[發明專利]一種移動式太陽能水質凈純化教學實驗裝置

無效

• 申請號: 201410313466.7
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104030506A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 周康康;葛碧洲;羅聲;張姣;陳興都
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F9/02;C02F9/04;H02S10/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于深度水處理及光伏發電利用技術領域，特別涉及一種移動式太陽能水質凈純化教學實驗裝置。

背景技術

以高分子分離膜為代表的現代膜分離技術作為一種新型、高效流體分離單元操作技術，30年來取得了令人矚目的飛速發展，已廣泛應用于水質深度處理的各個領域。其中，超濾膜，是一種孔徑規格一致，額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力，就能篩出像細菌病毒這樣小于孔徑的物質，及分離分子量大于500道爾頓(原子質量單位)、粒徑大于10納米的顆粒

RO(Reverse?Osmosis)反滲透技術是利用滲透壓力差為動力的膜分離過濾技術，源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉化為民用，目前已廣泛運用于科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域。國內反滲透膜工業應用的最大領域仍為大型鍋爐補給水、各種工業純水，飲用水。單級反滲透適合電導率小于500μS/cm的水質；出水電導率1-10μS/cm。

目前，水質凈純化深度處理的教學實驗裝置常為分散式的單膜系統。結合新型太陽能光伏發電技術的綜合水質分級處理教學實踐，通過濁度、細菌總數、水質電導及電阻率等指標分析判斷，實施以戶外天然地表水系取水，從富礦除菌的以超濾為核心的優質飲用水處理到反滲透RO膜除鹽的空白純凈水，進而實現核級樹脂離子交換的科研級的實驗用超純水制取，將會給學生以全新的系列化認識過程。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種移動式太陽能水質凈純化教學實驗裝置，以太陽能為動力、結合組合式膜系統對地表水進行凈純化分級處理，分質制取飲用水、純凈水、超純水等，實時開展地表水的凈純化處理實驗，適于科教實驗裝置開放、可操作性的要求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種移動式太陽能水質凈純化教學實驗裝置，包括太陽能發電系統和組合式膜系統，其中：

所述太陽能發電系統包括光伏電池板1，光伏電池板1的輸出連接帶有DC12V輸出接口7的儲能器4，儲能器4連接帶有AC220V輸出接口6的逆變器5，儲能器4同時通過外接口3連接市電接口2；

所述組合式膜系統包括微濾膜8，經過微濾膜8的原水經DC12V自吸式壓力泵9和超濾膜10后分為兩路，一路經過紫外燈管11作為飲用制水，另一路經反滲透膜13后進入承壓式儲水膽14，出承壓式儲水膽14的水再次分為兩路，一路作為純凈制水，另一路先后經混床樹脂17和電阻率儀18后制得超純水；

其中，所述DC12V自吸式壓力泵9連接儲能器4取電，所述純凈水出口設置有電磁閥一16，所述超純水出口設置有電磁閥二19，電磁閥一16連接三檔選擇開關20除空檔外的一個檔位，電磁閥二19連接三檔選擇開關20除空檔外的的第二個檔位。

所述承壓式儲水膽14的出水口設置有流量計15。

所述飲用水出口設置有手動閥12。

所述太陽能發電系統和組合式膜系統開放式安裝于帶輪的L型鋼架上。

所述L型鋼架上設置斜面結構，光伏電池板1安裝于該斜面結構上。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)以太陽能為動力的光伏發電是一種新型綠色清潔能源技術，由其提供電力能源，環保清潔。

2)結合太陽能發電的組合式膜系統水質凈純化處理過程包括微濾—超濾—紫外消毒—反滲透—樹脂交換，可以分別制取飲用水、純凈水和超純水。不同處理級別的出水適用于深度水處理教學的不同需要。

3)飲用水可通過微濾—超濾—紫外消毒處理過程得到。地表水源含有顆粒物濁度、細菌等風險因子，存在一定的健康隱患，經上述膜組合處理，可以濾除細菌、泥濁，同時，保留人體生長所需的微量元素和礦物質，制得優質飲用水。

4)經反滲透過程處理，可得到純凈水。去除飲用水中包括潛在的鉻鎘汞砷重金屬及所有的無機離子、有機物、病毒等。安全性得以進一步提高。同時，也去除了水中電解質礦物離子，且單膜的水資源利用率較低。

5)再經核級混床樹脂過程處理，可進一步得到超純水。超純水可滿足科研使用，且電阻率高于10MΩ/cm²。

通過上述不同的水質處理過程，開放的裝置設計滿足教學實驗的要求。依各種膜材對地表水水質影響因子有不同的處理效果，學生對水質凈純化深度處理的原理和方法會有更直觀的操控，并掌握認知。在一些野外作業等無動力特殊環境下，該設計裝置也可實現在線水質凈純化自給，滿足用電用水的動力應急。

附圖說明