具有反沖洗功能的使用終端過濾系統的制作方法
【專利說明】具有反沖洗功能的使用終端過濾系統
【背景技術】
[0001] 多種水凈化和過濾系統經常包括超濾膜，隨著時間的推移，超濾膜會聚集膠態和 懸浮顆粒，它們會導致膜結垢。許多水過濾系統具有反沖洗過濾膜上游側的反沖洗循環，W 從給水中去除掉任何聚集的廢棄材料W減少膜結垢。但是，為了減少過早結垢，許多現有系 統使用替代沖洗液或給水用于反沖洗目的，而不是使用已被過濾的水。此外，許多現有系統 還使用罐或儲器存儲超濾水，直至此種超濾水在使用終端被需要。隨著時間推移，細菌可產 生在罐中，如果沒有設置后置過濾器來清潔正從罐中被引導出的水，將導致不安全的飲用 水提供給用戶。另外，大多數具有反沖洗循環的水過濾系統要求使用電力，原因在于它們依 賴于電控閥或用于反沖洗的加壓氣體，從而，在具有不可靠的電力系統或完全無電力的區 域難W獲得超純飲用水。
[0002] 現有過濾系統不僅要求電力或其他動力源W在反沖洗期間運行，而且在其他操作 循環，如服務循環和罐充注循環中也要求電力，從而產生附加的操作成本。另外，許多凈化 和過濾系統要求多個儲罐。通常，使用一個儲罐提供水用于反沖洗循環，使用另一罐提供凈 化水給使用終端，從而給整個系統增加了附加制造成本。此外，許多系統（如，反滲透系統） 產生大量廢水，運些廢水尤其對于使用終端和住宅凈化和過濾系統而言是效率低和成本高 昂的。最后，傳統凈化和過濾系統通常在服務水被儲存在系統的罐中之前去除掉服務水中 的病毒和細菌。因此，由于可能已經產生在罐中的細菌，服務水對于飲用而言不安全的可能 性更高。
[0003] 一種公知的系統公開了用于膜分離設備（如，具有復數個模塊或膜的反滲透設 備）的自動沖洗和清潔系統。清潔方式可W是：通過降低壓力W讓膜松弛；通過注入空氣或 惰性氣體W提供素流；和/或通過注入可包括化學清潔添加劑的沖洗液。除了設置完全定 時操作式電排序系統W外，設置有累、自動閥和壓力控制部，從而，在定期時段或響應于一 種或一種W上的優選條件，自動進行所需的凈化、沖洗和清潔循環。
[0004] 另一系統提供了用于從溶液中分離出溶質、膠粒和懸浮物質的膜過濾系統。該膜 過濾系統包括操作模式和反沖洗模式。處理累提供吸入壓力或負壓給分離模塊（其可在反 沖洗模式期間讓濾液從系統罐流向膜）的處理側，同時保持濾液流與工藝液流分離，從而 要求使用電力來運行反沖洗模式。 陽〇化]類似地，膜過濾系統使用累速控制器來控制過濾循環和反沖洗循環期間的流量和 壓力。累速控制器運行的方式是改變傳輸給累電機的AC電流頻率，運樣可通過改變累電機 的速度來改變流量。在整個過濾和反沖洗循環中提供壓力和流量脈沖來從膜中去除掉污染 物時，過濾系統要求使用電力。另外，過濾系統需要兩個儲罐，即，一個儲罐用于反沖洗流 體，另一個儲罐用于滲透水。
[0006] 另一系統提供過濾器反沖洗系統，該系統包括儲器，該儲器包括加壓囊狀物，加壓 囊狀物驅使包含在所述儲器內的大量反沖洗流體逆向通過過濾元件，W從過濾元件中去除 掉堵塞污染物。該系統僅包括單個過濾元件，滲透水在儲存在儲罐之前流經該過濾元件。沒 有使用其他過濾器來清潔從儲罐流到使用終端的滲透水。
[0007] 因此，將需要提供能解決一個或多于一個的上述需求的系統和方法。更具體而言， 將需要提供使用單個儲罐的系統，該單個儲罐能提供反沖洗流體用于第一過濾膜（如超濾 膜）并同時提供超純水給使用終端。將也需要提供一種機械（即，不要求電力）地提供反 沖洗的過濾系統，反沖洗的跨膜壓力高于過濾跨膜壓力，運是由于打開龍頭會產生較大壓 降而引起。也需要運樣的系統：其在水進入儲罐之前去除掉病毒、在水離開儲罐之后去除掉 細菌而提供生物安全飲用水。另外，需要提供一種在使用終端位置使用的廢水比RO(反滲 透）系統更少的系統，此外，給微濾膜提供超濾膜作為前置過濾器來保護微濾膜W免結垢 也是人們所需要的。
【發明內容】
[0008] 本公開的實施例提供了用于將水提供給使用終端的系統和方法。在一些實施例 中，該系統包括定位在給水管線下游的一種第一過濾元件和定位在該第一過濾元件下游的 一種罐。一種第二過濾元件定位在所述罐下游，第一閥定位在第一過濾元件下游且處于排 水管上游。第二閥定位在第一閥下游且處于所述排水管上游。第一控制管線聯接到第一控 制開關或第一滲透管線和第一閥上，第二控制管線聯接到第二控制開關或第二滲透管線和 第二閥上。第一控制管線檢測第一壓降，第二控制管線檢測第二壓降。由于所述第一過濾 元件和第二過濾元件提供的背壓，第一壓降小于第二壓降。當在使用終端要求滲透水時，第 一控制管線中的第一壓降引起第一閥打開，第二控制管線中的第二壓降引起第二閥打開， 使得來自于所述罐的水逆向流動經過第一過濾元件W反沖洗該第一過濾元件，然后經過第 一閥和第二閥到達所述排水管，同時來自于所述罐的水流經第二過濾元件到達使用終端。
[0009] 在一個實施例中，該系統適于安裝在沒有電源的環境中，該系統可適于安裝在廚 房臺面下方。在一個實施例中，該系統可提供的超純水和廢水之比率為：大致4份超純水/ 大致1份廢水。在另一實施例中，系統可提供的超純水與廢水之比率為4:1。所述罐可W是 加壓儲罐，在一個實施例中，一種限流器可聯接到所述給水管線上。第一過濾元件可W是能 從給水管線提供的給水中去除掉病毒的超濾元件，第二過濾元件可W是能從被超濾元件預 過濾的水中去除掉細菌的微濾元件。在一些實施例中，所述第一閥是常閉閥，第二閥是常開 閥。在其他實施例中，第一閥和第二閥是機械壓力開關。第一控制管線中的壓力可增加W 打開第一閥，第二控制管線中的壓力可下降W打開第二閥。第一控制管線和第二控制管線 通過使用T型聯接器可連接到所述第一滲透管線和第二滲透管線上。
[0010] 在一個實施例中，該系統運行W提供滲透水給使用終端并同時反沖洗第一過濾元 件而不使用電力。當使用終端無論何時需要水，同時當滲透水被提供給使用終端時，可自動 進行第一過濾元件的反沖洗。當使用終端的需求停止時，第一過濾元件的反沖洗可自動停 止。在第一跨膜壓力下可進行第一過濾元件中的反沖洗，第一跨膜壓力高于通過第一過濾 元件過濾期間的第二跨膜壓力。另外，在第一控制管線和第二控制管線中的壓力設定值下， 第一控制開關可起動所述第一閥，第二控制開關可起動所述第二閥，在一個實施例中，所述 第一控制管線和第二控制管線可W是顯著剛性的流體管線。在一些實施例中，壓力設定值 大致為69kPa，在其他實施例中，壓力設定值是可調節的。
[0011] 用于提供過濾水的方法的一個實施例包括W下步驟：提供聯接到第一閥上的第一 控制管線和聯接到第二閥上的第二控制管線。該方法還包括W下步驟：當在使用終端需求 水時，降低第一控制管線中的第一壓力且降低第二控制管線中的第二壓力。由于第一過濾 元件和第二過濾元件提供的背壓，第二控制管線中的所述第二壓力的下降率大于第一控制 管線中的第一壓力的下降率，由于第一壓降而打開所述第一閥，由于第二壓降而打開所述 第二閥。該方法還包括W下步驟：引起來自于罐中的水逆向流動經過第一過濾元件W反沖 洗該第一過濾元件，然后經過所述第一閥和第二閥到達排水管。同時，在反沖洗期間來自于 所述罐的水流經第二過濾元件到達使用終端。
[0012] 本公開的另一實施例提供了一種用于將水提供給使用終端的系統，該系統包括給 水管線、排水管和連接到使用終端上的滲透管線。在一些實施例中，該系統包括定位在所述 給水管線下游的第一過濾元件和定位在所述第一過濾元件下游的罐。第二過濾元件定位在 所述罐下游，第一閥定位在所述第一過濾元件下游且處于所述排水管上游。第二閥定位在 所述第一閥下游且處于所述排水管上游；第一控制開關定位在所述第二過濾元件上游，且 聯接到所述滲透管線上。第二控