[发明专利]再净化型膜净水机

说明书

技术领域

本发明涉及再净化型膜净水机。

背景技术

家用反渗透净水机因能够对市政自来水进行深度处理，去除水中一切污染 物，为人们提供放心的优质饮用水，目前已经成为常见的水家电。其通常包括预 处理滤芯、水泵和反渗透处理器，市政自来水经预处理滤芯处理后流入反渗透处 理器，浓水从反渗透处理器的浓水出口流出，产水从反渗透处理器的出水口流出， 水泵设在反渗透处理器的进水管路中，为水流穿过反渗透膜提供动力。反渗透处 理器内部设有反渗透膜组件，也称卷式膜组件，卷式膜组件包括芯管和缠绕在芯 管上的膜片组，膜片组包括板状反渗透膜、原水导流网和产水导流网，原水导流 网所在空间为原水流道，产水导流网所在空间为产水流道。

制水时，原水从卷式膜组件的进水端面流入卷式膜组件，并沿着原水流道向前 流动，最后从浓水出水端面离开卷式膜组件。原水在原水流道内的流动过程中， 在压力作用下一部分水流穿过反渗透膜成为产水流向产水流道，水中不能透过反 渗透膜的物质被阻挡在原水流道内且随原水继续向前流动，使得不能透过反渗透 膜的物质在原水中的浓度越来越高，原水逐渐成为浓水或称为浓缩水。停机(不 制水)时，原水流道内充满高浓度的浓水，产水流道内充满产水(纯水)。

公知的反渗透膜渗透机理有两个：

①.选择吸附－毛细流动理论

把反渗透膜看成是一种微细多孔物质，当盐的水溶液与多孔的反渗透膜接触 时，膜具有选择吸附纯水而排斥溶质(盐分)的化学特性，也就是膜表面具有亲 水特性，可在固液表面形成厚度为1个水分子厚度(0.5nm)的纯水层。在压力作 用下，纯水层中的水分子便不断通过毛细管流过反渗透膜。盐类溶质则被膜排斥。 化合价愈高的离子被排斥愈远。

②.氢键理论

把反渗透膜视为具有高度有序矩阵结构的聚合物，具有与水等溶剂形成氢键 (结合水)的能力。在压力的作用下，以氢键结合进入膜表层的水分子能够从第 一个氢键位置断裂而转移到下一个位置，形成另一个氢键。这些水分子通过形成 氢键和断裂氢键而不断位移，直至离开膜的表皮致密层进入多孔性支持层，由于 多孔层含有大量的毛细管水，水分子畅通流出膜外，产生源源流出的淡水。

不难看出，上述理论均认为，只有纯水(H₂O)能够透过反渗透膜，一切污 染物(指尺寸大于水分子的物质、不能水解成氢离子和氢氧根离子的物质)均不 能透过反渗透膜。然而，多年来的事实表明：反渗透净水机制水时，测试产水的 TDS，其值虽然很小，却总是大于零，这说明产水流道中的产水仍然存在少量的 离子；停机时尤其是停机时间较长时，产水流道中的产水的TDS值上升十分明 显，这充分说明上述理论是不完善的。针对上述事实，发明人提出：

③.熵增理论

认为反渗透膜存在微孔结构，透膜的阻力与透膜物质的尺寸和离子价位成正 相关性，透膜的方向遵循熵增原理：在膜两侧无压差时(相当于停机时)，浓度 高的组分(例如金属离子)倾向于向该组分浓度低的液体移动，即向膜的另一侧 穿透——浓差作为透膜动力，即原水流道中的高浓度组分(浓缩了的污染物)会 穿过膜进入产水流道，使产水流道中的水的TDS浓度随时间的延长而增加，另 一方面产水流道中的纯水(H₂O)也会穿过膜进入原水流道(称为渗透)；在膜 两侧有压差时(相当于制水状态)，高压一侧尺寸小的组分和离子价位低的组分 更易穿透到低压一侧——压差和浓差均为透膜动力，在压差足够大时压差的贡献 显著大于浓差的贡献，即净水机制水时纯水透过量很大，而污染物透过量很小。

上述情况说明，目前的反渗透净水机在停机时，反渗透膜原水侧浓缩水中的 溶质会透过反渗透膜，其透过量与时间成正相关性，时间越长则产水的TDS值 上升的幅度就越大，最终导致停机时间较长的净水机，再次启动时初期出水的 TDS值显著升高，甚至超标，水质明显不如稳定运行的出水水质。

发明内容

本发明的目的是提供一种出水水质始终稳定、安全的再净化型膜净水机，有 效解决目前存在的问题。