申請日2015.07.10
公開(公告)日2015.09.30
IPC分類號C02F9/02
摘要
本發明涉及一種便攜式分級水處理裝置及水處理方法，包括由管道連接的主濾芯組、儲水桶、氣泵、反滲透濾芯組、單向閥;當氣泵抽出儲水桶內空氣時，負氣壓吸引水流由主濾芯組和單向閥進入儲水桶，當氣泵壓縮空氣為儲水桶提供正氣壓時，儲水桶內的氣壓推動儲存的水經過單向閥進入反滲透濾芯組，經反滲透過濾后輸出接近純凈的水;優化包括儲水桶連接的單向閥，通過四面閥控制反滲透濾芯的濃縮水流和凈水同步流動，以及沖洗濾芯的方法;本發明由氣泵提供工作動力，使用手動氣泵可以無需其他能源，在野外、災區、戰場或其他緊急情況下利用野外水源提供高質量分級供水。
權利要求書
1.一種便攜式分級水處理裝置，其特征在于：包括以管道連接的主濾芯組、儲水桶(106)、氣泵(105)、反滲透濾芯組;所述主濾芯組與儲水桶(106)之間設有單向閥(112)，所述反滲透濾芯組與儲水桶(106)之間設有單向閥(114);所述氣泵(105)與儲水桶(106)連接。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述主濾芯組包括粗濾濾芯(101)、超濾膜濾芯(102)、吸收濾芯(103)，其連接方式為：所述粗濾濾芯(101)的出水口與超濾膜濾芯(102)進水口連接，超濾膜濾芯(102)的過濾水出口與吸收濾芯(103)的進水口連接，吸收濾芯(103)的出水口通過單向閥(112)與儲水桶(106)連接。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述反滲透濾芯組包括反滲透濾芯(107)、四面閥(109)、濃縮閥(116)，其連接方式為：儲水桶(106)通過單向閥(114)連接到反滲透濾芯(107)的進水口，反滲透濾芯(107)的濃縮水出口通過四面閥(109)的濃縮水通道連接到濃縮水閥(116);反滲透濾芯的凈水出口與四面閥(109)的凈水通道連接。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：單向閥(112)的出水口與儲水桶(106)連接，單向閥工作方向為允許水流由所述主濾芯組的吸收濾芯(103)向儲水桶(106)單向流動;單向閥(114)的進水口與儲水桶(106)連接，單向閥工作方向為允許水流由儲水桶(106)向反滲透濾芯(107)單向流動;所述沖洗閥(113)兩端分別與單向閥(112)進水口和出水口連接，并聯在單向閥(112)兩端。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述氣泵(105)與儲水桶(106)連接，可以壓縮空氣為儲水桶(106)內提供高氣壓，或者抽出儲水桶(106)內的空氣，提供負氣壓;所述氣泵(105)可以是手動氣泵，或者是電動氣泵或其他動力氣泵。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述四面閥(109)包含兩個水流通道，分別為凈水通道和濃縮水通道;其中凈水通道入口與反滲透濾芯(107)的凈水出口連接，凈水通道出口與水閥(115)連接;濃縮水通道入口與反滲透濾芯(107)的濃縮水出口連接，濃縮水通道出口與濃縮水閥(116)連接。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述反滲透濾芯(107)使用反滲透膜作為濾芯材料，以反滲透原理過濾水;所述超濾膜濾芯(102)使用超濾膜作為濾芯材料。
8.一種水處理方法，其特征在于：具體步驟如下：
(1)將主濾芯組的進水口放入水源;
(2)氣泵(105)抽出儲水桶(106)內的空氣，產生負氣壓;
(3)負氣壓吸引水源水進入主濾芯組，經主濾芯組過濾后，通過單向閥(112)進入儲水桶(106)，儲水桶(106)內儲存由主濾芯組過濾的水;
(4)需要供水時，氣泵(105)向儲水桶(106)充氣加壓;
(5)儲水桶(106)內的氣壓驅動儲存的水向外流動，單向閥(112)阻止水回流向主濾芯組，單向閥(114)允許水流出，實現供水。
9.一種水處理方法，其特征在于：具體步驟如下：
(1)儲水桶(106)內有一定的水量;
(2)氣泵(105)為儲水桶(106)充氣加壓;
(3)儲水桶(106)內的高氣壓驅動水流通過單向閥(114)流向反滲透濾芯(107)，反滲透過濾后的水從反滲透濾芯(107)的凈水出口流出，剩余的濃縮水從濃縮水出口流出;
(4)作為優化的控制步驟還包括：反滲透濾芯(107)過濾后的水進入四面閥(109)的凈水通道，反滲透濾芯(107)的濃縮水進入四面閥(109)的濃縮水通道，四面閥控制兩通道的開啟和關閉關聯;凈水通道連接供水閥(115)，當供水閥(115)打開、凈水通道有水流通過時，濃縮水通道同時開啟，使濃縮水流入濃縮水閥(116);
(5)作為優化的控制步驟還包括：濃縮水閥(116)控制濃縮水流出速度，從而實現過濾凈水與濃縮水的流出比例。
10.一種沖洗濾芯的方法，特征在于：包含以下步驟：
(1)儲水桶(106)內有一定的水量;
(2)氣泵(105)向儲水桶(106)內充氣加壓;
(3)打開沖洗閥(113)，氣壓推動水流反向沖洗主濾芯組，將濾芯表面攔截的污物沖洗掉，提高過濾效果。
說明書
一種便攜式分級水處理裝置及水處理方法
技術領域
本發明涉及水處理技術領域，尤其涉及一種便攜式分級水處理裝置及水處理方法。
背景技術
在野外條件下，潔凈的水源非常珍貴，在災區、戰場、救援、野外醫療、野外居住等情況下，從可能被污染的水源中獲得潔凈、無毒的用水具有重要的實用意義。此外，隨著環境污染日益嚴重，污染的水源中的重金屬、有機物、各種病毒病菌極大地危害著人們的健康，現有過濾技術提供的用水難以滿足要求，野外條件下迫切需要一種過濾效果好，能耗低、容易攜帶的水處理裝置和技術。
超濾技術和反滲透技術因為過濾效果好，被廣泛接受，其中超濾膜理論上可以過濾0.01微米以上的雜質，可沖洗、壽命長，成本低。反滲透技術利用反滲透的原理，能基本去除溶解在水中的重金屬、病毒、鹽類等幾乎大多數雜質，提供潔凈和安全標準很高的供水。將兩種方式結合，超濾濾芯可以為反滲透濾芯提供優質的進水，大大提高反滲透濾芯的壽命和過濾效果，提供更高品質的供水。
發明內容
本發明的目的是提供一種便攜式分級水處理裝置及水處理方法，可以在野外條件下利用大多數水源提供高質量分級供水,保障野外條件下潔凈飲用水、醫療、戰備用水需要。
為實現上述目的本發明的技術方案為：
一種便攜式分級水處理裝置，包括以管道連接的主濾芯組、儲水桶(106)、氣泵(105)、反滲透濾芯組;所述主濾芯組與儲水桶(106)之間設有單向閥(112)，所述反滲透濾芯組與儲水桶(106)之間設有單向閥(114);所述氣泵(105)與儲水桶(106)連接。
所述主濾芯組包括粗濾濾芯(101)、超濾膜濾芯(102)、吸收濾芯(103)，其連接方式為：所述粗濾濾芯(101)的出水口與超濾膜濾芯(102)進水口連接，超濾膜濾芯(102)的過濾水出口與吸收濾芯(103)的進水口連接，吸收濾芯(103)的出水口通過單向閥(112)與儲水桶(106)連接。
所述反滲透濾芯組包括反滲透濾芯(107)、四面閥(109)、濃縮閥(116)，其連接方式為：儲水桶(106)通過單向閥(114)連接到反滲透濾芯(107)的進水口，反滲透濾芯(107)的濃縮水出口通過四面閥(109)的濃縮水通道連接到濃縮水閥(116);反滲透濾芯的凈水出口與四面閥(109)的凈水通道連接。
所述氣泵(105)與儲水桶(106)連接，可以壓縮空氣為儲水桶(106)內提供高氣壓，或者抽出儲水桶(106)內的空氣，提供負氣壓;所述氣泵(105)可以是手動氣泵，或者是電動氣泵或其他動力氣泵。
所述四面閥(109)包含兩個水流通道，分別為凈水通道和濃縮水通道;其中凈水通道入口與反滲透濾芯(107)的凈水出口連接，凈水通道出口與水閥(115)連接;濃縮水通道入口與反滲透濾芯(107)的濃縮水出口連接，濃縮水通道出口與濃縮水閥(116)連接。
為更好地實現本發明，作為優化的：單向閥(112)的出水口與儲水桶(106)連接，單向閥工作方向為允許水流由所述主濾芯組的吸收濾芯(103)向儲水桶(106)單向流動;單向閥(114)的進水口與儲水桶(106)連接，單向閥工作方向為允許水流由儲水桶(106)向反滲透濾芯(107)單向流動。
為更好地實現本發明，作為優化的：反滲透濾芯(107)的濃縮水出口同時與供水閥(117)連接。
為更好地實現本發明，作為優化的：所述沖洗閥(113)兩端分別與單向閥(112)進水口和出水口連接，并聯在單向閥(112)兩端。
本發明還包括一種水處理方法，具體步驟如下：
(1)將主濾芯組的進水口放入水源;
(2)氣泵(105)抽出儲水桶(106)內的空氣，產生負氣壓;
(3)負氣壓吸引水源水流入主濾芯組;經主濾芯組過濾后，通過單向閥(112)流入儲水桶(106);
(4)需要供水時，氣泵(105)向儲水桶(106)加壓;
(5)儲水桶(106)內的氣壓驅動儲存的水向外流動，單向閥(112)阻止水流向主濾芯組流動，單向閥(114)允許水流出，實現供水。
本發明還包括一種水處理方法，具體步驟如下：
(1)儲水桶(106)內有一定的水量;
(2)氣泵(105)為儲水桶(106)充氣加壓;
(3)儲水桶(106)內的高氣壓驅動水流通過單向閥(114)流向反滲透濾芯(107)，反滲透過濾后的水從反滲透濾芯(107)的凈水出口流出，剩余的濃縮水從濃縮水出口流出;
(4)作為優化的控制步驟還包括：反滲透濾芯(107)過濾后的水進入四面閥(109)的凈水通道，反滲透濾芯(107)的濃縮水進入四面閥(109)的濃縮水通道，兩通道的開啟和關閉關聯;凈水通道連接供水閥(115)，當供水閥(115)打開、凈水通道有水流通過時，濃縮水通道同時開啟，使濃縮水流入濃縮水閥(116);
(5)作為優化的控制步驟還包括：濃縮水閥(116)控制濃縮水流出速度，從而實現過濾凈水與濃縮水的流出比例。
本發明還包括一種沖洗濾芯組的方法，步驟如下：
(1)儲水桶(106)內有一定的水量;
(2)氣泵(105)向儲水桶106內充氣加壓;
(3)打開沖洗閥113，氣壓推動水流反向沖洗主濾芯組，將濾芯表面攔截的污物沖洗掉，提高過濾效果。
本發明依靠氣泵提供的氣壓為工作動力，當氣泵為儲水桶提供負壓時，負壓吸引水流由粗濾經超濾濾芯及吸收濾芯和單向閥進入儲水桶，因為前級超濾膜濾芯的過濾效果達到0.01微米級別，所以能在較為清潔的水源情況下，大量提供過濾凈水;如果水源污染較重，或者需要提供更高標準的凈水，則使用氣泵繼續為儲水桶提供正氣壓，驅動水流由單向閥進入反滲透濾芯，經過濾后提供接近純凈的水源;如果使用手動氣泵，在無需其他能源的情況下本發明可提供高質量過濾凈水或接近純水的供水。
本發明的有益效果包括：
1、適應野外或緊急條件下的需要。本發明體積小巧，結構簡單、便于攜帶，非常適合各種緊急和臨時供水需要;
2、無需能源或僅需有限能源即可生產凈水。本發明以氣泵為動力，當使用手動氣泵時無需其他動力即可生產過濾凈水，如使用電動氣泵也可滿足連續生產需要，在野外、戰場、災區等緊急情況下提供優質過濾供水，滿足供水要求。
3、過濾效果更好。本發明過濾前級采用超濾膜濾芯，能過濾掉水中大于0.01微米的絕大部分顆粒、細菌、雜質、微生物等，一方面可以大量提供生活所需普通過濾水，一方面可以為反滲透濾芯提供更清潔的供水，反滲透濾芯在超濾基礎上過濾掉溶解在水中的重金屬、鹽類、病毒等，提供純凈、安全的供水，這樣分級供水可以滿足絕大多數高質量用水需求。
4、濾芯使用時間長，更換成本低。本發明粗濾過濾掉大量雜質，超濾濾芯過濾精細，大大提高了后級反滲透濾芯的使用壽命。此外，從反滲透濾芯濃縮水出口引出的水既可作為超濾過濾水使用，同時又沖洗反滲透濾芯，大大提高了反滲透濾芯的使用壽命。超濾膜濾芯在此條件下工作壽命一般在數年以上，這樣搭配的反滲透濾芯壽命也遠超其他同類裝置，也大大降低了用戶維護的成本和時間。
綜上所述，本發明可在野外條件下為災區、戰備、野營、或其他野外情況下提供高質量供水，且使用壽命長、適應范圍廣，可以有效在污染、感染、有害的水源中提取可靠水源供緊急使用，具有十分重要的價值。
