一种双极膜净水系统、再生方法及净水设备与流程

1.本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种双极膜净水系统、再生方法及净水设备。


背景技术：

2.随着科学技术的发展以及人们对生活质量要求越来越高，水处理技术为人们提供了更干净、更有利于健康的饮用水。目前对饮用水的处理一般是通过各种过滤滤芯对饮用水进行过滤处理，得到符合人们要求的饮用水。目前常用的过滤滤芯有pp棉滤芯、活性炭滤芯、反渗透滤芯等。
3.上述这些滤芯应用到净水系统中时，使用寿命短，成本高，需要经常更换，操作麻烦。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种双极膜净水系统、再生方法及净水设备，使用寿命长，成本低，不需要经常更换，操作方便。
5.本发明公开了一种双极膜净水系统，包括主管路、第一阀门、第二阀门、第一出水管路、第一双极膜滤芯、第三阀门和储水装置；所述第一阀门、第一双极膜滤芯、第三阀门和储水装置按照所述主管路内水流方向依次设置在所述主管路上；所述第一出水管路与所述主管路连通，且位于所述第一双极膜滤芯和第一阀门之间，所述第二阀门设置在所述第一出水管路上。
6.可选的，所述双极膜净水系统还包括设置在所述储水装置中的测压装置，所述测压装置用于测量所述储水装置中的水压。
7.可选的，所述双极膜净水系统还包括若干条支管路；所述支管路两端与所述主管路连通，且一端位于所述第一阀门之前，另一端位于所述第一双极膜滤芯和第三阀门之间；所述支管路上按照水流方向依次设置有第四阀门和第二双极膜滤芯；所述第四阀门和第二双极膜滤芯之间的所述支管路上连通有第二出水管路；所述第二出水管路上设置有第五阀门。
8.本发明还公开了一种双极膜净水系统再生方法，应用于如上所述的双极膜净水系统，包括：
9.步骤a：开启第二阀门和第三阀门，关闭第一阀门，储水装置的净水流回主管路，流经第一双极膜滤芯后，再从第一出水管路流出；
10.步骤b：对第一双极膜滤芯反向加电。
11.可选的，所述步骤a具体为：
12.测压装置测量的储水装置中的水压达到第一水压阈值时，开启第二阀门和第三阀门，关闭第一阀门。
13.可选的，所述再生方法还包括步骤：
14.开启第五阀门，关闭第四阀门，储水装置的净水流回支管路，流经双极膜滤芯后，再从第二出水管路流出；
15.对第二双极膜滤芯反向加电。
16.可选的，所述再生方法还包括步骤：
17.测压装置测量的储水装置中的水压低于第二水压阈值时，停止对第一双极膜滤芯和第二双极膜滤芯加电，结束净水系统再生；
18.储水装置的净水继续流回主管路和支管路，流经第一双极膜滤芯和第二双极膜滤芯后，再从第一出水管路和第二出水管路流出，以冲洗主管路和支管路。
19.可选的，所述再生方法还包括步骤：
20.测压装置测量的储水装置中的水压低于第二水压阈值时，停止对第一双极膜滤芯加电，结束净水系统再生；
21.储水装置的净水继续流回主管路，流经第一双极膜滤芯后，再从第一出水管路流出，以冲洗主管路。
22.可选的，所述双极膜净水系统还包括供用户开启以用净水的第六阀门，所述第六阀门设置在所述储水装置之后的主管路上；所述再生方法还包括步骤：
23.侦测第六阀门是否开启；
24.若第六阀门开启，则判断储水装置的水压是否可以同时供第六阀门出水和净水系统再生用水；
25.若判断储水装置的水压可以同时供第六阀门出水和净水系统再生用水，则储水装置同时供第六阀门出水和净水系统再生用水；若判断储水装置的水压不能同时供第六阀门出水和净水系统再生用水，则储水装置优先供第六阀门出水，暂停净水系统再生用水。
26.本发明还公开了一种双极膜净水系统再生方法，应用于如上所述的双极膜净水系统，包括：
27.步骤a：开启第一阀门和第五阀门，关闭第二阀门、第三阀门和第四阀门；
28.步骤b：对第一双极膜滤芯正向加电，对第二双极膜滤芯反向加电，第一双极膜滤芯制得的净水流往支管路，流经第二双极膜滤芯后，再从第二出水管路流出。
29.本发明还公开了一种净水设备，包括如上所述的净水系统。
30.本发明的净水系统，双极膜滤芯可以实现不断再生，使用寿命长，成本低，双极膜滤芯不需要经常更换，并且再生过程只需要反向加电即可完成，操作简单方便。同时，双极膜滤芯进行再生过程中，储水装置可以正常对用户供水，保证双极膜滤芯再生时，用户用水正常。
附图说明
31.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
32.图1是本发明实施例净水系统的示意图；
33.图2是本发明实施例双极膜滤芯吸附离子的示意图；
34.图3是本发明实施例双极膜滤芯再生的示意图；
35.图4是本发明实施例净水系统的另一示意图；
36.图5是本发明实施例再生方法的流程图；
37.图6是本发明实施例再生方法的另一流程图；
38.图7是本发明实施例再生方法的另一流程图；
39.图8是本发明实施例净水设备的示意图。
40.其中，1、净水设备；2、净水系统；3、主管路；4、第一阀门；5、第二阀门；6、第一出水管路；7、第一双极膜滤芯；8、第三阀门；9、储水装置；10、测压装置；11、支管路；12、第四阀门；13、第二双极膜滤芯；14、第二出水管路；15、第五阀门；16、第六阀门。
具体实施方式
41.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
42.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
43.下面参考附图和可选的实施例对本发明作详细说明。
44.如图1所示，作为本发明的一实施例，公开了一种双极膜净水系统2，包括主管路3、第一阀门4、第二阀门5、第一出水管路6、第一双极膜滤芯7、第三阀门8和储水装置9；所述第一阀门4、第一双极膜滤芯7、第三阀门8和储水装置9按照所述主管路3内水流方向依次设置在所述主管路3上；所述第一出水管路6与所述主管路3连通，且位于所述第一双极膜滤芯7和第一阀门4之间，所述第二阀门5设置在所述第一出水管路上。
45.如图2所示，本发明所采用的双极膜滤芯由一对或多对电极，以及电极中间至少有一个或多个双极膜构成；每个双极膜由复合在一起的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，构成一个双极膜的阳离子交换膜和阴离子交换膜，之间为流道。
46.双极膜滤芯在脱盐过程中，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2所示。原水中的阴离子如cl-，朝着正电极方向移动，置换左侧的阴离子交换膜中的oh-，oh-进入流道中；同时原水中的阳离子如na ，朝着负电极方向移动，置换右侧双极膜的阳离子交换膜中的h 离子，h 进入流道中；h 和oh-在流道中发生中和反应，生成水，从而实现对原水中的盐分去除，纯水从流道末端流出。
47.当脱盐进行一段时间后，双极膜滤芯需要进行倒极再生，则对双极膜滤芯反向加电，以释放出吸附在双极膜上的水中离子。此时，如图3所示，双极膜的阳离子膜和阴离子膜的界面层在电场下产生oh-和h 离子，双极膜的阳离子膜内部的阳离子如na 被h 离子置换并向负电极移动，双极膜的阴离子膜中的阴离子如cl-被oh-置换朝正电极移动，na 、cl-进入流道中，实现了双极膜滤芯7的再生过程。
48.本发明的净水系统2，在正常制水的时候，打开第一阀门4、第三阀门8，关闭第二阀
门5。经过第一双极膜滤芯7过滤净化的水储存在储水装置9装置中。在对第一双极膜滤芯7再生的时候，开启第二阀门5和第三阀门8，关闭第一阀门4，储水装置9的净水流回主管路3，流经第一双极膜滤芯7后，再从第一出水管路6流出。此时，对第一双极膜滤芯7反向加电，na 、cl-进入流道中的水中，从出水管路流出，实现了双极膜滤芯的再生过程。本发明的净水系统2，双极膜滤芯可以实现不断再生，使用寿命长，成本低，双极膜滤芯不需要经常更换，并且再生过程只需要反向加电即可完成，操作简单方便。同时，双极膜滤芯进行再生过程中，储水装置9可以正常对用户供水，保证双极膜滤芯再生时，用户用水正常。
49.具体的，所述双极膜净水系统2还包括设置在所述储水装置9中的测压装置10，所述测压装置10用于测量所述储水装置9中的水压。净水系统2可以根据测压装置10测量的储水装置9中的水压，决定是否进行双极膜滤芯再生，控制方便。测压装置10可以是各种压力计、压力传感器等。
50.具体的，所述双极膜净水系统2还包括若干条支管路11；所述支管路11两端与所述主管路3连通，且一端位于所述第一阀门4之前，另一端位于所述第一双极膜滤芯7和第三阀门8之间；所述支管路11上按照水流方向依次设置有第四阀门12和第二双极膜滤芯13；所述第四阀门12和第二双极膜滤芯13之间的所述支管路11上连通有第二出水管路14；所述第二出水管路14上设置有第五阀门15。本方案可以加快净水系统2的制水速度，同时第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13之间也可以相互配合实现再生。例如，通过第一双极膜滤芯7制水，提供给第二双极膜滤芯13再生：开启第一阀门4和第五阀门15，关闭第二阀门5、第三阀门8和第四阀门12，并对第一双极膜滤芯7正向加电，对第二双极膜滤芯13反向加电，第一双极膜滤芯7制得的净水流往支管路11，流经第二双极膜滤芯13后，再从第二出水管路14流出，完成第二双极膜滤芯13的再生。又例如，通过第二双极膜滤芯13制水，提供给第一双极膜滤芯7再生：开启第四阀门12和第二阀门5，关闭第一阀门4、第三阀门8和第五阀门15，并对第一双极膜滤芯7反向加电，对第二双极膜滤芯13正向加电，第二双极膜滤芯13制得的净水流往主管路3，流经第一双极膜滤芯后，再从第一出水管路流出，完成第一双极膜滤芯7的再生。即，本方案中，既可以通过第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13之间相互配合实现再生，不消耗储水装置9内的储水量，保证用户正常用水；又可以通过储水装置9同时给第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13供水，提高第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13的再生速度。需要说明的是，当支管路11有若干条的时候，设置在支管路11上的第四阀门12、第二双极膜滤芯13，第二出水管路14以及设置在第二出水管路14上的第五阀门15也对应有若干个。
51.如图4所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种双极膜净水系统2，包括主管路3、第一阀门4、第二阀门5、第一出水管路6、第一双极膜滤芯7、第三阀门8；所述第一阀门4、第一双极膜滤芯7、第三阀门8和储水装置9按照所述主管路3内水流方向依次设置在所述主管路3上；所述第一出水管路6与所述主管路3连通，且位于所述第一双极膜滤芯7和第一阀门4之间，所述第二阀门5设置在所述第一出水管路上。
52.所述双极膜净水系统2还包括若干条支管路11；所述支管路11两端与所述主管路3连通，且一端位于所述第一阀门4之前，另一端位于所述第一双极膜滤芯7和第三阀门8之间；所述支管路11上按照水流方向依次设置有第四阀门12和第二双极膜滤芯13；所述第四阀门12和第二双极膜滤芯13之间的所述支管路11上连通有第二出水管路14；所述第二出水
管路14上设置有第五阀门15。需要说明的是，当支管路11有若干条的时候，设置在支管路11上的第四阀门12、第二双极膜滤芯13，第二出水管路14以及设置在第二出水管路14上的第五阀门15也对应有若干个。
53.如图5所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种双极膜净水系统再生方法，应用于如上所述的双极膜净水系统2，包括：
54.步骤a：开启第二阀门和第三阀门，关闭第一阀门，储水装置的净水流回主管路，流经第一双极膜滤芯后，再从第一出水管路流出；
55.步骤b：对第一双极膜滤芯反向加电。
56.如图2所示，在正常制水的时候，双极膜滤芯正向加电。如图3所示，当双极膜滤芯需要进行再生的时候，双极膜滤芯反向加电。本方法在第一双极膜滤芯7需要进行再生的时候，通过开启第二阀门5和第三阀门8，关闭第一阀门4，并对第一双极膜滤芯7反向加电，操作简单、方便，使得净水系统2的双极膜滤芯可以实现不断再生，使用寿命长，成本低，双极膜滤芯不需要经常更换。同时，双极膜滤芯进行再生过程中，储水装置9可以正常对用户供水，保证双极膜滤芯再生时，用户用水正常。需要说明的是，步骤a和步骤b并不限定先后顺序。
57.具体的，所述步骤a具体为：
58.测压装置测量的储水装置中的水压达到第一水压阈值时，开启第二阀门和第三阀门，关闭第一阀门。
59.净水系统2可以根据测压装置10测量的储水装置9中的水压，决定是否进行双极膜滤芯再生，控制方便。
60.具体的，所述再生方法还包括步骤：
61.开启第五阀门，关闭第四阀门，储水装置的净水流回支管路，流经双极膜滤芯后，再从第二出水管路流出；
62.对第二双极膜滤芯13反向加电。
63.在本方案中，同时给第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13供水，提高第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13的再生速度。
64.具体的，所述再生方法还包括步骤：
65.测压装置测量的储水装置中的水压低于第二水压阈值时，停止对第一双极膜滤芯加电，结束净水系统再生；
66.储水装置的净水继续流回主管路，流经第一双极膜滤芯后，再从第一出水管路流出，以冲洗主管路。
67.在本方案中，根据第二水压阈值结束净水系统2再生，判断准确，，控制方便、直观。同时，在结束净水系统2再生后继续冲洗主管路3，防止净水系统2产生头杯水。
68.更具体的，所述再生方法还包括步骤：
69.测压装置测量的储水装置中的水压低于第二水压阈值时，停止对第一双极膜滤芯和第二双极膜滤芯加电，结束净水系统再生；
70.储水装置的净水继续流回主管路和支管路，流经第一双极膜滤芯和第二双极膜滤芯后，再从第一出水管路和第二出水管路流出，以冲洗主管路和支管路。
71.在本方案中，根据第二水压阈值结束净水系统2再生，判断准确，，控制方便、直观。
同时，在结束净水系统2再生后继续冲洗主管路3和支管路11，防止净水系统2产生头杯水。
72.所述双极膜净水系统2还包括供用户开启以用净水的第六阀门16，所述第六阀门16设置在所述储水装置9之后的主管路3上；所述再生方法还包括步骤：
73.侦测第六阀门是否开启；
74.若第六阀门开启，则判断储水装置的水压是否可以同时供第六阀门出水和净水系统再生用水；
75.若判断储水装置的水压可以同时供第六阀门出水和净水系统再生用水，则储水装置同时供第六阀门出水和净水系统再生用水；若判断储水装置的水压不能同时供第六阀门出水和净水系统再生用水，则储水装置优先供第六阀门出水，暂停净水系统再生用水。具体可以通过关闭第三阀门暂停净水系统再生用水。
76.本方案可以优先保证用户的用水，提高用户使用体验。
77.如图6所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种双极膜净水系统2再生方法，应用于如上所述的双极膜净水系统2，包括：
78.步骤a：开启第一阀门和第五阀门，关闭第二阀门、第三阀门和第四阀门；
79.步骤b：对第一双极膜滤芯正向加电，对第二双极膜滤芯反向加电，第一双极膜滤芯制得的净水流往支管路，流经第二双极膜滤芯后，再从第二出水管路流出。
80.在本方案中，通过第一双极膜滤芯7和第二双极膜滤芯13之间相互配合实现再生，第一双极膜滤芯7制水，提供给第二双极膜滤芯13再生，不消耗储水装置9内的储水量，保证用户正常用水。
81.如图7所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种双极膜净水系统2再生方法，应用于如上所述的双极膜净水系统2，包括：
82.s100：开启第四阀门和第二阀门，关闭第一阀门、第三阀门和第五阀门；
83.s200：对第一双极膜滤芯反向加电，对第二双极膜滤芯正向加电，第二双极膜滤芯制得的净水流往主管路，流经第一双极膜滤芯后，再从第一出水管路流出。
84.如图8所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种净水设备，所述净水设备1包括如上所述的净水系统2。
85.需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本发明的保护范围。
86.以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。