一种便携式正渗透净水袋及其使用和清洗方法
【专利摘要】本发明属于水质净化【技术领域】，具体涉及一种便携式正渗透净水袋及其使用和清洗方法。该便携式正渗透净水袋，包括用于盛装原水的外袋和设于外袋内用于盛装汲取液的内袋，所述外袋为防水材质，所述内袋为正渗透膜材质。进一步，所述外袋和内袋上分别交错设置有进水口和出水口。本发明能够高效率提供应急饮水，并以错流清洗技术作为支撑，设计能实现正渗透膜错流清洗的相关结构，以有效去除正渗透膜表面截留的污染物，延长净水袋的使用寿命。适于野外使用，特别是部队官兵或人员在野外执行任务等情况下的使用。
【专利说明】一种便携式正渗透净水袋及其使用和清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水质净化【技术领域】，具体涉及一种便携式正渗透净水袋及其使用和清洗方法。
【背景技术】
[0002]野外活动或执行任务会面临饮水安全保障问题。随着正渗透技术的快速发展，围绕野外应急供水，已有基于正渗透技术的净水袋专利，但这些专利所设计的净水袋基本为一次性使用，由于目前正渗透膜的价格昂贵，这些专利的规模化生产受到了限制。虽然也有声称多次使用的净水袋设计，但实际上并未明确使用后具体的清洗方法。
[0003]中国专利申请201310077212.5公开了一种应急饮用水的多功能正渗透膜净水袋，该净水袋内垂直分布设有正渗透膜和隔水界面，将净水袋分割成三个独立的空间，依次为原溶液腔、汲取液腔和净水腔。使用时，原溶液腔中注入原水，汲取液腔内注入汲取液，净水腔内注入净水。净化时，原水通过正渗透膜进入汲取液腔，被稀释的汲取液可直接饮用。由于该净水袋中正渗透膜的垂直分布，使用时要求将整个净水袋水平放置，因此在野外活动时并不方便净水使用。此外，由于正渗透膜与原水的接触面只有一个面，渗透面积小，净水的效率也就小；设置了净水腔需要净水的加入，而在某些恶虐的环境下，根本就找不到净水，阻碍了原水净化的进行。而该申请的净水袋最主要的缺陷在于:野外环境下原水水质的复杂性决定了正渗透膜污染的复杂性，如果正渗透膜截留的污染物不能有效去除，以正渗透膜为核心的净水袋寿命将会受到极大影响，然而该净水袋结构封闭，不便清洗，并不能解决该问题。
[0004]因此，有必要研发出一种清洗方便、高效，能多次反复使用的便携式正渗透净水袋。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种净水效率高并特别适于野外使用的便携式正渗透净水袋。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0007]一种便携式正渗透净水袋，包括用于盛装原水的外袋和设于外袋内用于盛装汲取液的内袋，所述外袋为防水材质，所述内袋为正渗透膜材质。
[0008]上述的净水袋内袋为360°全立体与外袋中的原水接触，渗透面积大，净水效率高。使用过程中，净水袋不管是平放或侧放，都可持续进行净水，携带方便，不受野外活动的限制。外袋使用的防水材料，优选无毒无害、性质稳定、具有一定坚韧性的。使用时，外袋中的原水在渗透压差下自动进入内袋中，即得到净化的水；由于汲取液采用可食用的高渗溶液(如高蛋白、高糖的溶液)，净化的水与内袋中的汲取液混合，使汲取液得到稀释，可直接饮用，还同时达到补充能量的目的。而且，在外界环境允许的情况下，还可以将内袋取出，直接置于原水中实现净水操作，使用更方便。
[0009]进一步，所述外袋在其一侧上设有外袋进水口，另一侧上设有外袋出水口 ；所述内袋在其与外袋进水口位置相反的一侧上设有内袋进水口，另一侧上设有内袋出水口。进出水口的设置方便原水或汲取液的注入和放出，更重要的是方便净水袋的清洗。具体地，由于外袋和内袋上分别交错设置的进水口和出水口，在清洗时，同时向外袋进水口和内袋进水口中通入清洗液(例如直接为净水)进行冲洗，在内外冲洗液体错流产生的剪切力下，正渗透膜表面截留的污物即被快速除去，从而达到再生，有效延长净水袋的使用寿命。
[0010]进一步，所述外袋上的进出水口分别设于外袋的两端；所述内袋上的进出水口分别设于内袋的两端。更优的是，所述外袋上的进出水口为对角设置；所述内袋上的进出水口为对角设置。这样可使净水袋在清洗时，进入内外袋中的洗水流经的路程最长最广，可达到更好的清洗效果。
[0011]进一步，所述内袋外罩有滤网，或外袋与内袋之间设有滤网。滤网可截留原水中尺寸较大的污染物，起粗滤作用，还可防止突然挤压或冲击下可能对内袋造成的破坏，从而减轻内袋受到的不良影响。此外，在清洗时，滤网能使外袋中的清洗液形成湍流，提高清洗效果。优选地，所述滤网采用纤维纺织材料制成，可拆卸，具体如20目的可拆卸尼龙滤网。
[0012]进一步，所述外袋上开有可密封的缝或口。该缝或口可方便内袋和滤网的取出，便于内袋单独使用或滤网的清洁；当内袋和滤网放回外袋中后，该缝或口又密封上，外袋又可盛装原水与内袋一起使用。
[0013]进一步，所述内袋由三醋酸纤维素膜或聚酰胺膜制成。三醋酸纤维素膜和聚酰胺膜都是正渗透膜，本发明也不排除其他正渗透膜的使用。
[0014]进一步，所述汲取液为高渗透压的葡萄糖或果糖溶液。该汲取液与净化的水合并，可直接饮用，同时还起到补充能量的作用。
[0015]进一步，所述净水袋还包括与所述内袋和外袋进出水口配合使用的三通式胶管。在清洗净水袋时，三通式胶管的一管接通来水，另外两管分别接通外袋的进水口和内袋的进水口，从而实现同时通水冲洗内外袋。
[0016]本发明的目的之二是提供一种便携式正渗透净水袋的净水方法，该方法净水效率高，特别适于野外环境。
[0017]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0018]一种便携式正渗透净水袋的净水方法，利用上述的便携式正渗透净水袋，包括以下进行的步骤:向所述内袋中注入汲取液，向外袋中注入原水，原水中的水分子在渗透压差的驱动下进入内袋，内袋中即获得净水；或者，向所述内袋中注入汲取液，将内袋从外袋中取出直接置于原水中，原水中的水分子在渗透压差的驱动下进入内袋，内袋中即获得净水。所述原水主要为存在于野外的不明水质的水源或受轻度污染的水源，如雨水、河水、湖水等。
[0019]上述两种不同的净水方式，前者为内、外袋不分离的使用，特别适于净水袋随身携带或者水源所在环境条件较恶劣的情形。所述环境条件较恶劣的情况如极寒环境，温度是影响正渗透水通量的重要因素，温度升高可使单位时间内产水量增加，因此内外袋不分离时，可在将温度极低的原水注入外袋之后，再将内、外袋一同置于温度较高的环境中，使原水温度升高，增加产水量。环境温度低只是环境恶劣的一个方面，在这里环境恶劣是泛指不适于正渗透顺利进行的野外环境条件。后者为内、外袋分离的使用，特别适于环境条件较适宜的情形。当净水袋设置有滤网时，滤网和内袋可同时取出使用，滤网对内袋起保护作用。使用完后，迅速将内袋及滤网装入外袋中，排出其中的空气，关闭外袋上的缝或口即可。内袋中被稀释的汲取液可直接饮用或另外保存。
[0020]进一步，当所述内袋置于外袋中进行净水时，将所述净水袋置于高温环境中或者在所述外袋上方压重物。不管是否野外环境必需，这样都可进一步提高净水效率，缩短产水时间。
[0021]本发明的目的之三是提供一种便携式正渗透净水袋的清洁方法，该方法可有效去除正渗透膜表面截留的污染物，延长净水袋的使用寿命。
[0022]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0023]一种便携式正渗透净水袋的清洁方法，利用上述的便携式正渗透净水袋，包括以下进行的步骤:打开外袋和内袋的所有进出水口，分别向外袋进水口和内袋进水口同时通入清洗液，持续冲洗，正渗透膜表面的污染物因错流产生的剪切力得到去除。
[0024]进一步，通过三通式胶管分别向所述外袋进水口和内袋进水口同时通入清洗液。
[0025]所述清洗液宜为自来水或净化程度更洁净的水，并保持较高的速度，正渗透膜表面的污染物借水错流产生的剪切力得到去除，一般冲洗5分钟即可达到清洁效果。当净水袋设置有滤网时，可完成正渗透膜的冲洗后，再取出滤网对其单独进行清洗。由于正渗透膜本身具有污染较低的优势，所以一般在野外条件下净水袋可在未进行清洗的情况下连续多次使用，直至有清洁水的条件后再进行清洗。
[0026]本发明的有益技术效果是:
[0027]本发明的净水袋，I)设计成内外袋的结构，不仅能有效保护内袋，确保净水袋能多次反复使用，还能方便为净水袋提供有利于产水的适宜条件，如将正在生产饮水的净水袋置于温度较高的环境中，或在外袋上方压一定重物等，以缩短产水时间。2)内袋与外袋上交错设置的进出水口，方便对受污染的膜进行错流清洗，有效去除其表面截留的污染物，从而延长净水袋的使用寿命。综上，本发明的净水袋净水效率高、使用及清洁方便、使用寿命长，特别适于野外使用，具体如部队官兵或人员在野外执行任务等情况下的使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明净水袋的内外袋没有分离时的结构示意图；
[0029]图2为本发明净水袋的内外袋分离时的结构示意图；
[0030]图3为本发明净水袋的三通式胶管的放大结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下参照附图对本发明进行详细描述。
[0032]如图1和图2所示，本发明的一种便携式正渗透净水袋，包括用于盛装原水的外袋I和设于外袋I内用于盛装汲取液的内袋5，所述外袋I为防水材质，所述内袋5为正渗透膜材质。所述外袋I在其一端上设有外袋进水口 21和外袋进水口密封盖22，另一端上设有外袋出水口 31和外袋出水口密封盖32 ;所述内袋5在其与外袋进水口 21位置相反的一端上设有内袋进水口 61和内袋进水口密封盖62，另一端上设有内袋出水口 71和内袋出水口密封盖72。所述内袋5外罩有可拆卸的滤网4。所述外袋I上开有可密封的缝。所述内袋5由三醋酸纤维素膜或聚酰胺膜制成。所述汲取液为高渗透压的葡萄糖或果糖溶液。
[0033]如图3所示，与上述净水袋还配合设有三通式胶管8。
[0034]上述净水袋在使用时，有两种使用方式:
[0035]方式一，适用于净水袋随身携带或者水源所在环境条件较恶劣的情形。包括以下进行的步骤:关闭内袋出水口密封盖72，从内袋进水口 61注入适量高浓度汲取液，关闭内袋进水口密封盖62。关闭外袋进水口 21密封盖，从外袋出水口 31注入原水，待外袋I体积达到最大时停止注水，然后，关闭外袋I出水口密封盖。将净水袋置于适宜温度环境中若干小时，原水中的水分子在渗透压的驱动下扩散至汲取液，滤网4可截留原水中较大尺寸的污染物，以减轻内袋5受到的不良影响。在此过程中，还可在外袋I上压一重物以促进渗透过程，待内袋5膨胀至所需体积时，打开内袋出水口密封盖72，被稀释的汲取液即可供直接饮用或另外保存。
[0036]方式二，适用于环境条件较适宜的情形。包括以下进行的步骤:打开外袋I上的缝，从中取出内袋5及包裹内袋5的滤网4，关闭内袋出水口密封盖72，从内袋进水口 61注入适量高浓度汲取液，再关闭内袋进水口密封盖62。将内袋5及滤网4 一同置于水源中，若干小时后取出内袋5，打开内袋出水口密封盖72，其中被稀释的汲取液即可直接饮用或另外保存。使用完后，迅速将内袋5及滤网4装入外袋I中，排出其中的空气，关闭外袋I的缝即可。
[0037]清洗净水袋时，打开所有密封盖，将三通式胶管8的一端与水龙头相连接，另外两端分别与外袋进水口 21和内袋进水口 61相连接，打开自来水龙头，以自来水作为清洗液在内袋5内外两个面形成错流冲洗水流，靠错流水流产生的剪切力冲洗清除膜表面的污染物。此时，滤网4能使外袋I中的清洗液形成湍流，提高清洗效果，一般清洗时间5分钟即可，清洗完成后，关闭内袋出水口密封盖72，从内袋进水口 61注入适量纯净水，轻摇后2分钟后，倒出纯净水即可。完成正渗透膜的冲洗后，再取出滤网4对其单独进行清洗，然后再装回净水袋中。
[0038]水袋在不使用时，须排出袋内空气，并关闭所有密封盖，保持内袋5与外界隔绝，内袋5中应存少许纯净水，以避免正渗透膜失水变干。
[0039]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施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，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种便携式正渗透净水袋，其特征在于:包括用于盛装原水的外袋(I)和设于外袋(I)内用于盛装汲取液的内袋(5)，所述外袋(I)为防水材质，所述内袋(5)为正渗透膜材质。
2.根据权利要求1所述的便携式正渗透净水袋，其特征在于:所述外袋(I)在其一侧上设有外袋进水口(21)，另一侧上设有外袋出水口(31);所述内袋(5)在其与外袋进水口(21)位置相反的一侧上设有内袋进水口(61)，另一侧上设有内袋出水口(71)。
3.根据权利要求1所述的便携式正渗透净水袋，其特征在于:所述内袋(5)外罩有滤网(4)，或外袋⑴与内袋(5)之间设有滤网(4)。
4.根据权利要求1所述的便携式正渗透净水袋，其特征在于:所述外袋(I)上开有可密封的缝或口。
5.根据权利要求1所述的便携式正渗透净水袋，其特征在于:所述内袋(5)由三醋酸纤维素膜或聚酰胺膜制成。
6.根据权利要求1所述的便携式正渗透净水袋，其特征在于:所述汲取液为高渗透压的葡萄糖或果糖溶液。
7.一种便携式正渗透净水袋的净水方法，其特征在于，利用权利要求1-6任一项所述的便携式正渗透净水袋，包括以下进行的步骤:向所述内袋(5)中注入汲取液，向外袋(I)中注入原水，原水中的水分子在渗透压差的驱动下进入内袋(5)，内袋(5)中即获得净水；或者，向所述内袋(5)中注入汲取液，将内袋(5)从外袋(I)中取出直接置于原水中，原水中的水分子在渗透压差的驱动下进入内袋(5)，内袋(5)中即获得净水。
8.根据权利要求7所述的便携式正渗透净水袋的净水方法，其特征在于:当所述内袋(5)置于外袋(I)中进行净水时，将所述净水袋置于高温环境中或者在所述外袋(I)上方压重物。
9.一种便携式正渗透净水袋的清洁方法，其特征在于，利用权利要求2-6任一项所述的便携式正渗透净水袋，包括以下进行的步骤:打开外袋(I)和内袋(5)的所有进出水口，分别向外袋进水口(21)和内袋进水口(61)同时通入清洗液，持续冲洗，正渗透膜表面的污染物因错流产生的剪切力得到去除。
10.根据权利要求9所述的便携式正渗透净水袋的清洁方法，其特征在于:通过三通式胶管分别向所述外袋进水口(21)和内袋进水口 ￠1)同时通入清洗液。
【文档编号】B01D65/06GK104478042SQ201410721172
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】周宁玉, 谢朝新, 刘帅, 李鹏飞, 王毅, 陈璐斌, 方振东 申请人:中国人民解放军后勤工程学院