微排放纯水机的制作方法_2

文档序号:9919026阅读:来源:国知局
域,由于透水性隔膜是非导电性材料制成,因而在透水微孔的过水通道内产生电压降,即当电解电源的电解电压施加于外电极(阳电极)和内电极(阴电极)后,形成如下的电压降落关系:透水性隔膜外阳电极(+)—阳电极与透水性隔膜之间水膜的电压降U1—透水性隔膜自身阻抗产生的压降U2—透水性隔膜与源水箱内的阴电极之间水阻抗产生的电压降U3。
[0015]而阳电极仅与透水性隔膜的渗透水接触,即阳电极贴近透水性隔膜,这样水电解时的析氢、析氧反应生成的气体很容易进入透水微孔的过水通道内并在过水通道内的水中生成气泡,在透水性隔膜的透水微孔的过水通道内的狭小环境中气泡很容易破碎从而产生局部高温高压,进而以极小电压激发出高效的水体等离子放电,在透水性隔膜中及透水性隔膜周边区域水中生成羟基自由基类暂态氧化因子的等离子体(等离子体是和固态、液态、气态处于同一层次的物质第四态,低温等离子体富含电子、离子、自由基和激发态分子,电子与离子有很高的反应活性,可以使通常条件下难以进行或速度很难的化学反应变得十分迅速,通过水体放电生成等离子群,可以大大提高水体中污染物的降解效率),该羟基自由基暂态氧化因子的氧化性极强(超过臭氧),同时在水中的存在时间又极短,因此可以在产生后迅速对水中有机物(如细菌)等污染物形成极强的降解作用并自身迅速氧化后直接还原为水,不留任何毒副作用。
[0016]本发明在使用时,源水首先经所述电解单元进行电化学处理,灭活细菌,深度降解去除源水中的有机物等主要污染物,所述多孔性吸附材料对电化学处理后的水进一步进行粗过滤处理,最后经所述反渗透膜处理单元进一步物理拦截滤除水中残留有害物质,而且也滤除所述电解单元工作过程中可能产生导致生物指标变差的次生物质,即本发明采用“前置电化学处理与物理吸附-膜过滤后置处理”的组合,从而克服了【背景技术】中“物理吸附-膜过滤前置处理与电解制水单元后置处理”的组合的各种缺陷(比如现有技术中提到的过滤膜容易破损失效、重金属超标等),得到所需的纯净水。本发明中反渗膜处理单元为纯物理处理方式,确保了出水水质尤其是生物指标的高度安全性,而本发明源水中的污染物在进入反渗透膜处理单元之前已经基本处理干净,因此反渗透膜处理单元的工作负荷大大减轻,相应地,反渗透膜处理单元的使用寿命大大延长。
[0017]现有的反渗透膜由其工作机理所决定必须要有浓水排放才能正常工作,且产品水与浓水的比例一般为3:7左右。但本发明中反渗透膜处理单元的浓水侧出水并未直接废弃,而是回流到源水箱内作二次处理与循环利用。就整个纯水机而言,真正外排废弃的仅仅是从源水箱外侧排出的极少量污水。本发明的样机分别在中国若干典型城市,以当地市供自来水为源水,所作得长期、大量运行考核实验数据表明,在保证系统稳定可靠工作及出水水质净化安全指标的前提下,可控制和实现产品纯水与外排废水的比例优于8:2。以中国大连地区为例(市供自来水的TDS在100?150mg/L),实际的产品纯水与废水比例大于9:1。因此,本发明中的废水排放量极少,出水效率大大提高。
[0018]另外特别需要说明的是,传统的反渗透净水系统的产品水偏酸性,而本发明得益于电解单元的引入,产品水趋于弱碱性,而且氧化还原电位较低(小于零毫伏),有益健康养生。
[0019]优选的,所述透水性隔膜的透水微孔的孔径大小和形状基本相同。
[0020]本发明中,如果透水性隔膜的透水微孔的孔径过大(即过水通道过大)等效于变相增大了电极直径(电极曲率半径)致使水中放电起始激发电压增高,并且使产生气泡体积变大减小了气液两相接触反应的比表面积。透水微孔的孔径过小(即过水通道过小),会使电解产气无法进入微孔的透水孔径(也就无法在过水通道内生成气泡),从而使等离子放电无法正常进行。因此,经过发明人的反复试验,所述透水性隔膜的透水微孔的孔径小于2毫米且大于I纳米,所述透水性隔膜的透水微孔的孔径尺寸相互之间彼此相差小于20%。
[0021]优选的,所述透水性隔膜为亲水性的透水性隔膜。亲水性膜表面能与水形成氢键有序结构,可以改善膜孔充水浸润状态,有利于膜中等离子放电过程持续进行。
[0022]另外,由于透水性隔膜得到成对电极的夹持保护,试验证明,该透水性隔膜在使用过程中不会因破损或阻塞等提前失效报废,始终保持稳定可靠工作状态;即使在透水性隔膜和电极表面偶有结垢也是较松散的浮垢,因此在电解过程中适当倒换施加给透水性隔膜两侧的成对电极的电解电压极性,就可以很容易的去除阴、阳离子析出物在电极和透水性隔膜表面的沉积结垢。
[0023]上述技术方案的进一步改进是:所述源水箱的外侧设有包围源水箱下部的壳体,所述壳体、源水箱和透水性隔膜之间形成包围阳电极的封闭空间,所述壳体的上部设有开口,所述开口形成所述源水箱的第一进水口 ;所述壳体的底部设有第一排污口。
[0024]这样,市供自来水源水从第一进水口注入封闭空间,并在自来水压力下通过设于壳体和源水箱之间的透水性隔膜进入源水箱。源水中的各种污染物被透水性隔膜阻隔过滤直至源水箱注满水后,打开第一排污口并保持适当的开度,并开始电解过程。源水箱内水中离子(既包括原有溶解于源水中的离子,也包含对水电解的离子生成物)选择性地从透水性隔膜的内侧透出到膜外侧进入封闭空间,并随透水性隔膜的渗透出水,从底部的第一排污口排出,从而使源水箱内的水质不断得到净化。
[0025]优选的,所述电解电源是高电平窄脉宽的直流脉冲电源或正向电压电平大于反向电压电平的交变脉冲电源。这样可以提高电解效率。
[0026]上述技术方案的进一步改进是:所述第一出水口和反渗透膜处理单元之间设有保安过滤器,所述保安过滤器的滤芯以错流方式工作;所述保安过滤器设有第三进水口、第二出水口和排污出口,所述第三进水口与第一出水口连通,所述第二出水口与第二进水口连通,所述排污出口与源水箱连通;所述保安过滤器的排污出口与源水箱之间串接有第一废水比,所述第一废水比由第一电磁阀和第一节流阀并联而成。本发明中保安过滤器的滤芯优选超滤膜或微滤膜替代传统使用的微滤滤芯,这样不仅能对后级反渗透膜处理单元构成更好保护,而且避免了滤芯的频繁更换。实际测试证明,本发明装置在达到额定总制水量后保安过滤器的滤芯仍处于良好状态,通水量没有明显下降。所述保安过滤器的排污出口与源水箱之间串接有第一废水比,这样可以在实际制水前使第一废水比的电磁阀开启从而对保安过滤器的滤芯也进行冲洗,可以大大延长保安过滤器的滤芯的工作寿命。
[0027]上述技术方案的进一步改进是:所述反渗透膜处理单元的浓水出口与源水箱之间串接有第二废水比,所述第二废水比由第二电磁阀和第二节流阀并联而成。通过开启第二废水比的电磁阀可以利用保安过滤器的净水输出(即第二出水口的出水)对反渗透膜处理单元的反渗透膜表面进行冲洗,除去附着在膜表面沉积物。
[0028]为了提高本发明装置中的电解效率,所述成对的阴电极和阳电极至少有两对,所述多孔性吸附材料填充在源水箱内的阴电极之间。
[0029]本发明中多孔吸附材料主要起吸附作用,由于多孔吸附材料受到电解单元的保护,具有一定的自净再生作用;尤其在多孔吸附材料优选采用活性炭填充层或多层活性炭纤维叠加块的情况下,受电解絮凝影响而结垢板结情况大大缓解,只需定期取出清洗,即可重新使用,使用寿命大大延长。
[0030]上述技术方案的进一步改进是:所述多孔性吸附材料位于源水箱的中部从而将源水箱分成上、下两部分,所述反渗透膜处理单元的浓水出口与源水箱的连接处位于源水箱的下半部
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1