公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号C02F1/44; B01D61/00
摘要
本发明公开了一种正渗透膜水处理装置，由原液单元、正渗透膜组件与汲取液单元组成。正渗透膜组件中，模具表面为锯齿褶皱的结构，液流通过时可以形成涡流，保持溶液浓度不变，降低了膜表面的浓差极化现象，同时降低了膜表面污染。装置中小功率电泵以太阳能电池作为能源，更加绿色环保节能。本发明所述的装置易于拆卸组装，方便携带，使用简单。本发明的装置在野外工作、救灾、缺乏优质水源的情况下能够发挥出其出色的性能。
摘要附图
权利要求书
1.一种正渗透膜水处理装置，其特征在于：包括原液单元(Ⅰ)、正渗透膜组件(Ⅱ)和汲取液单元(Ⅲ)，所述正渗透膜组件(Ⅱ)主要由一个模具(3)、一个环形垫片(2)和正渗透膜(1)、另一个环形垫片(2)和另一个组成模具(3)依次组装而成，形成由两个模具(3)口对口结合形成的间隔式空腔容器，两个所述模具(3)皆为槽形模具，两个所述模具(3)的敞口侧的敞口边缘分别通过环形垫片(2)与正渗透膜(1)的两侧紧密结合，使正渗透膜(1)形成两个空腔，分别作为原液侧空腔和汲取液侧空腔，正渗透膜(1)的正面朝向原液侧空腔，正渗透膜(1)的支撑层面朝向汲取液侧空腔，形成所述原液侧空腔的所述模具(3)具有原液入口(b)和原液出口(a)，形成所述汲取液侧空腔的另一个所述模具(3)具有汲取液入口(d)和汲取液出口(c)，所述原液单元(Ⅰ)主要由一个电泵(10)、一个进流阀(8)、一个接驳阀门(9)和一个电池(11)组成，所述电泵(10)的出水管通过进流阀(8)与所述正渗透膜组件(Ⅱ)的原液入口(b)连通，原液从所述电泵(10)的吸水管进入后能通过原液入口(b)输送到所述正渗透膜组件(Ⅱ)的原液侧空腔，所述进流阀(8)对进入原液侧空腔的原液进行控制，所述正渗透膜组件(Ⅱ)的原液出口(a)通过接驳阀门(9)向原液单元(Ⅰ)外部释放原液，所述接驳阀门(9)对流出原液侧空腔的原液进行控制，保持正渗透膜组件(Ⅱ)的原液侧空腔中的原液浓度保持不变，所述汲取液单元(Ⅲ)主要由第二个所述电泵(10)、第二个所述进流阀(8)、第二个所述接驳阀门(9)、第二个所述电池(11)和汲取液储液瓶(6)组成，设置第二个所述电泵(10)的出水管通过第二个所述进流阀(8)与所述正渗透膜组件(Ⅱ)的汲取液入口(d)连通，第二个所述电泵(10)的吸水管与汲取液储液瓶(6)连通，储存于所述汲取液储液瓶(6)的汲取液从第二个所述电泵(10)的吸水管被吸入后，能通过汲取液入口(d)输送到所述正渗透膜组件(Ⅱ)的汲取液侧空腔，第二个所述进流阀(8)对进入汲取液侧空腔的汲取液进行控制，所述正渗透膜组件(Ⅱ)的汲取液出口(c)通过第二个所述接驳阀门(9)向汲取液储液瓶(6)输送汲取液，第二个所述接驳阀门(9)对流出汲取液侧空腔并进入汲取液储液瓶(6)的汲取液进行控制，所述汲取液储液瓶(6)还设有入口装置，通过入口装置向汲取液储液瓶(6)中补充汲取液，保持正渗透膜组件(Ⅱ)的汲取液侧空腔中的汲取液保持在设定浓度水平范围内，所述汲取液储液瓶(6)还设有汲取液取出口，通过汲取液取出口能将汲取液收集起来进行利用。
2.根据权利要求1所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：在所述汲取液单元(Ⅲ)中，所述汲取液储液瓶(6)的入口装置由加料口(4)和汲取液入水口组成，所述加料口(4)设置于所述汲取液储液瓶(6)的上部，通过加料口(4)能向所述汲取液储液瓶(6)补充汲取剂，通过汲取液入水口能向所述汲取液储液瓶(6)补充水。
3.根据权利要求2所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：汲取剂选用葡萄糖、果糖、蔗糖或可溶性蛋白质，所述正渗透膜(1)采用醋酸纤维素正渗透膜、聚酞胺正渗透膜或聚醚飒正渗透膜材料渗透膜。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：在所述汲取液单元(Ⅲ)中，所述汲取液储液瓶(6)还通过第三个所述进流阀(8)与可拆卸式储液瓶(7)连接，在所述汲取液储液瓶(6)上设有液位传感器(12)，第三个所述进流阀(8)根据液位传感器(12)检测的所述汲取液储液瓶(6)中的汲取液的储存量，来控制从所述汲取液储液瓶(6)进入可拆卸式储液瓶(7)的汲取液输送，当汲取液储液瓶(6)中液位高度到达液位传感器(12)设定的阈值位置时，与所述可拆卸式储液瓶(7)相连的第三个所述进流阀(8)打开，汲取液进入可拆卸式储液瓶(7)中进行收集。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：所述原液单元(Ⅰ)还包含原液储液瓶(5)，所述原液储液瓶(5)的出水口通过一个电泵(10)、一个进流阀(8)、原液入口(b)向正渗透膜组件(Ⅱ)的原液侧空腔输送原液，所述正渗透膜组件(Ⅱ)的原液侧空腔的所述原液储液瓶(5)的原液出口(a)通过一个接驳阀门(9)与所述原液储液瓶(5)的进水口连接，所述原液储液瓶(5)还设有一个吸水管，利用所述原液单元(Ⅰ)的电泵(10)的负压吸附作用，通过吸水管的从原液单元(Ⅰ)的外部的待用水源处吸取原液进入所述原液储液瓶(5)中，对所述原液储液瓶(5)中的原液进行补充，在所述原液储液瓶(5)的底部还设有排水管，在排水管上设置第四个所述进流阀(8)，控制所述原液储液瓶(5)中的原液的排放。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：在所述原液单元(Ⅰ)和所述汲取液单元(Ⅲ)中，电池(11)皆为太阳能电池。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：所述正渗透膜组件(Ⅱ)内的模具(3)内的槽形空腔内底表面具有锯齿形褶皱结构，模具(3)内部凹槽深度为2-3mm，槽底的锯齿状褶皱高度1-2mm，液流通过模具(3)内的槽形空腔时形成涡流流场。
8.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：所述正渗透膜组件(Ⅱ)内的模具(3)的槽形空腔的断面形状为六边形结构、菱形结构、椭圆形结构、圆形结构或矩形结构。
9.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：在所述原液单元(Ⅰ)和所述汲取液单元(Ⅲ)中，各所述进流阀(8)和各所述接驳阀门(9)均为可拆卸组件。
10.根据权利要求1～3中任意一项所述正渗透膜水处理装置，其特征在于：所述正渗透膜组件(Ⅱ)包括至少包括两个，形成至少两套由两个模具(3)口对口结合形成的间隔式空腔容器，至少两个所述正渗透膜组件(Ⅱ)进行并联，分别设置在原液单元(Ⅰ)和汲取液单元(Ⅲ)之间。
说明书
正渗透膜水处理装置
技术领域
本发明涉及一种水处理装置，特别是涉及一种滤膜水处理装置，应用于应急水处理装置和便携水处理装置技术领域。
背景技术
水是生活必需品，在日常出行或应急避难时，通常需要携带及补充饮用水，但瓶装水和桶装水因体积大、质量重等问题常造成携带者的困扰，消耗的饮用水或其他饮品，也无法得到补充。
正渗透目前是利用水会通过半透膜从化学势高的地方流向化学势低的地方这一自然现象来实现用高浓度汲取液汲取低浓度原料液中的纯水。整个过程是自然发生的，不需要外加压力，具有能耗低和抗污染等特点。正渗透膜能将水中藻类、菌类、有机物及阴阳离子截留，并将水透过，因此可以利用正渗透膜用于户外活动或应急场合中从天然水体或污染水体中制得可饮用的液体。但现有的正渗透实验装置大多还只是局限在实验室检测膜性能和汲取液可行性的层面，无法在野外或应急方面有实际应用。目前很多将正渗透膜制成正渗透水袋，以解决饮用水问题。但是这种正渗透滤袋易受外力挤压导致袋身破裂,在户外使用时携带不便，而且无法长时间重复使用。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种正渗透膜水处理装置，携带方便，易于拆装，使用简便，适合于应急正渗透膜水处理，本发明装置所制得的液体可以直接饮用，可以解决在户外活动、应急救灾和远洋航行的水资源缺乏问题。
为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：
一种正渗透膜水处理装置，包括原液单元、正渗透膜组件和汲取液单元，正渗透膜组件主要由一个模具、一个环形垫片和正渗透膜、另一个环形垫片和另一个组成模具依次组装而成，形成由两个模具口对口结合形成的间隔式空腔容器，两个模具皆为槽形模具，两个模具的敞口侧的敞口边缘分别通过环形垫片与正渗透膜的两侧紧密结合，使正渗透膜形成两个空腔，分别作为原液侧空腔和汲取液侧空腔，正渗透膜的正面朝向原液侧空腔，正渗透膜的支撑层面朝向汲取液侧空腔，形成原液侧空腔的模具具有原液入口和原液出口，形成汲取液侧空腔的另一个模具具有汲取液入口和汲取液出口，原液单元主要由一个电泵、一个进流阀、一个接驳阀门和一个电池组成，电泵的出水管通过进流阀与正渗透膜组件的原液入口连通，原液从电泵的吸水管进入后能通过原液入口输送到正渗透膜组件的原液侧空腔，进流阀对进入原液侧空腔的原液进行控制，正渗透膜组件的原液出口通过接驳阀门向原液单元外部释放原液，接驳阀门对流出原液侧空腔的原液进行控制，保持正渗透膜组件的原液侧空腔中的原液浓度保持不变，汲取液单元主要由第二个电泵、第二个进流阀、第二个接驳阀门、第二个电池和汲取液储液瓶组成，设置第二个电泵的出水管通过第二个进流阀与正渗透膜组件的汲取液入口连通，第二个电泵的吸水管与汲取液储液瓶连通，储存于汲取液储液瓶的汲取液从第二个电泵的吸水管被吸入后，能通过汲取液入口输送到正渗透膜组件的汲取液侧空腔，第二个进流阀对进入汲取液侧空腔的汲取液进行控制，正渗透膜组件的汲取液出口通过第二个接驳阀门向汲取液储液瓶输送汲取液，第二个接驳阀门对流出汲取液侧空腔并进入汲取液储液瓶的汲取液进行控制，汲取液储液瓶还设有入口装置，通过入口装置向汲取液储液瓶中补充汲取液，保持正渗透膜组件的汲取液侧空腔中的汲取液保持在设定浓度水平范围内，汲取液储液瓶还设有汲取液取出口，通过汲取液取出口能将汲取液收集起来进行利用。
作为本发明的优选的技术方案，在汲取液单元中，汲取液储液瓶的入口装置由加料口和汲取液入水口组成，加料口设置于汲取液储液瓶的上部，通过加料口能向汲取液储液瓶补充汲取剂，通过汲取液入水口能向汲取液储液瓶补充水。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，汲取剂选用葡萄糖、果糖、蔗糖或可溶性蛋白质，所得到的溶液可直接饮用，正渗透膜采用醋酸纤维素正渗透膜、聚酞胺正渗透膜或聚醚飒正渗透膜材料渗透膜。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，在汲取液单元中，汲取液储液瓶还通过第三个进流阀与可拆卸式储液瓶连接，在汲取液储液瓶上设有液位传感器，第三个进流阀根据液位传感器检测的汲取液储液瓶中的汲取液的储存量，来控制从汲取液储液瓶进入可拆卸式储液瓶的汲取液输送，当汲取液储液瓶中液位高度到达液位传感器设定的阈值位置时，与可拆卸式储液瓶相连的第三个进流阀打开，汲取液进入可拆卸式储液瓶中进行收集。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，原液单元还包含原液储液瓶，原液储液瓶的出水口通过一个电泵、一个进流阀、原液入口向正渗透膜组件的原液侧空腔输送原液，正渗透膜组件的原液侧空腔的原液储液瓶的原液出口通过一个接驳阀门与原液储液瓶的进水口连接，原液储液瓶还设有一个吸水管，利用原液单元的电泵的负压吸附作用，通过吸水管的从原液单元的外部的待用水源处吸取原液进入原液储液瓶中，对原液储液瓶中的原液进行补充，在原液储液瓶的底部还设有排水管，在排水管上设置第四个进流阀，控制原液储液瓶中的原液的排放。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，在原液单元和汲取液单元中，电池皆为太阳能电池。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，正渗透膜组件内的模具内的槽形空腔内底表面具有锯齿形褶皱结构，模具内部凹槽深度为2-3mm，槽底的锯齿状褶皱高度1-2mm，液流通过模具内的槽形空腔时形成涡流流场，降低了膜表面的浓差极化现象，同时降低了膜表面污染。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，正渗透膜组件的模具内的槽形空腔的断面形状为六边形结构、菱形结构、椭圆形结构、圆形结构或矩形结构。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，在原液单元和汲取液单元中，各进流阀和各接驳阀门均为可拆卸组件。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，正渗透膜组件包括至少包括两个，形成至少两套由两个模具口对口结合形成的间隔式空腔容器，至少两个正渗透膜组件进行并联，分别设置在原液单元和汲取液单元之间。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明正渗透膜组件的模具表面为锯齿褶皱的结构，液流通过时可以形成涡流，保持溶液浓度不变，降低了膜表面的浓差极化现象，同时降低了膜表面污染;装置中小功率电泵以太阳能电池作为能源，更加绿色环保节能;
2.本发明装置易于拆卸组装，方便携带，使用简单;
3.本发明装置在野外工作、救灾、缺乏优质水源的情况下能够发挥出其出色的性能。
