生单元的滤水净化系统的脱盐工况的示意图。

图2是两组离子交换再生单元的滤水净化系统的再生工况的示意图。

图3是实施例2中两组离子交换再生单元共用第一再生水路的示意图。

在图1至图3中，包括：

第一脱盐水路100、

阳离子交换单元110、第一阳离子交换膜120、第二阳离子交换膜130、

第二脱盐水路200、

阴离子交换单元210、第一阴离子交换膜220、第二阴离子交换膜230、

第一再生水路300、第二再生水路400。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1。

一种基于多组离子交换的滤水净化系统，设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元同时进行净水，提高脱盐净水效率。多组离子交换再生单元可以设置为2-10组，本实施例中以两组离子交换再生单元为例对多组离子交换的滤水净化系统进行说明。

本实施例中，每组离子交换再生单元都设置有脱盐水路和再生水路。通过脱盐水路进行脱盐，通过再生水路进行氢离子和氢氧根离子的电解再生。

本实施例中，每组脱盐水路都设置有阳离子交换单元110、阴离子交换单元210，如图1所示，阳离子交换单元110夹设于第一阳离子交换膜120与第二阳离子交换膜130之间，阴离子交换单元210夹设于第一阴离子交换膜220与第二阴离子交换膜230之间，第一阳离子交换膜120与第一阴离子交换膜220相贴。紧密贴合的第一阳离子交换膜120和第一阴离子交换膜220可以降低电解时的电阻，提高电解的效率。

第一阳离子交换膜120、第二阳离子交换膜130及阳离子交换单元110构成脱盐时的第一脱盐水路100，第一阴离子交换膜220、第二阴离子交换膜230及阴离子交换单元210构成脱盐时的第二脱盐水路200，原水经过第一脱盐水路100、第二脱盐水路200后以纯水排出。这是一组离子交换再生单元的脱盐工况，在脱盐过程中，每组离子交换再生单元互相独立，通过各自的结构进行脱盐，互不影响。

再生水路设置有第一再生水路300和第二再生水路400，如图2所示，第二阴离子交换膜230构成第一再生水路300的部分结构，第二阳离子交换膜130构成第二再生水路400的部分结构，再生水依次通过第一再生水路300、第二再生水路400后以浓水排出。这是一组离子交换再生单元的再生工况，在再生过程中，每组离子交换再生单元互相独立，通过各自的结构进行电解再生，互不影响。

本实施例的两组离子交换再生单元之间并列排列。每组离子交换再生单元的阳离子交换单元110、阴离子交换单元210、第一阳离子交换膜120、第一阴离子交换膜220、第二阳离子交换膜130、第二阴离子交换膜230呈并列设置。

本实施例中，每组离子交换再生单元分别设置有用于电解水的正极板和负极板，正极板设置于每组第一再生水路300的远离阴离子交换膜的一侧，负极板装配于每组第二再生水路400的远离阳离子交换膜的一侧。

本实施例的多组离子交换再生单元之间设置有一个正极板和多个负极板，正极板设置于共用的第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧分别装配一个负极板。

本实施例的再生水路中，电解水时对每组离子交换再生单元单独施加电压。

本实施例的阳离子交换单元110设置为阳离子交换树脂。

本实施例的阳离子交换树脂设置为强酸性阳离子交换树脂，需要说明的是，阳离子交换树脂也可以设置为弱酸性阳离子交换树脂，或者强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂的混合物。组成成分不局限于本实施例的一种。

本实施例的阴离子交换单元210设置为阴离子交换树脂。

本实施例的阴离子交换树脂设置为强碱性阴离子交换树脂，需要说明的是，阴离子交换树脂也可以设置为弱碱性阴离子交换树脂，或者由强碱性阴离子交换树脂与弱碱性阴离子交换树脂混合组成，组成成分不局限于本实施例的一种。

在脱盐过程中，两组再生水路关闭，不施加电解电压，原水通过两组脱盐水路的第一脱盐水路100、第二脱盐水路200后以纯水排出。

在每组第一脱盐水路100中，原水中的待脱盐的盐正离子被阳离子交换单元110中的氢离子置换，盐正离子被阳离子交换单元110吸附，氢离子被置换出来，置换出来的氢离子随原水进入相应的第二脱盐水路200；在每组第二脱盐水路200中，原水中的盐负离子被阴离子交换单元210中的氢氧根离子置换，盐负离子被阴离子交换单元210吸附，氢氧根离子被置换出来；氢氧根离子与氢离子反应形成水，以纯水形式排出。

在再生过程中，两组脱盐水路关闭，施加电解电压，再生水从两组第一再生水路300进入，从对应的第二再生水路400排出。

在施加电解电压的条件下，由在脱盐过程下渗透过多组第一阳离子交换膜120、第一阴离子交换膜220的氢离子、氢氧根离子生成的水在电解电压作用下重新分解成氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子朝正极板移动，在氢氧根离子移动的过程中，透过第一阴离子交换膜220进入多组阴离子交换树脂将阴离子交换树脂中的盐负离子置换，在正极板电性吸引下，置换出的盐负离子透过第二阴离子交换膜230进入多组第一再生水路300。

同时，氢离子朝负极电极移动，在氢离子移动的过程中，透过第一阳离子交换膜120进入多组阳离子交换树脂将阳离子交换树脂中的盐正离子置换，在负极板电性吸引下，置换出的盐正离子透过第二阳离子交换膜130进入多组第二再生水路400。

在两组第二再生水路400中，被置换出的盐正离子与盐负离子化合，最终从两组第二再生水路400以浓水排出。

本实施例的一种基于多组离子交换的滤水净化系统，设置有两组离子交换再生单元。通过两组离子交换再生单元同时进行净水，提高脱盐净水效率。每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路，通过两组离子交换再生单元同时进行脱盐，脱盐过程中不产生废水，脱盐效率高，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元110、阴离子交换单元210中的盐正离子和盐负离子进行置换，减少滤水净化系统的更换频率。

实施例2。

一种基于多组离子交换的滤水净化系统，如图3所示，与实施例1不同之处在于：本实施例的两组离子交换再生单元之间存在共用的第一再生水路300，再生水从第一再生水路300进入，从每组的第二再生水路400分流排出。

本实施例的一种基于多组离子交换的滤水净化系统，每组离子交换再生单元之间存在共用的第一再生水路，再生水从第一再生水路进入，从每组的第二再生水路排出，可以达到一个第一再生水路完成对滤水净化系统的离子置换再生，提高离子置换的效率。

实施例3。

一种基于多组离子交换的滤水净化系统，与实施例1不同之处在于：本实施例的再生水路中，电解水时对多组离子交换再生单元统一施加电压。

本实施例的一种基于多组离子交换的滤水净化系统，在再生水路中统一对每组离子交换再生单元施加电压，达到同时对每个离子交换再生单元的离子置换再生，提高离子置换的效率。

实施例4。

一种基于多组离子交换的滤水净化方法，通过基于多组离子交换的滤水净化系统进行滤水净化，其中滤水净化系统设置有多组离子交换再生单元。

在脱盐过程中，多组再生水路关闭，不施加电解电压，原水通过每组脱盐水路的第一脱盐水路、第二脱盐水路后以纯水排出。

在每组第一脱盐水路中，原水中的待脱盐的盐正离子被阳离子交换单元中的氢离子置换，盐正离子被阳离子交换单元吸附，氢离子被置换出来，置换出来的氢离子随原水进入相应的第二脱盐水路；在每组第二脱盐水路中，原水中的盐负离子被阴离子交换单元中的氢氧根离子置换，盐负离子被阴离子交换单元吸附，氢氧根离子被置换出来；氢氧根离子与氢离子反应形成水，以纯水形式排出。

在再生过程中，多组脱盐水路关闭，施加电解电压，再生水从每组第一再生水路进入，从对应的每组第二再生水路排出。

在施加电解电压的条件下，由在脱盐过程下渗透过多组第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜的氢离子、氢氧根离子生成的水在电解电压作用下重新分解成氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子朝正极板移动，在氢氧根离子移动的过程中，透过第一阴离子交换膜进入多组阴离子交换树脂将阴离子交换树脂中的盐负离子置换，在正极板电性吸引下，置换出的盐负离子透过第二阴离子交换膜进入多组第一再生水路。

同时，氢离子朝负极电极移动，在氢离子移动的过程中，透过第一阳离子交换膜进入多组阳离子交换树脂将阳离子交换树脂中的盐正离子置换，在负极板电性吸引下，置换出的盐正离子透过第二阳离子交换膜进入多组第二再生水路。

在多组第二再生水路中，被置换出的盐正离子与盐负离子化合，最终从多组第二再生水路以浓水排出。

本实用新型的一种基于多组离子交换的滤水净化方法，通过基于多组离子交换的滤水净化系统进行滤水净化，其中滤水净化系统设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元对原水直接进行脱盐净化，产生纯水，提高脱盐效率，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，减少滤水净化系统的更换频率。

实施例5。

一种净水器，设置有基于多组离子交换的滤水净化系统，并通过该滤水净化系统进行净水。

本实施例中的净水器的滤水净化系统，设置有多组离子交换再生单元。通过多组离子交换再生单元同时进行净水，提高脱盐净水效率。

本实施例中，每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路。通过脱盐水路进行脱盐，通过再生水路进行氢离子和氢氧根离子的电解再生。

本实施例中，每组脱盐水路设置有阳离子交换单元、阴离子交换单元，阳离子交换单元夹设于第一阳离子交换膜与第二阳离子交换膜之间，阴离子交换单元夹设于第一阴离子交换膜与第二阴离子交换膜之间，第一阳离子交换膜与第一阴离子交换膜相贴。紧密贴合的第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜可以降低电解时的电阻，提高电解的效率。

本实施例中，每组第一阳离子交换膜、第二阳离子交换膜及阳离子交换单元构成脱盐时的第一脱盐水路，第一阴离子交换膜、第二阴离子交换膜及阴离子交换单元构成脱盐时的第二脱盐水路，原水经过第一脱盐水路、第二脱盐水路后以纯水排出。

本实施例中，每组再生水路设置有第一再生水路和第二再生水路，第二阴离子交换膜构成第一再生水路的部分结构，第二阳离子交换膜构成第二再生水路的部分结构，再生水依次通过第一再生水路、第二再生水路后以浓水排出。

本实施例中，离子交换再生单元设置为10组，需要说明的是，离子交换再生单元也可以设置为2组、4组或者6组不等，离子交换再生单元的数量由实际需要设定，不局限于本实施例的一种。

本实施例的两组离子交换再生单元之间并列排列。每组离子交换再生单元的阳离子交换单元、阴离子交换单元、第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜、第二阳离子交换膜、第二阴离子交换膜呈并列设置。

需要说明的是，多组离子交换再生单元之间也可以设置有共用的第一再生水路，再生水从第一再生水路流入，从每组离子交换再生单元的第二再生水路分流排出。

本实施例中的每组离子交换再生单元分别设置有用于电解水的正极板和负极板，正极板设置于组每组第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，负极板装配于每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧。

本实施例的多组离子交换再生单元之间设置有一个正极板和多个负极板，正极板设置于共用的第一再生水路的远离阴离子交换膜的一侧，每组第二再生水路的远离阳离子交换膜的一侧分别装配一个负极板。

本实施例的再生水路中，电解水时对每组离子交换再生单元单独施加电压。

需要说明的是，在再生水路中，电解水时也可以对多组离子交换再生单元统一施加电压。

本实施例的阳离子交换单元设置为阳离子交换树脂。

本实施例的阳离子交换树脂设置为强酸性阳离子交换树脂，需要说明的是，阳离子交换树脂也可以设置为弱酸性阳离子交换树脂，或者强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂的混合物。组成成分不局限于本实施例的一种。

优选的，阴离子交换单元设置为阴离子交换树脂。

本实施例的阴离子交换树脂设置为强碱性阴离子交换树脂，需要说明的是，阴离子交换树脂也可以设置为弱碱性阴离子交换树脂，或者由强碱性阴离子交换树脂与弱碱性阴离子交换树脂混合组成，组成成分不局限于本实施例的一种。

本实施例的一种净水器，设置有基于多组离子交换的滤水净化系统，该滤水净化系统设置有多组离子交换再生单元，其中每组离子交换再生单元设置有脱盐水路和再生水路，脱盐水路设置有阳离子交换单元、阴离子交换单元，再生水路设有第一再生水路和第二再生水路。通过多组离子交换再生单元对原水直接进行脱盐，脱盐过程中不产生废水，提高脱盐净水效率，还通过电解产生氢离子和氢氧根离子，将长期脱盐后的阳离子交换单元、阴离子交换单元中的盐正离子和盐负离子进行置换，延长净水器的寿命。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。