CN208517082U - 水处理装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种水处理装置，其包括带有自来水入口和已处理水出口的壳体，壳体限定出:两个或更多个圆筒形的水处理隔室，每个水处理隔室具有纵向轴线且具有水隔室入口和水隔室出口；进水歧管，其具有至少两个进水歧管排出口和与自来水入口液体连通的进水歧管进口，每个进水歧管排出口与水隔室入口之一液体连通；出水歧管，其具有至少两个出水歧管进口和与已处理水出口液体连通的出水歧管排出口，每个出水歧管进口与水隔室出口液体连通；每个水处理隔室包括第一水处理介质和第二水处理介质。水处理装置用于处理来自生活供水系统或其他加压水源的自来水，以获得如饮用水质量的已过滤或已处理的水，还具有处理和净化功能和向水中添加各成分的功能。

Description

水处理装置

技术领域

本公开涉及一种水处理装置，其旨在用于处理来自生活供水系统或其他加压水源的自来水，以获得例如饮用水质量的已过滤或已处理的水。

背景技术

以下列出了被认为与当前公开主题的背景技术相关的参考文献：

[1]US 7,703,383

[2]US 7,470,364

[3]WO2012/153330

[4]US 5,976,362

[5]US 7,441,665

[6]US 7,614,506

[7]WO 2004/071961

[8]WO 2005/092798

[9]US 9,365,434

[10]US 2007/0298064

[11]WO 2004/082799

[12]US 2005/0023211

对本文上述参考文献的认识不应被推断为意味着它们以任何方式与当前公开主题的可专利性相关。

通常已知了各种水过滤或处理装置，例如在参考文献[1]-[12]中描述的装置。这些过滤装置容纳具有反应物的过滤介质，所述反应物可以从流动通过其中的水中移除有害物质或其他不需要的物质。

实用新型内容

本文提供了一种水处理装置，其用于处理由加压水源供应的自来水，该自来水例如但不限于来自生活供水的自来水。该水处理装置可用于水分配系统或装置(诸如工作台面的水分配装置、水槽下方的水分配装置或立柜式(floor-standing)水分配装置)、中央水过滤系统等。本文提供的水处理装置在一些实施例中还可以用作独立装置，例如，用于集中式水过滤系统。本文公开的水处理装置结合了多种处理和净化功能，例如移除颗粒物、有机物质(特别是有机污染物)、重金属、砷、某些盐、钙等、防止水垢形成、通过移除细菌和/或病毒进行消毒等等。本公开的水处理装置还可以具有向水中添加各种成分的功能，例如调味剂、营养物、碳酸盐等。

值得注意的是，在下面的文本中，将提到“第一”、“第二”和“第三”元件。这样的提及仅为了便于描述，并不意味着指代任何特定的顺序或布置，除非另外特别提及。

根据本公开的一个方面，提供了一种水处理装置，所述水处理装置用于处理来自加压水源的自来水，所述水处理装置包括壳体，所述壳体具有自来水入口和已处理水出口。壳体限定出两个或更多个圆筒形的水处理隔室，每个水处理隔室具有纵向轴线并且具有水隔室入口和水隔室出口。水处理隔室彼此平行地布置，使得进入水处理装置的水量通过歧管装置(将在下文中描述)分成至少两股流，每股流在其中一个水处理隔室中进行处理。

所述壳体还包括歧管装置，所述歧管装置包括进水歧管和出水歧管。所述进水歧管具有进水歧管进口和至少两个进水歧管排出口，所述进水歧管进口与所述自来水入口液体连通，所述至少两个进水歧管排出口中的每一个与所述水隔室入口之一液体连通。类似地，出水歧管具有出水歧管排出口和至少两个出水歧管进口，所述出水歧管排出口与已处理水出口液体连通，所述至少两个出水歧管进口中的每一个与水隔室出口液体连通。

两个或更多个水处理隔室中的每一个包含第一水处理介质和第二水处理介质。第一水处理介质呈多孔管状块的形式，多孔管状块具有管状块直径并且围绕具有管腔直径的轴向管腔形成。管状块直径与管腔直径之间的比值介于大约1.5和2之间。第二水处理介质包封第一水处理介质并且呈褶状纤维片的形式。

在操作中，水从自来水源通过与进水歧管进口液体连通的流动水入口被供应到水处理装置中。水在进水歧管内分成至少两股流，所述流从进水歧管通过进水歧管排出口而排出到水隔室入口。然后，水在水处理隔室内由第一水处理介质和第二处理介质处理，并通过水隔室出口离开水处理隔室。水隔室出口与出水歧管进口液体连通，因此已处理水被收集在出水歧管内并且汇聚为单股已处理水流。已处理水通过出水歧管排出口而离开出水歧管，并且从那里通过已处理水出口离开水处理装置。

通过这种方式，所述水处理装置允许在紧凑的装置中有效处理大量自来水。

在一些布置中，水隔室出口位于水处理隔室的外周，而水隔室入口位于水处理隔室的大致中心处。

在其他布置中，水隔室入口位于水处理隔室的外周，而水隔室出口位于水处理隔室的大致中心处。在这种布置中，管腔与水隔室出口液体连通，而水隔室入口将水供应到形成于第二水处理介质与隔室的内表面之间的空间中。

因此，在这样的实施例中，供应到水处理隔室中的水从水隔室入口流动到形成于第二水处理介质与隔室的内表面之间的空间中，通过第二水处理介质，然后通过第一水处理介质，并且在通过水隔室出口离开之前被收集在管腔中。

在每个水处理隔室中，第一水处理介质和第二水处理介质通常以轴对称的方式布置。此外，两个或更多个圆筒形的水处理隔室通常彼此相同，即，每个水处理隔室与其他水处理隔室具有相同的尺寸、相同的处理介质成分和相同尺寸的处理介质。

根据一些实施例，管状块直径在约30mm和35mm之间，并且管腔直径在约15mm和20mm之间。根据其他实施例，管状块直径在约32mm和35mm之间，并且管腔直径在约17mm和20mm之间。

水处理介质是指用于减少或消除自来水中的一种或多种污染物的材料或物质成分。水处理介质可以是物理处理介质(所述物理处理介质例如用作过滤器以过滤例如颗粒物的污染物)和/或化学处理介质，所述化学处理介质通过与污染物发生化学反应从而降低其在水中的浓度而起作用。尽管水处理介质可以是单功能介质，但是在本公开的水处理装置中，第一水处理介质和第二水处理介质中的至少一者是多功能处理介质(即，能够提供两种或更多种水处理)。应该理解，本公开还包括用于将一种或多种添加剂添加到水中的水处理介质。当水被供应通过该水处理介质时，这些添加剂(例如调味剂、营养物、碳酸盐等)释放到水中。

通过一些实施例，第一水处理介质包含活性炭、至少一种沸石、至少一种季胺聚合物和溴化银。第一水处理介质的组分可以作为均匀混合物提供。可替代地，第一水处理介质的组分可以分层布置。在另一种布置方案中，第一水处理介质包含活性炭多孔块，所述至少一种沸石、至少一种季胺聚合物和溴化银被吸附或以其他方式物理或化学地结合到所述活性炭多孔块上。不希望受理论束缚，活性炭用于从自来水中吸附有机污染物，沸石用于捕获重金属污染物(例如砷、铅、汞等)，而季胺聚合物和溴化银用于减少和消除微生物污染物。

在一些实施例中，第一水处理介质还可以包含多磷酸盐。多磷酸盐通常与水中的钙离子反应，从而防止在已处理水中结垢。多磷酸盐可以以约0.5ppm至5ppm之间的浓度存在于第一水处理介质中。

在其他实施例中，多磷酸盐可以作为第三水处理介质以独立组分加入，例如呈颗粒或压缩块(例如圆柱形或管状块)的形式。

在一些其他实施例中，第三水处理介质可以包括添加剂物质或由添加剂物质构成，所述添加剂物质被设计成当水通过第三水处理介质时释放到水中，所述添加剂物质例如为调味剂、营养物、碳酸盐等。

通常，该第三水处理介质可以位于第一水处理介质的管腔内。可替代地，该第三水处理介质可以呈位于管腔的内表面上的涂层或部分涂层的形式。

如上所述，第二处理介质呈褶状纤维片的形式(通常包含纤维素纤维)，并且用作用于过滤特定形式的污染物的物理过滤器。为了赋予第二处理介质多功能性，可以将纤维素纤维混合、涂覆或浸渍有附加功能组分，所述附加功能组分例如为活性炭、沸石、季胺聚合物和溴化银中的至少一种。

因此，多功能处理介质与水处理隔室的平行布置的组合允许通过在不同的移除机构中移除各种类型的大量污染物来处理相对大量的自来水，使得实现了在相对小的紧凑装置内进行有效水处理并且在水处理装置内具有优化的水流动。

附图说明

为了更好地理解本文公开的主题并且举例说明其在实践中可如何实施，现在将参照附图仅通过非限制性示例来描述各实施例，其中：

图1是根据本公开的实施例的水处理装置的透视图。

图2是图1的水处理装置的分解图。

图3是沿着图1中的线III-III的透视剖视图。

图4是沿着图1中的线IV-IV的透视剖视图。

图5是沿着图1的V-V线的纵向剖视图。

图6是还包括第三水处理介质的水处理装置的纵向剖视图。

图7A和7B是电热水壶的加热单元的照片，其中未处理水(图7A)和已处理水(图7B)被煮沸以评估水垢的形成。

具体实施方式

在下面的描述中，将描述用于将源水过滤和净化成饮用水的本实用新型的具体实施例。应该理解的是，本实用新型不限于该实施例，并且本实用新型的过滤器可以用于过滤和净化任何其他液体。

首先参考图1-5，其示出了根据本公开的实施例的水处理装置100。在下面的描述中，水处理装置100将以两个处理隔室来举例说明，然而应该意识到的是，可以使用彼此平行布置的多于两个的隔室(例如3、4、5或更多个)。

水处理装置100包括壳体102，所述壳体在该示例性装置中限定了两个对称的水处理隔室104A和104B。该水处理装置还包括盖106，其功能将结合图4更详细地描述。图1中还可看到自来水入口108，其允许将水处理装置连接到自来水源。在图1中看不到已处理水出口110，但是可以在图3中看到。

如在图2-3中看到的那样，水处理隔室104A和104B中的每一个水处理隔室分别包含呈管状固体块形式的第一水处理介质114A和114B，所述第一水处理介质各自分别被第二水处理介质的褶状片材112A和112B所包封。管状固体多孔块114A、114B中的每一个具有管状块直径D，并且限定具有管腔直径d的轴向管腔116A、116B，使得管状块直径与管腔直径之间的比值(D/d)介于1.5和2之间。本实用新型的发明人已经发现这样的直径比值能够提供高的水流出通量(比如约2升/分钟)并且还保持从水中有效去除污染物。

在每个隔室104A、104B中，水隔室入口118A、118B被限定成分别在褶状片材112A、112B与隔室104A、104B的内表面120A、120B之间的空间。水隔室出口122A、122B分别由管腔116A、116B限定。

图4示出了通过盖106的横截面。盖106是大体平面的元件，并且在其中例如以凹部的形式限定出进水歧管124和出水歧管126。通过自来水入口108供给到水处理装置100中的水通过进水歧管进口128进入进水歧管124。在进水歧管中，水被分成两股流(由箭头130A和130B表示)，所述两股流分别通过进水歧管排出口132A和132B离开而朝向水处理隔室104A、104B。进水歧管排出口132A和132B与水隔室入口118A和118B流体连通。当水由第一处理介质和第二处理介质处理之后，已处理水被收集在管腔116A、116B中并且分别通过水隔室出口122A和122B而离开水处理隔室。水隔室出口122A、122B分别与出水歧管进口134A、134B流体连通，所述出水歧管进口将已处理水供给到出水歧管126中。在出水歧管126中，已处理水流(由箭头136A和136B表示)汇集并且通过出水歧管排出口138朝已处理水出口110排出。

在操作中，水从自来水源通过自来水入口108供给到水处理装置100，所述自来水入口与进水歧管进口128液体连通。水在进水歧管124内被分成至少两股流，所述至少两股流从进水歧管通过进水歧管排出口132A、132B而被排出到水隔室入口118A和118B。然后，水在水处理隔室内被第二处理介质112A和112B处理，然后再被第一处理介质114A、114B处理，然后通过分别由管腔116A、116B限定的水隔室出口122A、122B而离开所述水处理隔室。水隔室出口122A、122B与出水歧管进口134A、134B液体连通，因此已处理水在出水歧管126内被收集并且汇集成单股的已处理水流。已处理水通过出水歧管排出口138离开出水歧管126，并且从那里通过已处理水出口110离开所述水处理装置。

图5中示意地示出了所述水处理装置内的水流路径。

图6示出了与水处理装置100类似的装置200，然而所述装置200还包括第三水处理介质，所述第三水处理介质例如包括多磷酸盐或由多磷酸盐构成。在所示例的实施例中，第三水处理介质呈圆柱形块260A、260B的形式，所述圆柱形块分别位于第一处理介质圆柱形块214A、214B的管腔内。因此，水被第二处理介质(褶状片材)212A、212B处理，然后被第一水处理介质214A、214B处理，最后被第三水处理介质260A、260B处理。通常地，第三水处理介质包括多磷酸盐或由多磷酸盐构成。然而，其他物质也可以用作第三水处理介质，比如从第三水处理介质释放到水中的调味剂或营养物。

根据各种标准，对包括第一水处理介质和第二水处理介质的所述装置进行测试以便评估其性能，其中所述第一水处理介质含有活性炭、沸石、季胺聚合物、溴化银和多磷酸盐的混合物，所述第二水处理介质含有浸渍有活性炭颗粒、沸石、季胺聚合物、溴化银和多磷酸盐的纤维素纤维。

首先，根据用于细菌和病毒代用品的P231标准(TW1)对所述水处理装置进行微生物性能测试；在表1中示出了结果。

表1：根据P231(TW1)标准的微生物性能

从表1显然看出，所述水处理装置符合P231(TW1)正式标准要求中所规定的要求。即，在装置的整个测试期间观察到被测细菌的减少和消灭；在装置停止期间观察到细菌没有生长。

还根据用于石棉和阿特拉津(atrazine)减少量的NSF 53标准对所述装置进行了重金属和VOC(挥发性有机化合物)减少量的测试。分别在表2-1和2-2中示出了结果，其中针对装置中的每个过滤单元测量减少量(在表中标记为“单元1”和“单元2”)。

表2-1：根据NSF 53标准的石棉减少量

*MFL＝每升中百万纤维数

表2-2：根据NSF 53标准的阿特拉津减少量

*检测极限—0.2微克/升

还根据NSF 53标准，针对2000升的总过滤容量以2升/分钟的流量来测试汞和铅的减少量，如分别在表2-3和2-4示出的那样。

表2-3：根据NSF 53标准的汞减少量

*检测极限—1.4微克/升

表2-4：根据NSF 53标准的铅减少量

*检测极限—4微克/升

最后，测试所述水处理装置以便评价防止水垢形成的性能。使超过1600升的水通过过滤装置，并且在离开所述装置之后被煮沸以便评价当煮沸已处理水时水垢的形成。图7A示出了煮沸普通水的电水壶的加热单元，而图7B示出了煮沸已处理水的同样电水壶的加热单元。从该对比中明显看出，与煮沸未处理水所产生的水垢形成相比，通过本公开的过滤装置处理过的水在沸腾时没有显示任何水垢形成。

Claims (15)

1.一种用于处理来自加压水源的自来水的水处理装置，所述水处理装置包括壳体，所述壳体带有自来水入口和已处理水出口，所述壳体限定出:

两个或更多个圆筒形的水处理隔室，每一个所述水处理隔室具有纵向轴线且具有水隔室入口和水隔室出口，所述水处理隔室彼此平行地布置；

进水歧管，所述进水歧管具有至少两个进水歧管排出口和与所述自来水入口液体连通的进水歧管进口，每一个所述进水歧管排出口与所述水隔室入口之一液体连通；

出水歧管，所述出水歧管具有至少两个出水歧管进口和与所述已处理水出口液体连通的出水歧管排出口，每一个所述出水歧管进口与所述水隔室出口液体连通；

所述两个或更多个圆筒形的水处理隔室中的每一个包括:

呈多孔管状块形式的第一水处理介质，所述多孔管状块具有管状块直径并且围绕具有管腔直径的轴向管腔形成，管状块直径与管腔直径之间的比值介于1.5和2之间，和

第二水处理介质，所述第二水处理介质包封所述第一水处理介质，所述第二水处理介质呈褶状纤维片的形式。

2.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述轴向管腔与所述水隔室出口液体连通。

3.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述水隔室入口将水供应到形成于所述第二水处理介质与所述水处理隔室的内表面之间的空间中。

4.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述第一水处理介质包括活性炭、至少一种沸石、至少一种季胺聚合物和溴化银。

5.如权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，所述活性炭、至少一种沸石、至少一种季胺聚合物和溴化银以基本均匀的混合物提供。

6.如权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，所述第一水处理介质包括多磷酸盐。

7.如权利要求6所述的水处理装置，其特征在于，所述多磷酸盐以约0.5ppm至5ppm之间的浓度存在于所述第一水处理介质中。

8.如权利要求1所述的水处理装置，所述水处理装置还包括第三水处理介质，所述第三水处理介质包括多磷酸盐。

9.如权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，所述第三水处理介质呈圆柱形块或管状块的形式并且位于所述轴向管腔内。

10.如权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，所述第三水处理介质呈涂覆所述轴向管腔的内表面的至少一部分的层的形式。

11.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述褶状纤维片包括纤维素纤维，所述纤维素纤维被混合、涂覆或浸渍有活性炭、沸石、季胺聚合物和溴化银中的至少一种。

12.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，在每一个水处理隔室中，所述第一水处理介质和第二水处理介质是轴对称的。

13.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，管状块直径介于约30毫米和35毫米之间，管腔直径介于约15毫米和20毫米之间。

14.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，管状块直径介于约32毫米和35毫米之间，管腔直径介于约17毫米和20毫米之间。

15.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述两个或更多个圆筒形的水处理隔室彼此相同。