一種家用水淨化的處理方法及其處理系統的製作方法
2023-05-24 12:51:11 1
專利名稱：一種家用水淨化的處理方法及其處理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種家用水淨化的處理方法及其處理系統，屬於水處理技術領域。
背景技術：
因家用純水機具有使用方便，產水運行成本低，，可直接安裝在櫥櫃中，既節省空間，又美觀大方，越來越受到消費者歡迎。
目前家用純淨水的處理系統，主要由水的預處理部份、反滲透過濾部份及純淨水存儲三部份組成。通常是將自來水管中的自來水經過pp棉濾芯濾除水中懸浮物，因反滲透膜元件對進水游離氯含量有苛刻要求，要求餘氯含量＜0.1mg/L，否則將會破壞其膜片結構，造成不可恢復的性能下降，導致經pp棉濾芯過濾後的自來水還需依次進入顆粒活性碳濾芯去除自來水中的餘氯、三氯甲烷及異味色度，燒結活性碳濾芯再次吸附水中的各種異味及雜質。雖然通過預處理部份、反滲透過濾部份的處理，自來水可以達到飲用水的標準。但在利用活性炭吸附水中有機物的同時，活性炭濾器中已堆滿了大量的微生物、有機物，無形中成為微生物等進一步滋生、繁殖的溫床，反而造成水系統的二次汙染，增加了反滲透系統受汙染的可能，導致其性能衰減，並使產水水質下降。
發明內容
本發明的目的在於提供一種家用水淨化的處理方法及其處理系統。本發明通過將耐氧化複合反滲透膜應用在家用水淨化處理中，使得水處理系統的處理步驟更加簡化，處理裝置更加簡單，克服了現有家用飲水機技術中反滲透膜易汙染的問題，延長了反滲透系統使用壽命，提高了水處理效果，可以克服現有技術的不足。
本發明的實施方案一種家用水淨化的處理方法，其特點是先將自來水通入聚丙烯棉濾芯棒，通過聚丙烯棉濾芯棒去除自來水中的懸浮物和大顆粒雜質，再將通過聚丙烯棉濾芯棒過濾後的自來水增壓後輸入耐氧化複合反滲透膜，通過耐氧化複合反滲透膜將自來水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌和病毒進行過濾，同時利用自來水中的餘氯對耐氧化複合反滲透膜表面過濾過程中附著的微生物進行控制和滅殺，經耐氧化複合反滲透膜過濾後的淨化水排入壓力桶中儲存，在使用時再經過活性炭過濾棒去除淨化水中的餘氯，從而達到純淨水的飲用標準。
上述的家用水淨化的處理方法中，所述的耐氧化複合反滲透膜，包括無紡布層和聚碸支撐層，在聚碸支撐層上有一個用多元胺與改性多醯氯或均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液製備的聚醯胺層；所述的均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液，是用均苯三甲醯氯5～100份和改性多醯氯0～95份混勻構成的醯基氯有機溶液；所述份為重量份。
上述的家用水淨化的處理方法中，將製備好的聚醯胺層，在濃度0.5-10％、pH為7.5～8.5的過硫酸鹽溶液中，浸泡10～120分鐘，然後烘乾，所採用的過硫酸鹽，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。
前述的家用水淨化的處理方法中，所述的耐氧化複合反滲透膜，包括無紡布層、聚碸支撐層和在聚碸支撐層上的聚醯胺層，將聚醯胺層在過硫酸鹽溶液中浸泡，然後烘乾，得耐氧化複合反滲透膜。
前述的家用水淨化的處理方法中，所述的過硫酸鹽溶液，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉溶液；過硫酸鹽溶液的濃度為0.5-10％、pH為7.5～8.5，浸泡時間為10～120分鐘。
一種家用水淨化處理方法用的處理系統，包括自來水管1，其特點是自來水管1與聚丙烯棉濾芯棒2連接，聚丙烯棉濾芯棒2通過管道3與內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4連接，並且在管道2上連接有增壓裝置5，內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4通過管道與儲水罐6連接，儲水罐6與飲用水管7連接，並且在飲用水管7上連接有活性炭過濾棒8。
前述的家用水淨化的處理系統中，在內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4上還連接有比例調節控制器9和反衝洗球閥14。
前述的家用水淨化的處理系統中，所述的增壓裝置5為壓力泵。
前述的家用水淨化的處理系統中，所述的儲水罐6為壓力儲水罐。
與現有技術相比，本發明通過在家用水淨化處理中所採用耐氧化複合反滲透膜代替現有滲透膜，因抗氧化反滲透膜具有的耐氯能力26000ppm/hrs，即在氯濃度為0.5mg/L條件下可長期穩定運行6年。通過利用耐氧化複合反滲透膜極強的耐氯能力，同時利用自來水中的次氯酸作用於菌體蛋白質不僅可與細胞壁發生作用，且因次氯酸分子小，不帶電荷，故侵入細胞內與蛋白質發生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶，使糖代謝失調而致細胞死亡。並且次氯酸在透過反滲透膜時會對產水側進行消毒，減少了反滲透膜不可逆汙染和苛刻的化學清洗和消毒要求，進一步延長了耐氧化複合反滲透膜的使用壽命，使得反滲透系統受微生物汙染機率大大降低，延長清洗周期。同時抗氧化滲透膜的應用，省略了現有技術中為吸附餘氯而投入的顆粒活性碳濾芯和燒結活性碳濾芯的過濾程序工序，這樣即簡化了水處理系統的工藝流程，節省了設備投入、設備維護費用和設備體積，又提高了反滲透系統的使用周期和水處理效果好。因此本發明具有很好的推廣價值，具有很好的經濟效益和社會效益。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的實施例；1、一種家用水淨化的處理方法，其特徵在於該方法是先將自來水通入聚丙烯棉濾芯棒，通過聚丙烯棉濾芯棒去除自來水中的懸浮物和大顆粒雜質，再將通過聚丙烯棉濾芯棒過濾後的自來水增壓後輸入耐氧化複合反滲透膜，通過耐氧化複合反滲透膜將自來水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌和病毒進行過濾，同時利用自來水中的餘氯對耐氧化複合反滲透膜表面過濾過程中附著的微生物進行控制和滅殺，經耐氧化複合反滲透膜過濾後的淨化水排入壓力桶中儲存，在使用時再經過活性炭過濾棒去除淨化水中的餘氯，從而達到純淨水的飲用標準。
所述的耐氧化複合反滲透膜，可以是包括無紡布層和聚碸支撐層，在聚碸支撐層上有一個用多元胺與改性多醯氯或均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液製備的聚醯胺層；所述的均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液，是用均苯三甲醯氯5～100份和改性多醯氯0～95份混勻構成的醯基氯有機溶液；所述份為重量份。將製備好的聚醯胺層，在濃度0.5-10％、pH為7.5～8.5的過硫酸鹽溶液中，浸泡10～120分鐘，然後烘乾，所採用的的過硫酸鹽，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。
所述的耐氧化複合反滲透膜，也可以包括無紡布層、聚碸支撐層和在聚碸支撐層上的聚醯胺層，將聚醯胺層在過硫酸鹽溶液中浸泡，然後烘乾，得耐氧化複合反滲透膜；所述的過硫酸鹽溶液，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉溶液；過硫酸鹽溶液的濃度為0.5-10％、pH為7.5～8.5，浸泡時間為10～120分鐘。
因家用純水機可將自來水管中的自來水處理後直接飲用，具有使用方便，產水運行成本低，節省空間等優點，越來越受到消費者歡迎，利用該處理方法所建立的家用水淨化處理系統如圖1所示，帶有開關9的自來水管1，在自來水管1上連接聚丙烯棉濾芯棒2，聚丙烯棉濾芯棒2可去除自來水中的懸浮物和大顆粒雜質，聚丙烯棉濾芯棒2與內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4通過管道3連接，因內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4中使用的耐氧化複合反滲透膜孔徑小至納米級，在一定的壓力下，水分子才可以通過耐氧化複合反滲透膜，而對無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質則可起到過濾效果，為了滿足內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4內抗氧化複合反滲透膜的工作壓力要求，在管道3上連接有增壓裝置5和四方閥12，增壓裝置5的開啟可通過低壓開關10控制，增壓裝置5可採用壓力泵。經聚丙烯棉濾芯棒2過濾後的自來水通過壓力泵壓入內有耐氧化複合反滲透膜的裝置4中，利用內有耐氧化複合反滲透膜的裝置4中的耐氧化複合反滲透膜將自來水水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌和病毒進行濾除，同時利用自來水中的餘氯對耐氧化複合反滲透膜表面過濾過程中附著的微生物進行控制和滅殺，經內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4過濾後的淨化水可通過管道流入儲水罐6，儲水罐6與飲用水管7連接，為確保飲用水管7的出水量，儲水罐6可採用壓力儲水罐，在壓力儲水罐上設有開關11，為消除經內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4過濾後水中的餘氯，在飲用水管7上連接活性炭過濾棒8，儲水罐6內的過濾水通過活性炭過濾棒8去除水中的餘氯後就可達到飲用水標準直接飲用。同時為防止在停水時儲水罐6內的過濾水反流入內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4，在連接儲水罐6和內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4的管道上設有逆流閥13。同時在內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器4上還連接有控制過濾水比例的比例調節控制器9和清洗耐氧化複合反滲透膜的反衝洗球閥14。
本發明中所採用的抗氧化反滲透膜可以是包括無紡布層和聚碸支撐層，在聚碸支撐層上有一個用多元胺與改性多醯氯或均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液製備的聚醯胺層。所採用的的均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液，是用均苯三甲醯氯5～100份和改性多醯氯0～95份混勻構成的醯基氯有機溶液；所述份為重量份。所採用的的均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液，是用均苯三甲醯氯20～95份和改性多醯氯5～80份混勻構成的醯基氯有機溶液。所採用的改性多醯氯，是5-碘-間苯二甲醯氯、2-碘-對苯二甲醯氯、5-溴-間苯二甲醯氯或2-溴-對苯二甲醯氯。
將製備好的聚醯胺層，在濃度0.5-10％、pH為7.5～8.5的過硫酸鹽溶液中，浸泡10～120分鐘，然後烘乾。所採用的的過硫酸鹽，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。
使用含有16％聚碸的DMF溶液組成的多孔聚碸支撐膜，放入2.5％的間苯二胺(MPDA)溶液約1分鐘。胺溶液均含有0.1wt％的十二烷基磺酸鈉(SDBS)表面活性劑。經MDPA浸泡後的支撐膜放在紙巾上用橡膠輥滾動去除正面及背面多餘的溶液。以上步驟和多元胺的用量，與現有技術製備聚醯胺層的情況相同。然後將這種支撐層與表1中所列含有0.1％(wt/v％)的醯基氯(-C0Cl)有機溶液接觸50秒，接著放入40℃烘箱中保持10分鐘，形成聚醯胺層。取出後用濃度1％的過硫酸鉀溶液，在磷酸鉀緩衝溶液pH為8的時候處理30分鐘。然後在140℃烘箱中保持5分鐘，得到最終的複合反滲透膜。
表1(例1～6)
本發明中所採用的耐氧化複合反滲透膜，也可以是包括無紡布層、聚碸支撐層和在聚碸支撐層上的聚醯胺層。將聚醯胺層在過硫酸鹽溶液中浸泡，然後烘乾，得耐氧化複合反滲透膜。所採用的過硫酸鹽溶液，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉溶液。所採用的過硫酸鹽溶液的濃度為0.5-10％、pH為7.5～8.5，浸泡時間為10～120分鐘。
利用現有技術製備有無紡布層、聚碸支撐層和聚醯胺層的反滲透膜。使用含有16％聚碸的DMF溶液組成的多孔聚碸支撐膜(即聚碸支撐層)，放入2.5％的間苯二胺(MPDA)溶液約1分鐘。胺溶液均含有0.1wt％的十二烷基磺酸鈉(SDBS)表面活性劑。經MDPA(A)浸泡後的支撐膜放在紙巾上用橡膠輥滾動去除正面及背面多餘的溶液。然後將這種支撐層與均苯三甲醯氯(B)的有機溶液接觸50秒，形成聚醯胺層，接著放入40℃～100℃烘箱中保持10分鐘，形成聚醯胺複合反滲透膜。將製得的複合反滲透膜，取出後用濃度1％的過硫酸鉀溶液，在磷酸鉀緩衝溶液pH為8的時候浸泡30分鐘。然後在140℃烘箱中保持5分鐘，得到最終的耐氧化複合反滲透膜。
權利要求
1.一種家用水淨化的處理方法，其特徵在於該方法是先將自來水通入聚丙烯棉濾芯棒，通過聚丙烯棉濾芯棒去除自來水中的懸浮物和大顆粒雜質，再將通過聚丙烯棉濾芯棒過濾後的自來水增壓後輸入耐氧化複合反滲透膜，通過耐氧化複合反滲透膜將自來水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌和病毒進行過濾，同時利用自來水中的餘氯對耐氧化複合反滲透膜表面過濾過程中附著的微生物進行控制和滅殺，經耐氧化複合反滲透膜過濾後的淨化水排入壓力桶中儲存，在使用時再經過活性炭過濾棒去除自來水中的餘氯，從而達到純淨水的飲用標準。
2.根據權利要求1所述的家用水淨化的處理方法，其特徵在於所述的耐氧化複合反滲透膜，包括無紡布層和聚碸支撐層，在聚碸支撐層上有一個用多元胺與改性多醯氯或均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液製備的聚醯胺層；所述的均苯三甲醯氯和改性多醯氯構成的醯基氯有機溶液，是用均苯三甲醯氯5～100份和改性多醯氯0～95份混勻構成的醯基氯有機溶液；所述份為重量份。
3.根據權利要求2所述的家用水淨化的處理方法，其特徵在於將製備好的聚醯胺層，在濃度0.5-10％、pH為7.5～8.5的過硫酸鹽溶液中，浸泡10～120分鐘，然後烘乾，所採用的過硫酸鹽，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。
4.根據權利要求1所述的家用水淨化的處理方法，其特徵在於所述的耐氧化複合反滲透膜，包括無紡布層、聚碸支撐層和在聚碸支撐層上的聚醯胺層，將聚醯胺層在過硫酸鹽溶液中浸泡，然後烘乾，得耐氧化複合反滲透膜。
5.根據權利要求4所述的家用水淨化的處理方法，其特徵在於所述的過硫酸鹽溶液，是過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉溶液；過硫酸鹽溶液的濃度為0.5-10％、pH為7.5～8.5，浸泡時間為10～120分鐘。
6.如權利要求1至5中任一權利要求所述的家用水淨化處理方法用的處理系統，包括自來水管(1)，其特徵在於自來水管(1)與聚丙烯棉濾芯棒(2)連接，聚丙烯棉濾芯棒(2)通過管道(3)與內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器(4)連接，並且在管道(2)上連接有增壓裝置(5)，內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器(4)通過管道與儲水罐(6)連接，儲水罐(6)與飲用水管(7)連接，並且在飲用水管(7)上連接有活性炭過濾棒(8)。
7.根據權利要求4所述的家用水淨化的處理系統，其特徵在於在內有耐氧化複合反滲透膜的過濾器(4)上還連接有比例調節控制器(9)和反衝洗球閥(14)。
8.根據權利要求4所述的家用水淨化的處理系統，其特徵在於所述的增壓裝置(5)為壓力泵。
9.根據權利要求4所述的家用水淨化的處理系統，其特徵在於所述的儲水罐(6)為壓力儲水罐。
全文摘要
本發明公開了一種家用水淨化的處理方法及其處理系統，該方法是先將自來水通入聚丙烯棉濾芯棒，通過聚丙烯棉濾芯棒去除自來水中的懸浮物和大顆粒雜質，再將通過聚丙烯棉濾芯棒過濾後的自來水增壓後輸入耐氧化複合反滲透膜，通過耐氧化複合反滲透膜進行二次過濾，同時利用自來水中的餘氯對耐氧化複合反滲透膜表面過濾過程中附著的微生物進行控制和滅殺，經耐氧化複合反滲透膜過濾後的淨化水引入壓力桶中儲存，在使用時再經過活性炭過濾棒去除淨化水中的餘氯，從而達到純淨水的飲用標準。本發明克服了現有家用飲水機中水源預處理麻煩、反滲透膜易汙染的問題，提供一種水預處理簡單、反滲透膜汙染程度小的家用水淨化處理方法及裝置。
文檔編號C02F1/00GK101066790SQ20071020057
公開日2007年11月7日 申請日期2007年4月29日 優先權日2007年4月29日
發明者蔡志奇, 張慧林, 劉廣慶, 金焱, 吳宗策 申請人:貴陽時代匯通膜科技有限公司