一种家用除锰净水器的制作方法

本实用新型属于净水设备领域，涉及一种家用除锰净水器。

背景技术：

地下水资源中，不少地区由于水文地质等原因地下水源锰含量超标，称为含锰地下水。长期饮用锰含量超标的地下水会导致慢性中毒，容易引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱、大便失常等问题，甚至出现震颤性麻痹，严重危害人的神经系统，还可能损伤动脉内壁和心肌，形成动脉粥样斑块，造成冠状动脉狭窄而致冠心病等疾病。同时，锰含量超标会使地下水带有不好的气味，而且还会在卫生器具、洗涤衣物上和管道内壁逐渐沉积，产生锰斑，当管中水流速度和水流方向发生变化时，沉积物泛起会引起“黑水”现象等，使人们难以忍受。我国《生活饮用水卫生标准》(gb5749-2006)规定锰含量限值为0.1mg/l。因此，锰含量超标的地下水必须经过净化处理才能饮用。有效去除地下水中超标锰离子，是保障居民健康用水的关键。

目前，城镇集中式供水系统中，含锰地下水可采用自然氧化法、接触氧化法和生物氧化法等水处理工艺对锰进行有效去除，并达到健康标准的要求。然而，部分农村地区无集中供水设施，村民直接抽取地下水作为生活饮用水。当地下水锰含量超标时，这些农村地区的生活饮用水将难以得到安全保障。现有的除锰净水器一般采用曝气氧化方式去除水中的锰离子，如让水中的锰离子和空气中的氧气进行反应，这种方法的工作效率低，需要的反应时间较长，难以满足饮水需求，且净水器体积过大，不便于家用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种家用除锰净水器，以有效控制含锰地下水中锰含量，保障村镇分散式家庭的用水安全。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种家用除锰净水器，包括依次连通的进水口、第一过滤罐、第二过滤罐、自吸泵、第三过滤罐和储水罐，所述第一过滤罐内设有聚丙烯熔喷滤芯，所述第二过滤罐内设有活性炭滤芯，所述第三过滤罐内设有滤芯，所述滤芯的材料为羟基氧化铁改性滤料；所述储水罐上设有出水阀。

进一步地，所述第二过滤罐与自吸泵之间设有第一阀门，可根据需要开启或关闭，控制自吸泵的工作启停状态。

可选的，第一阀门为压力控制阀，可根据储水罐中压力的大小自动控制自吸泵的工作启停状态。

进一步地，还包括反渗透过滤罐，所述第三过滤罐和储水罐之间设有第二阀门，所述反渗透过滤罐的进口连通于第三过滤罐和第二阀门之间，所述反渗透过滤罐的出口与储水罐连通，所述反渗透过滤罐的出口与储水罐之间设有第三阀门。可选的，反渗透过滤罐内设有中空纤维反渗透膜。

进一步地，所述羟基氧化铁改性滤料的粒径为0.25-1.0mm，进一步为0.4-0.6mm。

进一步地，所述滤芯的长度为200-300mm，进一步为230-280mm。

进一步地，所述滤芯为圆柱状，直径为40-60mm，进一步为45-55mm。

所述羟基氧化铁改性滤料为现有已知材料，可通过cn100593431c记载的技术方案制备而成；可选的，所述羟基氧化铁改性滤料的载体为活性炭、石英砂、沸石、陶粒、分子筛、硅胶、活性氧化铝中的一种或几种的组合，优选为活性炭。

进一步地，第三过滤罐具有壳体，壳体由有机玻璃制成。

进一步地，所述自吸泵为微型自吸泵。

本实用新型中，第一过滤罐、第二过滤罐可对待净化水体起到预处理作用，去除水体中的悬浮物、胶体等浊质物质，去除水体异味、色度及微量有机物；随后，水被泵入第三过滤罐，第三过滤罐内的羟基氧化铁改性滤料对水中二价锰离子具有很好的强化催化氧化与吸附活性，可使得锰离子在第三过滤罐内被有效去除，使得出水中锰离子含量满足国家生活饮用水水质标准要求。通过预处理，一方面可避免后续相连的自吸泵的堵塞，确保自吸泵的长期稳定运行；另一方面，可确保滤芯主要用于除锰而无需用于除浊，从而确保除锰效果，并降低滤芯的更换频次，延长该滤芯的使用寿命。

本实用新型针对农村分散式供水且地下水含锰的地区，开发一种以地下水除锰为目标的小型家用净水器，净水器同时具备普通家用净水器功能。本实用新型的净水器所使用的源水为未经任何处理的含锰地下水，也可以是自来水。本实用新型的净水器对农村地区饮水改造及农村饮用水安全保障均具有很好的现实意义。

本实用新型采用羟基氧化铁改性滤料构建除锰专用滤芯，利用活性炭上负载的羟基氧化铁所具有的强化催化氧化二价锰离子形成不溶性高价锰化合物的特性及羟基氧化铁改性滤料具有的强化吸附作用，实现对锰离子的高效快速去除。同时，可采用中空纤维反渗透膜作为原水超高含量锰离子的最后拦截屏障，确保各种浓度的含锰地下水，经本实用新型的净水器处理后均能达到国家生活饮用水水质标准要求，同时兼具有普通家用净水器生产优质纯水的功能。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

（1）除锰效果好，具有良好的除锰、除浊及去除微量有机物的效果，且能耗低、操作简单、出水水质稳定优质，成本低廉，易于推广，可有效满足村镇分散式家庭的健康用水需求。

（2）兼具去除锰离子和生产优质纯水的功能，适用面广，可满足不同水质水体的净化需求，也可满足不同标准的用水需求。

（3）本实用新型先对待净化水体进行预处理，有利于延长后续设备的使用寿命，降低净水成本；另外，反渗透过滤罐可选择性接入使用，可满足不同净水需求，并提高反渗透过滤罐内滤芯的使用寿命，也可降低净水成本。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施方式的家用除锰净水器的结构简图。

图中，1-原水池/缸，2-吸水头，3-第一过滤罐，4-第二过滤罐，5-自吸泵，6-第三过滤罐，7-反渗透过滤罐，8-储水罐，9-第一阀门，10-第二阀门，11-第三阀门，12-出水阀，13-进水口，14-排污口。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

参见图1，一种家用除锰净水器，包括依次连通的进水口13、第一过滤罐3、第二过滤罐4、自吸泵5、第三过滤罐6和储水罐8，所述第一过滤罐3内设有聚丙烯（pp）熔喷滤芯，所述第二过滤罐4内设有活性炭滤芯，所述第三过滤罐6内设有滤芯，所述滤芯的材料为以活性炭为载体的羟基氧化铁改性滤料；所述储水罐8上设有出水阀12。一般的，进水口13与市政自来水源连通，当无市政自来水源时，也可利用自吸泵5的吸程直接从居民家中自有的原水池/缸中抽水，此时与进水口相连的进水管首端应安装一个吸水头2，以过滤水中大颗粒杂质。

所述第二过滤罐4与自吸泵5之间设有第一阀门9，第一阀门9为压力控制阀，可对压力控制阀和自吸泵的控制系统进行联动控制，压力控制阀监测净水器内水压大小，并联动控制自吸泵的工作启停状态。例如，当用户打开出水阀12取水时，储水罐内压力减小，压力控制阀自动启动自吸泵运行并产水；当用户关闭出水阀12停止取水时，随着储水罐内的水逐渐装满，压力增大，自吸泵停止工作。如此，可基本保持储水罐内出于“满水”状态，保障用水需求。

还包括反渗透过滤罐7，所述第三过滤罐6和储水罐8之间设有第二阀门10，所述反渗透过滤罐7的进口连通于第三过滤罐6和第二阀门10之间，所述反渗透过滤罐7的出口与储水罐8连通，所述反渗透过滤罐7的出口与储水罐8之间设有第三阀门11。反渗透过滤罐7内设有中空纤维膜组件，以获得高品质纯水。第三过滤罐6的出水可直接进入储水罐储存作为除锰净化水使用，也根据需要可进入后续反渗透过滤罐7进一步处理后，再进入储水罐储存，作为优质纯水使用。由此，反渗透过滤罐7的设置，可提升本实用新型的净水器的适用面，以适用于不同水质的处理。例如，当原水中锰离子含量过高或对产水要求高时，关闭第二阀门10，打开第三阀门11，第三过滤罐6的出水接入反渗透膜过滤柱，反渗透膜是最精密的滤膜，可进一步去除水中多种金属离子、无机盐、三氯甲烷等小分子有机物及离子，从而获得优质纯水从第三阀门11进入压力储水罐。因此，反渗透过滤罐的设置，可作为整个净水器获得优质纯水的最有效保障。

反渗透过滤罐7上设有排污口，用于排出反渗透过滤罐7产生的浓缩污水，具体的，可直接排入下水道或作为冲洗厕所用水。

所述羟基氧化铁改性滤料的粒径为0.25-1.0mm。羟基氧化铁改性滤料的比表面积为1196m²/g，平均孔径为2.346nm，总孔容为0.702cm³/g；滤芯的滤速为0.1-0.2l/min，使用周期不低于6个月。可选的，在滤芯的顶面和底面分别设置pp棉层作为承托层。

含锰原水流经滤芯时，水中的二价锰离子在羟基氧化铁的催化作用下迅速氧化为不溶性的高价锰氧化物，并利用该羟基氧化铁改性滤料所具有的强化吸附作用牢固粘附在滤料表面。滤芯出水可直接从第二阀门10进入压力储水罐储存作为除锰净化水使用，也可进入后续反渗透膜过滤柱进一步处理。

所述滤芯的长度为250mm，其内羟基氧化铁改性滤料的填充高度为235mm。

所述滤芯为圆柱状，直径为50mm。

所述自吸泵5为微型自吸泵。所述微型自吸泵具有一定吸程，净水器的进水口既可与市政自来水连接，利用市政管网的压力进水，也可利用微型自吸泵的吸程，直接从原水池/缸1中抽水至进水口，而无需再设增压泵。居民家中原水池/缸1的水来自居民自备地下水井抽取的水，可采取跌水曝气方式抽入水池使原水充氧，为二价锰离子的氧化创造更好的条件。

可选的，所述储水罐为压力储水罐，压力储水罐可作为净水器的出水容量调节和压力控制储罐，由于整个小型家用净水器的产水流量较小，出水经压力储水罐储存后，储水罐出水流量可调节。该储水罐装有两个进水阀（第二阀门10和第三阀门11）和一个总出水阀（即出水阀12），其中一个进水阀与第三过滤罐的出水口（一级出水口）相连，生产除锰净化水，另一个进水阀与反渗透过滤罐7的出口（二级出水口）相连，生产优质纯水。当第二阀门10打开而第三阀门11关闭时，用户可从出水阀取用除锰净化水，反之，当第三阀门11打开而第二阀门10关闭时，用户可从总出水阀取用优质纯水。

具体实施时，利用自吸水泵的吸程，含锰原水经吸水头2依次进入第一过滤罐3和第二过滤罐4，对水中悬浮物、胶体等浊质物质进行预处理，活性炭还有去除异味、色度及微量有机物的作用。通过预处理，一方面可避免后续相连的自吸泵的堵塞，确保自吸泵的长期稳定运行；另一方面，可确保滤芯主要用于除锰而无需用于除浊，从而确保除锰效果，并延长该滤芯的使用寿命。第二过滤罐4的出水经第一阀门9由自吸泵5加压输入第三过滤罐6，由于其中的羟基氧化铁改性滤料对二价锰离子具有很好的强化催化氧化与吸附活性，当含锰原水流经该滤料时，水中的二价锰离子在羟基氧化铁的催化作用下，迅速氧化为不溶性的高价锰氧化物并被滤料的强化吸附作用而牢固粘附在滤料表面。含锰原水经第三过滤罐处理后，出水中锰含量达到国家生活饮用水水质标准要求，同时水中悬浮物、胶体杂质、异味、色度及微量有机物也经前述预处理得到了有效去除。第三过滤罐的出口设有2条并联管道，一条出水管经第一阀门10进入储水罐8，生产除锰净化水，另一条出水管与反渗透过滤罐7的进水口相连。当原水中锰离子含量过高或对产水要求高时，将第三过滤罐6的出水接入反渗透膜滤柱7，进一步去除水中多种金属离子、无机盐、三氯甲烷等小分子有机物及无机离子，生产优质纯水并经第三阀门11进入储水罐8。当关闭第三阀门11，开启第二阀门10和出水阀12时，出水为除锰净化水。同时，可将第一阀门9与自吸泵5设置为联动启停方式，储水罐8出水会引起系统内压力减小，第一阀门9自动启动自吸泵5运行并产水，而当用户关闭出水阀12停止取水时，随着压力储水罐内的水逐渐装满而压力增大，自吸泵自动停止工作。同样，当关闭第二阀门10，开启第三阀门11和出水阀12时，可自动生产优质纯水。

本实用新型的净水器可有效解决村镇分散式家庭饮水的安全问题。对于锰离子含量不超过2mg/l的原水（我国含锰地下水中锰离子浓度一般不超过2mg/l）经处理后，出水锰含量达到《生活饮用水卫生标准》(gb5749-2006)规定的不超过0.1mg/l标准，同时水中悬浮物、胶体杂质、异味、色度及微量有机物也经前述预处理得到了有效去除，故能获得优质纯水。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。