CN101544428B - 中央型饮用水净化和供给系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种中央型饮用水净化和供给系统，其由净水管路连接的部分包括：一净水单元及与其连接的净水水箱，该两者之间设有一第二控制阀；一软水单元及与其连接的纯化水单元，该软水单元和该净水水箱之间设置有一净水增压输送泵，该纯化水单元和该软水单元之间设有一第三控制阀；一与该纯化水单元连接的纯化水箱，该两者之间设有一第四控制阀，该纯化水箱还连接有一纯化水输送泵；该净水单元、软水单元、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀都连接到一控制系统上。本发明还公开了一种前述系统的使用方法。本发明可提供净水、软化水、直饮水、纯水等不同水质的供水；方便安装使用；且系统综合的水资源利用效率可达80-90％。
Description
技术领域
本发明涉及中央型饮用水净化和供给系统及其使用方法，该中央型饮用水净化和供给系统采用中央控制系统实现自动控制和运行。
背景技术
随着环境污染的日益严重，以及人们对健康和舒适的生活品质的追求不断提升，导致当前的生活饮用水卫生、安全、健康和舒适等使用问题日益突出，特别是一些注重生活品质和生活健康的家庭，以及许许多多的办公、学校、商业、工厂等场所，都迫切需要对市政自来水等生活饮用水进行二次净化，提升饮用水卫生性、健康性，使用舒适性的专用水处理设备。我国现有的市政自来水由于存在水源水质下降、水厂净化工艺陈旧、自来水输送管网老化、二次供水污染等问题，导致自来水用水终端的水质普遍不够理想，有机污染物含量高、重金属含量超标、含氯消毒剂及其副产物含量较高、内分泌干扰素时有检出、导突变物质含量明显、色度浊度偏高、水质硬度区域不均等问题十分突出。
为了解决各种水质问题，基于家用和商用的饮用水处理设备应运而生。然而，目前市场上的普通净水器产品，往往只能满足少数人的直接饮用，而且由于片面追求低成本、低价格，往往存在工艺技术简单或者片面，设备处理能力低下，安装使用不方便等一系列问题。并未做到健康卫生饮水(直饮、饮食、泡茶等)，舒适合理用水(沐浴、洗涤、清洗等)的科学要求。
现有的产品往往存在以下主要不足(不同类别的产品往往存在以下问题中的不同的几个方面)：
1、供水流量小，只能满足最基本的直饮水，如常见的家用RO纯水机。
2、净化性能片面或者存在不足：如超滤、微滤、精密过滤类物理过滤型净水设备，往往只能去除颗粒物质和肉眼可见的杂质和铁质等，而对溶解在水中的有机污染物、重金属、消毒剂、消毒剂副产物等完全失效；又如以吸附过滤为主的中央型净水机，虽然流量很大，可满足整个家庭的用水需求，也能普遍去除各种有毒有害物质，同时还能充分保留微量元素和矿物质，但是不能降低过高的水质硬度，对含氟水、海水倒灌引起的TDS过高等问题却无能为力；又如软化水设备，虽然可以彻底地降低水质硬度，大大提升沐浴、洗衣、洗涤、保洁的用水舒适性，但却不能去除有机污染物和消毒剂等。
3、水资源浪费明显。特别是以RO纯水机为代表的产品，其水资源的利用效率很低，往往只能有15～30％的水能得到利用，其余部分均被排放到下水道而白白浪费。
4、系统功能单一，用户无法根据生活用水的不同方面，而选用不同的适合水质。虽然也可以采用购买多台功能不同的水处理产品来满足不同的需求，但是这不仅会导致采购成本高，而且还会由于系统无法集成而存在使用和维护中的诸多不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中系统功能单一等诸多缺陷，提供一种中央型饮用水净化和供给系统及其使用方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种中央型饮用水净化和供给系统，其特点在于，其由净水管路连接的部分包括：
一净水单元及与其连接的净水水箱，该两者之间设有一第二控制阀；
一软水单元及与其连接的纯化水单元，该软水单元和该净水水箱之间设置有一净水增压输送泵，该纯化水单元和该软水单元之间设有一第三控制阀；
一与该纯化水单元连接的纯化水箱，该两者之间设有一第四控制阀，该纯化水箱还连接有一纯化水输送泵；
该净水单元、软水单元、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀都通过控制线路连接到一控制系统上。
其中，该净水增压输送泵、软水单元、纯化水单元和纯化水输送泵上，分别连接有净水接口、软水接口、直饮水接口和纯水接口；该净水接口、软水接口、直饮水接口和纯水接口部位，分别安装有净水接口流量传感器、软水接口流量传感器、直饮水接口流量传感器和纯化水接口流量传感器；上述四个传感器均通过控制线路连接到控制系统上。
其中，该纯化水单元还通过一回水管路连接到净水水箱上。
其中，该中央型饮用水净化和供给系统还包括一与该净水单元连接的预过滤单元，该预过滤单元上连接有一第一控制阀和一原水接口，该预过滤单元还通过一控制线路与控制系统连接。
其中，该预过滤单元、净水单元和软水单元均连接有排污口。
其中，该软水单元和该纯化水单元之间还设有一精密过滤单元，该纯化水单元和纯化水箱之间设有一杀菌器。
其中，该净水水箱和纯化水箱中设有高中低三点液位控制器，该液位控制器通过控制线路与该控制系统相连接。
其中，该净水单元内还并联增加若干个净水单元，
其中，所述的各控制阀为电磁阀、电动或气动的电动阀中的一个或几个。
一种前述的中央型饮用水净化和供给系统的使用方法，其特点在于，其包括以下步骤：
S1、使净水单元处于冲洗状态，保持第一控制阀始终处于开启状态，同时保持第二控制阀处于关闭状态，冲洗状态结束后，重新开启第二控制阀；
S2、从净水单元净化后的净水经过净水水箱、净水增压输送泵进入软水单元，当软水单元处于再生状态时，保持净水增压输送泵始终处于开启状态，同时关闭第三控制阀，冲洗状态结束后，重新开启第三控制阀；
S3、从软化单元软化后的水进入纯化水单元，该纯化水单元使用反渗透或者纳滤净水工艺；
S4、经过纯化水单元处理的水，经过纯化水箱，用纯化水输送泵将大流量的纯化水输送到用水场所。
其中，各控制阀均处于常开状态，控制中心没有任何信息传输给这些控制阀时，各控制阀保持开启状态，此阀可为电磁阀、电动或者气动的电动阀等形式。
其中，净化水箱高中低三点液位控制器检测到液位到达或者超过高液位时，关闭第一控制阀，液位低于中液位时，重新打开第一控制阀，液位低于低液位时，停止净水增压输送泵的运行或者始终保持其处于停止运行状态。
其中，纯化水箱高中低三点液位控制器检测到液位到达或者超过高液位时，关闭第四控制阀，液位低于中液位时，重新打开第四控制阀，液位低于低液位时，停止纯化水输送泵的运行或者始终保持其处于停止运行状态。
其中，当直饮水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀，该传感器感应到水流中止30秒后，开启第四控制阀。
其中，净水流量传感器或软水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀，锁定净水增压输送泵处于开启状态，水流中止后，立刻解除泵的开启锁定状态，水流中止30秒后，恢复开启第四控制阀。
其中，纯化水流量传感器感应到水流时，且纯化水水箱液位非处于低液位时，开启纯化水输送泵，水流中止时，立刻停止纯化水输送泵的运行。
本发明的积极进步效果在于：
1、采用预过滤、吸附净化、离子交换软化、精密过滤、纯化、消毒净化等处理工艺。
2、可提供净水、软化水、直饮水、纯水等不同水质的供水。
3、系统全自动控制，模块集成化设计，可根据用户的要求，使用部分的净水工艺(如取消软水单元)，也可按要求增减各个工艺环节的设备单元数量(如净水单元内再并联增加一个净水单元)，系统最终都会合成为一个具有一体性的整体设备，非常方便安装使用。
4、水资源利用率高，由于采用了浓水回流工艺，使得设备的正常工作过程中无任何废水排放，排污过程仅仅在偶尔的预过滤、净水、软水单元的设备自清洗和再生过程中，会短时间地出现。系统综合的水资源利用效率可达80-90％。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1所示。整个系统的设备结构形式为，由一个金属支架将整个系统和管路整合为一体。各种单元和管路均被固定在这个支架上，设备集中留出几个即可，如原水接口，净水接口，软水接口，直饮水接口，纯化水接口等。
一、整体结构和组成
从整体看，整个中央型饮用水净化和供给系统通过四种路线连接起来，形成了全自动控制，模块集成化设计。这四种管路分别是控制管路101，净水管路102，排污管路103和控制线路104。其中，水流动的路线为净水管路102，先对其进行阐述。
首先，按图1中从左至右顺序，由净水管路102连接的部分包括：
预过滤单元1，该预过滤单元1上连接有一第一控制阀11和一原水接口12；净水单元2及与其连接的净水水箱3，两者之间设有一第二控制阀21；软水单元4及与其连接的纯化水单元6，该软水单元4和该净水水箱3之间设置有一净水增压输送泵31和净水接口32，该纯化水单元6和该软水单元4之间设有一第三控制阀41和精密过滤单元5，以及一软水接口42；一与该纯化水单元6连接的纯化水箱7，两者之间设有一第四控制阀71和直饮水接口62，以及一杀菌器61，该纯化水箱7还连接有一纯化水输送泵72以及一纯水接口73。
接着，阐述其他三类线路连接。
净水单元2、软水单元4、第一控制阀11、第二控制阀21、第三控制阀41和第四控制阀71都通过控制线路101连接到控制系统8上。纯化水单元6还通过一回水管路104连接到净水水箱3上。该预过滤单元1和该净水单元2上均连接有排污管路103。该净水水箱3和纯化水箱7中设有高中低三点液位控制器，该液位控制器通过控制线路101与该控制系统8相连接。
之后，阐述安装在各接口处的流量传感器，传感器用于开启和关闭控制阀4。
净水接口32、软水接口42、直饮水接口62和纯水接口73部位，分别安装有净水接口流量传感器、软水接口流量传感器、直饮水接口流量传感器和纯化水接口流量传感器；上述四个传感器均通过控制线路101连接到控制系统8上。
最后，为使系统达到更佳的运行效果，净水单元2内还可以并联增加若干个净水单元，所述的各控制阀为电磁阀、电动或气动的电动阀中的一个或几个。
二、各主要部件的工艺说明
预过滤单元1是针对一些水质较差的原水而设计，可采用砂滤、多介质过滤等机械过滤方式，用于去除水中的大颗粒物质和悬浮物质，适当降低水的浊度和铁锰含量。若水质已基本符合基本的饮用水水质要求，预过滤单元可以取消。该单元在连续使用一段时间后(如每周一次或者每10天一次)，需对设备内部的滤料进行冲洗，以排出设备所截留的污染物和杂质，恢复设备的过滤性能。
净水单元2，用于明显降低含氯消毒剂、有机污染物、重金属等含量，并明显改善水的色度、浊度、气味等指标。例如可使用以KDF-活性炭净水工艺为核心的中央型净水机，该中央型净水机为市售产品。该单元在连续使用一段时间后(如每周一次或者每10天一次)，需对设备内部的滤料进行冲洗，以排出设备所截留的污染物和杂质，恢复设备的净化性能。在设备使用1-2年后，需对滤料进行更换。
净水水箱3，储存从净水单元2净化后的净水以及纯化水单元6回流的浓水，其中的水可直接为用户提供大流量的净化水，也是后续的水处理单元的原水。
净水增压输送泵31，对净水水箱3内的水增加供水压力，供应净水到用户的普通净水用水点(如一般的厨房洗涤、洁具保洁、浇花养鱼等)，以及为净水进入后续的处理单元提供足够的供水压力。
软水单元4，用于去除水中的钙、镁等硬度离子，降低水质硬度，供家庭或者类似场所的沐浴、洗衣、清洗等用途，同时也可为后续的净化单元提供更好的性能保障。一般可使用阳离子交换树脂类型的软水机。该单元在连续使用一段时间后(可根据生产的水量和原水的水质具体确定，往往为7-14天一次)，需对设备内部的离子交换树脂进行再生，恢复设备的软化性能，再生过程由系统自动完成。
精密过滤单元5，用于去除小颗粒物质和悬浮物，保护纯化水单元元件，提升其使用性能和使用寿命。例如可使用精度为1um的PPF过滤器，且可多个相同滤芯并联使用。该滤芯需每6-12个月进行更换。
纯化水单元6，用于彻底去除任何残留的有机物、重金属、致癌致畸致突变物质，以及病毒、细菌、卫生物等，并相当程度的降低水中的矿物质、盐分、硬度离子等含量，得到的较为纯净的纯化水。口感甘甜，满足人们对饮水的口感要求，以及非常完美的卫生要求(但只含少量矿物质和微量元素，因此不建议长期单纯饮用此水)。该单元可使用反渗透(RO)或者纳滤(NF)净水工艺。但需在使用一段时间后(一般为1-2年)，更换滤芯。
杀菌消毒单元(杀菌器61)，彻底杀灭设备和管路中残留或孳生的病毒、细菌或微生物。彻底保障直饮水的饮水安全，并延长纯化水箱的水质质保期。
纯化水箱7，储存纯化水。
纯化水输送泵72，输送大流量的纯化水到需要大流量纯化水的场所。
三、中央型饮用水净化和供给系统的使用方法，以及自动控制和运行原理
本中央型饮用水净化和供给系统的使用方法，总体的原理如下：将中央控制系统，分别与控制阀、预过滤单元、净水单元、净化水箱高中低三点液位控制器、净水增压输送泵、软水单元、纯化水箱高中低三点液位控制器、纯化水输送泵、净水接口流量传感器(安装于净水接口处)、软水接口流量传感器(安装于软水接口处)、直饮水接口流量传感器(安装于直饮水接口处)、纯化水接口流量传感器(安装于纯化水接口处)相连，组成一个自动运行控制系统。
下面介绍本中央型饮用水净化和供给系统的使用方法的具体步骤，如图中从左到右的箭头所示的为水流方向。主要步骤如下：
S1、使净水单元2处于冲洗状态，保持第一控制阀11始终处于开启状态，同时保持第二控制阀21处于关闭状态，冲洗状态结束后，重新开启第二控制阀21；
S2、从净水单元2净化后的净水经过净水水箱3、净水增压输送泵31进入软水单元4，当软水单元4处于再生状态时，保持净水增压输送泵31始终处于开启状态，同时关闭第三控制阀41，冲洗状态结束后，重新开启第三控制阀41；
S3、从软化单元4软化后的水进入纯化水单元6，该纯化水单元6使用反渗透或者纳滤净水工艺；
S4、经过纯化水单元6处理的水，经过纯化水箱7，用纯化水输送泵72将大流量的纯化水输送到用水场所。
四、控制要点
1、各控制阀均处于常开状态，即控制中心没有任何信息传输给它时，此阀保持开启状态，此阀可为电磁阀、电动或者气动的电动阀等形式。
2、净化水箱高中低三点液位控制器检测到液位到达或者超过H位时，关闭第一控制阀11，液位低于M位时，重新打开第一控制阀11，液位低于L位时，停止净水增压输送泵31的运行或者始终保持其处于停止运行状态。
3、纯化水箱高中低三点液位控制器检测到液位到达或者超过H位时，关闭第四控制阀71，液位低于M位时，重新打开第四控制阀71，液位低于L位时，停止纯化水输送泵72的运行或者始终保持其处于停止运行状态。
4、当预过滤单元1处于冲洗状态时，保持第一控制阀始终处于开启状态，同时保持第二控制阀21处于关闭状态，冲洗状态结束后，重新开启第二控制阀21。
5、当净水单元2处于冲洗状态时，保持第一控制阀11始终处于开启状态，同时保持第二控制阀21处于关闭状态，冲洗状态结束后，重新开启第二控制阀21。
6、当软水单元4处于再生状态时，保持净水增压输送泵31始终处于开启状态，同时关闭第三控制阀41，冲洗状态结束后，重新开启第三控制阀41。
7、直饮水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀71，该传感器感应到水流中止30秒后，开启第四控制阀71。
8、软水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀71，锁定净水增压输送泵31处于开启状态，水流中止后，立刻解除泵的开启锁定状态，水流中止30秒后，恢复开启第四控制阀71。
9、净水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀71，锁定净水增压输送泵31处于开启状态，水流中止后，立刻解除泵的开启锁定状态，水流中止30秒后，恢复开启第四控制阀71。
10、纯化水流量传感器感应到水流时，且纯化水水箱7液位非处于低液位时，开启纯化水输送泵72，水流中止时，立刻停止纯化水输送泵72的运行。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，其由净水管路连接的部分包括：
一净水单元及与其连接的净水水箱，该两者之间设有一第二控制阀；
一软水单元及与其连接的纯化水单元，该软水单元和该净水水箱之间设置有一净水增压输送泵，该纯化水单元和该软水单元之间设有一第三控制阀；
一与该纯化水单元连接的纯化水箱，该两者之间设有一第四控制阀，该纯化水箱还连接有一纯化水输送泵；
该净水单元、软水单元、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀都通过控制线路连接到一控制系统上；
其中，该净水增压输送泵、软水单元、纯化水单元和纯化水输送泵上，分别连接有净水接口、软水接口、直饮水接口和纯水接口；该净水接口、软水接口、直饮水接口和纯水接口部位，分别安装有净水接口流量传感器、软水接口流量传感器、直饮水接口流量传感器和纯化水接口流量传感器；上述四个传感器均通过控制线路连接到控制系统上；
其中，该净水水箱和纯化水箱中设有高中低三点液位控制器，该液位控制器通过控制线路与该控制系统相连接。
2.如权利要求1所述的中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，该纯化水单元还通过一回水管路连接到净水水箱上。
3.如权利要求1所述的中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，该中央型饮用水净化和供给系统还包括一与该净水单元连接的预过滤单元，该预过滤单元上连接有一第一控制阀和一原水接口，该预过滤单元还通过一控制线路与控制系统连接。
4.如权利要求1所述的中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，该预过滤单元、净水单元和软水单元均连接有排污口。
5.如权利要求1所述的中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，该软水单元和该纯化水单元之间还设有一精密过滤单元，该纯化水单元和纯化水箱之间设有一杀菌器。
6.如权利要求1所述的中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，该净水单元内还并联增加若干个净水单元。
7.如以上任一权利要求所述的中央型饮用水净化和供给系统，其特征在于，所述的各控制阀为电磁阀、电动或气动的电动阀中的一个或几个。
8.一种如权利要求7所述的中央型饮用水净化和供给系统的使用方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、使净水单元处于冲洗状态，保持第一控制阀始终处于开启状态，同时保持第二控制阀处于关闭状态，冲洗状态结束后，重新开启第二控制阀；
S2、从净水单元净化后的净水经过净水水箱、净水增压输送泵进入软水单元，当软水单元处于再生状态时，保持净水增压输送泵始终处于开启状态，同时关闭第三控制阀，冲洗状态结束后，重新开启第三控制阀；
S3、从软化单元软化后的水进入纯化水单元，该纯化水单元使用反渗透或者纳滤净水工艺；
S4、经过纯化水单元处理的水，经过纯化水箱，用纯化水输送泵将大流量的纯化水输送到用水场所；
其中，净化水箱高中低三点液位控制器检测到液位到达或者超过高液位时，关闭第一控制阀，液位低于中液位时，重新打开第一控制阀，液位低于低液位时，停止净水增压输送泵的运行或者始终保持其处于停止运行状态；
其中，纯化水箱高中低三点液位控制器检测到液位到达或者超过高液位时，关闭第四控制阀，液位低于中液位时，重新打开第四控制阀，液位低于低液位时，停止纯化水输送泵的运行或者始终保持其处于停止运行状态；
其中，当直饮水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀，该传感器感应到水流中止30秒后，开启第四控制阀；
其中，净水流量传感器或软水流量传感器感应到水流时，关闭第四控制阀，锁定净水增压输送泵处于开启状态，水流中止后，立刻解除泵的开启锁定状态，水流中止30秒后，恢复开启第四控制阀；
其中，纯化水流量传感器感应到水流时，且纯化水水箱液位非处于低液位时，开启纯化水输送泵，水流中止时，立刻停止纯化水输送泵的运行。
9.如权利要求8所述的中央型饮用水净化和供给系统的使用方法，其特征在于，各控制阀均处于常开状态，控制中心没有任何信息传输给这些控制阀时，各控制阀保持开启状态。
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