具有反沖洗功能的使用終端過(guò)濾系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有反沖洗功能的使用終端過(guò)濾系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0001] 多種水凈化和過(guò)濾系統(tǒng)經(jīng)常包括超濾膜，隨著時(shí)間的推移，超濾膜會(huì)聚集膠態(tài)和 懸浮顆粒，它們會(huì)導(dǎo)致膜結(jié)垢。許多水過(guò)濾系統(tǒng)具有反沖洗過(guò)濾膜上游側(cè)的反沖洗循環(huán)，W 從給水中去除掉任何聚集的廢棄材料W減少膜結(jié)垢。但是，為了減少過(guò)早結(jié)垢，許多現(xiàn)有系 統(tǒng)使用替代沖洗液或給水用于反沖洗目的，而不是使用已被過(guò)濾的水。此外，許多現(xiàn)有系統(tǒng) 還使用罐或儲(chǔ)器存儲(chǔ)超濾水，直至此種超濾水在使用終端被需要。隨著時(shí)間推移，細(xì)菌可產(chǎn) 生在罐中，如果沒(méi)有設(shè)置后置過(guò)濾器來(lái)清潔正從罐中被引導(dǎo)出的水，將導(dǎo)致不安全的飲用 水提供給用戶(hù)。另外，大多數(shù)具有反沖洗循環(huán)的水過(guò)濾系統(tǒng)要求使用電力，原因在于它們依 賴(lài)于電控閥或用于反沖洗的加壓氣體，從而，在具有不可靠的電力系統(tǒng)或完全無(wú)電力的區(qū) 域難W獲得超純飲用水。
[0002] 現(xiàn)有過(guò)濾系統(tǒng)不僅要求電力或其他動(dòng)力源W在反沖洗期間運(yùn)行，而且在其他操作 循環(huán)，如服務(wù)循環(huán)和罐充注循環(huán)中也要求電力，從而產(chǎn)生附加的操作成本。另外，許多凈化 和過(guò)濾系統(tǒng)要求多個(gè)儲(chǔ)罐。通常，使用一個(gè)儲(chǔ)罐提供水用于反沖洗循環(huán)，使用另一罐提供凈 化水給使用終端，從而給整個(gè)系統(tǒng)增加了附加制造成本。此外，許多系統(tǒng)（如，反滲透系統(tǒng)） 產(chǎn)生大量廢水，運(yùn)些廢水尤其對(duì)于使用終端和住宅凈化和過(guò)濾系統(tǒng)而言是效率低和成本高 昂的。最后，傳統(tǒng)凈化和過(guò)濾系統(tǒng)通常在服務(wù)水被儲(chǔ)存在系統(tǒng)的罐中之前去除掉服務(wù)水中 的病毒和細(xì)菌。因此，由于可能已經(jīng)產(chǎn)生在罐中的細(xì)菌，服務(wù)水對(duì)于飲用而言不安全的可能 性更高。
[0003] 一種公知的系統(tǒng)公開(kāi)了用于膜分離設(shè)備（如，具有復(fù)數(shù)個(gè)模塊或膜的反滲透設(shè) 備）的自動(dòng)沖洗和清潔系統(tǒng)。清潔方式可W是：通過(guò)降低壓力W讓膜松弛；通過(guò)注入空氣或 惰性氣體W提供素流；和/或通過(guò)注入可包括化學(xué)清潔添加劑的沖洗液。除了設(shè)置完全定 時(shí)操作式電排序系統(tǒng)W外，設(shè)置有累、自動(dòng)閥和壓力控制部，從而，在定期時(shí)段或響應(yīng)于一 種或一種W上的優(yōu)選條件，自動(dòng)進(jìn)行所需的凈化、沖洗和清潔循環(huán)。
[0004] 另一系統(tǒng)提供了用于從溶液中分離出溶質(zhì)、膠粒和懸浮物質(zhì)的膜過(guò)濾系統(tǒng)。該膜 過(guò)濾系統(tǒng)包括操作模式和反沖洗模式。處理累提供吸入壓力或負(fù)壓給分離模塊（其可在反 沖洗模式期間讓濾液從系統(tǒng)罐流向膜）的處理側(cè)，同時(shí)保持濾液流與工藝液流分離，從而 要求使用電力來(lái)運(yùn)行反沖洗模式。 陽(yáng)〇化]類(lèi)似地，膜過(guò)濾系統(tǒng)使用累速控制器來(lái)控制過(guò)濾循環(huán)和反沖洗循環(huán)期間的流量和 壓力。累速控制器運(yùn)行的方式是改變傳輸給累電機(jī)的AC電流頻率，運(yùn)樣可通過(guò)改變累電機(jī) 的速度來(lái)改變流量。在整個(gè)過(guò)濾和反沖洗循環(huán)中提供壓力和流量脈沖來(lái)從膜中去除掉污染 物時(shí)，過(guò)濾系統(tǒng)要求使用電力。另外，過(guò)濾系統(tǒng)需要兩個(gè)儲(chǔ)罐，即，一個(gè)儲(chǔ)罐用于反沖洗流 體，另一個(gè)儲(chǔ)罐用于滲透水。
[0006] 另一系統(tǒng)提供過(guò)濾器反沖洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲(chǔ)器，該儲(chǔ)器包括加壓囊狀物，加壓 囊狀物驅(qū)使包含在所述儲(chǔ)器內(nèi)的大量反沖洗流體逆向通過(guò)過(guò)濾元件，W從過(guò)濾元件中去除 掉堵塞污染物。該系統(tǒng)僅包括單個(gè)過(guò)濾元件，滲透水在儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐之前流經(jīng)該過(guò)濾元件。沒(méi) 有使用其他過(guò)濾器來(lái)清潔從儲(chǔ)罐流到使用終端的滲透水。
[0007] 因此，將需要提供能解決一個(gè)或多于一個(gè)的上述需求的系統(tǒng)和方法。更具體而言， 將需要提供使用單個(gè)儲(chǔ)罐的系統(tǒng)，該單個(gè)儲(chǔ)罐能提供反沖洗流體用于第一過(guò)濾膜（如超濾 膜）并同時(shí)提供超純水給使用終端。將也需要提供一種機(jī)械（即，不要求電力）地提供反 沖洗的過(guò)濾系統(tǒng)，反沖洗的跨膜壓力高于過(guò)濾跨膜壓力，運(yùn)是由于打開(kāi)龍頭會(huì)產(chǎn)生較大壓 降而引起。也需要運(yùn)樣的系統(tǒng)：其在水進(jìn)入儲(chǔ)罐之前去除掉病毒、在水離開(kāi)儲(chǔ)罐之后去除掉 細(xì)菌而提供生物安全飲用水。另外，需要提供一種在使用終端位置使用的廢水比RO(反滲 透）系統(tǒng)更少的系統(tǒng)，此外，給微濾膜提供超濾膜作為前置過(guò)濾器來(lái)保護(hù)微濾膜W免結(jié)垢 也是人們所需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本公開(kāi)的實(shí)施例提供了用于將水提供給使用終端的系統(tǒng)和方法。在一些實(shí)施例 中，該系統(tǒng)包括定位在給水管線下游的一種第一過(guò)濾元件和定位在該第一過(guò)濾元件下游的 一種罐。一種第二過(guò)濾元件定位在所述罐下游，第一閥定位在第一過(guò)濾元件下游且處于排 水管上游。第二閥定位在第一閥下游且處于所述排水管上游。第一控制管線聯(lián)接到第一控 制開(kāi)關(guān)或第一滲透管線和第一閥上，第二控制管線聯(lián)接到第二控制開(kāi)關(guān)或第二滲透管線和 第二閥上。第一控制管線檢測(cè)第一壓降，第二控制管線檢測(cè)第二壓降。由于所述第一過(guò)濾 元件和第二過(guò)濾元件提供的背壓，第一壓降小于第二壓降。當(dāng)在使用終端要求滲透水時(shí)，第 一控制管線中的第一壓降引起第一閥打開(kāi)，第二控制管線中的第二壓降引起第二閥打開(kāi)， 使得來(lái)自于所述罐的水逆向流動(dòng)經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾元件W反沖洗該第一過(guò)濾元件，然后經(jīng)過(guò)第 一閥和第二閥到達(dá)所述排水管，同時(shí)來(lái)自于所述罐的水流經(jīng)第二過(guò)濾元件到達(dá)使用終端。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)適于安裝在沒(méi)有電源的環(huán)境中，該系統(tǒng)可適于安裝在廚 房臺(tái)面下方。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)可提供的超純水和廢水之比率為：大致4份超純水/ 大致1份廢水。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)可提供的超純水與廢水之比率為4:1。所述罐可W是 加壓儲(chǔ)罐，在一個(gè)實(shí)施例中，一種限流器可聯(lián)接到所述給水管線上。第一過(guò)濾元件可W是能 從給水管線提供的給水中去除掉病毒的超濾元件，第二過(guò)濾元件可W是能從被超濾元件預(yù) 過(guò)濾的水中去除掉細(xì)菌的微濾元件。在一些實(shí)施例中，所述第一閥是常閉閥，第二閥是常開(kāi) 閥。在其他實(shí)施例中，第一閥和第二閥是機(jī)械壓力開(kāi)關(guān)。第一控制管線中的壓力可增加W 打開(kāi)第一閥，第二控制管線中的壓力可下降W打開(kāi)第二閥。第一控制管線和第二控制管線 通過(guò)使用T型聯(lián)接器可連接到所述第一滲透管線和第二滲透管線上。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)運(yùn)行W提供滲透水給使用終端并同時(shí)反沖洗第一過(guò)濾元 件而不使用電力。當(dāng)使用終端無(wú)論何時(shí)需要水，同時(shí)當(dāng)滲透水被提供給使用終端時(shí)，可自動(dòng) 進(jìn)行第一過(guò)濾元件的反沖洗。當(dāng)使用終端的需求停止時(shí)，第一過(guò)濾元件的反沖洗可自動(dòng)停 止。在第一跨膜壓力下可進(jìn)行第一過(guò)濾元件中的反沖洗，第一跨膜壓力高于通過(guò)第一過(guò)濾 元件過(guò)濾期間的第二跨膜壓力。另外，在第一控制管線和第二控制管線中的壓力設(shè)定值下， 第一控制開(kāi)關(guān)可起動(dòng)所述第一閥，第二控制開(kāi)關(guān)可起動(dòng)所述第二閥，在一個(gè)實(shí)施例中，所述 第一控制管線和第二控制管線可W是顯著剛性的流體管線。在一些實(shí)施例中，壓力設(shè)定值 大致為69kPa，在其他實(shí)施例中，壓力設(shè)定值是可調(diào)節(jié)的。
[0011] 用于提供過(guò)濾水的方法的一個(gè)實(shí)施例包括W下步驟：提供聯(lián)接到第一閥上的第一 控制管線和聯(lián)接到第二閥上的第二控制管線。該方法還包括W下步驟：當(dāng)在使用終端需求 水時(shí)，降低第一控制管線中的第一壓力且降低第二控制管線中的第二壓力。由于第一過(guò)濾 元件和第二過(guò)濾元件提供的背壓，第二控制管線中的所述第二壓力的下降率大于第一控制 管線中的第一壓力的下降率，由于第一壓降而打開(kāi)所述第一閥，由于第二壓降而打開(kāi)所述 第二閥。該方法還包括W下步驟：引起來(lái)自于罐中的水逆向流動(dòng)經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾元件W反沖 洗該第一過(guò)濾元件，然后經(jīng)過(guò)所述第一閥和第二閥到達(dá)排水管。同時(shí)，在反沖洗期間來(lái)自于 所述罐的水流經(jīng)第二過(guò)濾元件到達(dá)使用終端。
[0012] 本公開(kāi)的另一實(shí)施例提供了一種用于將水提供給使用終端的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括給 水管線、排水管和連接到使用終端上的滲透管線。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括定位在所述 給水管線下游的第一過(guò)濾元件和定位在所述第一過(guò)濾元件下游的罐。第二過(guò)濾元件定位在 所述罐下游，第一閥定位在所述第一過(guò)濾元件下游且處于所述排水管上游。第二閥定位在 所述第一閥下游且處于所述排水管上游；第一控制開(kāi)關(guān)定位在所述第二過(guò)濾元件上游，且 聯(lián)接到所述滲透管線上。第二控