专利名称：家用电解净水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种饮用水净化装置。
由于水源受到污染、自来水厂生产工艺控制不严、给水管网陈旧及蓄水箱二次供水设施的污染等因素，造成城市自来水居民用水终端水质经常超标。另外目前水厂通用的加氯消毒工艺往往在出水中产生具致癌性的卤代烃，对人体有害的重金属不在自来水生产工艺控制之列。因此，在自来水用户终端配备二次深度净化装置，保护人民群众身体健康，提高生活质素十分必要。
为将自来水中的细菌滤出，现有的净水器多采用0.2微米超滤膜中空纤维，采用物理隔绝的办法将细菌截留在进水区。但由于细菌并没有杀死，反而在滤膜上聚集、繁殖，大量细菌的代谢产物可以通过超滤膜进入净化水中，污染净化水，进而危害饮用者的健康。另外，超滤膜也不具有去除有机物(如致癌性的三氯甲烷)及重金属离子的功能，虽然采用活性炭吸附可以去除这些化学物质，但是活性炭使用寿命有限，达到一定吸附量后就会饱和，如不及时更换甚至会释放出有害物质。另外活性炭可成为孳生细菌的温床，还会造成水中亚硝酸盐(具致癌性)含量的增加。
以前有人提出了利用水电解的办法来杀灭水中的细菌等微生物，但由于未能准确地把握水电解过程中复杂的电化学反应历程，因而设计出的电解净水器均不能较完全地杀灭自来水中的细菌等微生物。我们的实验证明这些电解净水器的杀菌率均在70％以下，这样即使自来水达到GB5749-85《生活饮用水卫生标准》的要求的细菌总数小于或等于100cfu/ml，处理后仍有30cfu/ml，仍然超过直接饮用水要求的20cfu/ml。何况自来水终端卫生指标经常是超标的，如在有蓄水箱的情况下出水细菌总数常在300cfu/ml以上。
在现有的电解水杀菌净水器专利中，有的认为在阳极析氧过程中会生成原子氧[O]，进而通过原子氧的强氧化作用来杀菌，但实际上阳极析氧过程为可见只存在吸附于电极表面的原子氧，原子氧并不会进入水中，因而只有到达电极表面的那部分细菌会被杀灭，而不能完全杀灭水中的细菌。有些认为电极间的电场可杀灭细菌，但由于电解水一般采用十几伏的低电压，而细菌只有零点几微米大小，分布到每个细菌上的电压将只有数十毫伏数量级，只与其生物细胞刺激电场相当，故此要利用这样的电场杀灭细菌是不太可能的(除非采用高压静电方式)。
众所周知，过氧化氢是一种强氧化剂，且易分解为氧气和水，常用于消毒杀菌。近年来过氧化氢也广泛用于包装饮料、食品的纸塑无菌包装盒包装前的杀菌。所以国外也已将过氧化氢用于自来水厂处理工艺中的消毒及去除有机物。而氧气在电解阴极还原的过程中，就会生成过氧化氢(H2O2)中间产物
并且采用旋转环盘电极试验当氧在圆盘电极上还原时，由于圆盘电极旋转甩出的过氧化氢可在周围的圆环电极上检测出(根据圆盘上氧还原电流与圆环上过氧化氢氧化电流之比可推测出中间产物过氧化氢甩出率可达20％)。
根据上述原理，我们可以将水电解在阳极析出的氧气通过水流带到阴极进行还原，并利用水流的冲刷作用将阴极上氧还原反应的部分中间产物过氧化氢带到水中对水中细菌等微生物进行杀灭，并利用阳极氧化对水中有机物进行氧化分解，并利用阴极还原去除水中的重金属离子，以得到深度净化的高质量直饮水。另外，现有净水器往往没有反冲功能，滤芯容易堵塞，有的利用自来水倒向进水进行反冲又会造成净水区的污染，因此如何利用净化水反向流动对滤芯进行冲洗也是一个有待解决的问题。
本实用新型的目的是提供一种家用电解净水器，可以对自来水进行深度净化，它可安装在用户终端，确保饮用水的卫生质量，同时，这种净水器结构简单、成本低、便于推广。
本实用新型的技术方案如下一种家用电解净水器，包括外壳和底座，所述外壳的开口端与底座密封连接；其特征在于，在所述外壳和底座所围成的密封空间内设有一滤芯，所述的滤芯将外壳与底座所围成的密封空间划分为里层和外层两部分；在滤芯内腔底座面上设有进水口，在进水口上紧贴板网状阳极，在离阳极一定距离处设有板网状阴极；在所述外壳与滤芯间的空间接一出水管。
自来水通过进水管先到达电解阳极，水在其上发生析氧反应及水中有机杂质的氧化分解反应。水流带着氧气然后到达电解阴极，在其上发生析氢反应，氧还原反应及水中重金属离子的还原反应。由于水流对阴极的冲刷作用而将氧还原反应的中间产物过氧化氢部分带入水中而对水中细菌、病毒等微生物进行消毒灭活。然后，进入滤芯内腔并经过滤芯滤除水中浑浊物质如泥沙、铁锈、藻类以及过氧化氢与水中重金属离子形成氧化物、阴极形成碱化的水垢，净化水进入外壳内并经过开启的出水阀从出水管流出。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型家用电解净水器一个典型实施的结构示意图；图2为本实用新型家用电解净水器净水工艺流程示意图。
如
图1所示的本实用新型净水器，包括外壳1和底座7，外壳1的开口端与底座7密封连接；在外壳1和底座7所围成的密封空间内设有一滤芯2，滤芯2将外壳1与底座7所围成的密封空间划分为里层和外层两部分；在滤芯2内腔底座面上设有进水口5，在进水口5上紧贴板网状阳极6，在阳极6上垫有一片绝缘网4，在绝缘网4的上面设有板网状阴极3；在外壳1与滤芯2间的空间接一带出水阀12的出水管13。
本实施例中，进水口5通过三通阀11分别与进水管10和排水管9相连。在底座7中还有一电源控制盒8，电源控制盒8的两个输出端分别接所述的电解阴极3和电解阳极6。
本实施例中，滤芯2为1μm级烧结精滤滤芯，阳极6为镀铂钛阳极，阴极3为不锈钢阴极。
本实用新型净水器的外壳1最好为透明塑料制成，底座7为塑料制成。
图2示出了本实用新型净水器的净水工艺过程。自来水通过三通阀11先到达电解阳极6，水在其上发生析氧反应及水中有机杂质的氧化分解反应。水流带着氧气然后到达电解阴极3，在其上发生析氢反应，氧还原反应及水中重金属离子的还原反应。由于水流对阴极3的冲刷作用而将氧还原反应的中间产物过氧化氢部分带入水中而对水中细菌、病毒等微生物进行消毒灭活。然后，进入滤芯2内腔并经过滤芯2滤除水中浑浊物质如泥沙、铁锈、藻类以及过氧化氢与水中重金属离子形成氧化物、阴极3形成碱化的水垢，净化水进入外壳1内并经过开启的出水阀12从出水管13流出。
同时市电进入电源控制盒8经变压器降压至36伏的安全电压以下，经一电路变换为直流恒电流电源分别加在电解阳极6和电解阴极3上，由三通阀11在进水状态时触发电源开启，对电解电极输出平均值恒定在0.1-1A间某值的电解电流，以保证对各种不同硬度(决定自来水电阻率)的自来水取得相同的消毒及其他处理效果。
净水器使用一段时间后，电解产生的副产物氢气和氧气会在外壳1上部聚集形成一气室，这时关闭出水阀12，将三通阀11拨到进水状态，利用自来水的压力压缩该气室，平衡后，将三通阀11拨向排水状态，气室气体膨胀，推动净化水对滤芯2进行反冲清洗。同时由另一开关控制对电解电极施加反向电流，以溶出电解阴极3上的沉积的水垢及重金属，随反冲洗污水一起经三通阀11由排水管9排出。
本实用新型净水器由于采用进水先经过电解阳极再到达并冲刷阴极而带出过氧化氢的电解消毒工艺，因而无需采用超滤膜中空纤维滤芯而只需采用烧结滤芯，大大降低了滤芯成本及延长滤芯更换周期；自来水全部穿过电解电极，保证了消毒杀菌、去除重金属离子、分解有机物的效果；对电解电极施加恒定的电解电流，保证了对不同硬度的自来水具有相同的处理效果；实现了对滤芯进行净化水反冲清洗，避免了滤芯清洗过程中对净水面的污染。
权利要求1.一种家用电解净水器，包括外壳(1)和底座(7)，所述外壳(1)的开口端与底座(7)密封连接；其特征在于，在所述外壳(1)和底座(7)所围成的密封空间内设有一滤芯(2)，所述的滤芯(2)将外壳(1)与底座(7)所围成的密封空间划分为里层和外层两部分；在滤芯(2)内腔底座面上设有进水口(5)，在进水口(5)上紧贴板网状阳极(6)，在离阳极(6)一定距离处设有板网状阴极(3)；在所述外壳(1)与滤芯(2)间的空间接一出水管(13)。
2.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，在所述阳极(6)与阴极(3)之间设有一片绝缘网(4)。
3.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，在所述出水管(13)上设有出水阀(12)。
4.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述的进水口(5)通过三通阀(11)分别与进水管(10)和排水管(9)相连。
5.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，在底座(7)中还有一电源控制盒(8)，所述电源控制盒(8)的两个输出端分别接所述的电解阴极(3)和电解阳极(6)。
6.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于所述的外壳(1)为透明塑料制成，所述的底座(7)为塑料制成。
7.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于所述的滤芯(2)为1μm级烧结精滤滤芯。
8.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于所述的阳极(6)为镀铂钛阳极。
9.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于所述阴极(3)为不锈钢阴极。
专利摘要本实用新型公开了一种家用电解净水器,包括外壳和底座,在外壳和底座所围成的密封空间内设有一滤芯,滤芯将外壳与底座所围成的密封空间划分为里层和外层两部分;在滤芯内腔底座面上设有进水口,在进水口上紧贴板网状阳极,在距阳极一定距离处设有板网状阴极;在外壳与滤芯间的空间接一出水管。这种净水器可以对自来水进行深度净化,同时,这种净水器结构简单、成本低、便于推广。
文档编号C02F1/467GK2365199SQ9923517
公开日2000年2月23日 申请日期1999年1月14日 优先权日1999年1月14日
发明者裴小勤 申请人:裴小勤