帶擦洗機構的膜組器及使用該膜組器的凈水機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種帶擦洗機構的膜組器及使用該膜組器的凈水機，特別涉及家用飲 用水處理，屬于膜法水處理設備技術領域。
【背景技術】
[0002] 膜法水處理在自來水深度凈化、海水淡化、工業純水制備、污水處理和回用、工業 濃縮等領域已經廣泛應用。
[0003] 在膜法水處理領域，膜污染和膜清洗行業共性關鍵技術問題，水回收率高和膜元 件使用壽命長，是行業共同最求的目標。
[0004]目前，家用反滲透凈水機沿用工業反滲透水處理技術，主要采用卷式反滲透膜元 件、5級凈化工藝、錯流過濾模式，制備純凈水。盡管反滲透凈水機通過采取3級預處理與1 及后處理、濃水循環利用、濃水回收利用等多種技術措施，但自來水回收率一般僅為30%左 右，不到工業水處理的回收率的一半，膜壽命為1-2年(僅為工業水處理膜有效工作時間的 5%左右)，與工業反滲透水處理的技術差距巨大。
[0005] 導致家用反滲透凈水機與工業反滲透水處理的技術差距的根本原因是水處理系 統的完善程度差距巨大，主要表現在預處理水質控制系統、膜沖洗系統、化學清洗和多級膜 過濾系統的完善程度不同和實施的難以程度不同。
[0006] 在防止膜污染方面，由于缺乏多級膜過濾系統，現有家用反滲透凈水機通過提高 自來水的流速防止膜污染，既要依靠流速防止污染，又要減少廢水產生，本身就是一對矛盾 體。通過提高自來水的流速防止膜污染受到技術瓶頸制約。
[0007] 除此以外，家用反滲透凈水機在防止膜污染方面，還存在以下問題： 一是預處理的有效性問題，由于缺乏類似工業水處理的儲水裝置，采用動態預處理工 藝，活性炭處理時間短，預處理效果有限，難以達到工業預處理的水質標準。
[0008] 二是除氯的問題，現有技術在預處理環節去除水中的自由氯，以防止膜氧化，給膜 元件的生物污染帶來新的問題。
[0009] 在膜清洗方面，由于缺乏完善的膜清洗系統，現有家用凈水機部分借用工業水處 理的反沖洗措施，增加了凈水機的復雜程度。如果再進一步增加化學清洗，裝置結構將更加 復雜。

【發明內容】

[0010] 本發明的目的是，主要針對反滲透家用凈水機與工業水處理膜元件使用壽命、水 回收率存在的上述技術差距，提供一種既能防止膜污染，又能機械去除和化學清除膜污染 的膜組器，使凈水機的水回收率高、膜壽命長、系統簡單，以克服現有技術的不足。
[0011] 本發明的膜組器和凈水機非常適合死端過濾和錯流過濾交替進行的間歇式水處 理，如家用反滲透純凈水制備，也可以用于食品飲料加工、工業濃縮分離等生產領域。
[0012] 為了達到上述目的，本發明的技術方案如下： 一種帶擦洗機構的膜組器，它包括殼體、一個及以上的膜元件和連接體，膜元件的非過 濾部分與連接體封裝為一整體，連接體與殼體連接，膜元件的過濾部分設置在殼體內，在殼 體上設有進水口、出水口和清洗劑注入孔，膜元件上設有純凈水出口，在水溶液的動力作用 下制備純凈水；在殼體1內設有擦洗部件，在水溶液或外部動力的驅動下，擦洗部件作往復 運動，對膜元件的分離層表面進行摩擦清洗。
[0013] 上述的帶擦洗機構的膜組器是，擦洗部件包括活塞、翅片和擦拭刷，翅片與活塞連 接，擦拭刷與翅片連接，擦拭刷與膜元件的分離層表面接觸。
[0014] 前述的帶擦洗機構的膜組器是，在活塞上連接有活塞桿，活塞桿的端部與殼體間 隙配合、彈簧套接在活塞桿上。
[0015] 前述的帶擦洗機構的膜組器是，殼體的內壁具有沿擦洗部件運動方向平行延伸的 凸臺，在活塞上開設有液體流道，凸臺與液體流道組成相互配合的液壓開關，當所述液壓開 關開啟時，水溶液從靠近進水口 一端經液體流道流向出水口 一端。
[0016] 前述的帶擦洗機構的膜組器是，在殼體的內壁具上設有凸起部。
[0017] 前述的帶擦洗機構的膜組器是，翅片含有活性炭，活性炭占翅片的質量分數比為 0% 至 100%。
[0018] 前述的帶擦洗機構的膜組器是，所述活性炭負載殺菌劑。
[0019] 一種使用帶擦洗機構的膜組器的凈水機，該凈水機包括預處理單元、水泵、帶擦洗 機構的膜組器、閥門、電控系統和純凈水收集單元，預處理單元與自來水進水口連通，預處 理單元、水泵、膜組器和閥門依次串聯連接，純凈水收集單元與帶擦洗機構的膜組器連接， 自來水經預處理單元初步凈化后，由帶擦洗機構的膜組器進行深度凈化，深度凈化后的純 凈水引入到純凈水收集單元，經濃縮或不經濃縮的自來水從帶擦洗機構的膜組器的出水口 引出；該帶擦洗機構的膜組器的上游設有單向閥，單向閥與水泵并聯連接；帶擦洗機構的 膜組器的下游設有導電率探頭，導電率探頭采集帶擦洗機構的膜組器出水口引出的經濃縮 的自來水的TDS信號傳輸給電控系統，用于控制閥門的工作狀態。
[0020] 前述的一種使用帶擦洗機構的膜組器的凈水機是，導電率探頭至自來水進水口之 間設有壓力傳感器，壓力傳感器采集的帶擦洗機構的膜組器的給水或排水壓力信號傳輸給 電控系統，用于控制閥門的工作狀態。
[0021] 前述的一種使用帶擦洗機構的膜組器的凈水機是，帶擦洗機構的膜組器至閥門之 間的管路上設有生活用水輸出旁路，在生活用水輸出旁路上設有生活用水閥門。
[0022] 前述的一種使用帶擦洗機構的膜組器的凈水機是，閥門的下游設有流量傳感器， 計量通過閥門的廢水排放量，用以控制閥門的工作狀態。
[0023] 前述的一種使用帶擦洗機構的膜組器的凈水機是，預處理單元過濾精度為微濾。
[0024] 本發明的有益效果如下： 本發明涉及的膜組器及凈水機，主要針對家用反滲透凈水機與工業反滲透水處理存在 的技術差距，提供一種既能防止膜污染，又能機械清除和化學清除膜污染的膜組器，使凈水 機水回收率高、系統簡單，具體有益效果如下： (1)膜元件使用壽命長達5年以上，高于現有家用卷式膜元件使用壽命3至4年。一 方面，本發明的膜組器設有可往復運動的擦洗部件，預處理為微濾過濾，主要去除水溶液中 的尺寸較大的懸浮物，沉積在膜表面的固體污染物通過擦洗去除，同時，設有單向閥，形成 大流量進水，使摩擦清洗和水力沖洗同時進行，更有利于污染物的去除，減緩了膜元件水通 量的衰減；其次，通過在膜組器的擦洗部件上采用負載殺菌劑的活性炭，將自由氯去除和滅 菌等工藝環節在膜表面的周圍處理，更有利于保護膜元件和防止膜的生物污染；第三，膜組 器采用開放流道，在膜組器上設有清洗劑注入孔，結合擦洗機構的往復移動，使化學清洗方 便、容易。
[0025] (2)自來水回收率高，幾乎不排放經濃縮的自來水。一方面，本發明的膜組器主要 采用死端過濾，通過提高自來水的濃縮比(多數情況下，可達到5倍的濃縮比）制備純凈水， 在制備相同數量純凈水的條件下，大幅減少了自來水的需求量；其次，純凈水制備過程中 產生的濃縮水溶液暫存在膜組器的殼體內，膜組器起到了儲水作用，再通過設置閥門及電 控系統，與生活用水龍頭直接連通，在生活用水取