一种模块化高效水处理系统及处理方法与流程

1.本技术属于水处理技术领域，具体涉及一种模块化高效水处理系统及处理方法。


背景技术：

2.来自天然存在来源的水包括多种矿物和物质，如碳酸钙和碳酸镁等物质。碳酸钙在水中的溶解度随着温度上升而降低，由此当用热水器加热水或水简单地由冷的室外管道进入温暖的建筑物时，碳酸钙会结晶为“方解石”(也称为石灰石)。方解石是致密且块状的，并可以通过沉积在例如管道内部和其它管子附件、热水器、淋浴头、洗碗机和传输或使用水的设备中的其它表面上将诸如铁、镁和锰的金属结合到其晶体结构中，形成硬水垢。包含其他金属通常令硬水垢具有橙棕色。硬水垢牢固地粘附到表面上，难以去除。硬水垢沉积和累积会产生许多问题，包括减少热水器使用年限、在供水系统连接处产生泄露、以及例如通过改变和收窄管道内部并堵塞供水系统组件而限制水流，进而影响了用水设备的正常使用。
3.目前有通过电解方法处理水。常规的电解方法是在净化槽中配置电极，通过电解将水垢析出。长期使用电解方法处理水后，碳酸钙和碳酸镁等物质容易直接附着在电极表面形成水垢，使电极之间形成的电压逐渐下降，对碳酸钙和碳酸镁等物质的消除效果也随着大大下降，所以通常每隔1
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3个月，电极则必须要进行更换或者清理，频繁的更换或者清理电极成本高，操作繁琐，同时还影响水的正常处理。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种模块化高效水处理系统及处理方法，解决了现有技术中通过电解方法处理水需要经常更换或者清理电极，而存在成本高、操作繁琐的问题。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种模块化高效水处理系统，包括净化箱、以及设置在所述净化箱内的水质检测装置和多个净水单元；
6.所述净化箱的顶部设置有进水口，所述净化箱的底部设置有出水口；
7.多个所述净水单元安装于所述净化箱的顶壁；所述净水单元包括过滤筒、以及设置在所述过滤筒内的集垢电极板、除垢刮板和旋转筒；
8.所述过滤筒包括顶板、设置于所述顶板下的底板、以及设置于所述顶板和所述底板之间用于过滤水垢的过滤网，所述过滤网的侧壁设置有加强筋，所述加强筋的两端分别连接于所述顶板和所述底板；
9.所述集垢电极板为环形结构，所述集垢电极板水平设置，所述集垢电极板的周向通过连接杆与所述加强筋连接；
10.所述旋转筒设置于所述集垢电极板的轴线上，所述除垢刮板的端部连接于所述旋转筒的外壁，所述除垢刮板的刮垢面与所述集垢电极板的电极表面抵接；
11.所述旋转筒的上端设置有旋转轴，所述旋转轴穿过所述顶板后与电机的输出轴连接。
12.在一种可能的实现方式中，所述集垢电极板对称设置于所述除垢刮板的上下两
端，所述除垢刮板上端的刮垢面与其上方的所述集垢电极板的电极表面抵接，所述除垢刮板下端的刮垢面与其下方的所述集垢电极板的电极表面抵接。
13.在一种可能的实现方式中，所述顶板通过支架安装于所述净化箱的顶壁，所述旋转轴穿过所述顶板和所述净化箱的顶壁后通过齿轮组与所述电机的输出轴连接。
14.在一种可能的实现方式中，所述旋转筒的下端设置有支撑轴，所述支撑轴穿过所述底板后与桨叶连接；
15.所述旋转轴位于所述净化箱的顶壁和所述顶板的部分设置有桨叶。
16.在一种可能的实现方式中，还包括清洗管，所述旋转轴和所述旋转筒的中心设置有相连通的通缆孔，所述清洗管的一端与清洗箱连接，所述清洗箱上设置有增压泵；
17.所述清洗管的另一端穿过所述通缆孔后伸入所述旋转筒的内部；所述清洗管的侧壁设置有输液管，所述输液管的端部穿过所述旋转筒的侧壁后伸入所述除垢刮板的内部，所述除垢刮板在所述刮垢面旁设置有喷头，所述喷头与所述输液管连通。
18.在一种可能的实现方式中，还包括抽污管，所述抽污管的一端与吸污泵的进液口连接，所述抽污管的另一端穿过所述通缆孔后伸出所述旋转筒的下端，所述抽污管的下端封闭，所述抽污管下端的侧壁设置有进污口，所述进污口处设置有滤网；
19.所述抽污管上设置有电磁阀，所述电磁阀位于所述旋转筒内部的下端。
20.本发明实施例还提供了一种模块化高效水处理系统的处理方法，采用上述的模块化高效水处理系统，包括以下步骤：
21.通过进水口将待处理的水注入净化箱内，使水的液面高度高于过滤筒的顶部；
22.对集垢电极板通电，同时启动电机；
23.所述集垢电极板将带有正电荷的金属离子吸附到所述集垢电极板的电极表面上并析出水垢；
24.所述电机通过旋转轴带动旋转筒旋转，所述旋转筒带动所述除垢刮板做圆周运动，所述除垢刮板运动时，所述除垢刮板的刮垢面将所述电极表面上的水垢刮除；刮除的水垢聚集在所述过滤筒的内部；
25.通过所述水质检测装置检测水的水质，当水质符合设定标准时，将所述集垢电极板断电，同时关闭所述电机；
26.通过所述出水口排出过滤后的水。
27.在一种可能的实现方式中，还包括以下步骤：所述旋转轴带动其上的桨叶旋转，所述旋转筒通过支撑轴带动支撑轴上的桨叶旋转，旋转的所述桨叶带动水旋转，使水加速流动，提高了所述过滤筒内外水的交换速率，同时流动的水使水垢脱离所述集垢电极板的表面。
28.在一种可能的实现方式中，还包括以下步骤：所述净化箱排出过滤后的水后，将水垢清洗液加入清洗箱，然后启动所述电机和增压泵，
29.所述水垢清洗液通过所述除垢刮板上的喷头进入所述过滤筒内，旋转的所述喷头将水垢清洗液喷至所述集垢电极板上，所述水垢清洗液使所述过滤筒内的水垢溶解并形成污液，所述污液聚集在所述过滤筒的底部。
30.在一种可能的实现方式中，还包括以下步骤：
31.启动吸污泵并打开电磁阀，所述吸污泵通过抽污管将污液抽吸并回收；
32.将清水加入所述清洗箱，启动所述电机和所述增压泵，并关闭所述吸污泵和所述电磁阀；所述清水对所述过滤筒进行清洗，然后关闭所述电机和所述增压泵，启动所述吸污泵并打开所述电磁阀，所述吸污泵将清洗后的水抽吸并回收。
33.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
34.本发明实施例提供了一种模块化高效水处理系统及处理方法，该系统的电机通过旋转轴带动旋转筒旋转，旋转筒带动除垢刮板做圆周运动，除垢刮板运动时，除垢刮板的刮垢面将电极表面上的水垢刮除，从而能够避免电极表面上聚集水垢，以保证除垢刮板的除垢效率，通过将电极表面上的水垢刮出，能够减少净水单元的维护次数，从而降低了成本，节约了人力物力。本发明的处理方法使水垢不易聚集在集垢电极板上，因此该系统不需要经常维护，过滤后的水使碳酸钙和碳酸镁等物质的浓度降低至设定值以下，从而可避免水垢附着在用水设备的管路上而导致其堵塞的问题。本发明解决了现有技术中通过电解方法处理水需要经常更换或者清理电极，而存在成本高、操作繁琐的问题。
35.将除垢刮板的上下两端均设置集垢电极板，能够提高水净化的效率，同时两个集垢电极板能够用一个除垢刮板实现水垢的清除，进而优化了本发明的结构，因此实用性强，便于推广使用。
36.流动的水能够提高过滤筒内外水的交换速率，从而提高水净化的效率。流动的水使水垢加速脱离集垢电极板的表面，从而在电机停止工作后，过滤筒内大部分的水垢能够降落至底板上，部分降落至集垢电极板远离电机表面的表面上，避免水垢影响集垢电极板除垢的效率的问题。流动的水还可避免水在过滤筒的滤网上聚集。
37.清洗箱可通过清洗管将水垢清洗液加入过滤筒，从而能够对过滤筒内的水垢进行清除。避免了现有技术中需要将净化单元拆卸后才能清除水垢的问题，因此该系统能够减少了净化单元拆卸的次数，从而提高了工作效率，省时省力。完成数轮水的净化后，可采用本方法将水垢形成污液，然后再将污液排出，从而实现自动清理水垢的目的。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例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是本技术中记载的一些实施例，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。
39.图1为本发明实施例提供的模块化高效水处理系统的结构示意图。
40.图2为本发明实施例提供的净水单元的结构示意图。
41.图3为本发明实施例提供的除垢刮板的结构示意图。
42.附图标记：1
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水质检测装置；2
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净化箱；21
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进水口；22
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出水口；3
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净水单元；31
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过滤筒；311
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底板；32
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集垢电极板；321
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电极表面；33
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除垢刮板；34
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旋转筒；35
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加强筋；4
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旋转轴；5
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电机；6
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齿轮组；7
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支撑轴；8
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桨叶；9
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清洗管；10
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输液管；11
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喷头；12
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抽污管；13
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进污口；14
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电磁阀。
具体实施方式
43.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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。
44.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
45.如图1至图3所示，本发明实施例提供的模块化高效水处理系统，包括净化箱2、以及设置在净化箱2内的水质检测装置1和多个净水单元3。
46.净化箱2的顶部设置有进水口21，净化箱2的底部设置有出水口22。
47.多个净水单元3安装于净化箱2的顶壁。净水单元3包括过滤筒31、以及设置在过滤筒31内的集垢电极板32、除垢刮板33和旋转筒34。
48.过滤筒31包括顶板、设置于顶板下的底板311、以及设置于顶板和底板311之间用于过滤水垢的过滤网，过滤网的侧壁设置有加强筋35，加强筋35的两端分别连接于顶板和底板311。
49.集垢电极板32为环形结构，集垢电极板32水平设置，集垢电极板32的周向通过连接杆与加强筋35连接。
50.旋转筒34设置于集垢电极板32的轴线上，除垢刮板33的端部连接于旋转筒34的外壁，除垢刮板33的刮垢面与集垢电极板32的电极表面321抵接。
51.旋转筒34的上端设置有旋转轴4，旋转轴4穿过顶板后与电机5的输出轴连接。
52.需要说明的是，集垢电极板32采用北京太比雅科技股份有限公司生产的太比雅电化学除垢设备的直板式电极组，直板式电极组的集垢电极板32带有负电荷，将带有正电荷的钙镁铁等导致生垢的金属离子吸附到集垢电极板32的电极表面321上，并可以肉眼可见吸附捕捉到的厚厚水垢。因此集垢电极板32能够满足本发明水的除垢需求。
53.净化箱2的进水口21和出水口22上均设置有阀门。底板311的中心向下凹陷，即底板311上的水能够聚集在其中心，从而便于吸污泵通过抽污管12将底板311上的污液抽吸并回收。集垢电极板32通过加强筋35安装在过滤筒31内。除垢刮板33的刮垢面可采用毛刷的刷毛也可采用板状结构。
54.本发明的系统工作时，电机5通过旋转轴4带动旋转筒34旋转，旋转筒34带动除垢刮板33做圆周运动，除垢刮板33运动时，除垢刮板33的刮垢面将电极表面321上的水垢刮除，从而能够避免电极表面321上聚集水垢，以保证除垢刮板33的除垢效率，通过将电极表面321上的水垢刮出，能够减少净水单元3的维护次数，从而降低了成本，节约了人力物力。本发明解决了现有技术中通过电解方法处理水需要经常更换或者清理电极，而存在成本高、操作繁琐的问题。
55.本实施例中，集垢电极板32对称设置于除垢刮板33的上下两端，除垢刮板33上端的刮垢面与其上方的集垢电极板32的电极表面321抵接，除垢刮板33下端的刮垢面与其下方的集垢电极板32的电极表面321抵接。
56.需要说明的是，将除垢刮板33的上下两端均设置集垢电极板32，能够提高水净化的效率，同时两个集垢电极板32能够用一个除垢刮板33实现水垢的清除，进而优化了本发明的结构，因此实用性强，便于推广使用。
57.本实施例中，顶板通过支架安装于净化箱2的顶壁，旋转轴4穿过顶板和净化箱2的顶壁后通过齿轮组6与电机5的输出轴连接。
58.需要说明的是，电机5的输出轴和旋转轴4通过联轴器连接。净化箱2和顶板通过支架可拆卸连接，因此便于将净化箱2拆除后维护。如图1所示，本实施例的两个净化单元共用一个电机5驱动旋转筒34旋转，该设置能够减少电机5的布置数量，因此优化了该系统的结构。
59.本实施例中，旋转筒34的下端设置有支撑轴7，支撑轴7穿过底板311后与桨叶8连接。
60.旋转轴4位于净化箱2的顶壁和顶板的部分设置有桨叶8。
61.需要说明的是，旋转筒34旋转时，支撑轴7和旋转轴4上的桨叶8旋转，进而使净化箱2内的水流动进行循环，从而可使过滤筒31内的水和其外的水交换，以加速水的净化速率。过滤筒31内的水流动时，流动的水能够带走除垢刮板33上的水垢，使水垢不会聚集在除垢刮板33上，冲散的水垢在过滤桶内悬浮，最终大部分的水垢降落至底板311上。
62.本实施例中，还包括清洗管9，旋转轴4和旋转筒34的中心设置有相连通的通缆孔，清洗管9的一端与清洗箱连接，清洗箱上设置有增压泵。
63.清洗管9的另一端穿过通缆孔后伸入旋转筒34的内部。清洗管9的侧壁设置有输液管10，输液管10的端部穿过旋转筒34的侧壁后伸入除垢刮板33的内部，除垢刮板33在刮垢面旁设置有喷头11，喷头11与输液管10连通。
64.需要说明的是，清洗管9上端通过旋转密封连接。清洗箱可通过清洗管9将水垢清洗液加入过滤筒31，从而能够对过滤筒31内的水垢进行清除。避免了现有技术中需要将净化单元拆卸后才能清除水垢的问题，因此该系统能够减少了净化单元拆卸的次数，从而提高了工作效率，省时省力。
65.当然清洗管9的出液口还可设置在顶板上，同时除垢刮板33上不再设置喷头11，采用直接通过出液口注入水垢清洗液的方式，该方式也能实现水垢的清除，该结构简单，易于实施。
66.水垢清洗液采用羟基丙三酸，羟基丙三酸安全无毒还环保。水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁，它们可以和羟基丙三酸溶液发生化学变化，发生化学的水垢便粉碎了。水垢清洗液还可采用稀盐酸等溶液。
67.将加热后的水垢清洗液通过清洗管9通入过滤筒31后除垢效果更好。
68.本实施例中，还包括抽污管12，抽污管12的一端与吸污泵的进液口连接，抽污管12的另一端穿过通缆孔后伸出旋转筒34的下端，抽污管12的下端封闭，抽污管12下端的侧壁设置有进污口13，进污口13处设置有滤网。
69.抽污管12上设置有电磁阀14，电磁阀14位于旋转筒34内部的下端。
70.需要说明的是，抽污管12上端通过旋转密封连接。吸污泵可通过抽污管12将污液抽吸并回收，经过多次清洗，水垢及污物能够得到有效清除，从而可继续采用本系统进行水的净化，进而能够减少电极的维护次数。
71.本发明也可将抽污管12不设置于旋转筒34内。抽污管12也可沿过滤筒31的内壁或者外壁铺设，该方式也能实现污液的抽吸，该结构简单，布线较为复杂，但能够避免使用旋转密封等结构。
72.如图1至图3所示，本发明实施例还提供了一种模块化高效水处理系统的处理方法，采用上述的模块化高效水处理系统，包括以下步骤：
73.通过进水口21将待处理的水注入净化箱2内，使水的液面高度高于过滤筒31的顶部。本实施例中水的液面高度高于桨叶8。
74.对集垢电极板32通电，同时启动电机5。
75.集垢电极板32将带有正电荷的金属离子吸附到集垢电极板32的电极表面321上并析出水垢。
76.电机5通过旋转轴4带动旋转筒34旋转，旋转筒34带动除垢刮板33做圆周运动，除垢刮板33运动时，除垢刮板33的刮垢面将电极表面321上的水垢刮除。刮除的水垢聚集在过滤筒31的内部。
77.通过水质检测装置1检测水的水质，当水质符合设定标准时，将集垢电极板32断电，同时关闭电机5。
78.通过出水口22排出过滤后的水。
79.需要说明的是，通过出水口22排出过滤后的水后，水垢大部分聚集在过滤筒31的底板311上。电机5上设置减速器，旋转筒34的转速为20～30转/分钟。
80.本发明的处理方法不易使水垢聚集在集垢电极板32上，因此该系统不需要经常维护，过滤后的水使碳酸钙和碳酸镁等物质的浓度降低至设定值以下，从而可避免水垢附着在用水设备的管路上而导致其堵塞的问题。
81.本实施例中，还包括以下步骤：旋转轴4带动其上的桨叶8旋转，旋转筒34通过支撑轴7带动支撑轴7上的桨叶8旋转，旋转的桨叶8带动水旋转，使水加速流动，提高了过滤筒31内外水的交换速率，同时流动的水使水垢脱离集垢电极板32的表面。
82.需要说明的是，流动的水能够提高过滤筒31内外水的交换速率，从而提高水净化的效率。流动的水使水垢脱离集垢电极板32的表面，从而在电机5停止工作后，过滤筒31内大部分的水垢能够降落至底板311上，或者降落至集垢电极板32远离电机5表面的表面上，避免水垢影响集垢电极板32除垢的效率的问题。流动的水还可避免水在过滤筒31的滤网上聚集。
83.本实施例中，还包括以下步骤：净化箱2排出过滤后的水后，将水垢清洗液加入清洗箱，然后启动电机5和增压泵，
84.水垢清洗液通过除垢刮板33的喷头11进入过滤筒31内，旋转的喷头11将水垢清洗液喷至集垢电极板32上，水垢清洗液使过滤筒31内的水垢溶解并形成污液，污液聚集在过滤筒31的底部。
85.本实施例中，还包括以下步骤：启动吸污泵并打开电磁阀14，吸污泵通过抽污管12将污液抽吸并回收。
86.将清水加入清洗箱，启动电机5和增压泵，并关闭吸污泵和电磁阀14。清水对过滤筒31进行清洗，然后关闭电机5和增压泵，启动吸污泵并打开电磁阀14，吸污泵将清洗后的水抽吸并回收。
87.需要说明的是，完成数轮水的净化后，可采用本方法将水垢形成污液，然后再将污液排出，从而实现自动清理水垢的目的，省时省力。
88.本发明的电机5通过旋转轴4带动旋转筒34旋转，旋转筒34带动除垢刮板33做圆周运动，除垢刮板33运动时，除垢刮板33的刮垢面将电极表面321上的水垢刮除，从而能够避免电极表面321上聚集水垢，以保证除垢刮板33的除垢效率，通过将电极表面321上的水垢刮出，能够减少净水单元3的维护次数，从而降低了成本，节约了人力物力。本发明的处理方法不易使水垢聚集在集垢电极板32上，因此该系统不需要经常维护，过滤后的水使碳酸钙和碳酸镁等物质的浓度降低至设定值以下，从而可避免水垢附着在用水设备的管路上而导致其堵塞的问题。本发明解决了现有技术中通过电解方法处理水需要经常更换或者清理电极，而存在成本高、操作繁琐的问题，保证了水处理的正常进行。
89.本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。