专利名称：净化与极化水的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种净化与极化水的装置，更详细的说，本实用新型涉及一种制造生命活力水的装置。
水的净化有多种方法，一般水厂已做了初步的净化工作，但是随着工业的发展，水资源污染已达到触目惊心的地步。水厂无法花费很多资金来解决水质净化问题，更不可能净化又使其极化磁化活化，生产出极性水、碱性水和中性水(不带任何添加剂)。
水的净化有沉淀，混凝，过滤消毒，吸附，蒸馏以及离子交换，膜分离法等，前四项水厂沿用已久，吸附法(活性碳等)在家用净化中现已被广泛采用，而后者是特殊加工法，花费颇大，不能普及到家用，而且无法把水制成极化活化水。
本实用新型的目的在于提供一种净化与极化水的装置，本实用新型的装置可提供洁净的极化饮用水。
本实用新型的另一目的在于提供一种净化与极化水的装置，本实用新型的装置可提供酸性的生命活力水。
本实用新型的又一目的在于提供一种净化与极化水的装置，本实用新型的装置可提供碱性的生命活力水。
本实用新型的再一目的在于提供一种净化与极化水的装置，本实用新型的装置可提供中性的生命活力水。
本实用新型提供一种净化与极化水的装置，其特征在于它为一绝缘容器，中央为一透析缸，绝缘容器上方有一电极支架，电极支架外侧可容阳极板穿过，电极架中央可容阴极板穿过，使阴极板放在透析缸之内，阳极板放在透析缸之外，一气孔和一入水孔分别位于容器顶端，一个连接于透析缸下方的过滤器，当电源加到阳极板与阴极板上时，加入的水被电解成氢离子(H＋)和氢氧离子(OH－)，杂质被电离而迁移到阴极室内与氢氧离子(OH－)结合产生沉淀，经过滤而成为可饮用的碱性活力水，同时使阳极室内的氯离子(Cl－)，氟离子(F－)和／或氰离子(CN－)得到电子而形成气体并从气孔逸出，使阴极室内的水成为可直接饮用的酸性活力水。
前述的净化与极化水的装置，其特征在于绝缘容器上还设置一水位控制器。
前述的净化与极化水的装置，其特征在于绝缘容器由陶瓷制成。
前述的净化与极化水的装置，其特征在于透析缸材料为太湖流域的白陶粘土，其中包括高岭土，白云母和石英成份。
前述的净化与极化水的装置，其特征在于透析缸材料还包括锂，锶，锌，溴和／或碘。
本实用新型的净化与极化水的装置，可过滤，分离自来水中的各种杂质，包括无机离子，高分子化合物，蛋白质，病毒，细菌，胶体颗粒，有机化合物或重金属等，提供洁净的极化饮用水。
以下结合附图进一步说明本实用新型的结构特征及目的。
附图简要说明
图1为本实用新型的净化与极化水的装置的剖面图。
本实用新型所提供的净化与极化水的装置所使用的基本原理为膜分离法，膜分离又分为电渗析，扩散渗析，反渗透法，超滤法四种。电渗析是在直流电场中，利用阴阳离子透析交换膜(阴膜，阳膜)对溶液中的阴阳离子的选择通透性，将溶液中的溶质与水进行分离膜分析的技术。本实用新型的设计原理与此电渗析法有相似之处，但其结构与透析有根本上的不同。
有关本实用新型的净化极化水的净化与极化水的装置的结构，请参照
图1。它的主要结构是一瓷质绝缘容器2被一容器套层5包着，瓷质绝缘容器2中央为一硅酸盐透析瓷缸6，透析瓷缸6内部有一根被电极夹板3固定的阴极板7，绝缘容器2和透析瓷缸6之间有两根分别被电极夹板固定的阳极板4，电极夹板均被固定在瓷质绝缘容器2上方的一绝缘电器板13上；容器2上方另有一出气孔1和进水口14，延续进水口14的是分别导入瓷质绝缘容器2和硅酸盐透析瓷缸6的分导管；硅酸盐透析瓷缸6底下设有衬垫9以支撑硅酸盐透析瓷缸6；瓷质绝缘容器2底部外侧设一与瓷质绝缘容器2相通的碱性水过滤器10；另外，其底部外缘设一酸性水出水口12；瓷质绝缘容器外侧设一电控水位器8。此外，使用时再将本装置接上一变电配电箱(图上未标示)。
有关本装置极化和净化水的原理，说明如下。
水中各种杂质，包括无机离子，高分子化合物，蛋白质，病毒，细菌，胶体颗粒，有机化合物等等，在直场中发生下列电化学反应。
各种杂质发生电离，成为极性分子，和电解质溶液一样可以通过离子迁移，即正离子向负极迁移，负离子向正极迁移，结果使中间的硅酸盐材料多微孔陶瓷缸(膜)周围的离子愈来愈少，为了使电流不断通过，必然要发生电极反应。
1.水溶液中只有当离子存在时才可导电，水中离子减少则导电性愈来愈小，必然产生水的电离来导电，水的电离是电极反应的结果。
A.阳极反应为失去电子e－(氧化反应)
可见阳极室内H＋必然愈来愈多，OH－则生成O2而逸出，如果自来水中因氯气消毒而带氯，则在电压较高时会有Cl2↑逸出，使阳极室内Cl－浓度降低(因为2Cl－→Cl2↑＋2e－，同理氟化物和氰化物均能由此而清除。阳极室内H＋浓度增加，pH值下降，使阳极室内的水成为酸性，也就是酸性生命活力水。
B.阴极反应为得到电子e－(还原反应)
可见阴极室内OH－愈来愈多，H＋则生成H2↑而逸出，因此阴极室内OH－增加，pH值上升，阴极室内的水成为碱性，也就是碱性生命活力水。
以上是阴极室和阳极室中的水分别呈酸性和碱性的基本原理，由于两室之间被隔开的缘故，于是水性各异。
2.由于重金属离子(多为有毒)均为阳离子，例如汞和铅，因此均向负极移动，即向硅酸盐透析缸内迁移，阳极室内金属离子愈来愈少，以至消失殆尽。此外，pH值在阳极室中逐渐降低，在酸性环境中，加上在大的电场中，细菌，病菌等这些由蛋白质构成的微生物，因细胞膜通透性改变及蛋白质的变性均纷纷裂解。其余的残存蛋白质在酸性环境中都带正电荷(见下述)，因此均向负极(缸内)迁移(电泳)，但此时，阴极室缸内pH愈来愈高(OH－增加)。我们知道所有氢氧化物除了NaOH和KOH外，都会产生沉淀反应，包括Ca，Mg，Al，Zn，Fe，Pb，Cu，Hg，Ag，Au，Cr，Se，As的氢氧化物产生沉淀反应后，可经普通过滤而加以消除。这些金属离子不仅与OH－结合成沉淀析出，而且还与极性胶体颗粒，极性高分子化合物(成为凝聚物支架)一起结合成沉淀析出。事实上，现有自来水中有不少胶体颗粒，高分子化合物及各种蛋白质，胶体微粒在电场中遇到极性分子可产生失稳作用(凝聚作用)，这就是所谓电化学混凝作用。这类胶体微粒与电解质之间的作用是纯静电性的(叔尔采尼法则)，所以电解质离子价数对凝聚效果有明显影响，离子价数愈多，凝聚效果愈好，在操作过程中可看到透析缸内大量絮状沉淀物，和大量气体逸出(H2，O2，Cl2等)，就是上述反应的结果。缸外阳极室内酸性水则完全澄清，可直接饮用，而缸内阴极室内碱性水则需加以过滤处理才可饮用。
3.胶体颗粒的直径在1nm到1000nm(1μm)之间范围内，因为这些直径的微粒都具有胶体性质，这些微粒可以是粘土粒子蛋白质，也可以是溶质分子的集合体，还可以是高分子化合物。因不溶于水而成为水中的微多相分散体系。在直流电场中，固相胶体微粒与水相之间产生相对运动，胶体颗粒向某个电极方向移动沉积，水分子向另一电极方向移动，前者称为电泳现象，后者称为电渗透现象。实验证明，细菌及蛋白质一类的高分子有机物在酸性环境中带正电，因此它们向负极(缸内)移动(电泳)。在碱性液中带负电。如下式
因蛋白质含胺基(－NH2)羧基(－COOH)，具有两性性质。蛋白质在碱性水中遇到阳离子则形成絮状沉淀，这些阳离子有部份是从阳极室中迁移进来的。这种絮凝沉淀一是因离子性基团的电性中和而引起凝聚，二是利用高分子物质的键状结构，借助吸附架的支架作用，引起凝聚，这些凝聚与水的pH值，温度，水中离子的组成，电流密度都有关。
4.在电渗透过程中除了上述电极反应，阴、阳离子迁移，胶体微粒，蛋白质，细菌等高分子物质的电泳，电凝聚外，尚有一些次要的电化学过程。
a.同名离子迁移因为硅酸盐透析缸(膜)可以透过离子，高分子化合物，蛋白质，它的通透选择性不可能是百分之百，这种少量正负离子可能迁移至同名电极室中。
b.电解时间稍长随着离子迁移，缸内外渗透压可以不同，水可从低渗透压渗到高渗透压去，同时由于离子均呈水合离子状态，所以各种离子基团迁移过程中会携带一部份水分子迁移，本装置的水是从阳极室向阴极室迁移，说明水中多数杂质离子向缸内阴极室内迁移，并带入水分子入内，使缸内水面逐渐上升，而缸外水面逐渐下降，同时也说明多数离子由缸外向缸内(阴极)迁移，缸内的渗透压较高，缸内的离子浓度较高。
按照11的比例混合酸性水和碱性水便得到所谓的中性生命活力水。经科学家认定，证明它完全符合世界卫生组织(WHO)的法定饮用标准。它清除了日常自来水中对人体不利的物质，指氰化物，硝酸盐，氯及各种有毒的重金属离子能完全清除。使硬度明显降低，有利于防止各种结石，胃肠功能疾病，清除了各种挥发性酚，阴离子合成洗涤剂等杂质，溶解性固体大大减少，使水在感觉、性状以及口味上大大优于自来水，与矿泉水完全可以媲美。此中性生命活力水还保存了对人体有益的元素，如铁，钙，镁，锰，锌，但含量稍低，这是中性生命活力水与矿泉水相比稍为逊色之处，但如果我们稍加一些稀有元素，除有机锗以外，用天然中药(某些中药含有大量宝贵的稀有微量元素)，则其品味可与天然矿泉水并驾齐驱，甚至超过之。当然，这些元素在我们日常饮食中可足量摄取，由饮水提供的有益元素在总摄入量中仅占很小一部份。
透析硅酸盐材料的说明本实用新型的装置透析材料为太湖流域的特殊白陶粘土，包括有高岭土Al4［(OH)8／Si4O10］，白云母KAl4［(OH)2／AlSi3O10］，石英等成份，为层状硅酸盐片状晶体，有吸水保水能力，经配料，破碎，过筛，搅拌，湿化，塑化成形后，再在1100℃到1200℃的炉中焙烧。湿化时掌握水份为20％左右的比例，保持材中均匀一致的微孔率。由于在加热过程中，内部的水份呈蒸汽排出而产生多个气孔，这种气孔呈毛细管网形式，水可在其中呈气相或液相移动，微气孔的直径约1μm，有利于离子，高分子化合物及胶体微粒等的渗透通过。
权利要求1.一种净化与极化水的装置，其特征在于它为一绝缘容器，中央为一透析缸，绝缘容器上方有一电极支架，电极支架外侧可容阳极板穿过，电极架中央可容阴极板穿过，使阴极板放在透析缸之内，阳极板放在透析缸之外，一气孔和一入水孔分别位于容器顶端，一连接于透析缸下方的过滤器，当电源加到阳极板与阴极板时，加入的水被电解成氢离子(H+)和氢氧离子(OH-)，杂质被电离而迁移到阴极室内与氢氧离子(OH-)结合产生沉淀，经过滤而成为可饮用的碱性活力水，同时使阳极室内的氯离子(Cl-)，氟离子(F-)和/或氰离子(CN-)得到电子而形成气体并从气孔逸出，使阴极室内的水成为可直接饮用的酸性活力水。
2.根据权利要求1所述的净化与极化水的装置，其特征在于绝缘容器上设置一水位控制器。
3.根据权利要求1所述的净化与极化水的装置，其特征在于绝缘容器由陶瓷制成。
4.根据权利要求1所述的净化与极化水的装置，其特征在于透析缸材料为太湖流域的白陶粘土，其中包括高岭土，白云母和石英。
5.根据权利要求4所述的净化与极化水的装置，其特征在于透析缸材料包括锂，锶，锌，溴和／或碘。
专利摘要一种净化与极化水的装置，它包括一瓷质绝缘容器以及位于瓷质绝缘容器中央的一硅酸盐透析瓷缸，构成内室和外室；容器上方有一组电极装置，该装置接有一根阴极和两根阳极，使阴极位于内室而阳极位于外室；气孔位于瓷质绝缘容器上；一个进水口，分别把水引入瓷质绝缘容器和硅酸盐透析瓷缸；瓷质绝缘容器的底部设一个与瓷质绝缘容器相通的过滤器；外室底部设一个酸性水出水口；瓷质绝缘容器外侧设一电控水位器。本装置可过滤、分离水中的各种杂质，提供洁净的极化饮用水。
文档编号C02F1/461GK2143221SQ9224440
公开日1993年10月6日 申请日期1992年12月21日 优先权日1992年12月21日
发明者苏宗标 申请人:苏宗标