高效水利用率制水方法、净水单元、大型商用制水装置与流程

本发明涉及净水技术领域，具体的说，是高效水利用率制水方法、高效水利用率净水单元、高效水利用率大型商用制水装置。

背景技术：

目前，现有的大型商用净水机原水利用率普遍偏低，产出1吨净水大概需要消耗2吨原水，净水效率为33.3％。为了提高净水效率，部分优化的制水系统仅对ro膜部分浓水进行回收，这样可以提高净水效率，但利用率也仅提高到50％。

因此，现阶段的净水系统对水资源造成的浪费是很大的。这一现象产生的弊端在大型净水工程机领域一直没有有效的解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计出高效水利用率制水方法、净水单元、大型商用制水装置，能提高原水的利用率，能节约水资源。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明提供了一种高效水利用率制水方法，包括以下步骤：

步骤s1：使原水依次流过制水设备中净水单元的预处理设备、超滤设备、反渗透膜设备进行逐级净化；

步骤s2：对原水在反渗透膜设备以及超滤设备或/和预处理设备中净化所产生的浓水进行回收；

步骤s3：将回收的浓水引至沉降池内进行沉降处理以得到符合自来水标准的沉降水；

步骤s4：将沉降水与净化前的原水进行混合；

步骤s5：将混合后的原水引至净水单元进行逐级净化。

采用上述设计方法时，将反渗透膜设备、超滤设备、预处理设备在净化原水的过程中产生的部分或全部浓水回收至沉降池内静置沉降，回收至沉降池的浓水的来源可以是反渗透膜设备和超滤设备，也可以是反渗透膜设备和预处理设备，还可以是反渗透膜设备、超滤设备和预处理设备。将沉降后符合自来水标准的沉降水通过管道与原水进行混合，将混合后的原水通过净化制水设备中进行净化，这样，相较于现有技术能够更高效地利用浓水，能够提高原水的利用率，节约水资源。

本发明还提供了一种高效水利用率净水单元，包括通过制水管道依次连接的超滤设备、反渗透膜设备，所述超滤设备和所述反渗透膜设备均具有浓水排出端口，所述超滤设备和所述反渗透膜设备的浓水排出端口分别通过浓水管道连接沉降池。

采用上述设置结构时，将净水单元装配在制水装置上时，能够通过将超滤设备和反渗透膜设备在净水过程中产生的浓水通过浓水管道引至沉降池内回收，使浓水在沉降池内静置沉淀得到沉降水，在沉降水的水质符合自来水标准的时候将其排出进行反复过滤以提高浓水利用率，节约水资源。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述净水单元还包括具有浓水排出端口的预处理设备，所述预处理设备通过制水管道连接所述超滤设备，所述预处理设备的浓水排出端口通过浓水管道连接所述沉降池，所述预处理设备位于所述超滤设备上游。

采用上述设置结构时，能够实现将预处理设备在净水过程中产生的浓水回收至沉降池内，进一步提高浓水的回收和利用率，达到节约水资源的目的。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述预处理设备包括通过制水管道串联的砂罐和炭罐，所述炭罐通过制水管道连接所述超滤设备，所述砂罐和所述炭罐的浓水排出端口分别通过浓水管道连接沉降池。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述反渗透膜设备的数量为至少两个，所有所述反渗透膜设备通过浓水管道串联，末端的所述反渗透膜设备通过浓水管道连接沉降池。

采用上述设置结构时，两个以上的反渗透膜设备通过浓水管道进行串联，使每一级的反渗透膜设备所产生的浓水进入下一级反渗透膜设备再次净化，能够提高原水的净化效果同时得到更纯的浓水，提高了原水的净化效率。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述超滤设备连接所述反渗透膜设备的制水管道设置有第四电动水泵。

采用上述设置结构时，第四电动水泵用于为进入反渗透膜设备的原水进行增压增流并在一定程度上提高超滤设备和预处理设备的处理流量。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述沉降池连接有回水管道，所述回水管道设置有电动球阀。

采用上述设置结构时，回水管道上的电动球阀用于控制沉降池内的沉降水的排出时机，防止不符合自来水标准的沉降水排出。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述沉降池设置有电导率传感器。

采用上述设置结构时，沉降池处的电导率传感器用于探测其内的沉降水水质，并能够将电导率传感器接入自动控制系统内实现净水单元的自动化处理功能。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述沉降池设置有液位传感器，与所述沉降池连接的浓水管道设置有电动球阀。

采用上述设置结构时，该液位传感器能够实时探测沉降池内的液位，避免浓水溢出，与沉降池连接的浓水管道的电动球阀能够根据液位传感器的信号数值实时控制通断，能够在接入自动控制系统实现沉降池进排液的自动控制。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述沉降池的数量为至少两个，所有所述沉降池通过浓水管道彼此并联。

采用上述设置结构时，并联的沉降池有利于提高浓水的收集处理量，并能够提高浓水的沉降效果。

本发明还提供了一种高效水利用率大型商用制水装置，包括原水箱、所述高效水利用率净水单元，所述原水箱通过制水管道连接所述净水单元，所述原水箱通过进水管道连接自来水，所述沉降池通过回水管道连接进水管道。

采用上述设置结构时，原水箱存储待处理的原水，原水经过净水单元净化处理后产生浓水，浓水通过浓水管道引入沉降池，沉降水通过回水管道进入进水管道内与原水混合并进入原水箱。通过重复利用净水单元产生的浓水能够提高原水的利用率，节约水资源。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述原水箱连接所述净水单元的制水管道设置有第二电动水泵，所述进水管道设置有第一电动水泵，所述第一电动水泵位于回水管道连接点下游。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述原水箱设置有第一液位传感器。

采用上述设置结构时，第一液位传感器用于监测原水箱的液位，避免溢出，且第一液位传感器能够接入自动控制系统实现制水装置的自动化控制。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：还包括产水箱，所述反渗透膜设备通过制水管道连接所述产水箱，所述产水箱连接有出水管。

采用上述设置结构时，产水箱用于储存净化水。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述产水箱连接有循环管路，所述循环管路具有循环水泵，所述循环管路的两端分别连接所述产水箱。

采用上述设置结构时，循环管路用于循环储存于产水箱内的净化水，循环水泵将净化水在产水箱和循环管路内进行循环，避免死水产生。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述制水装置还包括控制系统，所述控制系统电连第一电动水泵、第二电动水泵、第四电动水泵、第一液位传感器、沉降池设置的液位传感器、与沉降池连接的浓水管道的电动球阀、沉降池设置的电导率传感器、回水管道设置的电动球阀。

采用上述设置结构时，控制系统同时分别电连各电子设备，实现制水装置的自动化控制。

本发明具有以下优点及有益效果：

本发明中，将反渗透膜设备、超滤设备、预处理设备在净化原水的过程中产生的部分或全部浓水回收至沉降池内静置沉降，回收至沉降池的浓水的来源可以是反渗透膜设备和超滤设备，也可以是反渗透膜设备和预处理设备，还可以是反渗透膜设备、超滤设备和预处理设备。将沉降后符合自来水标准的沉降水通过管道与原水进行混合，将混合后的原水通过净化制水设备中进行净化，这样，相较于现有技术能够更高效地利用浓水，能够提高原水的利用率，节约水资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是高效水利用率大型商用制水装置的结构框图；

图中标记为：

1-第一手动球阀；2-第一电动球阀；3-原水箱；4-第二手动球阀；5-第二电动水泵；6-第一单向阀；7-第三手动球阀；8-第四电动水泵；9-第二单向阀；10-循环管路；11-第一液位传感器；12-第四手动球阀；13-第二电动球阀；14-第二液位传感器；15-第一电导率传感器；16-第三电动球阀；17-第四电动球阀；18-第二电导率传感器；19-第五手动球阀；20-第三液位传感器；21-第四液位传感器；22-第五电动球阀；23-第一电动水泵；24-砂罐；25-炭罐；26-超滤设备；27-反渗透膜设备；28-产水箱；29-第一沉降池；30-第二沉降池。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例提供了一种高效水利用率制水方法，能提高原水的利用率，能节约水资源，在制水设备中具有净水单元，净水单元包括反渗透膜设备、超滤设备、预处理设备，原水依次通过预处理设备、超滤设备、反渗透膜设备进行过滤净化，在原水的过滤净化的过程会产生净化水和浓水，该方法在于将浓水进行回收处理以将浓水进行重复利用，包括以下步骤：

首先，使原水依次流过制水设备中净水单元的预处理设备、超滤设备、反渗透膜设备进行逐级过滤净化，原水在预处理设备、超滤设备、反渗透膜设备中的每一级过滤净化都会产生净化水和浓水。

之后，对原水在反渗透膜设备以及超滤设备或/和预处理设备中净化所产生的浓水进行回收，回收的浓水一般会将其引入沉降池内进行沉降，其中，回收至沉降池的浓水的来源可以是反渗透膜设备和超滤设备，也可以是反渗透膜设备和预处理设备，还可以是反渗透膜设备、超滤设备和预处理设备。当然，浓水回收的设备越多越能提高原水的利用率。

之后，将回收的浓水通过管道引至沉降池内进行沉降处理，等待一定的时间以得到符合自来水标准的沉降水。期间，需要对沉降水的水质进行检测，当沉降水的水质符合资料水标准时便可将沉降水从沉降池内引出进行后续处理。

当沉降水符合自来水标准后，将沉降水通过管道与净化前的原水进行混合，进化前的原水一般为自来水管道或原水箱内的自来水。沉降水和原水混合好后，将混合后的原水引至净水单元进行逐级净化，以此往复，在得到净化水的同时对净化过程中的浓水进行回收处理再利用，提高原水的利用率，达到节约水资源的目的。

将反渗透膜设备、超滤设备、预处理设备在净化原水的过程中产生的部分或全部浓水回收至沉降池内静置沉降，将沉降后符合自来水标准的沉降水通过管道与原水进行混合，将混合后的原水通过净化制水设备中进行净化，这样，相较于现有技术能够更高效地利用浓水，能够提高原水的利用率，节约水资源。

实施例2：

本实施例还提供了一种高效水利用率净水单元，本实施例是在上述实施例的方法基础上进行结构化设计，如图1所示，特别采用下述设置结构：

包括超滤设备26、反渗透膜设备27、沉降池，超滤设备26、反渗透膜设备27通过制水管道依次连接，连接超滤设备26和反渗透膜设备27的制水管道上装设有第二单向阀9，超滤设备26和反渗透膜设备27均具有浓水排出端口，超滤设备26和反渗透膜设备27的浓水排出端口分别连接有浓水管道，超滤设备26和反渗透膜设备27分别通过浓水管道连接至沉降池，以向沉降池排放浓水。将净水单元装配在制水装置上时，能够通过将超滤设备26和反渗透膜设备27在净水过程中产生的浓水通过浓水管道引至沉降池内回收，使浓水在沉降池内静置沉淀得到沉降水，在沉降水的水质符合自来水标准的时候将其排出进行反复过滤以提高浓水利用率，节约水资源。

其中，超滤设备26和反渗透膜设备27之间可以设置一第四电动水泵8，该电动水泵8装设在连接超滤设备26和反渗透膜设备27的制水管道上，第四电动水泵8用于为进入反渗透膜设备27的原水进行增压增流并在一定程度上提高超滤设备和预处理设备的处理流量。

优选的，为了提高该净水单元的浓水利用率，进一步节约水资源，该净水单元还包括一预处理设备，该预处理设备具有浓水排出端口，预处理设备的浓水排出端口连接有浓水管道，预处理设备产出的浓水通过浓水管道连接至沉降池以向沉降池排放浓水，预处理设备通过制水管道连接至超滤设备26，预处理设备位于超滤设备26上游作为第一级过滤净化设备对原水进行净化处理。这样，该净水单元能够实现将预处理设备在净水过程中产生的浓水回收至沉降池内，进一步提高浓水的回收和利用率，达到节约水资源的目的。

作为预处理设备的一种可行的具体方案，该预处理设备包括砂罐24和炭罐25，砂罐24位于炭罐25的上游，砂罐24和炭罐25通过制水管道串联，炭罐25通过制水管道连接至超滤设备26，连接炭罐25和超滤设备26的制水管道上装设有第三手动球阀7，砂罐24和炭罐25的浓水排出端口分别通过浓水管道连接沉降池。

优选的，为了提高原水的净化效果并得到处理更加充分的浓水，该反渗透膜设备27的数量应不止一个，可以为两个或两个以上。当反渗透膜设备27的数量为两个或两个以上时，所有的反渗透膜设备27应为串联关系，在前的反渗透膜设备27的浓水排出端口与在后的反渗透膜设备27的进水端口通过浓水管道依次串联，且在末端的反渗透膜设备27的浓水排出端口连接一浓水管道并通过浓水管道连接至沉降池。本实施例中以两个串联的反渗透膜设备27为例在附图中进行展现。两个以上的反渗透膜设备27通过浓水管道进行串联，使每一级的反渗透膜设备27所产生的浓水进入下一级反渗透膜设备27再次净化，能够提高原水的净化效果同时得到更纯的浓水，提高了原水的净化效率。

作为沉降池的一种可行的优选设置方案，为了提高沉降池的处理量和处理效率，将沉降池的数量设置为至少两个，本实施例以两个沉降池为例进行说明，沉降池包括第一沉降池29和第二沉降池30，从净水单元引出的浓水管道在沉降池处分出两个分支形成两个浓水管道，这两个浓水管道分别连接第一沉降池29和第二沉降池30，使两个沉降池通过浓水管道彼此并联。并联的沉降池有利于提高浓水的收集处理量，并能够提高浓水的沉降效果。

为了能够方便确定沉降水的排出时机，在第一沉降池29和第二沉降池30的沉降水排出端口均连接有一根回水管道，第一沉降池29和第二沉降池30所连的回水管道连接一三通进行汇流，在连接第一沉降池29的回水管道上装配有第五电动球阀22，在连接第二沉降池30的回水管道上装配有第二电动球阀13。回水管道上的电动球阀用于控制沉降池内的沉降水的排出时机，防止不符合自来水标准的沉降水排出。

为了确定沉降水的水质，在第一沉降池29和第二沉降池30所连的回水管道上分别装设有第一电导率传感器15和第二电导率传感器18。沉降池处的电导率传感器用于探测其内的沉降水水质，并能够将电导率传感器接入自动控制系统内实现净水单元的自动化处理功能。

为了确定沉降池的存储量，在第一沉降池29和第二沉降池30所在的回水管道上分别装设有第二液位传感器14和第四液位传感器21，且，在与第一沉降池29连接的浓水管道上装设有第三电动球阀16，在与第二沉降池30连接的浓水管道上装设有第四电动球阀17。液位传感器能够实时探测沉降池内的液位，避免浓水溢出，与沉降池连接的浓水管道的电动球阀能够根据液位传感器的信号数值实时控制通断，能够在接入自动控制系统实现沉降池进排液的自动控制。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上提供了一种高效水利用率大型商用制水装置，特别采用下述设置结构：包括一原水箱3和实施例2中的高效水利用率净水单元，原水箱3存储待处理的原水，原水箱3上还设置有排水管道，在原水箱3的排水管上设置有第四手动球阀12，在原水箱3的排水管道上、第四手动球阀12上游，还设置有第一液位传感器11，该第一液位传感器11用于监测原水箱3的液位，避免溢出，且第一液位传感器11能够接入自动控制系统实现制水装置的自动化控制。

原水箱3的出水端口连接一制水管道，原水箱3通过制水管道连接至净水单元的砂罐24的冲洗阀，原水箱3的进水端口连接有一进水管道，原水箱3通过进水管道连接至自来水，第一沉降池29和第二沉降池30所连的回水管道汇流后形成一管径更大的回水管道，第一沉降池29和第二沉降池30通过回水管道连接进水管道使沉降水和原水在连接处汇流混合。原水经过净水单元净化处理后产生浓水，浓水通过浓水管道引入沉降池，沉降水通过回水管道进入进水管道内与原水混合并进入原水箱。通过重复利用净水单元产生的浓水能够提高原水的利用率，节约水资源。

原水箱3连接净水单元的砂罐24的制水管道上依次装设有第二手动球阀、第二电动水泵5、第一单向阀6。在进水管道上依次装设有第一电动水泵23、第一手动球阀1、第一电动球阀2，第一电动水泵23位于回水管道与进水管道的连接点的下游。

所有反渗透膜设备27的净化水排出端口均连接有一制水管道，且反渗透膜设备27净化水排出端口连接的制水管道在下游出进行汇流，汇流后形成一管径更大的制水管道并通过该制水管道连接至产水箱28的进水端口，产水箱28用于储存净化水，产水箱28的出水端口连接有出水管、排水端口连接有排水管，排水管上依次装设有第五手动球阀19和第三液位传感器20。

作为产水箱28的一种可行的优选设置方案，在产水箱28上连接有一循环管路10，该循环管路10上装设有循环水泵，该循环管路10的一端连接在出水管上而与产水箱28实现连接，循环管路10的另一端连接在产水箱28上。循环管路10用于循环储存于产水箱28内的净化水，循环水泵将净化水从出水管抽出产水箱28，再将净化水抽入循环管路10内，最后使净化水再次进入到产水箱28内，使净化水在产水箱28和循环管路10内进行循环，避免死水产生。

优选的，为了能够实现该制水装置的自动化控制，该制水装置还包括一plc控制系统，控制系统分别电连第一电动水泵23、第一电动球阀2、第二电动水泵5、第四电动水泵8、第一液位传感器11、第二液位传感器14、第四液位传感器21、第三电动球阀16、第四电动球阀17、第一电导率传感器15、第二电导率传感器18、第二电动球阀13、第五电动球阀22。控制系统同时分别电连各电子设备，实现制水装置的自动化控制。当原水箱3的液位超过预设值后，控制系统停止第一电动水泵23、第二电动水泵5、第四电动水泵8的工作，并同时关闭第一电动球阀2；当沉降池内的液位超过预设值后，控制系统停止第一电动水泵23、第二电动水泵5、第四电动水泵8的工作，并同时关闭第一电动球阀2、第三电动球阀16、第四电动球阀17；当沉降池内的沉降水的水质达到300μs/cm时，控制系统控制打开第二电动球阀13、第五电动球阀22以排除沉降水。

使用时，原水由第一电动水泵23产生的压力，通过串联的第一手动球阀1和第一电动球阀2再进入原水箱3。第一电动球阀2由第一液位传感器11通过控制系统给出指令，当第一液位传感器11检测到原水箱3承受的最大水量范围时，控制系统将第一电动水泵23和第一电动球阀2关闭，不足最大水量时则打开。原水进入原水箱3后，再通过第二手动球阀4、第二电动水泵5、第一单向阀6进入砂罐24、炭罐26进行预处理过滤，冲洗后的浓水引流向第一沉降池29和第二沉降池30，预处理过滤后的原水水通过第三手动球阀7进入超滤设备26中过滤，过滤后的浓水通过浓水管道引流至沉降池，过滤后的原水水通过第四水泵8、第二单向阀9进入反渗透膜设备27中进行逐级过滤，过滤后的浓水通过浓水管道引流向沉降池，过滤后的净化水进入产水箱通过循环管路10使水不断流动，保证无死水。引向沉降池的浓水一般先进入第一沉降池29，待到第一沉降池29达满池液位后，第二液位传感器14将信号指令给控制系统，控制系统控制第三电动球阀16关闭并打开第四电动球阀17如果已打开状态，则不需要再重新打开，使第一沉降池29中的浓水开始沉降，浓水进入第二沉降池30。待第一沉降池29中位于回水管道的浓水的电导率为300μs/cm时，控制系统打开第五电动球阀22，使符合自来水的标准的沉降水与原水混合，重新进入制水装置过滤，第二沉降池30的道理相同，待第二沉降池30到达满池液位后,第四液位传感器21通过控制系统将信号指令给第四电动球阀17并关闭第四电动球阀17，使第二沉降池30中的浓水开始沉降，待第二沉降池30中的浓水出水口电导率为300μs/cm时，控制系统打开第二电动球阀13，使符合自来水的标准的沉降水水原水混合，重新进入系统过滤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。