一种纯水机正反冲洗膜系统及控制方法与流程

本发明涉及纯水机自动清洁技术领域，具体涉及一种纯水机正反冲洗膜系统及控制方法。

背景技术：

RO净水原理也称RO逆渗透原理，RO逆渗透是一种通过目前国际流行的反渗透等办法对原水进行过滤处理（物理法）后不添加任何化合物而生产出可供人类直接饮用的纯净水机器（也称为终端净水设备）。

超滤（Ultra-filtration，UF）是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂（如水分子）、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。超滤膜被大量用于水处理工程。超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用。

但是，无论是反渗透技术，还是超滤技术，在纯水处理过程中，时间长了，超滤膜和反渗透滤膜都容易堵塞，造成上述滤芯堵塞的原因多种多样，常见污染及堵塞原因为可见颗粒物如铁锈泥沙胶体物对预处理滤芯的表面附着污染，有机物、细菌、病毒、水碱水垢对滤芯的渗透性污染和结晶污染。这样，缩短了超滤膜和反渗透滤膜的使用寿命，使纯水机需要频繁更换滤芯。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种纯水机自动正反冲洗膜系统及控制方法，用以解决现有纯水机滤芯超滤膜和反渗透滤膜容易堵塞需要频繁更换的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种纯水机正反冲洗膜系统，所述纯水机包括：原水进水管路、纯水机滤芯、连接有浓水常开阀和浓水限流阀的浓水出水管路、串联连接第一单向阀、高压开关、纯水龙头，并联连接纯水桶的纯水管路；所述纯水机滤芯包括超滤膜组件和反渗透膜组件，所述超滤膜组件包括超滤膜、用于安装超滤膜并分别设置有超滤膜壳进水口和超滤膜壳净水口的超滤膜壳，所述反渗透膜组件包括反渗透膜、用于安装反渗透膜并分别设置有反渗透膜壳进水口、反渗透膜壳浓水口和反渗透膜壳纯水口的反渗透膜壳；所述原水进水管路连接至超滤膜壳进水口，所述超滤膜壳和所述反渗透膜壳之间通过安装有反渗透净水阀的净水管路以及增压净水管路连通，所述净水管路从超滤膜壳净水口引出并经由增压泵连接至所述增压净水管路，所述增压净水管路从增压泵引出并连接至反渗透膜壳进水口，所述浓水出水管路从反渗透膜壳浓水口引出并依次连接浓水限流阀和浓水常开阀，所述纯水管路从反渗透膜壳纯水口引出依次串联连接第一单向阀、高压开关和纯水龙头，并联连接纯水桶。

进一步地，所述第一单向阀的引流方向由反渗透膜壳纯水口指向高压开关。

进一步地，所述增压泵的引流方向由净水管路指向增压净水管路。

进一步地，所述超滤膜将超滤膜壳分为超滤膜原水侧和超滤膜净水侧，所述超滤膜与原水接触的部分为超滤膜原水侧，产出净水的部分为超滤膜净水侧。

进一步地，所述超滤膜原水侧与超滤膜壳进水口连通，所述超滤膜净水侧与超滤膜壳净水口连通。

进一步的所述反渗透膜将反渗透膜壳分为两个部分，与反渗透膜壳进水口连通、与增压净水接触的部分为反渗透膜增压净水侧；透过反渗透膜产出纯水的部分为反渗透膜纯水侧。

所述纯水正反冲洗膜系统纯水单独反冲反渗透膜系统，包括连接有第一纯水反冲阀的第一纯水反冲管路、连接有第一排污阀的第一排污管路；所述纯水正反冲洗膜系统的纯水串联反冲洗超滤膜及原水正冲洗超滤膜系统，包括安装在原水进水管路入口端，用于控制原水进水管路水流通道通断的原水常开阀、安装有第二纯水反冲阀、第二单向阀的第二纯水反冲管路、安装有第二排污阀的第二排污管路和控制系统。

进一步的所述第一纯水反冲管路的入口端与第一单向阀和纯水龙头之间连接的纯水管路并联连接、出口端与反渗透膜壳浓水口和浓水常开阀之间连接的浓水出水管路并联连接；所述第一排污管路进水端与增压净水管路并联连接。

进一步的所述第二纯水反冲管路的进水端与增压净水管路并联连接，所述第二纯水反冲管路的出水端与超滤膜壳净水口和反渗透进水阀之间连接的净水管路并联连接，所述第二排污管路进水端与原水常开阀和超滤膜壳之间连接的原水进水管路并联连接。

进一步的 超滤膜壳为设置有超滤膜壳进水口超滤膜壳净水口和超滤膜壳排污口的三孔超滤膜壳时，所述第二排污管路进水端与超滤膜壳排污口连通。

进一步的，所述原水常开阀、第一排污阀、第一纯水反冲阀、第二纯水反冲阀、浓水常开阀、浓水限流阀、高压开关、增压泵和反渗透进水阀与控制系统电路连接并由控制系统控制。

进一步的，所述前置过滤单元滤芯为PP纤维滤芯或PP纤维+活性炭复合滤芯或折 叠膜滤芯或折叠膜+活性炭复合滤芯或超滤膜滤芯。 进一步的，所述反渗透过滤单元滤芯为RO反渗透膜或NF纳滤膜。

本发明还公开一种纯水机正反冲洗膜系统的控制方法，所述控制方法包括：控制系统根据原水水质以及用水量或用水时间，预设纯水机滤芯自动冲洗的包括启停时间、频次、时长和水量的运行参数，并依据预设参数控制泵、阀的电路通断从而实现系统管路水流方向的变换与水流的通断，完成系统制水与纯水机正反冲洗膜系统；生产纯水时：反渗透进水阀通电阀门打开，增压泵运行，原水从原水进水管路引出后经超滤膜壳进水口进入超滤膜壳，经超滤膜过滤产出净水，产出净水经超滤膜壳净水口、净水管路、打开的反渗透进水阀、增压净水管路进入反渗透膜壳并经反渗透膜进行纯水处理，所产浓水经反渗透膜壳浓水口、浓水出水管路、浓水限流阀、浓水常开阀排出，所产纯水经反渗透膜壳纯水口、纯水管路进入纯水桶中，至纯水桶水满、纯水管路压力达到高压开关的压力预设值，控制系统控制反渗透进水阀断电阀门断开、增压泵断电停止运行，纯水机进入待机状态；所述纯水机正反冲洗膜系统的控制方法为：纯水机处于待机状态，控制系统启动纯水正反冲洗膜系统包括纯水单独反冲洗反渗透膜、纯水串联反冲洗超滤膜和原水正冲洗超滤膜；纯水单独反冲洗反渗透膜时：控制系统控制浓水常开阀通电阀门关闭，浓水出水管路排水端封闭、第一纯水反冲阀通电阀门打开，连接纯水管路和浓水管路的第一纯水反冲管路水流通道畅通、第一排污阀通电阀门打开，与增压净水管路连接的第一排污管路排水通道畅通，纯水在纯水桶自身压力下由纯水桶引出，经纯水管路、第一纯水反冲管路、浓水出水管路、反渗透膜壳浓水口进入反渗透膜增压净水侧，由反渗透膜壳浓水口向反渗透膜壳进水口进行纯水反向冲洗，将反渗透膜增压净水侧内存留的易结晶高含盐量浓水置换为纯水，置换浓水经反渗透膜壳进水口、增压净水管路和第一排污管路第一排污阀排出；纯水串联反冲洗超滤膜时：控制系统控制原水常开阀通电阀门关闭，原水进水管路水流通道封闭、浓水常开阀通电阀门关闭，浓水出水管路排水端封闭、第一纯水反冲阀、第二纯水反冲阀和第二排污阀通电阀门打开，第一纯水反冲管路、第二纯水反冲管路和第二排污管路水流通道连通，纯水桶内的纯水经纯水管路、第一纯水反冲管路、浓水出水管路、反渗透膜壳浓水口进入反渗透膜壳对反渗透膜增压净水侧的膜表面由反渗透膜壳浓水口向反渗透膜壳进水口进行纯水反向冲洗，反冲洗水再经增压净水管路、第二纯水反冲管路、净水管路、超滤膜壳净水口进入超滤膜壳，由超滤膜净水侧向超滤膜原水侧进行反向透过清洗，反洗污水经第二排污管路排出。

进一步地，当所述预处理滤瓶为三孔滤瓶时，所述纯水机正反冲洗膜系统的控制方法还包括原水正冲洗超滤膜，原水正冲洗超滤膜时，第二排污阀的阀门通电打开，第二排污管路排水通道畅通，原水由原水进水管路引出，经超滤膜壳进水口进入超滤膜壳原水侧，超滤膜壳内原水顺着超滤膜原水侧的膜表面流动冲刷并流向排污口，冲刷污水经第二排污管路第二排污阀排出。

本发明具有如下优点：

本发明提供了一种纯水机正反冲洗膜系统及控制方法，该纯水机具有滤芯自动清洁、纯水独立反冲反渗透膜、纯水串联反冲洗超滤膜、以及原水正冲洗超滤膜的功能，显著延长膜通量衰减周期并延长超滤膜与反渗透膜的使用寿命、保证产水水质的长期稳定，免除了频繁更换滤芯的麻烦和成本。

附图说明

图1为本发明一种纯水正反冲洗膜系统纯水单独反冲反渗透膜实施例的结构图。

图2为本发明一种纯水正反冲洗膜系统纯水串联反冲超滤膜的实施例的结构图。

图3为本发明一种纯水正反冲洗膜系统纯水串联反冲、原水正冲三孔超滤膜壳超滤膜的实施例的结构图。

图4为本发明的一种纯水正反冲洗膜系统的控制系统电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“ 第一”、“ 第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“ 包括”和“ 具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本文中提及“ 实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中，在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图示为：

1为原水常开阀、2为原水进水管路、3为超滤膜、4为净水管路、5为反渗透膜、6为第一纯水反冲管路、7为第二纯水反冲管路、8为超滤膜壳、9为反渗透膜壳、10为反渗透进水阀、11为增压泵、12为增压净水管路、13为第二纯水反冲阀、14为第二排污阀、15为第二排污管路、16为浓水常开阀、17为浓水限流阀、18为浓水出水管路、19为第一单向阀、20为高压开关、21为纯水管路、22为纯水桶、23为第一纯水反冲阀、24为第一排污阀、25为第一排污管路、26为控制系统、27为纯水龙头、28为第二单向阀、301为超滤膜原水侧、302为超滤膜净水侧、501为反渗透膜增压净水侧、502为反渗透膜纯水侧、801为超滤膜壳进水口、802为超滤膜壳净水口、803为超滤膜壳排污口、901为反渗透膜壳进水口、902为反渗透膜壳浓水口、903为反渗透膜壳纯水口。

实施例1

如图1所示，本实施例公开的一种纯水机纯水正反冲洗膜系统的纯水机，包括：原水进水管路2、纯水机滤芯组件、连接有浓水限流阀17和浓水常开阀16的浓水出水管路18、串联连接第一单向阀19、高压开关20、纯水龙头27，并联连接纯水桶22的纯水管路21；所述纯水机滤芯包括超滤膜组件和反渗透膜组件，所述超滤膜组件包括超滤膜、用于安装超滤膜并分别设置有超滤膜壳进水口和超滤膜壳净水口的超滤膜壳，所述反渗透膜组件包括反渗透膜、用于安装反渗透膜并分别设置有反渗透膜壳进水口、反渗透膜壳浓水口和反渗透膜壳纯水口的反渗透膜壳，所述反渗透膜5将反渗透膜壳9分成两个部分，与增压净水接触的部分为反渗透膜增压净水侧501，透过反渗透膜5产出纯水的部分为反渗透膜纯水侧502；所述反渗透膜增压净水侧501的两端分别与反渗透膜壳进水口901和反渗透膜壳浓水口902连通，所述反渗透膜纯水侧502与反渗透膜壳纯水口903连通；原水进水管路2的出水端与超滤膜壳进水口801连接，超滤膜壳净水口802通过安装有反渗透进水阀10的净水管路4连接至增压泵11的进水端，增压泵11出水端引出的增压净水管路12连接至反渗透膜壳进水口901，反渗透膜壳浓水口902引出的浓水出水管路18依次连接限流阀17和浓水常开阀16，所述纯水管路21从反渗透膜壳纯水口903引出依次连接第一单向阀19、高压开关20和纯水龙头27，所述第一单向阀19与纯水龙头27之间连接的纯水管路21还并联连接纯水桶22，如上所述，单向阀19的引流方向由反渗透滤瓶9的纯水口903指向高压开关20，另外，增压泵11同样具有单向导通功能，增压泵11的引流方向由净水管路4指向增压净水管路12；所述纯水正反冲洗膜系统的纯水单独反冲反渗透膜系统包括连接有第一纯水反冲阀23的第一纯水反冲管路6、连接有第一排污阀24的排污管路25，第一纯水反冲管路6的进水端并联连接至第一单向阀19与纯水龙头27之间连接的纯水管路21，第一纯水反冲管路6的出水端并联连接至浓水常开阀16与反渗透膜壳浓水口902之间连接的浓水出水管路18，第一排污管路25的进水端与增压净水管路12并联连接；如图4一种纯水机正反冲洗膜系统的控制电路图示出的，所述反渗透进水阀10、增压泵11、高压开关20、浓水常开阀16、第一纯水反冲阀23和第一排污阀24由控制系统26控制，所述控制系统26通过以下工作过程控制第一排污阀24、第一纯水反冲阀23、浓水常开阀16、高压开关20、增压泵11和反渗透进水阀10的动作：当纯水桶22水满、纯水管路21的压力达到高压开关20的压力预设值时，控制系统26控制反渗透进水阀10断电阀门关闭，净水管路4水流通道封闭，增压泵11断电停止运行、浓水常开阀16断电阀门打开，浓水出水管路18排水端畅通、第一纯水反冲阀23断电阀门关闭，第一纯水反冲管路6水流通道封闭，第一排污阀24断电阀门关闭，第一排污管路25排水通道封闭，纯水机处于待机状态。

本实施例中公开的一种纯水机正反冲洗膜系统的纯水单独反冲反渗透膜的控制方法包括：纯水机处于待机状态，控制系统26启动纯水独立反冲反渗透膜5的程序，控制系统26控制第一纯水反冲阀23通电阀门打开，第一纯水反冲管路6水流通道畅通，纯水管路21与浓水出水管路18水流连通，浓水常开阀16通电阀门关闭，浓水出水管路18排水端封闭，第一排污阀24通电阀门打开，第一排污管路25排水通道畅通，纯水在纯水桶22自身压力下引出经纯水管路21、第一纯水反冲阀23、浓水管路18、反渗透膜壳浓水口902反向进入反渗透膜壳9对反渗透膜增压净水侧501的膜表面进行纯水反向冲洗，并将反渗透膜增压净水侧501存留的易结晶的高含盐量浓水进行置换，冲洗置换出的高含盐量浓水经反渗透膜壳进水口901、增压净水管路12、第一排污管路25和第一排污阀24排出，反渗透膜壳9内存留纯水对反渗透膜5进行纯水浸泡和保护，防止反渗透膜5结晶污染堵塞、通量衰减并有效延长反渗透膜5的使用寿命和周期，极大的降低了纯水机长期使用中的耗材成本。

实施例2

如图2所示的一种纯水正反冲洗膜系统纯水串联反冲超滤膜系统，包括安装有原水常开阀1的原水进水管路2、安装有第二排污阀14的第二排污管路15、安装有第二纯水反冲阀13的第二纯水反冲管路7，所述原水常开阀1进水端与自来水连接出水端通过原水进水管路2连接至超滤膜壳进水口801，所述原水进水管路2还向外并联连接安装有第二排污阀14的第二排污管路15，所述超滤膜壳净水口802与反渗透进水阀10之间连接的净水管路4还并联第二纯水反冲管路7的出水端，所述第二纯水反冲管路7的进水端与增压净水管路12并联连接，所述第二纯水反冲管路7由进水端向出水端依次安装有第二纯水反冲阀阀13和第二单向阀28，所述第二单向阀28的引流方向由第二纯水反冲阀13指向净水管路4，本实施例中超滤膜组件包括超滤膜3、用于安装超滤膜3并设置有超滤膜壳进水口801、超滤膜壳排水口802的两孔超滤膜壳8，所述超滤膜3与原水接触的部分为超滤膜原水侧301、产出净水的部分为超滤膜净水侧302，超滤膜原水侧301与超滤膜壳进水口801连通，超滤膜净水侧302与超滤膜壳净水口802连通，参阅图4本实施例中原水常开阀1、第二排污阀14、第一纯水反冲阀23、第二纯水反冲阀13、浓水常开阀16与控制系统26电路连接，所述纯水正反冲洗膜系统中纯水串联反冲洗超滤膜的控制方法包括：纯水桶22水满、纯水管路21的压力达到高压开关20的压力预设值，纯水机处于待机状态，控制系统26控制原水常开阀1通电阀门关闭，原水进水管路2水流通道封闭，浓水常开阀16通电阀门关闭，浓水出水管路18的排水端封闭，第一纯水反冲阀23通电阀门打开，第一纯水反冲管路6水流通道畅通、第二纯水反冲阀13通电阀门打开第二纯水反冲管路7水流通道畅通、第二排污阀14通电阀门打开，第二排污管路15排水通道畅通，第一纯水反冲管路6、浓水出水管路18、第二纯水反冲管路7和第二排污管路15水流通道连通，纯水桶22内的纯水在自身压力下经纯水管路21、第一纯水反冲管路6、浓水出水管路18、反渗透滤瓶9的浓水口902进入反渗透滤瓶9对反渗透膜增压净水侧501的膜表面由反渗透膜壳浓水口902向反渗透膜壳进水口901进行反向冲洗，并将反渗透膜增压净水侧501存留的易结晶的高含盐量浓水进行置换，冲洗置换出的高含盐量浓水经反渗透膜壳进水口901、增压净水管路12、第二纯水反冲管路7、净水管路4、超滤膜壳净水口802，进入超滤膜壳8内的超滤膜净水侧301，并由超滤膜净水侧301反向透过超滤膜3，在此过程中对嵌入超滤膜3的包括易结晶离子、有机物等杂质进行深度清洗浸泡，含有杂质的反冲洗水反向透过超滤膜3后对超滤膜原水侧301表面附着的泥沙、铁锈、胶体及沉淀污染物进行冲洗，冲洗污水经超滤膜壳进水口801、原水进水管路2、第二排污管路15和第二排污阀14排出，防止反渗透膜5和超滤膜3的通量衰减并有效延长反渗透膜5和超滤膜3的使用寿命和周期，全面降低了纯水机长期使用中的耗材成本与耗材频繁更换的麻烦。

实施例3

如图3所示的一种纯水正反冲洗膜系统中纯水串联反冲、原水正冲超滤膜的系统，其结构与实施例2基本相同，不同之处在于所述超滤膜膜组件为包括超滤膜3、设置有超滤膜壳进水口801、超滤膜壳净水口802和超滤膜壳排污口803，用于安装超滤膜3的三孔超滤膜壳8；所述超滤膜3与原水接触的部分为超滤膜原水侧301、在产出净水的部分为超滤膜净水侧302，所述超滤膜原水侧301的两端分别与超滤膜壳进水口801和超滤膜壳排污口803连通，超滤膜净水侧302与超滤膜壳净水口802连通，进一步的所述超滤膜壳排污口803向外连接安装有第二排污阀14的第二排污管路15；本实施例中公开的一种纯水正反冲洗膜系统中纯水串联反冲洗超滤膜膜的控制方法与实施例2基本相同，所不同之处在于，由净水侧302反向透过超滤膜3的反冲洗水经超滤膜原水侧301、超滤膜壳排污口803、第二排污管路15和第二排污阀14排出；进一步地，本实施例中，超滤膜组件为分别设置有超滤膜壳进水口801超滤膜壳净水口802超滤膜壳排污口的三孔超滤膜壳8，所述纯水机正反冲洗膜系统还包括原水正冲洗超滤膜的控制方法：纯水机纯水桶22水满、纯水管路21压力达到高压开关20的压力预设值时，控制系统控制第二排污阀14通电阀门打开，第二排污管路15排水通道畅通，自来水经原水进水管路2、超滤膜壳进水口801进入超滤膜壳8，在超滤膜原水侧301的膜表面流动冲刷，将附着在超滤膜膜原水侧301膜表面的的泥沙胶质体铁锈和沉积的污染物由超滤膜壳排污口803、第二排污管路15和第二排污阀14冲洗排出。

实施例4

如图1-图4所示的一种纯水机正反冲洗膜系统，本发明还提供了一种纯水机制水系统的控制方法，当纯水机纯水桶22缺水及纯水管路21的压力低于高压开关20的压力预设值时，控制系统26控制反渗透进水阀10通电阀门打开，净水管路4水流通道畅通，增压泵11通电运行，自来水经原水进水管道2、超滤膜壳进水口801进入超滤膜壳8，经超滤膜3过滤后产出净水，滤过净水经超滤膜壳净水口802引出进入净水管路4、再经增压泵11增压后引出经增压净水管路12和反渗透膜壳进水口901进入反渗透膜壳9，再经反渗透膜5进行纯水处理，截留的浓水经反渗透膜壳浓水口902排出，透过反渗透膜5的纯水由反渗透膜壳纯水口903流出，经纯水管路21流向纯水龙头27并流入纯水桶22，所述纯水机运行至纯水桶22水满、纯水管路21的压力达到高压开关20的压力预设值时，控制系统26控制反渗透进水阀10断电阀门关闭，净水管路4水流通道封闭，增压泵11停止运行，纯水机恢复至待机状态。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。