申请日2013.05.20
公开(公告)日2013.09.11
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明是多功能小型水处理机，该多功能小型水处理机包括水处理系统和控制系统，水处理系统包括净水系统、快速加热系统，其结构是：净水系统是由多级滤芯构成的物理初步净化部分和主要由通过管道依次相连的臭氧发生器(4)、射流器(8)、螺旋混合器(9)、反应罐(12)构成的化学深度净化部分组成，两部分结合实现自来水的净化及杀菌，提供直饮水及洗涤水;快速加热系统采用的是镀膜石英管加热管(17)，该加热管与水箱(16)出水口相连。本发明能够较好地解决现有技术存在的问题;直接利用自来水，有效解决水的二次污染问题，提供多种用途的水;快速加热系统可以有效节省电能，防止水的多次加热、变质。
权利要求书
1.一种多功能小型水处理机，包括水处理系统和控制系统，水处理系统包括净水系统、 快速加热系统，其特征是净水系统是由多级滤芯构成的物理初步净化部分和主要由通过管 道依次相连的臭氧发生器(4)、射流器(8)、螺旋混合器(9)、反应罐(12)构成的化学 深度净化部分组成，两部分结合实现自来水的净化及杀菌，提供直饮水及洗涤水;快速加 热系统采用的是镀膜石英管加热管(17)，该加热管与水箱(16)出水口相连。
2.根据权利要求1所述的多功能小型水处理机，其特征是所述多级滤芯为解决有机物 污染、重金属污染的滤芯，接在自来水水管和电磁阀(3)进水口之间，由依次相连的聚 丙烯PP棉滤芯(21)，KDF颗粒活性炭滤芯(22)及CTO压缩活性炭滤芯(23)构成。
3.根据权利要求1所述的多功能小型水处理机，其特征是直饮水是通过以下部件实现 的：通过射流器(8)、螺旋混合器(9)对臭氧水进行高效混合，通过反应罐(12)和与 该反应罐闭环相连的循环泵(13)实现臭氧水的高效反应，并保证臭氧副产物在合理范围 内，通过与反应罐(12)相连的抽水泵(14)及与抽水泵(14)出水口相连的CTO压缩 活性炭滤芯(7)去除水中残余臭氧，最终解决细菌污染问题并提供达标的可饮用水。
4.根据权利要求3所述的多功能小型水处理机，其特征是在保证可饮用水工艺规定的 CT值情况下，采用等效连续投加臭氧水方式;循环泵(13)工作，配合单片机控制计时， 带动臭氧水在反应罐(12)中循环流动10min，以减少臭氧副产物的生成量，实现臭氧水 的高效反应。
5.根据权利要求3所述的多功能小型水处理机，其特征是所述反应罐(12)由推流区 和混合区构成，两个区域都设有上隔板(25)、下隔板(24)和导流板(26)。
6.根据权利要求3所述的多功能小型水处理机，其特征是所述射流器(8)采用文丘里 射流器。
7.根据权利要求3所述的多功能小型水处理机，其特征是所述螺旋混合器(9)采用 SV型螺旋混合器。
8.根据权利要求1所述的多功能小型水处理机，其特征是所述化学深度净化系统，由 电磁阀(3)、臭氧发生器(4)、三通电磁阀(5)、旋塞(6)、CTO压缩活性炭滤芯(7)、 文丘里射流器(8)、SV型螺旋混合器(9)、三通电磁阀(10)、反应罐(12)、循环泵(13)、 抽水泵(14)构成，其中：电磁阀(3)、三通电磁阀(5)、文丘里射流器(8)、SV型螺 旋混合器(9)、三通电磁阀(10)依次相连，三通电磁阀(10)的出水口接反应罐(12) 的进水口，臭氧发生器(4)的出气端与文丘里射流器(8)的进气口相连;循环泵(13) 与反应罐(12)闭环相连，抽水泵(14)进水口与反应罐(12)相连，出水口与CTO压 缩活性炭滤芯(7)相连。
9.根据权利要求1所述的多功能小型水处理机，其特征是加热系统通过镀膜石英管加 热管(17)的远红外辐射加热方式，实现对水的高效节能健康的快速加热，通过储水罐(2) 中的控水盖(16)实现对镀膜石英管加热管(17)上端的水压控制。
说明书
多功能小型水处理机
技术领域
本发明涉及一种小型水处理机，具体涉及一种可提供洗涤水、直饮水的即热水处理机。
背景技术
如今，饮水机基本上已经成为了家家户户和各办公场所必备的基础的设施，但饮水机的 能耗问题和水质不健康问题却一直困扰着消费者。现在大多数家用饮水机采用的是220V交 流电与手动开关——温控开关(95度)——加热器串联的方式来给桶装水加热。不管房子里 有无人员，不论白天还是夜晚饮水机一直处于制冷/制热——保温状态，加热罐里的纯净水一 直处于反复加热/制冷过程中，而反复加热会破坏水质，这样不仅造成能源浪费而且也对水质 也不好，水质不好则影响人们的健康。
再者，饮水机的水源——桶装纯净水的成本较高，而且不健康。据资料显示，纯净水在 处理过程中，不仅去除了对人体有害的化学物质、细菌和病毒，同时除掉了对人体有益的元 素，因此不适合长期饮用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述科技发展的需要，提出一种多功能小型水处理机。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：包括水处理系统和控制系统，水处理系统 包括净水系统、快速加热系统，净水系统是由多级滤芯构成的物理初步净化部分和主要由通 过管道依次相连的臭氧发生器、射流器、螺旋混合器、反应罐构成的化学深度净化部分组成， 两部分结合实现自来水的净化及杀菌，提供直饮水及洗涤水;快速加热系统采用的是镀膜石 英管加热管，该加热管与水箱出水口相连。
所述多级滤芯为解决有机物污染、重金属污染的滤芯，接在自来水水管和电磁阀进水口 之间，由依次相连的聚丙烯PP棉滤芯，KDF颗粒活性炭滤芯及CTO压缩活性炭滤芯构成。
所述的直饮水可通过以下部件实现的：通过射流器、螺旋混合器对臭氧水进行高效混合， 通过反应罐和与该反应罐闭环相连的循环泵实现臭氧水的高效反应，并保证臭氧副产物在合 理范围内，通过与反应罐相连的抽水泵及与抽水泵出水口相连的CTO压缩活性炭滤芯去除水 中残余臭氧，最终解决细菌污染问题并提供达标的可饮用水。
本发明在保证可饮用水工艺规定的CT值情况下，可以采用等效连续投加臭氧水方式; 循环泵工作，配合单片机控制计时，带动臭氧水在反应罐中循环流动10min，以减少臭氧副 产物的生成量，实现臭氧水的高效反应。
所述反应罐可以由推流区和混合区构成，两个区域都设有上隔板、下隔板和导流板。
所述射流器可以采用文丘里射流器。所述螺旋混合器可以采用SV型螺旋混合器。文丘 里射流器和SV型螺旋混合器一起使用，可以将臭氧混合效率提高至50%～60%。
所述化学深度净化系统，可以由电磁阀、臭氧发生器、三通电磁阀、旋塞、CTO压缩活 性炭滤芯、文丘里射流器、SV型螺旋混合器、三通电磁阀、反应罐、循环泵、抽水泵构成， 其中：电磁阀、三通电磁阀、文丘里射流器、SV型螺旋混合器、三通电磁阀依次相连，三通 电磁阀的出水口接反应罐的进水口，臭氧发生器的出气端与文丘里射流器的进气口相连;循 环泵与反应罐闭环相连，抽水泵进水口与反应罐相连，出水口与CTO压缩活性炭滤芯相连。
所述的加热系统可以通过镀膜石英管加热管的远红外辐射加热方式，实现对水的高效节 能健康的快速加热，通过储水罐中的控水盖实现对镀膜石英管加热管上端的水压控制。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点：
设计出三级物理初步净化系统，自来水首先经过聚丙烯PP棉滤芯后，除去了水中泥沙、 铁锈、杂质及悬浮物质;接着通过KDF颗粒活性炭滤芯及CTO压缩活性炭滤芯，吸附了水 中有机物、化学农药、余氯、重金属及细微杂质，从而使有机物及重金属污染得到了解决。 并为下步深度净化系统提供了合适的水环境。
设计出臭氧深度净化系统，由FQ-160臭氧发生器，文丘里射流器、螺旋混合器、臭氧发 生器、臭氧反应罐、循环泵、抽水泵、还原活性炭滤芯组成。利用臭氧广谱杀菌、效率高且 无二次污染等优点，解决了细菌污染。
设计出由两个区域构成的臭氧反应罐，反应罐由推流区和混合区组成，每个区域由上下 隔板和导流板组成，经CFD软件分析，混流区增加导流板使涡流分布均匀，臭氧浓度分布的 更加均匀。推流区增加导流板后水流状态更接近推流了，速度集中的现象也有所改善，两者 使臭氧的混合反应效率提高。并且反应罐配合计时器和循环泵能实现连续投加方式，亦能保证 溴化物生成量降低最多可降低70%，且被控制在国家标准的10μg/L以下。
设计出由文丘里射流器、SV型螺旋混合器构成的气液高效混合系统，使得臭氧利用率显 著提高至50%～60%。
设计出加热系统，利用镀膜石英加热管远红外辐射加热和安全控制电路，能实现5至7 秒出90度以上的热水，比普通饮水机节约171.55kwh/每年的电量。
设计出可以提供多种用途水的处理系统，通过两个电磁三通球阀和切换控制电路，实现 洗涤水和饮用水的切换。
本发明使用效果好，其效果可参照以下相关数据：
1、据查《饮用水臭氧活性炭处理工艺中溴酸盐的生成与去除研究》论文，该作者通过小 试试验研究了臭氧氧化过程中溴酸盐生成量的影响因素，通过中试试验研究了臭氧氧化投加 与溴酸盐产生的规律：
臭氧投加量与BrO3-(溴酸盐)的关系。臭氧投加量0～4mg/L时，BrO3-生成量有逐渐增 加的趋势，臭氧投加量越大，BrO3-生成量越大，但趋势线的斜率较低，中试比小试是溴酸盐 的生成量低30%左右，趋势线的斜率也有所不同，当臭氧投量小于1.5mg/L时，溴酸盐的生 成量被控制在国家标准的10μg/L以下。
臭氧氧化时间和溴酸盐生成量的关系。小试中，臭氧氧化时间在0～10min内，BrO3-的 浓度随反应时间的增加而增加，反应10min后，BrO3-浓度不再增加。
所以本发明选用C(臭氧投加量)为1.5mg/L，T(臭氧氧化时间)为10min。
2、臭氧投加方式对溴酸盐生成量的影响
李继等人研究表明，臭氧投加量相同时，增加臭氧投加点的数量可以大大降低BrO3-生成 量。以单点瞬时投加臭氧的情况为基准，采用2个投加点可使BrO3-生成量降低1/3，采用3 个投加点可使BrO3-生成量降低40%;继续增加投加点数量，BrO3-生成量降低的程度减小。 采用连续投加，即投加点数量无限多时，BrO3-生成量最多可降低70%。
而本装置采用循环投加，即等效于连续投加，能有效降低溴化物的生成。
3、据实验，传统饮水 机每天每隔30分钟就会自动加热一次，一天加热48次，每次大约 耗时4分钟，而按每天加热30次计算，一天便会会多耗时2个小时。功率为500w，则每年 多耗电0.5kw*2小时*365天=365kwh。而即热加热管按四人办公室计算，成人每天饮水1.5L， 加热器出水量为450mL/min，功率为2400w，故每天耗电量为1.5L*4/0.450/60*2.4=0.53kwh, 比前者节约171.55kwh/每年的电量，节能效果很可观。
4、由CFD分析得到，混流区增加导流板使涡流分布均匀，臭氧浓度分布的更加均匀。推 流区增加导流板后水流状态更接近推流了，速度集中的现象也有所改善。
总之，本发明能够较好地解决现有技术存在的问题。直接利用自来水，有效处理各种污 染，提供多种用途的水。快速加热系统可以有效节省电能，防止水的多次加热、变质。