CN201310588922一种无桶式节水净水器

(10)申请公布号CN103553233A(43)申请公布日2014.02.05CN103553233A(21)申请号201310588922.4(22)申请日2013.11.20C02F9/02(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F1/44(2006.01)(71)申请人陈忠林地址150090黑龙江省哈尔滨市南岗区黄河路73号哈工大第二学区城市水资源与水环境国家重点实验室306室申请人王斌远崔学刚沈吉敏(72)发明人陈忠林王斌远崔学刚沈吉敏(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人高媛(54)发明名称一种无桶式节水净水器(57)摘要一种无桶式节水净水器，它涉及一种节水净水器，尤其涉及采用反渗透膜和纳滤膜的净水器，属于净水领域。以解决现有的纯水机或净水器存在废水比大，不节水，需设压力储水桶，以及不能同时满足家庭厨房用水和生活饮水不用水质要求的问题，所述的净水器包括N级初级过滤装置、增压泵、渗透膜组件系统，以及控制电路盒；所述的渗透膜组件系统采用两段式组合，增设净水管路和初级过滤装置的冲洗管路。本发明用于自来水的净化。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书9页附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书9页附图5页(10)申请公布号CN103553233ACN103553233A1/1页21.一种无桶式节水净水器，其净水器包括N级初级过滤装置、增压泵（9）、渗透膜组件系统以及控制电路盒（24）；其特征在于：所述的渗透膜组件系统采用两段式组合，即第一段的渗透膜组件的浓水合并后与第二段的渗透膜组件的进水口连接，两段的渗透膜组件的纯水口合并后出水。2.根据权利要求1所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的渗透膜组件系统采用2：1两段式组合，即第一段渗透膜组件的膜元件数量或额定总产水量是第二段渗透膜组件的膜元件数量或额定总产水量的2倍。3.根据权利要求1所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的渗透膜组件为反渗透膜组件或纳滤膜组件。4.根据权利要求1所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的渗透膜组件系统总额定产水量为0.5～10L/min。5.根据权利要求1所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的渗透膜组件系统的废水比的额定流量为渗透膜组件总额定产水量的0.5～3倍。6.根据权利要求1所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的初级过滤装置的额定流量为渗透膜组件系统总额定产水量的1.5～4倍。7.根据权利要求1所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述净水器还包括在增压泵（9）和N级初级过滤装置连接管路之间增设一个三通，连接单向逆止阀（13）后与净水出口接头（16）连接。8.根据权利要求1或7所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述净水器还包括所述的N级初级过滤装置其中一级或者多级滤芯底部设有冲洗排放口，冲洗排放口分别与各自初级过滤装置的冲洗控制电磁阀连接后与废水排放管道连接。9.根据权利要求8所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的N级初级过滤装置为三级，第一级采用中空纤维微滤膜滤芯，第二级采用活性炭滤芯，第三级采用中空纤维超滤膜滤芯。10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的一种无桶式节水净水器，其特征在于：所述的控制电路盒（24）为智能微电脑控制盒，包括设置有显示屏和控制面板的外壳以及壳内包含微处理器、存储器、继电器的集成电路板，显示屏上设有初级过滤装置滤芯和渗透膜组件使用寿命指示条，智能微电脑控制盒连接进水电磁阀（8）、低压开关（3）、增压泵（9）、高压开关（14）、冲洗电磁阀（18）、流量传感器（7）、漏水保护传感器（23）及初级过滤装置的冲洗控制电磁阀对净水器进行自动化控制。权利要求书CN103553233A21/9页3一种无桶式节水净水器技术领域[0001]本发明涉及一种节水净水器，尤其涉及采用反渗透膜和纳滤膜的净水器，属于净水领域。背景技术[0002]由于反渗透膜或纳滤膜具有很高过滤精度，能够有效的去除水中的细微颗粒物、有机物、可溶盐类、重金属离子、细菌、病毒等微生物、农药残留物等各种有毒有害污染物，目前，采用反渗透膜或纳滤的净水器已经普遍被使用，尤其用于家庭来对自来水进行进一步处理，但普通的反渗透纯水机或纳滤净水器在使用过程中有以下不足和缺陷：[0003]（1）废水比较高，不节水。根据反渗透膜的渗透特性，为了避免膜表面盐浓度过高而造成浓差极化，必须严格控制反渗透膜的回收率，一般单个反渗透膜元件的回收率要控制在15%以下，这样85%的水以浓水的形式排出。一般家用反渗透膜的废水比为3：1，甚至高达5：1，即产生1杯纯水，要产出3杯到5杯废水，而且随着使用膜污染的发展，膜的产水通量逐渐降低，废水比逐渐升高。若这些“废水”不加以利用的话，将造成很大的水资源浪费。因此，提高反渗透纯水机的回收率是目前需要解决的难点问题。常见的解决方法有：①、强制减少浓水量，或者采用死端过滤脉冲清洗等，这种方法必然缩短反渗透膜的寿命，并影响出水水质。②、废水循环利用，将浓水返回进水管，或者注入自来水管。如专利CN201737789U，这种方法同样造成浓水在RO机中循环而无法排出，注入自来水管也不能保证纯水机在制水过程的同时确保使用生活用水龙头，因此这类方法也不能根本性地解决问题。因此反渗透纯水机废水的产生不可避免，实现无废水排放基本上是不可能的，只能采取措施减少废水量。[0004]（2）压力储水桶二次污染问题。由于反渗透膜过滤精度高，因而单位膜面积产水量比较低，反渗透膜应用初期成本较高，因此传统的经典反渗透纯水机的工艺结构中需要配备压力储水桶配合使用来满足应用小产水量反渗透膜组件（50～100GPD反渗透膜组件）时对出水水量的要求。压力储水桶是由塑胶或金属外壳和食品级橡胶内胆组成，桶内分上下两部分，上面装水，下面充气。纯水机制水时，制好的水储存于橡胶内胆中，当达到一定压力后停止制水；用水时，压力桶将水从内胆中压出，当桶内的压力低于一定程度以后，高压开关打开，纯水机再次启动制水。正因为压力桶将制出的纯水储存起来，一般配置的桶的容积往往要大于单次使用量，导致所制的纯水会停留时间过长，其次还有橡胶内胆本身的质量问题和老化，这样就难以避免压力桶中的橡胶内胆在使用过程中可能出现微生物滋生、亚硝酸盐超标、橡胶异味等二次污染问题。[0005]而目前市售的无桶式反渗透纯水机，绝大多数仅仅采用单支大通量的反渗透膜，取消压力出水桶，但单支反渗透膜并没有提高产水回收率，没有解决废水比大的问题。[0006]（3）、不适合老人、孕妇和儿童长期饮用。纯水机尤其是反渗透纯水机，由于过滤精度高，一般反渗透膜的脱盐率都在95%以上，几乎去除所有的可溶性盐和对人体有益矿物质，长期饮用纯水，会降低人体免疫功能，纯水具有较强的溶解性，容易造成体内的钙质说明书CN103553233A32/9页4等养分的流失。特别是患有心血管疾病、糖尿病的老年人，孕妇及儿童更不宜长期饮用这种水。[0007]（4）、不能同时满足家庭厨房用水和生活饮水。普通反渗透纯水机产水流量较小，即使配备压力储水桶，也不能同时满足家庭厨房用水量和生活饮水量，根据建设部颁发的国家标准《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002）中居民家庭生活人均日用水量调查统计表数据，人均日用水量厨房用水为21.38～29.6L/(d·人)，饮用水量为1.8～3L/(d·人)，分别占人均日用水量的21.5～24.8%，1.8～2.2%。从统计数据可以看出饮用水量仅占很少一部分，而对水质也有重要要求的厨房用水量较大，单纯的反渗透纯水机不能满足厨房用水量，需要额外购置大流量的中央净水器或厨房净水器。发明内容[0008]本发明是为解决现有的纯水机或净水器存在废水比大，不节水，需设压力储水桶，以及不能同时满足家庭厨房用水和生活饮水不用水质要求的问题，进而提供一种无桶式节水净水器。[0009]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：[0010]一种无桶式节水净水器，其净水器包括N级初级过滤装置、增压泵、渗透膜组件系统以及控制电路盒；所述的渗透膜组件系统采用两段式组合，即第一段的渗透膜组件的浓水合并后与第二段的渗透膜组件的进水口连接，两段的渗透膜组件的纯水口合并后出水。[0011]所述的渗透膜组件系统采用2：1两段式组合，即第一段渗透膜组件的膜元件数量或额定总产水量是第二段渗透膜组件的膜元件数量或额定总产水量的2倍。[0012]所述的渗透膜组件为反渗透膜组件或纳滤膜组件。[0013]所述的渗透膜组件系统总额定产水量为0.5～10L/min。[0014]所述的渗透膜组件系统的废水比的额定流量为渗透膜组件总额定产水量的0.5～3倍。[0015]所述的初级过滤装置的额定流量为渗透膜组件系统总额定产水量的1.5～4倍。[0016]所述净水器还包括在增压泵和N级初级过滤装置连接管路之间增设一个三通，连接单向逆止阀后与净水出口接头连接。[0017]所述净水器还包括所述的N级初级过滤装置其中一级或者多级滤芯底部设有冲洗排放口，冲洗排放口分别与各自冲洗控制电磁阀连接后与废水排放管道连接。[0018]所述的N级初级过滤装置为三级，第一级采用中空纤维微滤膜滤芯，第二级采用活性炭滤芯，第三级采用中空纤维超滤膜滤芯。[0019]所述的控制电路盒为智能微电脑控制盒，包括设置有显示屏和控制面板的外壳以及壳内包含微处理器、存储器、继电器的集成电路板，显示屏上设有初级过滤装置滤芯和渗透膜组件使用寿命指示条，智能微电脑控制盒连接进水电磁阀、低压开关、增压泵、高压开关、冲洗电磁阀、流量传感器、漏水保护传感器及初级过滤装置的冲洗控制电磁阀对净水器进行自动化控制。[0020]本发明的有益效果是：由于本发明将初级过滤装置产生的净水和渗透膜组件产生的纯水分别设出水管路，可同时满足厨房用水和生活饮水不同水质要求，不同用水对象（老人、孕妇和儿童）可根据自己需求选择不同的水饮用；同时在初级过滤装置上设有自动冲洗说明书CN103553233A43/9页5功能，可降低过滤滤芯的污染，延长滤芯的使用寿命，保证了初级过滤装置产生的净水的水质；其次对反渗透膜组件或纳滤膜组件采用2：1两段组合排列，提高了产水回收率，废水比明显降低，实现节水的目的，通过配置3支大产水量的反渗透膜或纳滤膜，实现即开即饮，避免了纯水的二次污染。附图说明[0021]图1为本发明的渗透膜组件系统采用两段式组合的净水器工艺结构示意图。[0022]图2为本发明采用两段式组合的渗透膜组件系统和增设净水管路的净水器工艺结构示意图。[0023]图3为本发明采用两段式组合的渗透膜组件系统和具有冲洗功能初级过滤装置的净水器工艺结构示意图。[0024]图4为本发明采用两段式组合的渗透膜组件系统、增设净水管路以及具有冲洗功能初级过滤装置的净水器工艺结构示意图。[0025]图5为具有冲洗功能的初级过滤装置的滤芯的结构示意图。具体实施方式[0026]具体实施方式仅为本发明的优选方式，本发明不局限于此。[0027]具体实施方式一：结合图1-图4说明，本实施方式的一种无桶式节水净水器包括N级初级过滤装置、增压泵9、渗透膜组件系统以及控制电路盒24；所述的渗透膜组件系统采用两段式组合，即第一段的渗透膜组件的浓水合并后与第二段的渗透膜组件的进水口连接，两段的渗透膜组件的纯水口合并后出水。[0028]本实施方式的有益效果是：普通的反渗透纯水机和纳滤膜纯水机只采用单支反渗透或纳滤膜原件，为了避免反渗透膜或纳滤膜表面浓差极化及膜污染，因而单支膜元件的产水率一般为15%，这样造成大量的水（占75%）以浓水的形式浪费，水的利用率较低，采用多支膜组件的两段式组合即可提高产水率，实现节水的目的。[0029]具体实施方式二：结合图1-图4说明，本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的渗透膜组件系统采用2：1两段式组合，即第一段渗透膜组件10的膜元件数量或额定总产水量是第二段渗透膜组件1