專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基家用凈水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾(nanofiltration)膜基家用凈水器(waterpurifier)，更具體是涉及一種納濾膜基的家用凈水器，它無(wú)需用儲(chǔ)罐來(lái)容納凈水，與之相反，傳統(tǒng)的水凈化系統(tǒng)則需將凈水儲(chǔ)存在其儲(chǔ)罐中以便需要時(shí)使用。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，水污染和水資源缺乏作為嚴(yán)重問(wèn)題出現(xiàn)。由于工業(yè)進(jìn)步、人口增長(zhǎng)和生活標(biāo)準(zhǔn)提高，人們對(duì)高質(zhì)量的水的需求快速增加。然而，因家用廢水或者工業(yè)污水導(dǎo)致的水污染已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，因此，可用的水已經(jīng)變得缺乏。為了有效利用有限的水資源，除了消除水污染源之外，在飲用天然飲用水之前進(jìn)行凈化處理是完全有必要的。
傳統(tǒng)的凈水器根據(jù)過(guò)濾器類(lèi)型而采用不同種類(lèi)的凈化系統(tǒng)。目前，人們認(rèn)為采用過(guò)濾膜的凈化系統(tǒng)是最有效的，因?yàn)樗軌虺グㄖT如細(xì)菌和重金屬等微小物質(zhì)(minute substance)在內(nèi)的雜質(zhì)。
作為用于凈水器的有代表性的過(guò)濾膜，存在有一種超濾膜(ultrafiltrationmembrane)，一種納濾膜(nanofiltration membrane)和一種反滲透膜。其中，超濾膜主要用于除去膠體大小的物質(zhì)。盡管由于它的微孔大小(pore size)比納濾膜和反滲透膜的要大從而能夠提供高的流動(dòng)速率，但是，對(duì)于除去象細(xì)菌和重金屬這樣的微小物質(zhì)就存在局限性。
同時(shí)，反滲透膜能夠除去象細(xì)菌和重金屬的幾乎所有微小物質(zhì)，因而近來(lái)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。這種反滲透膜基的凈水系統(tǒng)在包括美國(guó)專(zhuān)利4,626,346和6,190,558等幾篇文獻(xiàn)中已被公開(kāi)。然而，這種反滲透膜基的凈水系統(tǒng)大多數(shù)都設(shè)有儲(chǔ)罐用于儲(chǔ)存凈水，原因是其流速不足。因而存在這樣的問(wèn)題，由于安裝了儲(chǔ)罐就增加了凈水器的體積，而且，由于儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)而使微生物繁殖從而導(dǎo)致二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問(wèn)題而進(jìn)行本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種納濾膜基的家用凈水器，它能夠除去包括細(xì)菌和重金屬的幾乎所有雜質(zhì)，而且無(wú)需安裝用于儲(chǔ)存凈水的儲(chǔ)罐。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的上述和其它目的可以通過(guò)提供一種無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基的家用凈水器而實(shí)現(xiàn)的，該凈水器包括預(yù)處理過(guò)濾部分，主過(guò)濾部分和后處理過(guò)濾部分，所述預(yù)處理過(guò)濾部分包括預(yù)處理過(guò)濾器和預(yù)處理炭層過(guò)濾器(carbon filter)，其特征在于，在所述主過(guò)濾部分采用具有適當(dāng)流速的納濾膜過(guò)濾器。
優(yōu)選的是，本發(fā)明采用的納濾膜的微孔大小范圍為約0.1～10nm，其相當(dāng)于在所述反滲透膜與所述超濾膜之間的平均微孔大小(mean pore size)。有利的是，這種納濾膜基的凈水器能夠選擇地通過(guò)一些不會(huì)影響人體健康的一價(jià)離子并除去幾乎所有多價(jià)離子、低分子量有機(jī)物和細(xì)菌。具體地說(shuō)，當(dāng)納濾膜具有比反滲透膜大的微孔大小時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)泵壓或者有效膜面積，就能夠從凈水排出閥立即獲得所需量的凈化水。而且，納濾膜能夠根據(jù)如納濾膜中的微孔大小提供一種篩分效果(sieving effect)，并且通過(guò)將離子吸附到膜表面而除去約30～60％的一價(jià)離子和鈣離子。特別是，能夠除去90％或者更多的多價(jià)離子和鹽比如硫酸鹽，從而提供含有適量礦物質(zhì)的飲用水。
根據(jù)納濾膜的制造方法，納濾膜可以分為螺旋纏繞型膜和中空纖維型膜，在本發(fā)明中兩者都可以使用。也可以根據(jù)膜材料將納濾膜分為聚酰胺基膜和聚乙烯醇基膜。假設(shè)膜的微孔大小范圍為0.1～10nm，本發(fā)明中可以使用所述納濾膜而與膜材料無(wú)關(guān)。通常，通過(guò)將多價(jià)胺比如哌嗪和間苯二胺(methaphenylendiamine)與1，3，5-苯三甲酰氯(trimesoylchloride)在多微孔載體上進(jìn)行界面聚合作用就能夠制得聚酰胺基膜。通過(guò)將聚乙烯醇施加在一多微孔載體上，然后進(jìn)行固化處理，就能夠制得聚乙烯醇基膜。
優(yōu)選的是，為了使進(jìn)水體積的范圍為約1.0～3.5升/分，所采用的納濾膜組件(module)具有約8至50平方英尺的有效膜面積，1.5～4.5英寸的外徑，和8～1 8英寸的長(zhǎng)度。對(duì)于沒(méi)有儲(chǔ)罐的凈水器來(lái)說(shuō)，小于1.0升/分的進(jìn)水體積是不足的。另一方面，如果進(jìn)水體積超過(guò)3.5升/分，則泵的容量必須增大，因而所述組件的大小也大大增加。


通過(guò)下面結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述，將對(duì)本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)理解得更加清楚，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的凈水器的凈水系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明的凈水系統(tǒng)包括供水管3，預(yù)處理過(guò)濾器4，預(yù)處理炭層過(guò)濾器6，起主過(guò)濾部分作用的納濾膜過(guò)濾器7，逆流防止閥8，后處理過(guò)濾器9和凈水排出閥10。在凈水期間，來(lái)自納濾膜過(guò)濾器7的集中水(concentrate water)通過(guò)集中水管13由流量控制閥11排出。
所述預(yù)處理過(guò)濾器4可以是金屬或者塑料材質(zhì)的微沉積物過(guò)濾器(microsediment filter)和炭層過(guò)濾器，所述炭層過(guò)濾器例如為顆粒狀活性炭過(guò)濾器、粉末狀活性炭過(guò)濾器和桿狀活性炭過(guò)濾器，所述過(guò)濾器單獨(dú)使用或者組合使用。所述后處理過(guò)濾器9可以是紫外線消毒過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、陶瓷過(guò)濾器、含銀的活性炭過(guò)濾器、超濾膜過(guò)濾器和磁化過(guò)濾器(magnetizationfilter)，所述過(guò)濾器單獨(dú)使用或者組合使用。
所述納濾膜過(guò)濾器7是本發(fā)明的凈水系統(tǒng)中的主過(guò)濾部分，它使用了一種微孔大小在約0.1～10nm范圍內(nèi)的納濾膜。小于0.1nm的微孔大小對(duì)于沒(méi)有使用儲(chǔ)罐的凈水器來(lái)說(shuō)是不合適的，因?yàn)槠淞魉俨蛔?。另一方面，如果微孔大小超過(guò)10nm，則諸如重金屬和細(xì)菌等雜質(zhì)就不能被完全除去。在所述主過(guò)濾部分中的凈水通過(guò)逆流防止閥8被泵送到后處理過(guò)濾器9以便進(jìn)行最后的凈水處理。需要的時(shí)候，最終凈化的水被直接從凈水排出閥(purified waterdischarge valve)10排出。
設(shè)計(jì)本發(fā)明的水壓或壓力泵5以選擇地調(diào)節(jié)未凈化水的輸入速率(inputrate)，在約15～120psi(磅/平方英寸)范圍內(nèi)的操作壓力條件下，其輸入速率在約1.0～12升/分鐘的范圍內(nèi)。
下文將通過(guò)非限制性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
圖1所示的凈水系統(tǒng)的壓力泵5的操作壓力為30psi，使用的納濾膜組件的微孔大小為1.5nm，有效膜面積為23平方英尺，外徑為3.5英寸，長(zhǎng)度為12英寸。測(cè)量其流速和脫鹽率，結(jié)果列于下表1中。
在未凈化水中，NaCl和MgSO4的濃度分別為500ppm和2,000ppm。
實(shí)例2-6進(jìn)行與上述實(shí)施例1相同的步驟，只是采用表1所示的操作壓力。對(duì)其凈水效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果列于下面表1中。
表1

從上述實(shí)施例可以看出，采用本發(fā)明的凈水系統(tǒng)的凈水器能夠除去一價(jià)離子達(dá)到一合理的程度，并能夠除去幾乎所有二價(jià)或多價(jià)鹽。結(jié)果是，保持了水的本來(lái)味道，并除去了諸如重金屬和細(xì)菌等雜質(zhì)，從而能夠提供好質(zhì)量的飲用水。而且，當(dāng)需要的時(shí)候，能夠以約1.0～3.5升/分鐘的進(jìn)水體積直接從本發(fā)明的凈水器得到飲用水，無(wú)需儲(chǔ)存。
盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行了解釋性描述，但是，應(yīng)當(dāng)知道，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離所附的權(quán)利要求書(shū)所披露的本發(fā)明的范圍和精神的條件下可以進(jìn)行各種修改、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基家用凈水器，包括預(yù)處理過(guò)濾器(4)，預(yù)處理炭層過(guò)濾器(6)，主過(guò)濾部分(7)，逆流防止閥(8)和后處理過(guò)濾器(9)，其中凈水直接從凈水排出閥(10)排出而無(wú)需儲(chǔ)存，其特征在于，采用納濾膜過(guò)濾器作為主過(guò)濾部分(7)，該納濾膜過(guò)濾器的微孔大小為0.1～10nm，以提供1.0～3.5升/分的進(jìn)水體積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基家用凈水器，其特征在于，使用納濾膜過(guò)濾器組件作為納濾膜過(guò)濾器，該納濾膜過(guò)濾器組件的有效膜面積為8～50平方英尺，外徑為1.5～4.5英寸，長(zhǎng)度為8～18英寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基家用凈水器，其特征在于，通過(guò)將對(duì)哌嗪或者間苯二胺與均苯三甲酰氯在多微孔載體上進(jìn)行界面聚合而制得所述納濾膜過(guò)濾器。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基家用凈水器，其特征在于，所述納濾膜過(guò)濾器選自螺旋纏繞型納濾膜過(guò)濾器和中空纖維型納濾膜過(guò)濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基家用凈水器，其特征在于在所述預(yù)處理過(guò)濾器(4)與所述預(yù)處理炭層過(guò)濾器(6)之間連接有壓力泵(5)。
全文摘要
一種無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基的家用凈水器。本發(fā)明的凈水器采用納濾膜過(guò)濾器作為其主過(guò)濾部分，而且無(wú)需用儲(chǔ)罐來(lái)儲(chǔ)存凈水。盡管傳統(tǒng)的反滲透膜基凈水系統(tǒng)能夠提供好質(zhì)量的水，但是它們存在的問(wèn)題是，因流速不足而安裝儲(chǔ)罐從而導(dǎo)致凈水器的體積增加，同時(shí)，由于儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)而由微生物繁殖引起二次污染?；诖耍景l(fā)明提供一種無(wú)需儲(chǔ)罐的納濾膜基的家用凈水器，其中，采用具有約0.1～10nm微孔大小的納濾膜過(guò)濾器作為其主過(guò)濾部分。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1515499SQ0314543
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月6日
發(fā)明者尹圣老, 金淳植, 邢燻, 金永訓(xùn) 申請(qǐng)人:世韓工業(yè)株式會(huì)社