水净化系统和方法以及用于该系统的切向过滤装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于净化水的方法系统，其中：对要被净化的水加压（１３）；将加压水流引导到至少一层选择渗透膜，以将加压水流分离成（１１）渗透物流和滞留物流；对渗透物流进行电去离子操作（１２），以产生由电去离子后的渗透物流构成的净化水流；降低滞留物流（１９）的流量；在选择渗透膜上保持大致恒定的预定压力（２１）；以及保持大致恒定的预定渗透物流量。本发明专利技术还涉及一种适用于上述类型的系统的切向过滤装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种用于净化水的系统和方法。特别地讲，涉及使水承受两次不同的净化处理，即由至少一个选择渗透膜进行分离，以及然后经受去离子处理。
技术介绍
现有技术的一种上述类型的水净化系统包括一个泵，其具有一个用于吸入要被净化的水的吸入侧和一个用于在压力下将进入泵中的水排出的排出侧；一个液相分离装置，其借助于因压力梯度引起的渗透穿过至少一层选择渗透膜而进行操作，并具有一个与泵的排出侧流体连通的入口、一个渗透物出口和一个滞留物出口；一个电去离子装置，其具有一个与液相分离装置的渗透物出口流体连通的渗透物入口和一个净化水出口；一个排放装置，其用于从系统中排放出滞留物，并与液相分离装置的滞留物出口流体连通，而且装有一个节流器，用于降低系统出口的滞留物流量；以及一个连通装置，其设在液相分离装置的滞留物出口和节流器之间，以将排放装置与泵的吸入侧连通起来，并且其装有一个压力调节器，以便在泵的协同作用下在液相分离装置的入口保持大致恒定的预定压力。
技术实现思路
本专利技术的总体目的是以简单的方式对上述类型的系统作出改进，同时使其具有其他优点。更精确地讲，本专利技术涉及水净化系统，所述水净化系统包括一个泵，其具有一个用于吸入要被净化的水的吸入侧和一个用于在压力下将进入泵中的水排出的排出侧；一个液相分离装置，其借助于因压力梯度引起的渗透穿过至少一层选择渗透膜而进行操作，并具有一个与泵的排出侧流体连通的入口、一个渗透物出口和一个滞留物出口；一个电去离子装置，其具有一个与液相分离装置的渗透物出口流体连通的渗透物入口和一个净化水出口；一个排放装置，其用于从系统中排放出滞留物，并与液相分离装置的滞留物出口流体连通，而且装有一个节流器，用于降低系统出口的滞留物流量；以及一个连通装置，其设在液相分离装置的滞留物出口和节流器之间，以将排放装置与泵的吸入侧连通起来，并且其装有一个压力调节器，以便在泵的协同作用下在液相分离装置的入口保持大致恒定的预定压力；其特征在于，一个流量调节器安置在从液相分离装置至电去离子装置的渗透物流路中，以保持大致恒定的预定渗透物流量。换言之，与现有技术的系统相比，本专利技术使用了单个附加元件—流量调节器，其结果在于，首先，能使位于流量调节器下游的电去离子装置具有预定的恒定流量，而又不受可能引起流量变化的各种现象的影响，其次，能使为上述限定类型并位于流量调节器上游的液相分离装置以预定的恒定回收率(通过液相分离装置产生的渗透物与所消耗的水的比率)工作。这样，就可改善电去离子装置的性能，降低水的消耗，以及使液相分离装置具有良好的工作条件。在这点上，必须指出，通常按标准设计的现有电去离子装置的性能取决于供给它们的水的流量。而且，它们通常仅能在有限的给水压力下工作。相比而言，不管采用的是逆渗透(reverse osmosis)、超滤(ultrafiltration)、纳滤(nanofiltration)装置，还是微滤(microfiltration)装置，在渗透物流量方面，使用了现有技术中公知的切向过滤的上述类型的液相分离装置通常都会被制造得具有相对宽的许用极限(实际中为±15％左右)，并且离开液相分离装置的渗透物的流量通常每摄氏度变化大约3％。在实际中，可以发现，当水温从10℃变化至30℃时，逆渗透装置的渗透水流量会在1-2倍的范围内变化。还应当指出，渗透水流量通常会随着逆渗透装置的老化而变化。而且，太高的回收率通常会降低这种逆渗透装置的净化性能，并且还会存在损坏其渗透膜的危险，相反，太低的回收率会增大剩余或废弃水(滞留物)的量。在因经济原因而优选的实施例中，流量调节器包括一个可变形件，用于在上游压力上升的情况下减小流量调节器的有效流动截面，以将渗透物流量保持为大致恒定的预定值。例如，该可变形件可以是形成有一个可变孔的弹性圈，并且优选由弹性体制成。流量调节器可以包括一个容纳着弹性圈的管筒。作为一种替代性方法，可以使用这样的流量调节器，即包括一个由自动控制器操纵的电动流量调节阀。压力调节器优选是可变和可手动调节的，或者是由自动控制器操纵的。节流器可以包括一个形成有固定孔的板，但是优选包括一个可手动调节或由自动控制器调节的可变孔。由于经济原因，节流器优选包括针阀或毛细管。由于经济和易于制造的原因，泵与液相分离装置之间及液相分离装置与电去离子装置之间的流体连通均优选借助于至少一根管而实现。同样地，排放装置和连通装置分别优选包括配有相应节流器和相应压力调节器的管。根据本专利技术的系统还适合于做进一步的改进，在这种情况下，液相分离装置包括一个或多个完全相同的切向过滤装置，特别是通过逆渗透、超滤、纳滤或微滤进行操作的切向过滤装置；切向过滤装置包括一个渗透物分流管，并且容纳在一个腔室中，所述腔室具有一个与相关切向过滤装置的分流管流体连通的渗透物出口，而且在所述渗透物出口处或切向过滤装置的渗透物分流管中设有流量调节器。这样，通过更换切向过滤装置，可以借助于本专利技术来改进现有的水净化系统。作为一种替代性方法，流量调节器可以设在电去离子装置的入口处。本专利技术还提供了一种切向过滤装置组件，特别是通过逆渗透、超滤、纳滤或微滤进行操作的切向过滤装置组件，包括一个切向过滤装置，所述切向过滤装置容纳在一个腔室中并且具有至少一层选择渗透膜以及一个渗透物分流管，所述腔室具有一个用于引入要被处理的流体的入口、一个与渗透物分流管流体连通的用于排出由切向过滤装置产生的渗透物的出口以及一个用于排出由切向过滤装置产生的滞留物的出口，其特征在于，在渗透物出口或在渗透物分流管中设有流量调节器。本专利技术还提供了一种净化水的方法，其包括以下步骤对要被净化的水加压；将加压水流引导到至少一层选择渗透膜，以将加压水流分离成渗透物流和滞留物流；对渗透物流进行电去离子操作，以产生由电去离子后的渗透物流构成的净化水流；降低滞留物流的流量；以及在选择渗透膜上保持大致恒定的预定压力；其特征在于，还包括以下步骤保持大致恒定的预定渗透物流量。附图说明下面，通过实例和参看附图描述本专利技术，可显现出本专利技术的特征和优点，附图包括图1是本专利技术的水净化系统的流路图；以及图2是用于图1所示系统中的流量调节器的剖视图。具体实施例方式在所示实施例中，本专利技术的水净化系统10采用与现有水净化技术相同的方式，包含一个逆渗透装置11和一个位于逆渗透装置11下游的电去离子装置12。装置11、12本身与本专利技术无关，在此不作详细描述。仅需要提及的是，在所示实施例中，逆渗透装置11是注册商标为DOW CHEMICAL的TW30装置，电去离子装置12是注册商标为MILLIPORE的EDI装置。在实际中，要被净化的水流是连续的，并且与逆渗透装置11的致密膜相切，从而要被净化的水在致密膜处被分成浓度不同的两部分一部分称为渗透物，其通过致密膜，以及另一部分称为滞留物，其不能通过致密膜，并且含有被致密膜阻挡的离子、分子或微粒，特别是矿物离子。电去离子装置12借助于致密膜执行连续的去除矿物质的操作，其中致密膜需要固定在树脂上，而树脂可通过电渗析连续再生，从而不需要采用另外的试剂。因此，通过上述类型的水净化系统10产生的水能够认为具有非常低的溶解盐(即，构成超纯水)。在所示实施例中，要被净化的水来自饮用水主管道，并借助于一个入水管14供给一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水净化系统，包括：　　　　一个泵（１３），其具有一个用于吸入要被净化的水的吸入侧和一个用于在压力下将进入泵中的水排出的排出侧；　　　　一个液相分离装置（１１），其借助于因压力梯度引起的渗透穿过至少一层选择渗透膜而进行操作，并具有一个与泵的排出侧流体连通的入口、一个渗透物出口和一个滞留物出口；　　　　一个电去离子装置（１２），其具有一个与液相分离装置的渗透物出口流体连通的渗透物入口和一个净化水出口；　　　　一个排放装置（１６），其用于从系统中排放出滞留物，并与液相分离装置的滞留物出口流体连通，而且装有一个节流器（１９），用于降低系统出口的滞留物流量；以及　　　　一个连通装置（１７），其设在液相分离装置的滞留物出口和节流器之间，以将排放装置与泵的吸入侧连通起来，并且其装有一个压力调节器（２１），以便在泵（１３）的协同作用下在液相分离装置的入口保持大致恒定的预定压力；　　　　其特征在于，一个流量调节器（２２）安置在从液相分离装置至电去离子装置的渗透物流路中，以保持大致恒定的预定渗透物流量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊夫盖涅，
申请(专利权)人：米利波尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]