提升住宅小区供水水质的集成装置

摘要

本发明的提升住宅小区供水水质的集成装置，属于过滤装置的技术领域，解决居民品质用水的技术问题。包括光伏组件和与所述光伏组件电连接的反渗透过滤组件，其中：所述光伏组件，用于太阳能转化为电能并储存，用以所述反渗透过滤组件的电能提供；所述反渗透过滤组件，用于以反渗透的方式过滤生活用水，并与市政供水管理连通，市政供水经所述反渗透过滤组件过滤后输送至用水用户。本发明用以完善生活用水水质的品质，满足北方地区生活用水使用软水的要求。

说明书

技术领域

本发明属于水质过滤设备的技术领域，尤其涉及一种提升住宅小区供水水质的集成装置。

背景技术

在我国北方地区，特别是陕、甘和宁区域，居住小区的市政供水大多为硬质水，硬质水也称“硬水”，水的硬度是指水中钙、镁离子的浓度，硬度单位是ppm，1ppm代表水中碳酸钙含量1毫克/升(mg/L)，符合国标用水标准，国标生活用水标准为小于等于450mg/l。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，例如，冬季采暖所使用壁挂炉，由于水垢的形成，壁挂炉随着年限递增耗电越来越大，效率直线降低，又例如，居住小区中多个用户安装有小型过滤器，每两年或一年需用更换滤芯，提高生活用水的经济成本，又例如，人使用硬质水进行洗漱时，因为硬水富含钙、镁等矿物质，直接用硬水洗脸，可以使皮肤脱脂，变粗糙，毛孔外露，皱纹增多而加速皮肤衰老等，因此，北方地区在居民小区内，高品质生活用水采用接近软水标准的水或使用软水是人们一直备受关注和待解决的技术问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升住宅小区供水水质的集成装置，解决居民品质用水的技术问题。本案有诸多技术有益效果，见下文详述。

一方面提供一种提升住宅小区供水水质的集成装置，包括光伏组件和与所述光伏组件电连接的反渗透过滤组件，其中：

所述光伏组件，用于太阳能转化为电能并储存，用以所述反渗透过滤组件的电能提供；所述反渗透过滤组件，用于以反渗透的方式过滤生活用水，并与市政供水管理连通，市政供水经所述反渗透过滤组件过滤后输送至用水用户，提高品质水。

反渗透又称逆渗透，以压力差推动，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

反渗透过滤组件中包括使用中空纤维膜，中空纤维膜，例如，以改性醋酸纤维素材料制成，中空纤维单丝外径非常细，例如，约为头发直径的2～3倍。中空纤维膜周向以多个微孔的结构设置，微孔，优选为纳米孔，例如，小于100纳米的微孔，提高过滤比表面积，单位面积而言，与传统的卷式反渗透膜相比，比表面积的4倍，提高过滤效率，并且，透过水的流动损失小，能够过滤水中的有害物质，例如，过滤水中的盐和/或碱类物质，因此，过滤时，盐碱类物质均隔离在中空纤维膜外表面，无需外加阻垢剂等药剂，通过反渗透过滤，生活用水可由标准水450mg/l，降低至140mg/l或低于140mg/l，将硬质水转换为软水，或，接近软水标准。本质上改变了小区居民用水的质量，例如，北方冬季使用壁挂炉，在过滤后的水进入后，能够有效降低壁挂炉中水垢的凝结，提高其使用的效率和年限，又例如，小区用户无需局部安装小型家用水质过滤器，节约饮水的经济成本。

此外，反渗透过滤组件的电能由光伏组件提供，例如，小区天台建设光伏板，利用自然资源中的太阳能，通过转换成电能，为反渗透过滤组件提供能源。

另一方面提供一种过滤生活用水的工艺方法，所述方法包括：

S1:在用水用户小区天台上安装光伏组件，用于太阳能转换成电能；

S2:在进入用水小区的市政供水管路上依次连通预过滤系统和反渗透过滤组件，反渗透过滤组件包括中空纤维膜或反渗透膜，用以对进入用水用户的水进行脱盐或脱碱处理；

S3:建造与所述反渗透过滤组件连通的反洗装置，所述反洗装置包括存放有反洗液的反洗水箱，反洗液，主要抑制中空纤维膜内微生物的生长，例如，使用多个反洗水箱，分别放置次氯酸钠或盐酸或氢氧化钠溶液等，对中空纤维膜外表面微生物的代谢物或微生物进行分解，提高水质的饮用质量，保证系统的可靠的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的提升住宅小区供水水质的集成装置的结构示意图；

图2为本发明的提升住宅小区供水水质的集成装置中空纤维膜装置的主视剖视图；

图3为本发明的中空纤维膜A-A的截面图。

其中：1、光伏组件；2、箱体；21、中空纤维膜；22、进水口；23、排水口；24、反洗排水口；25、挡水板；26、存水腔；3、过滤器；4、反洗装置；5、存水箱；6、小区单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示提升住宅小区供水水质的集成装置，包括光伏组件1和与光伏组件1电连接的反渗透过滤组件。光伏组件1，用于太阳能转化为电能并储存，用以反渗透过滤组件的电能提供，例如，采用现有技术中的光伏发电组件或采用并网光伏，采用PLC控制系统，进行控制，供水管路上安装控制阀、止回阀和放空阀等。

反渗透过滤组件，用于以反渗透的方式过滤生活用水，反渗透又称逆渗透，以压力差推动，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。反渗透过滤组件中包括使用中空纤维膜21，中空纤维膜21，例如，以改性醋酸纤维素材料制成，中空纤维单丝外径非常细，例如，约为头发直径的2～3倍。中空纤维膜21周向以多个微孔的结构设置，微孔，优选为纳米孔，例如，小于100纳米的微孔，提高过滤比表面积，单位面积而言，增大过滤的比表面积，提高过滤效率，并且，透过水的流动损失小，能够过滤水中的有害物质，例如，过滤水中的盐和/或碱类物质，因此，过滤时，盐碱类物质均隔离在中空纤维膜21外表面，无需外加阻垢剂等药剂。通过反渗透过滤，生活用水可由标准水450mg/l，降低至140mg/l或接近100mg/l，将硬质水转换为软水，或，接近软水标准的高品质水，本质上改变了小区居民用水的质量，例如，北方冬季使用壁挂炉，在过滤后的水进入后，能够有效降低壁挂炉中水垢的凝结，提高其使用的效率和年限，又例如，小区用户无需局部安装小型家用水质过滤器，节约饮水的经济成本，又例如，人们在洗澡时，软水与皮肤接触，提高舒适度。反渗透过滤组件并与市政供水管理连通，市政供水经反渗透过滤组件过滤后输送至用水用户，为小区用户提供品质水。

我国北方家用小型过滤装置，并非每户在使用，其一是，占用厨房或卫生间一定空间，尤其是在城市当中，经济性标准低；其二是，使用一段时间后，需要更换滤芯后才能继续使用，一般的，价格比较昂贵，包括了滤芯的常年更换；三是，只能用于饮水用水源，并非洗澡用或用作其他，因此，整体来看，家用小型过滤装置不能从本质上解决城市小区居民饮水的本体问题。综合来看本案所提工的技术方案，通过一次性的投资，能够从本质上改变居民生活用水水的品质。

作为可选的实施方式，反渗透过滤组件包括反渗透装置，反渗透装置内安装有多个中空纤维膜21，中空纤维膜21周向设有微孔，其中：市政供水经多个中空纤维膜21反渗透过滤后输送至用水用户。例如，反渗透装置包括箱体2，箱体2顶面或侧面安装有进水口22，一侧面安装有排水口23，中空纤维膜21安装在箱体2内，中空纤维膜21一端开口结构设置，多个中空纤维膜21的开口端与排水口23连通，另一端为自由端或固定在箱体2内，或紧邻进水口22设置。需要指出水，中空纤维膜21可以以水平方向上放置的方式或竖直方向上放置。水进入中空纤维膜21后，由于表面设置微孔且膜的一端封闭，因此，水是通过微孔进入中空纤维膜21内，将盐或碱类物质过滤或隔离在中空纤维膜21外表面或周向，通过微孔所过滤后的水即为，软水或品质水，通过排水口23排出，输送至居民小区用户使用。

进一步的，箱体2内密封安装有挡水板25，进水口22与排水口23分别设置在箱体2两侧，挡水板25表面设有与中空纤维膜21形状相适配的安装孔，需要指出的是，进入箱体2的水为有压水，加设加压泵提高水压。挡水板25紧邻排水口23位置设置，且挡水板25与箱体2一侧形成存水腔26，存水腔26的作用降低水压对膜开口端的冲击，降低设备损耗，而且能够增加中空纤维膜21的安装数量，提高过滤面积，安装方式，例如，中空纤维膜21的开口端安装在挡水板25上，另一端固定在箱体2一侧或为自由端(紧邻进水口22设置)，挡水板25上设有多个与中空纤维膜21尺寸相适配的孔，中空纤维膜21一端开口，另一端封闭，开口端安装在挡水板25上，与挡水板25版面齐平或略有伸出。挡水板25密封安装在箱体2内，市政供水通过进水口22进入存水腔26，通过中空纤维膜21周向微孔进入膜内进行反渗透过滤，然后通过排水口23排出。当然，中空纤维膜21的非开口端也可非密封安装在另一个紧邻进水口22挡水板25上，方便中空纤维膜21非开口端的安装，该挡水板不对水进行阻挡，水可以自由通过该挡水板，其主要用于膜非开口一端的固定。

一般的，考虑到需要检修设备，设置过滤水后的存水箱5，存水箱5加设水泵后与小区供水管连通，并联连通的方式连接。管路上安装有国标给排水规范所要求的控制阀。

作为可选的实施方式，为提高过滤效率，包括过滤器3，过滤水中相对颗粒较大的杂志，过滤器3包括相连通自动清洗过滤器和精密过滤器，市政供水依次经过自动清洗过滤器和精密过滤器过滤后，输送至水经反渗透过滤组件进行过滤。

作为可选的实施方式，还包括加压泵，加压泵分别与精密过滤器3和反渗透过滤组件连通，用以增加水的压力，确保进入反渗透组件的水为有压水。

作为可选的实施方式，光伏组件1包括控制器和与控制器电连接光伏板组件和蓄电池组，光伏板组件吸收太阳能并转换成电能，储存至蓄电池组。蓄电池组与反渗透过滤组件电连接，以提供电能动力，一般的，光伏板组件安装在小区单元6天台位置或楼顶，有效利用空间。光伏板组件，包括，光伏板、安装支架和固定架等，采用现有技术的产品即可。

作为可选的实施方式，蓄电池组与反渗透过滤组件之间连接有逆变器，逆变器用于直流电转换为交流电。逆变器是把直流电能电池转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，跟适合民用电器交流电器的应用。

作为可选的实施方式，还包括反洗装置4，反洗装置4在反渗透组件非工作时启动。反洗装置4包括反洗水箱和水泵，反洗水箱内存放有反洗液，反洗液通过水泵输送至反渗透过滤组件进行反洗。反洗液，主要抑制中空纤维膜21内微生物的生长，例如，使用多个反洗水箱，分别放置次氯酸钠或盐酸或氢氧化钠溶液等，对中空纤维膜21周向外表面或箱体内微生物的代谢物或微生物进行分解，或加入除垢剂清理水垢，需要指出的是，该除水垢剂仅在反洗时使用，并非过滤水时使用，提高水质的饮用质量，保证系统的可靠的运行。

一般的，在上述所提供的箱体2上设置反洗排水口24，需要维修时，反渗透过滤组件停止工作，反洗液通过进水口22进入箱体2内，清理中空纤维膜21外表面或周向或箱体内的污渍和水垢，通过反洗排水口24排出，排出的水可排放至消防水箱，以做消防用水使用。

另一方面提供一种过滤生活用水的工艺方法，方法包括：

S1:在用水用户小区天台上安装光伏组件1，用于太阳能转换成电能；

S2:在进入用水小区的市政供水管路上依次连通预过滤系统和反渗透过滤组件，反渗透过滤组件包括中空纤维膜21或反渗透膜，用以对进入用水用户的水进行脱盐或脱碱处理；

S3:建造与反渗透过滤组件连通的反洗装置4，反洗装置4包括存放有反洗液的反洗水箱。

本方法能够有效解决居民用水水的质量问题，解决北方地区近几十年来一直使用硬质水带来诸多不便的技术问题，致使壁挂炉使用效率和寿命降低，小型过滤器3安装费用高问题，填充北方小区能够大区域使用软水作为生活用水的空白。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。