[發明專利]凈水系統

在審

• 申請號: 201280042720.3
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103764570A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: P.R.達維;S.P納拉瓦德;S.薩克塞納
• 申請（專利權）人: 荷蘭聯合利華有限公司
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/44;B01D61/08;B01D61/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;萬雪松

發明領域

本發明涉及使用反滲透(RO)膜凈水的裝置和方法。

發明背景

RO膜和裝置廣泛用于凈水工業。RO裝置的工作原理是減少來自進水的溶解固體。水部分由于該溶解固體而具有特殊味道。超過某一程度地除去溶解固體可能不利地影響味道。類似地，如果更高量的溶解固體留在輸出水（也稱作滲透物（permeate））中，水的味道可能至少對一些消費者而言仍然不可口。因此，為了調節滲透水的味道，在一些RO裝置中使用再礦化手段。

US7507334?B1（SIGONA?JON-ANDREW?VINCENT,?2009）公開了一種基于模塊過濾器的RO水處理系統，其將純凈水再礦化兩次以確保水是堿性的，但僅使用一個由方解石制成的再礦化過濾器。碳酸鈣造成總溶解固體（TDS）急劇提高，這使水至少對一些消費者而言不可口。其還公開了，反滲透過濾器除去平均98%沉降物、有機物和溶解鹽并使pH降至大約6.2至6.8，僅含5至15?ppm溶解鹽。含有礦物方解石的再礦化過濾器平均使pH升高至大約7.0和使溶解鹽升高至大約30，并最終使pH升高至大約7.5至8.5和使總固體升高至60?ppm。

我們已經確定，無論進水中的TDS水平如何，碳酸鈣和碳酸鎂的特定組合提供TDS的受控提高，由此使水可口。

所引用的現有技術沒有公開在進水的TDS水平顯著變化的情況下如何保持使用反滲透法凈化的輸出水中的一致TDS水平。考慮到來自各種水源的TDS水平顯著變化的事實，這是重要的。

因此本發明的一個目的是設計濾筒以確保通過反滲透膜凈化的水中的TDS水平保持在25至200?ppm（百萬分之份數）的范圍內，無論進水中的TDS水平如何。

本發明的另一目的是提供在通常大約8,000至10,000升的RO膜典型壽命內持續釋放TDS的濾筒。

發明概述

根據第一方面，公開了凈水裝置，其具有：

(i)?反滲透膜；和

(ii)?在其下游，包含碳酸鈣和碳酸鎂的濾筒，

其中碳酸鈣與碳酸鎂的比率為95:5至60:40。

根據第二方面，公開了凈水方法，所述方法具有步驟：

(i)?使具有100至2000?ppm總溶解固體的水經過反滲透膜；接著

(ii)?使所述水經過具有碳酸鈣和碳酸鎂的濾筒，

其中碳酸鈣與碳酸鎂的比率為95:5至60:40。

為了更好地理解本發明，應該參考優選實施方案的詳述。

發明詳述

RO裝置傳統上用在水的總溶解固體（TDS）高的地方。但是，現今，這樣的裝置也用在TDS可以不高的地方。通常，地表水，例如來自湖泊和水庫的水的TDS為70至120?ppm。另一方面，河水或溪水的TDS為250至500?ppm。在一些地方，供應地下水，例如鉆井水。這種水到目前為止具有可能為500至2000?ppm的極高TDS。

一定量的溶解固體賦予水特有的味道。小于25?ppm或大于200?ppm的TDS可能使其對一些消費者而言不可口。

反滲透（RO）是在溶液位于選擇性膜的一側時通過對該溶液施加壓力而從該溶液中除去許多類型的大分子和離子的膜過濾方法。結果是溶質留在膜的加壓側并使純溶劑通往另一側。為了“選擇性”，這種膜不應允許大分子或離子通過孔隙（孔），但應允許溶液（如水）的較小組分自由通過。

在正滲透法中，溶劑自然從低溶質濃度區經過膜移向高溶質濃度區。用于平衡膜各側的溶質濃度的純溶劑的移動生成滲透壓。施加外部壓力以逆轉純溶劑的自然流向因此是反滲透。但是，反滲透涉及擴散機制以致分離效率取決于溶質濃度、壓力和水通量率（water?flux?rate）。反滲透最常著名的是用于從海水中凈化飲用水、從水分子中除去鹽和其它物質。

傳統RO膜已知從進水中除去大約90%?TDS。因此，在一些情況中，輸出水（滲透物）可具有低至4至5?ppm?TDS，這可能被感覺到不可接受地苦。另一方面，如果進水的TDS為大約2000?ppm；具有大于200?ppm的TDS的滲透物可能被感覺到咸。

因此，為了平衡滲透水的TDS，一些RO裝置使用再礦化手段。之前已經解釋了已知的方解石（碳酸鈣）再礦化手段的缺點。