一种滤水装置、具有该装置的净水机及水处理方法与流程

1.本发明涉及净水机技术领域，特别涉及一种滤水装置、具有该装置的净水机及水处理方法。


背景技术：

2.双极膜电去离子单元作为一种水处理技术，双极膜电去离子单元由电极组及位于电极之间的双极膜构成，每张双极膜由贴合在一起的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，双极膜与相邻的双极膜或电极之间构成流道。
3.双极膜电去离子单元在脱盐过程中，双极膜的阳膜面对的是正电极,原水在两个双极膜之间形成的流道中进行脱盐，如图1。当脱盐进行一段时间后，需要进行倒极再生，以释放出吸附在双极膜上的水中离子,如图2。而在双极膜电去离子单元再生工况时，需要使用大量水通入双极膜电去离子单元中，进行再生并得到再生浓水，这些再生浓水会作为废水直接排出，因此增加净水机的废水比例。
4.因此，针对现有技术不足，提供一种滤水装置、具有该装置的净水机及水处理方法以解决现有技术不足甚为必要。


技术实现要素：

5.本发明其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种滤水装置，该滤水装置能降低废水比例。
6.本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
7.提供一种滤水装置，设置有双极膜电去离子单元和滤芯单元，双极膜电去离子单元和滤芯单元均设于管路系统。在再生工况时，所述双极膜电去离子单元产生的再生浓水，再生浓水进入所述滤芯单元并进行处理。该滤水装置能避免双极膜电去离子单元产生的再生浓水作为废水直接排出系统，从而减少废水比例。
8.在再生工况时，所述滤芯单元得到的产水进入所述双极膜电去离子单元,产水并对所述双极膜电去离子单元进行再生，作用是使用滤芯单元得到的产水对双极膜电去离子单元进行再生，从而能提高再生效率。
9.在产水工况时，所述滤芯单元产生的浓水分成两路,其中一路浓水循环至所述滤芯单元,另一路浓水作为系统浓水排出滤水装置，作用是进一步减少废水比例。
10.在产水工况时，原水进入所述滤芯单元,原水经所述滤芯单元处理后得到产水a；
11.或者
12.在产水工况时，原水进入所述双极膜电去离子单元,原水所述双极膜电去离子单元处理后得到产水b；
13.或者
14.在产水工况时，原水分成两路，其中一路原水进入所述滤芯单元,经所述滤芯单元处理后得到产水a；另一路原水进入所述双极膜电去离子单元,经所述双极膜电去离子单元
处理后得到产水b。
15.上述三种方式的作用是用户能根据实际得到不同水质的产水。
16.本发明的滤水装置，还设置有前处理单元。在产水工况时，原水经过前处理单元处理，处理后原水再进入所述双极膜电去离子单元或所述滤芯单元中的至少一个；在再生工况时，原水及再生浓水经前处理单元处理后，再进入所述滤芯单元。前处理单元用于提高滤芯单元或者双极膜电去离子单元的进水水质。
17.优选的，上述滤芯单元为反渗透滤芯或者纳滤滤芯。
18.优选的，上述前处理单元为pp棉滤芯或者活性炭滤芯。
19.本发明第二个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种净水机，该净水机能降低废水比例。
20.本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
21.提供一种净水机，设置有如上的滤水装置。
22.本发明第三个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种水处理方法，在上述的滤水装置中进行水处理。
23.在再生工况时，所述双极膜电去离子单元的再生参数到达再生设定值时，再生完成。本发明能根据再生设定值自动完成双极膜电去离子单元的再生工况。
24.所述再生参数为在再生工况时对所述双极膜电去离子单元施加的电量q'，所述再生设定值为0.5q≤q'≤1.5q，其中q为在产水工况时对所述双极膜电去离子单元施加的电量，且|q'|和|q|均大于0；
25.或者
26.所述再生参数为再生时间t'，所述再生设定值为0.1t≤t'≤1t，其中t为产水时间，t和t'均大于0；
27.或者
28.所述再生参数为再生水量a'，所述再生设定值为0.1a≤a'≤a，其中a为产水量，且a的范围为10l～50l。
29.本发明的一种滤水装置、具有该装置的净水机及水处理方法，其中滤水装置设置有双极膜电去离子单元和滤芯单元，双极膜电去离子单元和滤芯单元均设于管路系统，在再生工况时，所述双极膜电去离子单元的出水口与所述滤芯单元的进水口连通。本发明在双极膜电去离子单元再生时产生的再生浓水作为滤芯单元的原水，继续进入滤芯单元中处理，避免这部分再生浓水作为废水直接排出系统，从而减少废水比例。
附图说明
30.利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
31.图1为双极膜电去离子单元的脱盐工况的示意图。
32.图2为双极膜电去离子单元的再生工况的示意图。
33.图3为实施例1的一种滤水装置的连接示意图。
34.图4为图3的再生工况时的水路图。
35.图5为在图3中，双极膜电去离子单元和滤芯单元同时产水的水路图。
36.图6为在图3中，仅有滤芯单元时产水的水路图。
37.图7为在图3中，仅有双极膜电去离子单元时产水的水路图。
38.图8为实施例2的一种滤水装置的连接示意图。
39.图9为在图8中，双极膜电去离子单元和滤芯单元同时产水的水路图。
40.图10为实施例3的一种滤水装置的连接示意图。
41.在图1至图10中，包括：
42.滤芯单元100、双极膜电去离子单元200、第一单向阀300、第二单向阀400、第三单向阀500、第一控制阀600、第二控制阀700、第三控制阀800、第四控制阀900、第五控制阀1000、前处理单元1100。
具体实施方式
43.结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
44.实施例1。
45.一种滤水装置，如图3，设置有双极膜电去离子单元200和滤芯单元100，双极膜电去离子单元200和滤芯单元100均设于管路系统。
46.在再生工况时，双极膜电去离子单元200产生的再生浓水，再生浓水进入滤芯单元100并进行处理。
47.具体地在再生工况时，双极膜电去离子单元200的出水口与滤芯单元100的进水口连通。
48.需要说明的是，在实际情况中双极膜电去离子单元200的再生需要进行几分钟至几十钟的再生处理，在这个过程产生大量的再生浓水。而且在这个再生过程中双极膜电去离子单元200是缓慢地将附着在双极膜的离子释放，产生的再生浓水的杂质含量仅稍高于进入滤芯单元100的自来水，这部分的再生浓水实际上还能够进入滤芯单元100进行处理，得到产水供饮用或者对双极膜电去离子单元200进行再生。因此在双极膜电去离子单元200再生时，双极膜电去离子单元200产生的再生水作为滤芯单元100的原水，继续进入滤芯单元100中处理，能大大减少废水比例。
49.在再生工况时，滤芯单元100得到的产水进入双极膜电去离子单元200,产水并对双极膜电去离子单元200进行再生。本发明的双极膜电去离子单元200的进水口与滤芯单元100的产水口连通。
50.本发明的使用滤芯单元100处理后的产生对双极膜电去离子单元200再生，此时进入双极膜电去离子单元200的水质较好，能提高双极膜电去离子单元200再生的效果。
51.在产水工况时，滤芯单元100的进水口或者双极膜电去离子单元200的进水口中至少一个与原水进水端连通。
52.也就是说，在产水工况时，原水进入滤芯单元100,原水经滤芯单元100处理后得到产水a。或者原水进入双极膜电去离子单元200,原水双极膜电去离子单元200处理后得到产水b。也可以是，原水分成两路，其中一路原水进入滤芯单元100,经滤芯单元100处理后得到产水a；另一路原水进入双极膜电去离子单元200,经双极膜电去离子单元200处理后得到产水b。
53.因为双极膜电去离子单元200能除去部分的矿物质，还保留有部分的矿物质，而滤
芯单元100的矿物质的保留度较低。当用户需要不同的矿物质含量的产水，可以选择滤芯单元100或者双极膜电去离子单元200中的一个，或者滤芯单元100和双极膜电去离子单元200同时进行产水，以满足不同的产水中矿物质含量的要求。
54.本发明的管路系统设置有进水管道、再生管道和产水管道。
55.在再生工况时，双极膜电去离子单元200的出水口通过再生管道与滤芯单元100的产水口连通，滤芯单元100的进水口与进水管道连通。
56.在产水工况时，双极膜电去离子单元200的进水口或者滤芯单元100的进水口中至少一个与进水管道连通，双极膜电去离子单元200的产水口与滤芯单元100的产水口均与产水管道连通。
57.管路系统还设置有第二单向阀400、第二控制阀700、第三控制阀800、第四控制阀900和第五控制阀1000，第二单向阀400位于再生管道，第三单向阀500位于原水进水端与双极膜电去离子单元200的进水口之间的进水管道，第二控制阀700位于再生管道，第三控制阀800于原水进水端与双极膜电去离子单元200的进水口之间的进水管道，第四控制阀900位于产水管道，第五控制阀1000位于原水进水端与滤芯单元100的进水口之间的进水管道。
58.本发明的滤芯单元100为反渗透滤芯或者纳滤滤芯。
59.需要说明的是，本发明的第二单向阀400的作用是在双极膜电去离子单元200再生时，防止原水倒流进入双极膜电去离子单元200。第三单向阀500的作用是在双极膜电去离子单元200产水时，防止原水倒流。
60.本发明的水路关系如下：
61.在再生工况时，原水经第五控制阀1000进入滤芯单元100，经滤芯单元100处理后，得到产水和浓水，浓水直接排出系统，产水进入双极膜电去离子单元200，产水对双极膜电去离子单元200进行再生并得到再生浓水，再生浓水经第二控制阀700和第二单向阀400并与原水混合，再经第五控制阀1000再进入滤芯单元100，如图4。
62.需要说明的是，本发明在再生工况时，可以直接关闭第四控制阀900，使产水全部进入双极膜电去离子单元200，如图4；还可以控制第四控制阀900的开度，使一部分产水作为系统产水的排出，另一部分产水进入双极膜电去离子单元200。
63.在产水工况且滤芯单元100和双极膜电去离子单元200同时产水时，原水分成两路，其中一路原水经第五控制阀1000进入滤芯单元100，经滤芯单元100处理后，得到产水a和浓水；另一路原水经第三控制阀800和第三单向阀500进入双极膜电去离子单元200，经双极膜电去离子单元200处理后，得到产水b，产水a和产水b汇合后经第四控制阀900排出系统，浓水直接排出系统，如图5。
64.在产水工况且滤芯单元100产水时，原水经第五控制阀1000进入滤芯单元100，经滤芯单元100处理后，得到产水和浓水，产水经第四控制阀900排出系统，浓水直接排出系统，如图6。
65.在产水工况且双极膜电去离子单元200产水时，原水经第三控制阀800和第三单向阀500进入双极膜电去离子单元200，经双极膜电去离子单元200处理后，得到产水，产水经第四控制阀900排出系统，如图7。
66.该滤水装置能在双极膜电去离子单元200再生时产生的再生浓水作为滤芯单元100的原水，继续进入滤芯单元100中处理，避免这部分再生浓水作为废水直接排出系统，从
而减少废水比例。
67.实施例2。
68.一种滤水装置,如图8，其他特征与实施例1相同，还具有如下特征：在产水工况时，滤芯单元100产生的浓水分成两路,其中一路浓水循环至滤芯单元100,另一路浓水作为系统浓水排出滤水装置。
69.需要说明的是，本发明的滤芯单元的其中一路浓水循环至滤芯单元,，进行二次处理，从而能进一步减少废水产生。
70.本发明的管路系统设置有还设置有浓水管道，在产水工况时，滤芯单元100的其中一个浓水出水口通过浓水管道与进水口连通，滤芯单元100的其他的浓水出水口与系统外部连接。
71.管路系统设置有第一单向阀300和第一控制阀600，第一单向阀300位于浓水管道，第一控制阀600位于浓水管道。第一单向阀300的作用是防止原水倒流至滤芯单元100.
72.如图9，本发明的水路关，系如下：
73.在产水工况，当滤芯单元100产水时，原水经第五控制阀1000进入滤芯单元100，经滤芯单元100处理后，得到产水、浓水a和浓水b，产水经第四控制阀900排出系统，浓水a直接排出系统，浓水b经过第一控制阀600和第一单向阀300循环，并与原水汇合，如图9。
74.与实施例1相比，本实施例的滤芯单元100产生浓水循环至进水口，进行二次处理，从而能进一步减少废水产生。
75.实施例3。
76.一种滤水装置,其他特征与实施例1或2相同，如图10，还具有如下特征：还设置有前处理单元1100，在产水工况时，原水经过前处理单元处理1100，处理后原水再进入双极膜电去离子单元200或滤芯单元100中的至少一个。
77.在再生工况时，原水及再生浓水经前处理单元1100处理后，再进入滤芯单元100。
78.也就是说，本发明前处理单元1100设置于进水管道，且前处理单元1100位于再生管道与滤芯单元100的进水口之间。
79.本发明的前处理单元1100为pp棉滤芯或者活性炭滤芯。
80.需要说明的是，本发明的前处理单元1100作用是对原水及再生浓水进行处理。
81.与实施例1相比，本实施例通过前处理单元1100先对原水及再生浓水进行处理，从而提高滤芯单元100进水的水质。
82.实施例4。
83.一种净水机,设置有实施例1至3任意一个实施例中的滤水装置。
84.该净水机在双极膜电去离子单元200再生时产生的再生浓水作为滤芯单元100的原水，继续进入滤芯单元100中处理，避免这部分再生浓水作为废水直接排出系统，从而减少废水比例。
85.实施例5。
86.一种水处理方法,在实施例1至3任意一个实施例的滤水装置中进行水处理。
87.在再生工况时，双极膜电去离子单元200的再生参数到达再生设定值时，再生完成。
88.本发明能根据再生设定值自动完成双极膜电去离子单元的再生工况，从而提高智
能化程度。
89.其中本发明的产水参数和再生参数可以有如下三种具体的方式：
90.第一种方式：再生参数为在再生工况时对所述双极膜电去离子单元200施加的电量q'，所述再生设定值为0.5q≤q'≤1.5q，其中q为在产水工况时对所述双极膜电去离子单元200施加的电量，且|q'|和|q|均大于0。本发明所说的电量是指在双极膜电去离子单元200中电流值与施加电流时间的乘积。
91.第二种方式：再生参数为再生时间t'，所述再生设定值为0.1t≤t'≤1t，其中t为产水时间，t和t'均大于0。
92.第三种方式：再生参数为再生水量a'，所述再生设定值为0.1a≤a'≤a，其中a为产水量，且a的范围为10l～50l。
93.该水处理方法,能根据再生设定值自动完成双极膜电去离子单元200的再生工况，从而提高智能化程度。而且本发明在再生工况时，双极膜电去离子单元产生的再生浓水作为滤芯单元100的原水，继续进入滤芯单元100中处理，避免这部分再生浓水作为废水直接排出系统，从而减少废水比例。
94.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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实质和范围。