具有反冲洗功能的使用终端过滤系统的制作方法
【专利说明】具有反冲洗功能的使用终端过滤系统
【背景技术】
[0001] 多种水净化和过滤系统经常包括超滤膜，随着时间的推移，超滤膜会聚集胶态和 悬浮颗粒，它们会导致膜结垢。许多水过滤系统具有反冲洗过滤膜上游侧的反冲洗循环，W 从给水中去除掉任何聚集的废弃材料W减少膜结垢。但是，为了减少过早结垢，许多现有系 统使用替代冲洗液或给水用于反冲洗目的，而不是使用已被过滤的水。此外，许多现有系统 还使用罐或储器存储超滤水，直至此种超滤水在使用终端被需要。随着时间推移，细菌可产 生在罐中，如果没有设置后置过滤器来清洁正从罐中被引导出的水，将导致不安全的饮用 水提供给用户。另外，大多数具有反冲洗循环的水过滤系统要求使用电力，原因在于它们依 赖于电控阀或用于反冲洗的加压气体，从而，在具有不可靠的电力系统或完全无电力的区 域难W获得超纯饮用水。
[0002] 现有过滤系统不仅要求电力或其他动力源W在反冲洗期间运行，而且在其他操作 循环，如服务循环和罐充注循环中也要求电力，从而产生附加的操作成本。另外，许多净化 和过滤系统要求多个储罐。通常，使用一个储罐提供水用于反冲洗循环，使用另一罐提供净 化水给使用终端，从而给整个系统增加了附加制造成本。此外，许多系统（如，反渗透系统） 产生大量废水，运些废水尤其对于使用终端和住宅净化和过滤系统而言是效率低和成本高 昂的。最后，传统净化和过滤系统通常在服务水被储存在系统的罐中之前去除掉服务水中 的病毒和细菌。因此，由于可能已经产生在罐中的细菌，服务水对于饮用而言不安全的可能 性更高。
[0003] 一种公知的系统公开了用于膜分离设备（如，具有复数个模块或膜的反渗透设 备）的自动冲洗和清洁系统。清洁方式可W是：通过降低压力W让膜松弛；通过注入空气或 惰性气体W提供素流；和/或通过注入可包括化学清洁添加剂的冲洗液。除了设置完全定 时操作式电排序系统W外，设置有累、自动阀和压力控制部，从而，在定期时段或响应于一 种或一种W上的优选条件，自动进行所需的净化、冲洗和清洁循环。
[0004] 另一系统提供了用于从溶液中分离出溶质、胶粒和悬浮物质的膜过滤系统。该膜 过滤系统包括操作模式和反冲洗模式。处理累提供吸入压力或负压给分离模块（其可在反 冲洗模式期间让滤液从系统罐流向膜）的处理侧，同时保持滤液流与工艺液流分离，从而 要求使用电力来运行反冲洗模式。 阳〇化]类似地，膜过滤系统使用累速控制器来控制过滤循环和反冲洗循环期间的流量和 压力。累速控制器运行的方式是改变传输给累电机的AC电流频率，运样可通过改变累电机 的速度来改变流量。在整个过滤和反冲洗循环中提供压力和流量脉冲来从膜中去除掉污染 物时，过滤系统要求使用电力。另外，过滤系统需要两个储罐，即，一个储罐用于反冲洗流 体，另一个储罐用于渗透水。
[0006] 另一系统提供过滤器反冲洗系统，该系统包括储器，该储器包括加压囊状物，加压 囊状物驱使包含在所述储器内的大量反冲洗流体逆向通过过滤元件，W从过滤元件中去除 掉堵塞污染物。该系统仅包括单个过滤元件，渗透水在储存在储罐之前流经该过滤元件。没 有使用其他过滤器来清洁从储罐流到使用终端的渗透水。
[0007] 因此，将需要提供能解决一个或多于一个的上述需求的系统和方法。更具体而言， 将需要提供使用单个储罐的系统，该单个储罐能提供反冲洗流体用于第一过滤膜（如超滤 膜）并同时提供超纯水给使用终端。将也需要提供一种机械（即，不要求电力）地提供反 冲洗的过滤系统，反冲洗的跨膜压力高于过滤跨膜压力，运是由于打开龙头会产生较大压 降而引起。也需要运样的系统：其在水进入储罐之前去除掉病毒、在水离开储罐之后去除掉 细菌而提供生物安全饮用水。另外，需要提供一种在使用终端位置使用的废水比RO(反渗 透）系统更少的系统，此外，给微滤膜提供超滤膜作为前置过滤器来保护微滤膜W免结垢 也是人们所需要的。
【发明内容】
[0008] 本公开的实施例提供了用于将水提供给使用终端的系统和方法。在一些实施例 中，该系统包括定位在给水管线下游的一种第一过滤元件和定位在该第一过滤元件下游的 一种罐。一种第二过滤元件定位在所述罐下游，第一阀定位在第一过滤元件下游且处于排 水管上游。第二阀定位在第一阀下游且处于所述排水管上游。第一控制管线联接到第一控 制开关或第一渗透管线和第一阀上，第二控制管线联接到第二控制开关或第二渗透管线和 第二阀上。第一控制管线检测第一压降，第二控制管线检测第二压降。由于所述第一过滤 元件和第二过滤元件提供的背压，第一压降小于第二压降。当在使用终端要求渗透水时，第 一控制管线中的第一压降引起第一阀打开，第二控制管线中的第二压降引起第二阀打开， 使得来自于所述罐的水逆向流动经过第一过滤元件W反冲洗该第一过滤元件，然后经过第 一阀和第二阀到达所述排水管，同时来自于所述罐的水流经第二过滤元件到达使用终端。
[0009] 在一个实施例中，该系统适于安装在没有电源的环境中，该系统可适于安装在厨 房台面下方。在一个实施例中，该系统可提供的超纯水和废水之比率为：大致4份超纯水/ 大致1份废水。在另一实施例中，系统可提供的超纯水与废水之比率为4:1。所述罐可W是 加压储罐，在一个实施例中，一种限流器可联接到所述给水管线上。第一过滤元件可W是能 从给水管线提供的给水中去除掉病毒的超滤元件，第二过滤元件可W是能从被超滤元件预 过滤的水中去除掉细菌的微滤元件。在一些实施例中，所述第一阀是常闭阀，第二阀是常开 阀。在其他实施例中，第一阀和第二阀是机械压力开关。第一控制管线中的压力可增加W 打开第一阀，第二控制管线中的压力可下降W打开第二阀。第一控制管线和第二控制管线 通过使用T型联接器可连接到所述第一渗透管线和第二渗透管线上。
[0010] 在一个实施例中，该系统运行W提供渗透水给使用终端并同时反冲洗第一过滤元 件而不使用电力。当使用终端无论何时需要水，同时当渗透水被提供给使用终端时，可自动 进行第一过滤元件的反冲洗。当使用终端的需求停止时，第一过滤元件的反冲洗可自动停 止。在第一跨膜压力下可进行第一过滤元件中的反冲洗，第一跨膜压力高于通过第一过滤 元件过滤期间的第二跨膜压力。另外，在第一控制管线和第二控制管线中的压力设定值下， 第一控制开关可起动所述第一阀，第二控制开关可起动所述第二阀，在一个实施例中，所述 第一控制管线和第二控制管线可W是显著刚性的流体管线。在一些实施例中，压力设定值 大致为69kPa，在其他实施例中，压力设定值是可调节的。
[0011] 用于提供过滤水的方法的一个实施例包括W下步骤：提供联接到第一阀上的第一 控制管线和联接到第二阀上的第二控制管线。该方法还包括W下步骤：当在使用终端需求 水时，降低第一控制管线中的第一压力且降低第二控制管线中的第二压力。由于第一过滤 元件和第二过滤元件提供的背压，第二控制管线中的所述第二压力的下降率大于第一控制 管线中的第一压力的下降率，由于第一压降而打开所述第一阀，由于第二压降而打开所述 第二阀。该方法还包括W下步骤：引起来自于罐中的水逆向流动经过第一过滤元件W反冲 洗该第一过滤元件，然后经过所述第一阀和第二阀到达排水管。同时，在反冲洗期间来自于 所述罐的水流经第二过滤元件到达使用终端。
[0012] 本公开的另一实施例提供了一种用于将水提供给使用终端的系统，该系统包括给 水管线、排水管和连接到使用终端上的渗透管线。在一些实施例中，该系统包括定位在所述 给水管线下游的第一过滤元件和定位在所述第一过滤元件下游的罐。第二过滤元件定位在 所述罐下游，第一阀定位在所述第一过滤元件下游且处于所述排水管上游。第二阀定位在 所述第一阀下游且处于所述排水管上游；第一控制开关定位在所述第二过滤元件上游，且 联接到所述渗透管线上。第二控