[发明专利]一种空气介质储能、储压式反渗透水质处理机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种反渗透水质处理装置，其特征是把不可压缩的水转换成可压缩的空气，通过这个介质转换，使增压泵后的水体积的可变性实现储水，并通过压缩空气的形式储能、储压。储压减少泵的工作时间，储水、储压延长膜的产水时间；水体积的可变性实现间隙排废水的功能，从而减少废水排放，达到增效、节能、节水、提高可靠性等多重效果。

背景技术

传统家用反渗透水质处理机均是使用膜片增压泵升压，反渗透处理水，废水比调节控制浓缩水比例的流程工艺。反渗透膜工作需要一定的工作压力，所以其工艺流程必然要增压泵对水加压；水的体积不能压缩，在反渗透制水速度缓慢的情况下，必然是一边泄压的流程方式带走富含矿物质的浓缩水；其浓缩水与纯水的比例是3/1左右，造成水的极大浪费。另外一方面，泄压方式使增压泵压力不能有效存储，反渗透膜的工作压力随增压泵的运转周期动态变化，造成增压泵和反渗透这两个工作单元效能让人不容易觉察的隐性低下。

反渗透的作用是除盐，但实验表明。如果我们用这样的反渗透水质处理机处理没有任何矿物质的纯水，其浓缩水的比例还是3/1略低些，同样处理硬度在70ppm或600ppm差异如此大的水，其废水比例还是3/1左右，说明其工艺流程结构决定浓缩水比例，而不是反渗透材料本身。

另外，温度对反渗透膜的产水影响非常大，在北方低温地区，废水比例最高可以达到7/1，在水资源极其匮乏的今天是不能让人接受的方式，但北方的水多地下水，水硬度高，反渗透又是不得不的选择。目前反渗透的工作方式是弹簧片压力开关控制方式，造成反渗透工作状态不稳定的现象。

发明内容

本发明针对反渗透膜的特点，通过介质转换，创造性的把不可压缩的水转换成可压缩的空气，实现储水、储能、储压；及其配套的多重压力控制方式和间歇排废水方式的构成完善的流程结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是

原水经去除泥沙、铁锈、氯等的一般水质处理工艺后，依次接增压泵和单向阀，再通过三通，一端接压缩空气储能压力罐，另一端接反渗透的进水。反渗透纯水端接储水罐，造好的水储存在其中备用。在反渗透的浓缩水端接一电磁阀，该电磁阀根据使用地区的水的矿物质含量高低设置一定时间间隔进行数秒的排水。

增压泵运转后，其能量以压缩空气的形式储存在压缩空气储能罐，储存了增压泵的能源，在增压泵停止后持续对反渗透膜供水。

本发明的有益效果是

通过介质的转换，能量以压缩空气的形式储存在压缩空气储能罐。空气的可压缩性及单向阀设计，对于增压泵，能产生类似高压气筒省时、省力、高效效果。充分发挥了增压泵的性能，提高了效率，节约了能源。增压泵运行的时间是传统工艺运行时间的5/2左右储水、储能、储压使反渗透膜表面有相对恒定的压力，符合反渗透膜的制水原理，提高了反渗透纯水端的产水速度。实验表明，压力与反渗透的产水并不是直线比例关系，而是呈抛物曲线比例关系，说明水分子通过反渗透材料分子的间隙并不是单纯的物理孔径选择性拦截作用。一般认为，还有反渗透膜分子材料表面的荷电极性吸引等，水分子要通过反渗透材料的分子间隙必须克服电荷吸引力的临界点。本发明针对水分子通过反渗透材料的分子间隙的缓慢过程的特点。储水、储压提高了反渗透与水接触的压力和有效时间，从而提高了反渗透的制水产水量和产水率，达到增效节能的目的。

从实际使用环境的角度，传统的反渗透净水机在家庭使用环境的平均工作时间约1.2小时左右，其工作状态中增压泵持续进行，废水持续排放，造成资源的极大浪费。而本发明的空气压力的储能方式使增压泵并不需要连续工作，却使水与反渗透膜的有效接触时间延长，有效接触时间根据用水水量延长5倍左右；这彻底改变了传统反渗透的使用方式：1，膜长时间工作换取产水量，不必要考虑产水速度，反渗透膜可以工作在低压区；2，利用了传统反渗透膜的空余时间，在必要的情况下，甚至可以是全天24小时的工作；结合间歇排废水，使反渗透尽可能的制取每滴可以使用的干净水，达到增效节水的目的；低废水排放，使用户不必要考虑成本和资源浪费的问题，使整个厨房用水，甚至全屋反渗透净化成为可能，改变了用户得用水方式；3，对于北方低温地区，本发明以延长反渗透膜工作时间换水量和间歇排废水的方法，废水比例的制约因素变成是人工调节的时间间歇参数，其废水比多少不受温度制约，废水的量依原水的矿物质含量减少至15/1-10/1左右。有效解决北方低温排废水多的问题。

从其增压泵和反渗透膜的工作时间对比，和废水比例对比可以知道本发明克服了传统反渗透水质处理机性能隐性低下的问题。