日常用水电解制取装置及应用该装置的设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种日常用水电解制取装置及应用该装置的设备，属于水电解设备【技术领域】。该装置包括包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于2毫米且大于等于1纳米。该装置对水电解时可低耗、高效的生成大量安全可用的氧化因子并可以有效调节水中氧化因子，从而强化对水中污染物的洗涤清除效果，同时满足用户对于用水安全和功能性等多方面需求。
【专利说明】日常用水电解制取装置及应用该装置的设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种水电解装置及应用该装置的设备，属于水电解设备技术领 域，不属于污水处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 现实中，日常用水（不含污水）尤其是生活用水所受污染越来越严重。现有以介质 吸附或采用各种孔径的过滤膜将水中的有害物加以拦截滤除的物理方式处理工艺，由于吸 附材料很容易饱和失效，而各种过滤膜又很容易被细菌污染或有机物阻塞或破损，实际情 况是并不能达到理论设计所期望的水质净化效果，甚至连细菌超标问题都难以解决，有必 要引入新的水质强效净化技术。另一方面，伴随社会的进步，人们也对日常用水提出一些功 能性需求。例如，期望能够增强水的洗涤能力、清除被洗涤物中的污物、以节能减排，等等。 针对上述对日常用水的需求，比较适宜的是水体等离子放电技术。
[0003] 等离子体是由大量自由电子和离子组成、且在整体上表现为电中性的物质第四 态。所谓水体等离子放电技术，乃是通过适当方式诱发水中放电，促使水分子发生电离与 激发。水体等离子放电技术具体形式有多种变化，共同特征是，水中存在大量气泡，以及生 成大量强氧化因子（· 0H、· Η、Η202、游离氧、臭氧等等）；显然对洗涤而言，水中的超微气泡 可深度渗透到洗涤物内部将污垢冲洗剥落；而强氧化因子可将水体中的各种污染物高效降 解。然而，现有水体等离子放电技术存在初始激发电压较高、电极侵蚀较严重、能耗过高等 不足，尚难以在日常用水尤其是生活用水中应用。
[0004] 中国专利1(ZL200480007381.0)公示了一种以所谓"虚拟网孔点"水中放电方法 制取离子化杀菌水的技术与装置，对于水体等离子放电技术用于日常生活用水作了十分有 益的尝试。然而，该技术不仅受放电机理及实际制造工艺限制（阴阳电极间距不能保持很 小）效率难以提高，尤其是不能根据日常用水不同场合的具体用水需求，对水中放电生成 的强氧化因子类型及数量做相应调整；故应用范围有限。
[0005] 至于污水处理中通过电解生成强氧化因子的技术，由于污水与日常用水在水质上 差距甚大，且污水电解处理属于高能耗工业技术，因此与日常用水电解的民用技术完全不 同。 实用新型内容
[0006] 通过上述【背景技术】的描述可以知道，现有水处理技术只针对单一需求而且也难以 达到，目前尚没有一种可以同时满足人们对日常用水的安全和功能性需求的水处理装置。 在日常用水领域，需要寻求一种低功耗、高效和用水安全的微放电水体冷等离子体发生， 同时能将产生的冷等离子体充分均匀释放而达到与水充分反应的技术或装置；或者说，需 要一种可以低功耗、高效产生大量安全可用氧化因子的水处理装置，以便根据人们对日常 用水的安全或功能性的不同需求，制取出去污力强适宜洗涤的水或具有一定杀菌能力的 水。
[0007] 因此，本实用新型要解决的技术问题是，提出一种能够低功耗和高效电解产生大 量安全可用氧化因子，从而制取出去污力强适宜洗涤的水或具有一定杀菌能力的水的装 置。
[0008] 本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种日常用水电解制取装 置，包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供 电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔径 小于等于2毫米且大于等于1纳米。
[0009] 上述技术方案中所述透水性隔膜也叫透水膜或透水性隔离膜，是指可以穿透水分 子的隔膜，其透水孔径从毫米级到纳米级（本实用新型限定透水孔径范围是2毫米-1纳 米）的透水隔膜，包括日常水处理使用的各种过滤膜，如：超滤膜（UF)、纳滤膜（NF)和微滤 膜（MF)，等。
[0010] 概括上述本实用新型的日常用水电解制取装置技术方案的有益效果是：本实用新 型通过将具有一定孔径的透水性隔膜设置在阴、阳极之间，在常规电解反应过程以外带来 了在透水性隔膜内微孔中形成水体低压冷等离子放电反应，从而可以高效的在水中生成具 杀菌能力的暂态氧化因子。具体实用效果是：水中氧化因子可强化对水中污染物的洗涤清 除效果，同时满足用户对于用水安全和功能性等多方面需求。
[0011] 本实用新型在上述技术方案基础上的改进是：所述阴电极和阳电极的间距大于等 于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米。
[0012] 上述本实用新型技术方案的更进一步改进是：所述阴电极上开有第一通孔，所述 第一通孔的孔径大于等于1毫米。通过这样的改进，可以有利于阴极反应更充分进行，并将 阴电极与隔膜之间区域产生的氢气泡更好导出。
[0013] 上述本实用新型技术方案的再进一步改进是：所述透水性隔膜开有第二通孔，所 述第二通孔的孔径大于2毫米。通过这样的改进可以有利于产生的气泡更好的导出，尤其 是在阴阳电极与透水性隔膜间距较小时其气泡导出效果更好。第二通孔与透水性隔膜的透 水孔区别在于：透水孔是采购的隔膜自身固有的，第二通孔则是另外单独制作的。
[0014] 上述本实用新型技术方案完善一是：所述透水性隔膜是单层透水性隔膜或者是多 层透水性隔膜。其中透水性隔膜的具体选择是：所述单层透水性隔膜是超滤膜或采用碳质 材料制成的单层透水性隔膜。
[0015] 上述本实用新型技术方案的完善二是：所述电解电源是高电平窄脉宽的直流或交 变脉冲电源。采用高电平窄脉宽的脉冲电源更加有利于阴阳电极间水体内部的等离子放 电，得到更好的制水效果。
[0016] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之一是：本实用新型提出一种厨房清洗 水槽，该厨房清洗水槽含有上述本实用新型技术方案。
[0017] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之二是：本实用新型提出一种洗碗机， 该洗碗机含有上述本实用新型技术方案。
[0018] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之三是：本实用新型提出一种果蔬清洗 装置，该果蔬清洗装置含有上述本实用新型技术方案。
[0019] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之四是：本实用新型提出一种洗衣机， 该洗衣机含有上述本实用新型技术方案。
[0020] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之五是：本实用新型提出一种洗浴装 置，该洗浴装置含有上述本实用新型技术方案。
[0021] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之六是：本实用新型提出一种牙刷消毒 器，该牙刷消毒器含有上述本实用新型技术方案。
[0022] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之七是：本实用新型提出一种指甲治疗 仪或脚气治疗仪，该指甲治疗仪或脚气治疗仪含有上述本实用新型技术方案。
[0023] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之八是：本实用新型提出一种皮肤治疗 仪、皮肤护理装置或便携式皮肤护理喷瓶，该皮肤治疗仪、皮肤护理装置或便携式皮肤护理 喷瓶含有上述本实用新型技术方案。
[0024] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之九是：本实用新型提出一种医用灌肠 机，该医用灌肠机含有上述本实用新型技术方案。
[0025] 作为上述本实用新型技术方案的应用拓展之十是：本实用新型提出一种空气加湿 器，该空气加湿器含有上述本实用新型技术方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 下面结合附图对本实用新型的日常用水电解制取装置及应用该装置的设备作进 一步说明。
[0027] 图1是本实用新型实施例一日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0028] 图2是本实用新型实施例二日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0029] 图3是本实用新型实施例三日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0030] 图4是本实用新型实施例四日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0031] 图5是图4中A处的局部放大图。
[0032] 图6是本实用新型实施例五日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0033] 图7是图6中B处的局部放大图。
[0034] 图8是本实用新型实施例六日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0035] 图9是图8中C处的局部放大图。
[0036] 图10是本实用新型实施例七日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0037] 图11是图8中D处的局部放大图
[0038] 图12是本实用新型实施例八日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0039] 图13是本实用新型实施例九日常用水电解制取装置的结构示意图。
[0040] 图14是本实用新型实施例十日常用水电解制取装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041] 实施例一
[0042] 本实施例的日常用水电解制取装置参见图1，包括盛水容器1、设于盛水容器1内 的一对阴电极2和阳电极3、用于对阴电极2和阳电极3供电的电解电源4 ;本实施例的盛 水容器1为敞开式容器。在一对阴电极2和阳电极3之间设有透水性隔膜5,本实施例的透 水性隔膜5采用平均透水孔径0. 03微米的单层PVDF超滤膜（聚偏二氟乙烯膜）；当然本 实施例的超滤膜也可以采用其他材质的超滤膜，平均透水孔径在0. 01?0. 05微米之间均 可。
[0043] 透水性隔膜5与阴、阳电极的间距δ都是1mm，而且隔膜5两端分别超出阴、阳电 极一小段。
[0044] 本实施例的阴电极2和阳电极3均采用钛基覆涂钼族氧化物（涂层厚度为0. 8毫 米）制成的惰性电极，阴电极2呈圆形片状，阳电极3呈长方形片状。阴电极和阳电极的表 面均不开孔。
[0045] 本实施例的电解电源4采用高电平窄脉宽稳压30伏的直流脉冲电源，也可以采用 交变脉冲电源。
[0046] 本实施例的阴电极2和阳电极3在盛水容器1内的水中平行放置，阴电极2位于 阳电极3的上方。
[0047] 采用本实施例的日常用水电解装置进行水电解实验，盛水容器容积为 200父80\120毫米，源水是1?0纯水机的出水，105 = 311^/1，盛水容器注水约1.5升，电解 时间为30分钟，每5分钟取水样测定一次。
[0048] 以下实验中，水中气泡量（强度）以及水中氧化因子多少采用定性观测方法
[0049] ①水中气泡量（强度）的目测分级：
[0050] 从水中气泡为零?实验中相对气泡含量最大，分为0?5级；
[0051] ②水中氧化因子的测定
[0052] 如前所述，由于氧化因子在水中存留时间极为短暂，现有的检测方法（例如化学 反应法和捕获法）的分析选择性和可信度还难以令人满意。同时考虑到本发明装置系专用 于日常用水的处理，侧重关心的是氧化因子的变化趋势级宏观作用。因此为简化重复实验 工作量，专门研发了定性了解水中氧化因子总量的滴定液。通过自制滴定液滴定到水中后， 观察水体颜色的变黄程度，分为5级，定性判定水中氧化因子含量：
[0053] 无色-对应水中氧化因子基本为零，设为〇级；
[0054] 颜色最黄-对应水中氧化因子相对最多，设为5级；
[0055] 从无色到颜色最黄中间颜色变化的程度不同分设为1、2、3和4级。
[0056] 实验结果如下表1 :
[0057] 表 1
[0058]
【权利要求】
1. 一种日常用水电解制取装置，包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和 阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源；其特征在于：成对的阴电极和阳电极之 间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于2毫米且大于等于1纳米。
2. 根据权利要求1所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述阴电极和阳电极的 间距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米。
3. 根据权利要求1所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜是非导 电性的透水性隔膜。
4. 根据权利要求2所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜是非导 电性的透水性隔膜。
5. 根据权利要求4所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述阴电极上开有第一 通孔，所述第一通孔的孔径大于等于1毫米。
6. 根据权利要求4所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜开有第 二通孔，所述第二通孔的孔径大于2毫米。
7. 根据权利要求4所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜是单层 透水性隔膜。
8. 根据权利要求4所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜是多层 透水性隔膜。
9. 根据权利要求7所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述单层透水性隔膜是 超滤膜或采用碳质材料制成的单层透水性隔膜。
10. 根据权利要求4所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述电解电源是高电平 窄脉宽的直流或交变脉冲电源。
11. 一种设备，该设备是厨房清洗水槽，其特征在于：所述厨房清洗水槽含有如权利要 求1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
12. -种设备，该设备是洗碗机，其特征在于：所述洗碗机含有如权利要求1-10之任一 所述日常用水电解制取装置。
13. -种设备，该设备是果蔬清洗装置，其特征在于：所述果蔬清洗装置含有如权利要 求1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
14. 一种设备，该设备是洗衣机，其特征在于：所述洗衣机含有如权利要求1-10之任一 所述日常用水电解制取装置。
15. -种设备，该设备是洗浴装置，其特征在于：所述洗浴装置含有如权利要求1-10之 任一所述日常用水电解制取装置。
16. -种设备，该设备是牙刷消毒器，其特征在于：所述牙刷消毒器含有如权利要求 1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
17. -种设备，该设备是指甲治疗仪，其特征在于：所述指甲治疗仪含有如权利要求 1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
18. -种设备，该设备是脚气治疗仪，其特征在于：所述脚气治疗仪含有如权利要求 1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
19. 一种设备，该设备是皮肤治疗仪，其特征在于：所述皮肤治疗仪含有如权利要求 1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
20. -种设备，该设备是皮肤护理装置，其特征在于：所述皮肤护理装置含有如权利要 求1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
21. -种设备，该设备是便携式皮肤护理喷瓶，其特征在于：所述便携式皮肤护理喷瓶 含有如权利要求1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
22. -种设备，该设备是医用灌肠机，其特征在于：所述医用灌肠机含有如权利要求 1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
23. -种设备，该设备是空气加湿器，其特征在于：所述空气加湿器含有如权利要求 1-10之任一所述日常用水电解制取装置。
【文档编号】C02F1/461GK203938505SQ201420177334
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年4月12日 优先权日:2014年4月12日
【发明者】肖志邦 申请人:大连双迪创新科技研究院有限公司