专利名称：一种集成排水功能的膜分离净水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及膜分离及水处理技术领域，尤其涉及采用超滤-活性炭-精密过滤-反渗透-紫外线消毒等工艺的净水机。
背景技术：
长期以来，采用膜分离技术制取纯净水的设备，主要用于自来水、井水、河水等水源的深度净化，去除水中各种污染物，为那些无饮用净水供应的群体，如从事野外作业和训练的人员、遭受水源污染等自然灾害及突发公共事件地区的人们，提供适用人体需要的净 水。目前，采用膜分离技术工艺设计的净水设备大多能有效制备饮用净水。设备长期停用时，管路存水容易滋生细菌；在低温环境下，系统存水容易结冰，可能损坏管路、膜组件及过滤器等。为了降低低温环境下的设备损坏，目前主要是通过拆卸元器件或开启阀门人工排水的方式进行，还有些通过向过滤器中注入防冻液和保护液的方式进行。这些措施排水不彻底、保护效果差，并且添加保护液和防冻液的步骤复杂，需要专业人员进行指导，劳动强度增加。中国专利01205721. 7涉及了一种用于野外使用的反渗透净水机，可对苦咸水和特殊地区的有毒水源进行处理。中国专利200520090660. X采用超滤膜、反渗透膜和紫外线消毒技术，设计了小型一体化净水机。中国专利200620013269. 4涉及一种适用于偏远地区或野外使用的机动式净水机，采用了反渗透膜和臭氧技术。上述专利没有很好地解决净水设备长期停用储存的防菌防冻问题。
实用新型内容本实用新型针对现有净水机存在的管路存水滋生细菌及管路冻坏问题，提供一种通过集成气泵和排水阀实现膜分离的净水设备管路集成排水功能的膜分离净水机。本实用新型一种集成排水功能的膜分离净水机，包括金属框架内设置的增压泵、超滤组件、活性炭滤器、精密滤器、高压泵、反渗透膜组件、紫外线消毒器和气泵，所述净水机由净水系统、排水系统和控制系统组成；所述净水系统包括由管路依次连接的增压泵、超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、反渗透膜组件和紫外线消毒器，增压泵与超滤组件间的管路设置进水电磁阀，超滤组件底部连接设置有排水电磁阀的排放管路；反渗透膜组件的浓水出口分别连接排放管路和回水管路首端，回水管路末端连接高压泵前段管路；排水系统包括设置气泵的充气管路，充气管路分别连接排放管路和高压泵前段管路，超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵和反渗透膜组件的出水端分别设置排水阀，反渗透膜组件的浓水出口管路设置浓水电磁阀和浓水排水阀，排放管路的末端设置排放排水阀；所述增压泵后段管路分别连接超滤组件和冲洗管路首端，冲洗管路末端连接反渗透膜组件进水口；[0009]控制系统包括PLC可编程逻辑控制器、电源指示灯、排水开关、药洗开关和制水开关，PLC可编程逻辑控制器分别控制增压泵、高压泵、气泵、进水电磁阀、排水电磁阀、浓水电磁阀、电源指示灯、排水开关、药洗开关和制水开关。所述增压泵后段管路设置无水保护开关，增压泵与超滤组件间的管路设置进水压力表。所述高压泵前设置低压保护开关，高压泵后设置高压保护开关。所述反渗透膜组件进水口前段管路设置反渗透进水压力表。所述回水管路首端设置反渗透排水压力表。本实用新型将需要净化的原水通过增压泵进入装置内，以超滤膜分离、活性炭吸附、精密过滤作为预处理单元，可去除 水中的有机物、微生物、胶体、余氯和颗粒物，为反渗透膜组件提供水质保障。预处理后的水经高压泵进入反渗透膜组件，以去除水中的无机物及放射性元素，降低水的硬度。反渗透产水经过终端紫外线消毒，可杀灭水中残留的微生物，以保证水质符合饮水标准。同时，在水路系统中还增加了药洗功能，实现对超滤组件和反渗透膜组件的物理清洗和化学清洗，延长膜组件的使用寿命。膜分离净水机除具有净水功能外，还设计了管路系统的排水功能，以便将设备内的存水有效排出，实现净水机停用期间的防冻和防腐，起到保护净水设备的作用。当净水机长期停用及低温储存期间，利用气泵、排水阀以及相关阀门，将设备管路、泵以及各容器内的存水排出。排水结束后，将膜组件从设备中取出，放置于专用的贮存容器中，实现设备与膜组件在高低温环境中独立贮存。采用PLC可编程逻辑控制器实现气泵和电磁阀的开闭自动切换控制，结合排水阀、截止阀和球阀，来完成设备管路、增压泵、高压泵和膜壳中存水的排放，自动化程度高，最大限度地减少了人为操作难度。本实用新型所公开的集成排水功能的膜分离净水机与现有技术相比，除了具有净水功能和药洗功能外，还集成了排水功能，利用气泵、排水阀以及相关阀门，将净水设备的管路、泵以及各容器内的存水排出，实现净水机停用期间的防冻和防腐。采用PLC可编程逻辑控制器实现气泵和电磁阀的开闭自动切换控制，完成设备排水，自动化程度高，最大限度地减少了人为操作难度。
图I是本实用新型集成排水功能的膜分离净水机的工艺流程图。图中标号I、球阀一 ；2、增压泵；3、截止阀一 ；4、无水保护开关；5、球阀二 ；6、进水压力表；7、进水电磁阀；8、排水阀一 ；9、进水电磁阀；10、出水电磁阀；11、出水电磁阀；12、排水阀二 ；13、活性炭过滤器；14、球阀三；15、气泵；16、球阀四；17、排水阀三；18、精密过滤器；19、排水阀四；20、电磁阀五；21、排水阀五；22、低压保护开关；23、高压泵；24、高压保护开关；25、排水阀六；26、反渗透进水压力表；27、排水阀七；28、浓水电磁阀；29、浓水排水阀30、截止阀二 ；31、反渗透排水压力表；32、截止阀三；33、紫外线消毒器；34、球阀五；35、排放排水阀；41、反渗透膜组件；42、超滤组件。
具体实施方式
本实用新型集成排水功能的膜分离净水机，电源采用AC220V (单相)或AC380V (三相)供电，漏电接地保护。采用PLC可编程逻辑控制器来控制各电器元件，实现制水和药洗功能。与普通净水机相比，本实用新型增加了排水功能，通过PLC控制器控制气泵和电磁阀的开闭自动切换，结合排水阀、截止阀和球阀，来完成设备排水，实现净水机停用期间的防冻和防腐，以及设备在低温环境中的管路防冻和膜组件低温贮存，延长了设备和膜组件的使用寿命。同时还设计了原水进水压力表6、反渗透进水压力表26和反渗透排水压力表31，可以显示机器在制水过程中的原水进水压力，反渗透进水压力和排水压力，便于判断和调节膜组件的运行状态，使设备正常运行，延长其使用寿命。还具有无水保护功能、低压保护功能和高压保护功能，避免意外情况对电机和膜组件造成损害。如图I所示，本实用新型净水机包括金属框架内设置的增压泵2、超滤组件42、活性炭滤器13、精密滤器18、高压泵23、反渗透膜组件41、紫外线消毒器33和气泵15，所述净水机由净水系统、排水系统和控制系统组成；所述净水系统包括由管路依次连接的增压泵、超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、反渗透膜组件和紫外线消毒器，设置球阀I的原水进水管路连接增压泵，增压 泵与超滤组件间的管路设置进水电磁阀7和9，超滤组件底部连接设置有排水电磁阀10和11的排放管路；反渗透膜组件的浓水出口分别连接排放管路和回水管路首端，回水管路末端连接高压泵前段管路；所述增压泵后段管路分别连接超滤组件和冲洗管路首端，冲洗管路末端连接反渗透膜组件进水口 ；所述增压泵后段管路设置无水保护开关4，增压泵与超滤组件间的管路设置进水压力表6 ;所述高压泵前设置低压保护开关22，高压泵后设置高压保护开关24 ;所述反渗透膜组件进水口前段管路设置反渗透进水压力表26 ;所述回水管路首端设置反渗透排水压力表31 ;净水功能主要是通过增压泵2、超滤组件、活性炭过滤器13、精密过滤器18、高压泵23、反渗透膜组件和紫外线消毒器33来完成。其中，超滤组件放置在活性炭过滤器和精密滤芯器之前，可以提高活性炭的利用效率，同时还可以大大提高反渗透组件的进水水质，延长反渗透单元的使用寿命。然后使用反渗透膜去除水中的离子、有害无机物，去除水中的放射性元素，降低水的硬度。最终反渗透产水经过紫外线消毒器来杀灭水中残留微生物，保证水质符合国家饮用净水标准。药洗功能主要是通过增压泵2以及相应阀门的开关来实现的。根据反渗透膜污染情况，配制相应的清洗液。将原水进水管、浓水排放管及设备产水管均通入清洗液。然后打开相应的阀门，启动增压泵2，对反渗透膜组件进行药洗。然后按正常步骤运行净水程序30min(进行管路冲洗)，并测量产水流量及脱盐率，确定清洗是否有效。如有必要，可反复清洗。若多次清洗仍不能达到满意效果，说明反渗透膜污染严重，性能不能恢复，应及时更换。本实用新型采用新的结构设计和排水方案来进行设备的排水，排水系统包括设置气泵的充气管路，充气管路分别连接设置球阀三14的排放管路和设置球阀四16的高压泵前段管路，超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵和反渗透膜组件的出水端分别设置排水阀二 12、排水阀三17、排水阀四19、排水阀六25、排水阀气27，高压泵前段管路与排水阀四19之间设置电磁阀20和排水阀五21，反渗透膜组件的浓水出口管路设置浓水电磁阀28和浓水排水阀29，排放管路的末端设置排放排水阀35 ;采用增加气泵来提供排水时所需要的压力，与管路上其它阀门相互配合，来提高设备的排水性能，解决了设备在低温环境中的管路防冻和膜组件贮存问题。[0024]排水过程主要是通过气泵15、排水阀、球阀三14和球阀四16来完成的。在排水前，必须将机器上的电器元件进行防水保护。打开排水阀二 12、排水阀三17、排水阀四19，排出活性炭过滤器13和精密过滤器18容器内的存水。打开排水阀一 8、排水阀五21、排水阀六25、排水阀七27和浓水排水阀29用于排放超滤组件和反渗透组件容器内的存水，完成预处理排水。待无水流出时，闭合排水阀一 8，开启控制箱内电源，合上气泵15的空气开关，“电源指示”灯亮。按下“排水开关”，然后打开球阀三14，待“原水进口”无水排出时，闭合球阀一 1，再打开截止阀一 3和球阀五34，待“浓水排放”无水排出时，闭合球阀三14和球阀五34，连接排水阀五21。打开球阀四16、截止阀二 30和截止阀三32，当排水阀五21无水排出时，关闭排水阀八29和截止阀三32。待“浓水排放”无水排出时，反渗透组件完成排水。打开增压泵2和高压泵23的排水口(位于泵体下部)，将泵内存水排放完全，再关闭泵的排水口。打开排水阀一 8、排水阀二 12、排水阀三17、排水阀四19、排水阀五21、排水阀六25、排水阀七27和浓水排水阀29，检查是否有存水，然后关闭球阀四16，再按下“排水开关”，气泵15停止，排水工作完成。排水结束后，将膜组件从设备中取出，放置于专用的贮存容器中，实现设备与膜组件在低温环境中独立贮存本实用新型的控制系统包括PLC可编程逻辑控制器、电源指示灯、排水开关、药洗开关和制水开关，PLC可编程逻辑控制器分别控制增压泵、高压泵、气泵、进水电磁阀、排水电磁阀、浓水电磁阀、电源指示灯、排水开关、药洗开关和制水开关；该控制系统共分为12路控制信号和5路检测信号，其中，控制信号由3路指示灯信号、6路电磁阀信号和3路电机信号组成，检测信号由2路按钮输入信号和3路压力开关信号组成。PLC控制器直接控制电磁阀和指示灯，而对于电机的控制，则采用接触器和热继电器的方式来实现对电机的通断控制，实现对电机的过热、过载保护，延长电机的使用寿命。检测信号是通过中断方式反馈给PLC控制器，控制器接收到信号后运行相应的中断程序，完成相应的动作。该控制系统具有无水保护功能、低压保护功能和高压保护功能。当发生意外情况，如原水断水，高压泵出现吸空或输出压力过高，PLC控制器使机器停止运行。此后控制器将不间断扫描检测压力开关状态，直至压力开关复位，并且水压满足，控制系统恢复制水过程。本实用新型主要针对那些无饮用净水供应的群体，如从事野外工作和训练的人员、遭受自然灾害、水源被污染及突发公共安全事件时的人们，为他们提供一种能对污染的江河湖泊水以及自来水等水源进行深度净化的饮水净化设备，该设备可有效去除水中污染物，同时集成了排水功能，解决了净水机停用期间的防冻和防菌问题。本实用新型采用超滤-活性炭-精密过滤-反渗透-紫外线消毒工艺，对污染的自来水或不符合饮水卫生标准的江河湖泊天然淡水进行处理，可直接制备成饮用净水。
权利要求1.ー种集成排水功能的膜分离净水机，其特征是，所述净水机包括金属框架内设置的增压泵、超滤组件、活性炭滤器、精密滤器、高压泵、反滲透膜组件、紫外线消毒器和气泵，所述净水机由净水系统、排水系统和控制系统组成； 所述净水系统包括由管路依次连接的增压泵、超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、反滲透膜组件和紫外线消毒器，增压泵与超滤组件间的管路设置进水电磁阀，超滤组件底部连接设置有排水电磁阀的排放管路；反滲透膜组件的浓水出ロ分别连接排放管路和回水管路首端，回水管路末端连接高压泵前段管路； 排水系统包括设置气泵的充气管路，充气管路分别连接排放管路和高压泵前段管路，超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵和反滲透膜组件的出水端分别设置排水阀，反滲透膜组件的浓水出口管路设置浓水电磁阀和浓水排水阀，排放管路的末端设置排放排水阀； 所述增压泵后段管路分别连接超滤组件和冲洗管路首端，冲洗管路末端连接反滲透膜组件进水口； 控制系统包括PLC可编程逻辑控制器、电源指示灯、排水开关、药洗开关和制水开关，PLC可编程逻辑控制器分别控制增压泵、高压泵、气泵、进水电磁阀、排水电磁阀、浓水电磁阀、电源指示灯、排水开关、药洗开关和制水开关。
2.根据权利要求I所述的集成排水功能的膜分离净水机，其特征是，所述增压泵后段管路设置无水保护开关，增压泵与超滤组件间的管路设置进水压力表。
3.根据权利要求I所述的集成排水功能的膜分离净水机，其特征是，所述高压泵前设置低压保护开关，高压泵后设置高压保护开关。
4.根据权利要求I所述的集成排水功能的膜分离净水机，其特征是，所述反渗透膜组件进水ロ前段管路设置反滲透进水压力表。
5.根据权利要求I所述的集成排水功能的膜分离净水机，其特征是，所述回水管路首端设置反滲透排水压カ表。
专利摘要本实用新型公开了一种集成排水功能的膜分离净水机。本实用新型包括金属框架内设置的增压泵、超滤组件、活性炭滤器、精密滤器、高压泵、反渗透膜组件、紫外线消毒器和气泵，所述净水机由净水系统、排水系统和控制系统组成，所述净水系统包括由管路依次连接的增压泵、超滤组件、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、反渗透膜组件和紫外线消毒器。本实用新型除了具有净水功能和药洗功能外，还集成了排水功能，利用气泵、排水阀以及相关阀门，将净水设备的管路、泵以及各容器内的存水排出，实现净水机停用期间的防冻和防腐。
文档编号C02F9/08GK202369465SQ201120524510
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者宿红波, 朱孟府, 朱路, 游秀东, 苑英海, 邓橙, 陈平 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所