一种安全饮用水生产装置的制作方法

1.本实用新型涉及饮用水的技术领域，更具体地，涉及一种安全饮用水生产装置。


背景技术：

2.以矿泉水、山泉水为源水的天然饮用水因其天然且富含天然矿物质和微量元素，有益于促进人体健康，在市场中的占比不断增加。目前，在生产天然饮用水时常采用多道过滤去除水中的固体颗粒、悬浮物或大分子微生物，再通过紫外线杀菌和臭氧消毒相结合的工艺，以使得天然饮用水达到饮用标准。但由于臭氧易与水体中的溴化物反应，产生消毒副产物溴酸盐；若降低臭氧浓度，则存在水中的细菌、真菌、致病菌、芽孢等微生物无法彻底杀灭的风险。可见，紫外线和臭氧相结合的杀菌消毒工艺难以保证天然饮用水生产过程中的微生物和溴酸盐控制，难以保证天然饮用水的饮水安全，且臭氧的使用会对周围环境产生不良影响。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全饮用水生产装置，能够有效控制半成品水和成品水中的微生物，去除饮用水中杂质，保留有益于人体健康的天然矿物质和微量元素，生产新鲜健康饮用水。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
5.提供一种安全饮用水生产装置，包括顺次连接的第一过滤器、原水箱、第一紫外杀菌器、第二过滤器、第三过滤器、中间水箱、第二紫外杀菌器、第三杀菌器及成品水箱，所述原水箱与第一紫外杀菌器之间连接有第一取水泵，所述中间水箱与第二紫外杀菌器之间连接有第二取水泵。
6.本实用新型的安全饮用水生产装置，采用多段过滤和多段杀菌工序，能够有效过滤掉源水中砂粒、悬浮物和细菌，能够彻底杀灭源水中细菌、真菌、致病菌等微生物，保证产品水质的健康性和新鲜性；且本实用新型采用紫外杀菌和热力杀菌方式代替传统的臭氧杀菌工艺，能够克服传统臭氧杀菌工艺在天然饮用水生产过程中易生成消毒副产物溴酸盐的缺陷，且能够避免臭氧的使用对周边环境产生影响，具有较好的环保性。
7.进一步地，所述第一过滤器为可截留第一固体颗粒的袋式过滤器或大通量滤芯，所述第二过滤器为可截留第二固体颗粒的保安过滤器，所述第一固体颗粒的直径大于第二固体颗粒的直径。大流量滤芯单芯通量最大可达70m3/h，第一过滤器有效截留原水采集过程可能带入的砂粒或悬浮物，避免微生物附着在表面形成细菌载体进入原水箱；第二过滤器截留直径较小的第二固体颗粒，同时可减轻第三过滤器的处理压力，延长第三过滤器的使用寿命。
8.进一步地，所述第一固体颗粒的直径大于10μm，所述第二固体颗粒的直径为1μm～10μm。第一过滤器截留的第一固体颗粒的直径、第二过滤器截留的第二固体颗粒的直径可由滤芯或滤膜的过滤精度确定。
9.进一步地，所述第三过滤器为过滤水中杂质的阻菌膜组件，所述杂质选自颗粒物、有机物、细菌、病毒中的一种或多种的组合。阻菌膜组件以压力差为推动力，实现对水中颗粒物、有机物、细菌、病毒等的截留，实现分离净化。
10.进一步地，所述第一紫外杀菌器为低压紫外杀菌器或中压紫外杀菌器，所述第二紫外杀菌器为中压紫外杀菌器或低压紫外杀菌器。两道杀菌工序分别采用低压紫外线和中压紫外线杀菌或两道杀菌工序均采用中压紫外线杀菌，具体地，第一次杀菌采用低压紫外线杀菌、第二次杀菌采用中压紫外线杀菌，或第一次杀菌采用中压紫外线杀菌、第二次杀菌采用低压紫外线杀菌，或第一次杀菌与第二次杀菌均采用中压紫外线杀菌。紫外线波长范围10nm～400nm之间，波长越长，穿透力增强；波长越短，能力增强。低压紫外灯管内气压小于103pa，为单色紫外光谱输出，单只灯管功率小于100w，低压紫外线单一波长：254nm；中压紫外灯管，灯管内气压104～106pa,为多谱段连续光谱输出，单只灯管功率可达7kw，中压紫外线波长范围，185nm～400nm，其中波长为265nm时杀菌效果最佳。在低压紫外线及中压紫外线的波长范围内，紫外线穿透微生物的细胞膜，破坏微生物的dna，使得微生物不能继续繁殖再生，从而达到杀灭的效果；中压多谱段杀菌不受到光化反应和黑暗修复后的影响，杀菌后微生物无法复活，杀菌更彻底；而低压紫外线杀菌会因光化反应和黑暗修复原因，微生物可能复活，杀菌不彻底。当低压紫外线和中压紫外线配合使用能够达到良好杀菌效果的同时保持较低的成本，当两次中压紫外线配合使用时能够达到较好的杀菌效果。杀菌方式可根据水源特点进行不同的组合。
11.进一步地，所述第一紫外杀菌器的出水口还与原水箱的进水口连接。通过管路设计，能够实现在第一紫外杀菌器后段停止供水时，第一紫外杀菌器的出水可自动切换回收至原水箱，实现循环杀菌，有效控制源水在原水箱停留时微生物的繁殖。
12.进一步地，所述第一紫外杀菌器内、所述第二紫外杀菌器内均设有用于检测紫外线辐照强度的光强检测仪。实时监测第一紫外杀菌器和第二紫外杀菌器的辐照强度作为输入，可由plc控制器输出相应的控制命令，如控制输送管路阀门的开闭和/或控制输送管路取水泵的启停。
13.进一步地，所述第三杀菌器为三段式板式杀菌器。采用多段换热的原理，将常温的半成品水送入进行升温杀菌后得到成品水，并将成品水冷却至常温等待灌装。
14.进一步地，所述三段式板式杀菌器包括第一交换器、第二交换器以及第三交换器：
15.所述第一交换器设有第一进水口、第一出水口、第二进水口及第二出水口，所述第一进水口与第一出水口通过第一管连通，所述第二进水口与第二出水口通过第二管连通，所述第一管与第二管接触设置，所述第一进水口与第二紫外杀菌器的出水口连接；
16.所述第二交换器设有第三进水口、第三出水口、第四进水口及第四出水口，所述第三进水口与第三出水口通过第三管连通，所述第四进水口与第四出水口通过第四管连通，所述第三管和第四管接触设置；所述第一出水口与第三进水口连接，所述第三出水口与第二进水口连接，所述第四进水口外接饱和蒸汽，所述第四出水口流出冷凝液；
17.所述第三交换器包括第五进水口、第五出水口、第六进水口及第六出水口，所述第五进水口与第五出水口通过第五管连通，所述第六进水口与第六出水口通过第六管连通，所述第五管和第六管接触设置；所述第五进水口外接冷凝液，第六进水口与第二出水口连接，所述第六出水口与成品水箱连接。
18.将常温半成品水通过第一进水口流入第一管，经与第二管中的高温水热交换实现预加热，接着由第一出水口流经第三进水口进入第三管，与第四管中高温饱和蒸汽间进行热交换，保持一定时间杀菌消毒后由第三出水口流经第二进水口进入第二管，与第一管中常温水热交换实现预冷，降温后由第二出水口流经第六进水口进入第六管，与第五管中冷凝器进行热量交换降温至常温，进入罐装工序。
19.进一步地，所述饱和蒸汽的温度为135℃～150℃，所述冷凝液的温度为5℃～15℃。将水温升高到120℃时能达到较好的杀菌消毒的效果，故将饱和蒸汽的温度为135℃～150℃；将水温降至常温便于后续的罐装，故将冷凝液的温度为5℃～15℃。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型采用多段过滤和多段杀菌工序，源水经密闭管道输送至车间，水处理过程未经曝气过程和臭氧杀菌过程，有效去除源水中的颗粒物、微生物，严格控制出水中的溴酸盐及亚硝酸盐，获得新鲜健康的产品出水；
22.本实用新型采用紫外和热力杀菌方式代替传统的臭氧杀菌工艺，能够克服传统臭氧杀菌工艺在天然饮用水生产过程中易生成消毒副产物溴酸盐的缺陷，且能够避免臭氧的使用对周边环境产生不良影响，具有较好的环保性；
23.本实用新型的经第一紫外杀菌器处理的出水可回流至原水箱中，实现循环杀菌，从而有效控制原水在原水箱停留时微生物的繁殖；
24.本实用新型根据监测的紫外线强度控制供水或停水，保证处理水流经第一紫外杀菌器、第二紫外杀菌器时都能够获得预期的杀菌效果；
25.本实用新型采用冷热交换工艺，使得吸收饱和蒸汽热量的高温水与常温水之间发生热量交换，同时实现对常温水的预加热和对高温水的预冷，节能降耗，降低生产成本。
附图说明
26.图1为实施例一安全饮用水生产装置的结构示意图；
27.图2为实施例二安全饮用水生产装置的结构示意图；
28.图3为实施例四中第三杀菌器的结构示意图。
29.附图中：1
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第一过滤器；2
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原水箱；3
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第一紫外杀菌器；4
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第二过滤器；5
‑ꢀ
第三过滤器；6
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中间水箱；7
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第二紫外杀菌器；8
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第三杀菌器；801
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第一进水口； 802
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第一出水口；803
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第二进水口；804
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第二出水口；805
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第三进水口；806
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第三出水口；807
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第四进水口；808
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第四出水口；809
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第五进水口；810
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第五出水口；811
‑
第六进水口；812
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第六出水口；9
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成品水箱；10
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第一取水泵；11
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第二取水泵。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的直径；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.实施例一
33.如图1所示为本实用新型的安全饮用水生产装置的第一实施例，包括顺次连接的第一过滤器1、原水箱2、第一紫外杀菌器3、第二过滤器4、第三过滤器5、中间水箱6、第二紫外杀菌器7、第三杀菌器8及成品水箱9，原水箱2与第一紫外杀菌器3之间连接有第一取水泵10，中间水箱6与第二紫外杀菌器7之间连接有第二取水泵11。
34.本实施例在实施时，矿泉水、山泉水、天然水等源水先经第一过滤器1过滤后进入原水箱2，采用多段过滤和多段杀菌工序，能够有效过滤掉源水中砂粒、悬浮物和细菌，能够彻底杀灭源水中细菌、真菌、致病菌等微生物，保证产品水质的新鲜性和健康性。
35.本实施例中，第一过滤器1为可截留第一固体颗粒的袋式过滤器或大通量滤芯，第二过滤器4为可截留第二固体颗粒的保安过滤器，第一固体颗粒的直径大于第二固体颗粒的直径；第一过滤器1有效截留原水采集过程可能带入的砂粒或悬浮物，避免微生物附着在表面形成细菌载体进入原水箱2；第二过滤器4截留直径较小的第二固体颗粒，同时可减轻第三过滤器5的处理压力，延长第三过滤器5的使用寿命。具体地，本实施例中，第一固体颗粒的直径大于10μm，第二固体颗粒的直径为1μm～10μm，第一固体颗粒的直径、第二固体颗粒的直径可由滤芯或滤膜的过滤精度确定，其直径也可根据实际的过滤需要做相应调整。另外，本实施例中，第三过滤器5为过滤水中杂质的阻菌膜组件，杂质选自颗粒物、有机物、细菌、病毒中的一种或多种的组合。矿泉水、山泉水、天然水等源水先后经三次过滤，依次去除第一固体颗粒、第二固体颗粒及有机物、细菌、病毒等杂质，能够保证水质的安全性。
36.本实施例中，第一紫外杀菌器3为低压紫外杀菌器，第二紫外杀菌器7为中压紫外杀菌器。采用紫外杀菌方式代替传统的臭氧杀菌工艺，能够克服传统臭氧杀菌工艺在天然饮用水生产过程中易生成消毒副产物溴酸盐的缺陷；两道杀菌工序分别采用低压紫外线和中压紫外线杀菌或两道杀菌工序均采用中压紫外线杀菌。中压紫外线杀菌相比于低压紫外线杀菌，其可发射出波长范围更广的多波长紫外线，紫外线光谱能量被细胞dna吸收，使其核酸结构遭到破坏，丧失复制能力，达到灭菌效果。本实施例中采用两次中压紫外线杀菌或采用低压紫外线杀菌与中压紫外线杀菌结合的杀菌方式，可获得较好的杀菌效果。
37.实施例二
38.如图2所示为本实用新型的安全饮用水生产装置的第二实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，第一紫外杀菌器3的出水口除与第二过滤器4 的进水口连接外，还与原水箱2的进水口连接，能够实现在第一紫外杀菌器3 后段停止供水时，第一紫外杀菌器3的出水可自动切换回收至原水箱2，实现循环杀菌，有效控制源水在原水箱2停留时微生物的繁殖。
39.实施例三
40.本实施例为本实用新型的安全饮用水生产装置的第三实施例，为保证水流经第一紫外杀菌器、第二紫外杀菌器时都能够获得预期的杀菌效果，本实施例在第一紫外杀菌器、第二紫外杀菌器内都设置有光强检测仪，用于检测紫外线辐照强度，并将检测的紫外线辐
照强度传送至控制器，若所测紫外线强度低于设定范围最小值或超出设定范围最大值，则相应控制第一取水泵10、第二取水泵11停止供水。
41.实施例四
42.如图3所示为本实用新型安全饮用水生产装置的第四实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，本实施例中第三杀菌器8为三段式板式杀菌器，包括第一交换器、第二交换器以及第三交换器：
43.第一交换器设有第一进水口801、第一出水口802、第二进水口803及第二出水口804，第一进水口801与第一出水口802通过第一管连通，第二进水口803 与第二出水口804通过第二管连通，第一管与第二管接触设置，第一进水口801 与第二紫外杀菌器7的出水口连接；
44.第二交换器设有第三进水口805、第三出水口806、第四进水口807及第四出水口808，第三进水口805与第三出水口806通过第三管连通，第四进水口807 与第四出水口808通过第四管连通，第三管和第四管接触设置；第一出水口802 与第三进水口805连接，第三出水口806与第二进水口803连接，第四进水口 807外接饱和蒸汽，第四出水口808流出冷凝液；
45.第三交换器包括第五进水口809、第五出水口810、第六进水口811及第六出水口812，第五进水口809与第五出水口810通过第五管连通，第六进水口811 与第六出水口812通过第六管连通，第五管和第六管接触设置；第五进水口809 外接冷凝液，第六进水口811与第二出水口804连接，第六出水口812与成品水箱9连接。具体地，饱和蒸汽的温度为135℃～150℃，冷凝液的温度为5℃～15℃。
46.本实施例在实施时，将常温半成品水通过第一进水口801流入第一管，经与第二管中的高温水热交换实现预加热，常温半成品水升温至80℃～95℃，接着由第一出水口802流经第三进水口805进入第三管，与第四管中高温饱和蒸汽间进行热交换，水温加热升温至105℃～125℃，保持10s～20s杀菌消毒后由第三出水口806流经第二进水口803进入第二管，与第一管中常温水热交换实现预冷，水温预冷至35℃～45℃，预冷后由第二出水口804流经第六进水口811进入第六管，与第五管中冷凝器进行热量交换降温至常温，进入灌装工序。
47.源水经本实施例的生产装置，先后经过三次过滤、两次紫外杀菌及一次热力杀菌，可得到新鲜及健康的产品水；产品水中，颗粒物被截留，菌落检出率为0，大肠杆菌、粪链球菌、铜绿假单胞菌、产气荚膜梭菌等致病菌未检出，亚硝酸盐的含量远低于gb8537规定的0.1mg/l的限量要求，未检出溴酸盐，矿物质和微量元素得以保留，可见，由本装置获得的产品出水具备健康性和新鲜性。
48.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。