WO2015131422A1 - 一种强脉冲微废水排放净水*** - Google Patents

一种强脉冲微废水排放净水*** Download PDF

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    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis

Definitions

  • the invention relates to a water purifier, in particular to a strong pulse micro wastewater discharge water purification system.
  • the object of the present invention is to provide a strong pulse micro-wastewater discharge water purification system in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art.
  • the strong pulse micro wastewater discharge water purification system designed by the invention comprises: a water inlet tee connected in turn through a pipeline, a pre-filter group, a booster pump, a reverse osmosis membrane filter and a post-activated carbon filter, wherein the outlet of the rear activated carbon filter is connected to the water outlet through a high-pressure switch, and the inlet is connected to a water storage pressure tank through a pipeline.
  • the outlet of the reverse osmosis membrane filter is provided with a waste water discharge pipe, and a pulse solenoid valve is arranged on the pipe; the water storage pressure tank returns a trace of pure water through a pipe and a check valve to the front end of the reverse osmosis membrane filter for After the water is completed, the reverse osmosis membrane is immersed.
  • the pre-filter set includes a PPF filter filter, an activated carbon filter filter, and a PPF filter filter that are sequentially connected.
  • the front end of the high voltage switch is provided with a one-way valve.
  • a water flow sensor is disposed between the reverse osmosis membrane filter and the rear activated carbon filter.
  • a four-sided valve is disposed between the booster pump and the reverse osmosis membrane filter.
  • a water inlet solenoid valve is disposed between the PPF filter and the activated carbon filter.
  • the present invention has the following beneficial effects:
  • the invention adopts two measures of rapid transient pulse discharge flushing reverse osmosis membrane, pure water reflux washing and immersion protection reverse osmosis membrane, and the pure water machine is ensured in the case of ensuring high quality pure water output without damaging the reverse osmosis membrane.
  • the ratio of wastewater to pure water can be greatly increased from the wastewater of ordinary water machine 3: pure water 1 to wastewater 1: pure water 3 or more (depending on the water quality, wastewater 1: pure water 6 or more), the raw water utilization rate is less than 25% has increased significantly to over 75%.
  • the invention adopts a non-consumption bistable pulse electromagnetic valve and a large flow reverse osmosis membrane, and can realize a pure water machine without using a municipal power source or a booster pump in urban and rural areas where the tap water pressure is higher than 0.2 MPa. Under the condition of no electricity, micro-waste water discharges pure water, and in the case of ensuring water quality safety, it is more energy-saving and emission-reducing, which is in line with the requirements of building a conservation-oriented society in China.
  • Figure 1 is a general pure water mechanism water flow chart
  • Figure 2 is a flow chart of water production of a partial wastewater reflux pure water machine
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic illustration of a system in accordance with a second embodiment of the present invention.
  • the reverse osmosis membrane (RO membrane) water purification technology has a filtration precision of up to 0.0001 ⁇ m, which can almost filter out all impurities and salts other than water.
  • the negative effect of the high-precision RO membrane is that it is easily filthy.
  • the RO membrane of the RO pure water machine must be produced while producing pure water. Ensure that a sufficient amount of raw water flushes the surface of the RO membrane, so a large amount of wastewater is generated.
  • the recommended raw water utilization rate of RO membrane produced by the famous Dow company in the United States is 15%. In the country, the pure water machine manufacturers use more Korean 'Shihan film', Japan 'Toray film' and domestic 'Huitong film', etc., the recommended raw water utilization rate is also about 25%.
  • a water purification system in the prior art, including: a water inlet tee connected in series through a pipe; Pre-filter group (composed of PPF filter element 8, activated carbon filter 10 and PPF filter 11 connected in sequence), booster pump 13, reverse osmosis membrane filter 15, high pressure switch 18, post-activated carbon filter
  • Pre-filter group composed of PPF filter element 8, activated carbon filter 10 and PPF filter 11 connected in sequence
  • booster pump 13 reverse osmosis membrane filter
  • high pressure switch 18 outlet is simultaneously connected to a water storage pressure tank 4 through a pipe.
  • the water making process of the ordinary pure water machine is that the pressurized water is filtered by the reverse osmosis membrane and then discharged from the central pipe of the membrane through the pure water end of the reverse osmosis membrane filter, and the waste water end maintains the uninterrupted wastewater discharge.
  • the wastewater is discharged by a constant flow wastewater proportional valve 16, and the waste water is discharged after the accumulation of the wastewater for a period of time to ensure the accumulation of dirt on the membrane.
  • This water production process, the raw water utilization rate is about 25%.
  • the “small wastewater” pure water mechanism water flow of some domestic manufacturers adds a wastewater reflux device to the process of the ordinary pure water machine, and introduces part of the wastewater into the inlet of the reverse osmosis membrane filter 15.
  • the constant-flow wastewater proportional valve 16 is removed, and the electromagnetic discharge valve 17 is used for intermittent sewage discharge, so that the discharged waste water is recycled, the waste water discharge is reduced, the raw water utilization rate is increased to 50% or higher, but the reverse osmosis membrane is becoming more and more
  • the high-concentration wastewater environment can not guarantee the quality of pure water production, and the damage to the reverse osmosis membrane is large, the fouling of the membrane is aggravated, and the service life is greatly shortened.
  • FIG. 3 is a water purification system according to an embodiment of the present invention, comprising: a water inlet tee connected in series through a pipeline; The pre-filter group, the booster pump 13, the reverse osmosis membrane filter 15, the post-activated carbon filter 19, the rear activated carbon filter outlet are connected to the water outlet 20 through the high-pressure switch 18, and the outlet of the reverse osmosis membrane filter is simultaneously passed.
  • the pipe is connected to a water storage pressure tank 4.
  • the reverse osmosis membrane filter outlet is provided with a waste water discharge pipe, and the pipe is provided with a pulse solenoid valve 14; the water storage pressure tank 4 returns a trace of pure water through a pipe and a check valve 22 to the front end of the reverse osmosis membrane filter 15 for After the water is completed, the reverse osmosis membrane is immersed.
  • the water-making process proposed by the present invention removes the constant-flow wastewater proportional valve, and the ordinary wastewater solenoid valve is switched to the pulse solenoid valve 14 with the opening and closing time within 0.1 second, and the intermittent pulse discharge is performed.
  • the rapid opening and closing of the solenoid valve produces a rapid flow of water to instantaneously flush the surface of the reverse osmosis membrane, rapidly removing the dirt deposit accumulated on the membrane, and achieving the purpose of effectively cleaning the reverse osmosis membrane with little flushing water consumption, thereby greatly reducing the generation of wastewater.
  • the ratio of waste water to pure water can be greatly increased from waste water 3: pure water 1 to waste water 1: pure water 3 or more (distillation can be done according to different water quality 1 : Pure water 6 or more), the raw water utilization rate has been greatly increased from less than 25% to more than 75%.
  • the specific flushing operation time is as follows: remove the solenoid valve opening and closing time, each flushing time is between 0.1 seconds and 1 second (0.3 seconds - 0.5 seconds is good) to generate a rapid and strong water flow, a single flushing time Too short can not completely remove the dirt deposit on the membrane. If the time is too long, it will not produce strong water flow, waste water and the washing effect is not good.
  • the interval between flushes is between 15 seconds and 45 seconds. This interval can be used as a tool to adjust the ratio of pure water to wastewater. In areas with good water quality or when customers require ultra-low wastewater discharge, the interval can be extended to save water.
  • the effect of pure water 5 wastewater 1 can be achieved and the reverse osmosis membrane does not exhibit a significant decrease in the discharge water flow rate.
  • the effect of pure water 6 wastewater 1 can be achieved, or even higher. In this way, in the southern regions where China's water quality is better, it is possible to increase the output of pure water, lower the wastewater discharge, and save a lot of valuable water sources in the case of large-scale use.
  • the present invention adds a pure water reflux device, and a water pipe is separated from the outlet of the external pressure tank 4 or the built-in filter cartridge type pressure tank of the straight drink machine, and the pure water is returned to the reverse osmosis membrane filter through the check valve 22.
  • the pure water is sent to the reverse osmosis membrane filter to soak the reverse osmosis membrane.
  • a check valve 5 is added at the front end of the high-pressure switch 18 to prevent the booster pump from frequently starting due to the pressure loss of the high-pressure switch when the pure water is returned after the water is completed.
  • the principle of increasing the reflux device is: when the reverse osmosis membrane is rapidly and instantaneously pulsed, the wastewater ratio is significantly decreased, but the concentrated water accumulated at the sewage discharge end of the reverse osmosis membrane is more, and the TDS value is increased significantly (especially the region where the raw water TDS value is high). Or it is more obvious when the raw water is used up to 75% or more.) After the production of water has stopped producing water for a period of time, the principle of static permeation of the reverse osmosis membrane will make the TDS value of the pure water end water high, which is not conducive to the production of high quality pure water.
  • the reverse osmosis membrane is washed and immersed through the clean pure water, and the TDS value of the wastewater end is significantly decreased, the possibility of penetration to the pure water end is greatly reduced, and the reverse osmosis membrane is also protected.
  • the service life of the reverse osmosis membrane is not shortened but extended, and the high-quality output of pure water is more secure.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the invention.
  • a water flow sensor 7 can be added to the pure water outlet end, and a four-sided valve 6 is added to the front end of the reverse osmosis membrane filter 15 to control the waterway system, and the water inlet solenoid valve and the sewage electromagnetic discharge.
  • the valves use non-power-consuming pulse solenoid valves and large-flow reverse osmosis membranes.
  • the municipal wastewater can be used without a booster pump to achieve micro-waste water in the pure water machine without electricity. Emission of pure water, more energy-saving emission reduction, in line with China's requirements for building a conservation-oriented society.

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Abstract

本发明公开了一种强脉冲微废水排放净水***，包括：依次通过管道连接的进水三通（1）、前置过滤器组、增压泵（13）、反渗透膜过滤器（15）、后置活性炭过滤器（19），后置活性炭过滤器出口通过高压开关（18）与出水口（20）连接，反渗透膜过滤器的出口同时通过管道与一储水压力桶（4）连接，其中，所述的反渗透膜过滤器出口设有废水排放管道，该管道上设有一脉冲电磁阀（14）；所述的储水压力桶通过一管道和单向阀（22）回流微量纯水至反渗透膜过滤器（15）的前端用于在制水完毕后，浸泡反渗透膜。本发明通过急速瞬时脉冲排污冲洗反渗透膜、纯水回流冲洗浸泡保护反渗透膜两项措施，使原水利用率大幅提高到75%以上。

Description

一种强脉冲微废水排放净水*** 技术领域
本发明涉及净水机，尤其涉及一种强脉冲微废水排放净水***。
背景技术
我国大多数城市以Ⅲ类地表水、农村地区主要以Ⅳ类地下水为饮用水源，随着污染的加剧，两虫（贾第鞭毛虫、隐孢子虫）、蓝绿藻、重金属超标等问题，严重威胁着城乡饮用水安全。因此，地表水、地下水必须经过净化才能作为饮用水使用。现在家用、商用饮用水处理技术核心主要是膜过滤技术。其中一种是超滤膜过滤，过滤孔径为0.01微米，可以去除全部的浑浊物（如泥沙、铁锈等），致病微生物（如寄生虫、细菌、病毒等），也能去除大部分的大分子有机物，同时不需用电，不产生废水，比较适合中国南方水质比较好的城市，但因无法去除水中的有机化合物、放射性氡、砷等多种有害或致癌物质以及铅、汞等重金属离子，在水质比较差的北方地区以及广大的农村，就无法满足安全健康的饮用水处理需求。另一种是反渗透膜过滤，过滤滤孔径为0.0001微米，可以完全去除水中的所有有害物质，只保留水分子产出纯水，适用性广，在中国广大城乡地区是水处理的主力。但是用反渗透膜的纯水机因为反渗透膜的工作原理，在产纯水的过程中需要排放大量的废水（浓缩水），受水温、水质的影响，产出一份纯水需要排放掉3-5份废水。这种产出惊人废水的现状是与国内倡导的科学发展和建设节约型社会的'节能、降耗'要求是相背离的。
尽管国内很多人把传统纯水机排放的废水进行二次回用，但这种回收的水质和回收的方式始终不能尽如人意。 近两年也有部分***厂家推出'少废水'纯水机，原理是将制水过程排放的废水流回到反渗透膜前端循环使用，使反渗透膜长期在高浓度废水环境下运行，降低了纯水产出的质量同时也加快了反渗透膜的污堵速度，使反渗透膜的使用寿命大为缩短。实践使我们认识到：'省水'的普通超滤机因为使用局限性使它很难覆盖中国复杂水质的各个地区，而'费水'的RO纯水机更不适宜在'缺水'的中国大面积推广。因此，必须进行'节水技术'创新和产品创新。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种强脉冲微废水排放净水*** 。
本发明设计的强脉冲微废水排放净水***包括：依次通过管道连接的进水三通、 前置过滤器组、增压泵、反渗透膜过滤器和后置活性炭过滤器，所述的后置活性炭过滤器出口通过高压开关与出水口连接，进口通过管道与一储水压力桶连接， 其中，所述的 反渗透膜过滤器出口设有废水排放管道，该管道上设有一脉冲电磁阀；所述的储水压力桶通过一管道和单向阀回流微量纯水至反渗透膜过滤器的前端用于在制水完毕后，浸泡反渗透膜。
所述的前置过滤器组包括依次连接的PPF滤芯过滤器、活性炭滤芯过滤器和PPF滤芯过滤器。
在一实施例中 ，所述的高压开关前端设置一个单向阀。所述的反渗透膜过滤器和后置活性炭过虑器之间设有一水流传感器。所述的增压泵和反渗透膜过滤器之间设有一四面阀。所述的PPF过滤器和活性炭过滤器之间设有一进水电磁阀。
与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果：
1 、本发明通过急速瞬时脉冲排污冲洗反渗透膜、纯水回流冲洗浸泡保护反渗透膜两项措施，在保证纯水高质量产出同时又不损伤反渗透膜的情况下，使纯水机的废水与纯水的比率可由普通纯水机的废水3：纯水1大幅提高到废水1：纯水3以上（根据水质不同可以做到废水1：纯水6以上），原水利用率从不到25%的大幅提高到75%以上。
2 、本发明通过采用不耗电的双稳态脉冲电磁阀以及大流量反渗透膜，在自来水水压高于0.2兆帕的城乡地区，可以不用市政电源、不用增压泵，实现纯水机无电条件下微废水排放产出纯水，在保障水质安全的情况下，更加做到节能减排，符合我国建设节约型社会的要求。
附图说明
图1是普通纯水机制水流程图；
图2是部分废水回流纯水机的制水流程图；
图3是本发明一实施例的***示意图；
图4是本发明第二实施例的***示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
反渗透膜（RO膜）净水技术的过滤精度高达0.0001微米，几乎能滤除水以外的一切杂质和盐。但高精度RO膜的负面效应是其极易被污堵，为防止RO膜被污堵，保证RO膜产水过程中膜的通畅性，RO纯水机的RO膜在生产纯水的同时必须保证足量的原水冲洗RO膜表面，所以会产生大量的废水。美国著名的陶氏公司生产的RO膜原水利用率推荐值为15%。在国内，纯水机厂家使用较多的韩国'世韩膜'、日本'东丽膜'以及国产'汇通膜'等，推荐的原水利用率也在25%左右。
图1显示现有技术中的净水*** ， 包括：依次通过管道连接的进水三通1、 前置过滤器组（由依次连接的PPF滤芯过滤器8、活性炭滤芯过滤器10和PPF滤芯过滤器11组成）、增压泵13、反渗透膜过滤器15、高压开关18、后置活性炭过滤器19，后置活性炭过滤器出口与出水口20，例如龙头连接，高压开关18出口同时通过管道与一储水压力桶4连接。
如图1所示，普通纯水机的制水流程是加压后的水经过反渗透膜过滤后由膜的中心管经过反渗透膜过滤器的纯水端流出，废水端保持不间断废水排放，由一个恒定流量的废水比例阀16来排出废水，在累积一段时间废水比排放后再加上废水电磁阀17排放，以保证清除膜上污垢的积淀。这种制水流程，原水利用率在25%左右。
如图2所示，国内部分厂家的'少废水'纯水机制水流程是在普通纯水机的流程上增加了一个废水回流装置，将部分废水引入 反渗透膜过滤器15的入口， 去掉了恒定流量的废水比例阀16，用电磁阀17进行间断式排污，使排放的废水循环利用，减少了废水排放，原水利用率提高到50%甚至更高，但反渗透膜在越来越高的高浓度废水环境下不能保证纯水的产出质量，同时对反渗透膜的损伤很大，膜的污堵加重，使用寿命大大缩短。
图3是本发明一实施例显示的净水*** ， 包括：依次通过管道连接的进水三通1、 前置过滤器组、增压泵13、反渗透膜过滤器15、后置活性炭过滤器19，后置活性炭过滤器出口通过高压开关18与出水口20连接，反渗透膜过滤器的出口同时通过管道与一储水压力桶4连接。 其中， 反渗透膜过滤器出口设有废水排放管道，该管道上设有一脉冲电磁阀14；储水压力桶4通过一管道和单向阀22回流微量纯水至反渗透膜过滤器15的前端用于在制水完毕后，浸泡反渗透膜。
如图3所示，本发明提出的制水流程去除了恒定流量的废水比例阀，将普通的废水电磁阀改用开启、闭合时间在0.1秒以内的脉冲电磁阀14，用间断式脉冲排污，通过电磁阀快速的开启闭合产生急速的水流瞬时冲洗反渗透膜表面，快速去除膜上积累的污垢沉淀，以极少的冲洗用水量达到有效清洗反渗透膜的目的，大幅减少了废水的产生。与普通纯水机相比，采用本发明***的急速瞬时脉冲排污，废水与纯水的比率可由废水3：纯水1大幅提高到废水1：纯水3以上（根据水质不同可以做到废水1：纯水6以上），原水利用率从不到25%大幅提高到75%以上。
其中，具体的冲洗操作时间如下：除去电磁阀开启、闭合时间，每次冲洗的时间在0.1秒至1秒之间（0.3秒-0.5秒为好）以产生急速强劲的水流，单次冲洗时间太短不能完全去除膜上的污垢沉淀，时间太长则不能产生强劲水流，浪费水而且冲洗效果不佳。每次冲洗间隔时间在15秒至45秒之间。此间隔时间可以作为调节纯水与废水的比例的工具，在水质较好的地区或者客户要求超低废水排放时，可以将间隔时间延长以达到省水的目的。根据连续运转产出纯水达10吨以上的测试，在原水TDS值500以内的地区，可以做到纯水5：废水1的效果而且反渗透膜没有出现出水流量明显减少的现象。在原水TDS值低于300以内的地区，可以做到纯水6：废水1的效果，甚至更高。这样，在中国水质较好的南方地区，可以更高的调高纯水产出，调低废水排放，在大面积使用的情况下节省大量宝贵的水源。
如图3所示，本发明增加了纯水回流装置，在外置式压力桶4或直饮机内置滤芯式压力桶出水处分出一条水管，通过单向阀22将纯水回流到反渗透膜过滤器15前端，在制水完毕后，将纯水输送到反渗透膜过滤器内浸泡反渗透膜。同时在高压开关18前端增加一个单向阀5，以防止在制水完毕后纯水回流时因高压开关失压造成增压泵频繁启动。增加此回流装置的原理是：在反渗透膜急速瞬时脉冲排污时，废水比率显著下降，但反渗透膜排污端累积的浓水较多，TDS值上升较大(特别是原水TDS值高的地区或者提升原水利用到75%以上时更加明显)。在制满水停止产水一段时间后，反渗透膜的静止渗透原理会使纯水端出水TDS值偏高，不利于高质量纯水的产出。通过此纯水回流装置，反渗透膜在制水结束后，经由洁净的纯水冲洗、浸泡，废水端的TDS值显著下降，大幅降低向纯水端渗透的可能，同时也保护了反渗透膜。与其他废水回流到反渗透膜前端达到省水目的的'少废水'纯水机相比，反渗透膜的使用寿命不但没有缩短反而得以延长，纯水高质量的产出也更加有保障。
图4显示本发明的第二个实施例。该实施例中，可以在纯水出水端增加一个水流传感器7，同时在反渗透膜过滤器15进水前端增加一个四面阀6，用电脑板来控制水路***，同时进水电磁阀和排污电磁阀都采用不耗电的脉冲电磁阀以及大流量反渗透膜，在自来水水压高于0.2兆帕的城乡地区，可以不用市政电源、不用增压泵，实现纯水机无电条件下微废水排放产出纯水，更加做到节能减排，符合我国建设节约型社会的要求。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种强脉冲微废水排放净水*** ， 包括：依次通过管道连接的进水三通（1）、 前置过滤器组、增压泵（13）、反渗透膜过滤器（15）和后置活性炭过滤器（19），所述的后置活性炭过滤器出口通过高压开关（18）与出水口（20）连接，反渗透膜过滤器的出口同时通过管道与一储水压力桶（4）连接， 其特征在于，所述的 反渗透膜过滤器出口设有废水排放管道，该管道上设有一脉冲电磁阀（14）；所述的储水压力桶通过一管道和单向阀（22）回流微量纯水至反渗透膜过滤器（15）的前端。
  2. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述的高压开关（18）前端设置一个单向阀（5）。
  3. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述的前置过滤器组包括依次连接的PPF滤芯过滤器（8）、活性炭滤芯过滤器（10）和PPF滤芯过滤器（11）。
  4. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述的反渗透膜过滤器（15）和后置活性炭过虑器（19）之间设有一水流传感器（7）。
  5. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述的增压泵（13）和反渗透膜过滤器（15）之间设有一四面阀（6）。
  6. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述的PPF过滤器（8）和活性炭过滤器（10）之间设有一进水电磁阀（9）。
  7. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述的增压泵（13）与一变压器（12）连接。
  8. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述脉冲电磁阀（14）的开启、闭合时间为0.1秒。
  9. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述脉冲排污的废水与纯水的比率大于1比3。
  10. 如权利要求1所述的净水***，其特征在于：所述脉冲电磁阀（14）每次冲洗的时间在0.1秒至1秒之间，每次冲洗间隔时间在15秒至45秒之间。
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