简易台式饮水机的制作方法_2

文档序号:9919027阅读:来源:国知局
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。
[0017]本发明正是利用羟自由基的这些特性,针对市供自来水这种特殊微污染水水质特点,通过结构上巧妙设计,一方面将阳极直接氧化反应引出到水箱外部发生,排除氧化反应毒副产物,另一方面将阳极间接氧化作用发挥到极致,实现对源水极其深度且安全的净化。具体实用效果是:(I)充分利用电化学水处理技术,以达到现有物理水处理工艺无法达到、对源水中污染物的深度降解、高效去除的效果;(2)将阳极直接氧化反应引出到装置外部进行,同时将可能生成的氯酸盐、次氯酸盐类强氧化因子排出,抑制臭氧生成,以降低在容器内水中生成毒副产物的风险;(3)主要依靠羟基类强氧化性且寿命极短、且无毒副作用的间接电化学中间体,来实现所期望的电化学水处理效果。
[0018]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,然后经所述膜过滤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。本发明中所述膜过滤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所述膜过滤单元之前已经基本处理干净,因此所述膜过滤单元的工作负荷大大减轻,相应地,所述膜过滤单元的使用寿命大大延长。
[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(即微孔空间过大)则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。而透水性隔膜的透水微孔的孔径过小(即过水通道过小),会使电解产气无法发生或是产气效率极其低下,小到一定程度会使电解产气无法进入微孔的透水孔径,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,确定所述透水性隔膜的透水微孔的孔径范围是2毫米?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]为了更好的获得孔径均匀的微孔,并进一步改善隔膜的亲水性,从而产生更多的等离子群(更多的等离子群意味着在水中生成更多极具杀菌能力的暂态氧化因子),本发明中所述透水性隔膜优选采用以下改性方法制得的隔膜:
1)将纳米二氧化钛溶液在温度为400C-60 0C的紫外箱内辐照10-30分钟;
2)由以下质量比的原料组成膜液:
PVDF:20%-30%
致孔剂:2-5%
步骤I)辐照后的纳米二氧化钛:2%-4%
表面活性齐Ij: 3%-5%
溶剂:70%-80%;
3)将配置好的膜液通过超声波振荡20-40分钟;
4)用刮膜机刮成液膜,将液膜在空气中静置10-30秒,然后浸入凝固液中凝固成透水性隔膜;
5)所述隔膜在浓度为10%酒精水溶液中浸泡10-40分钟,然后放入去离子水中漂洗;
6)将所述隔膜置于施加有1kv直流脉冲高压的纯水箱内处理I小时。
[0023]膜微孔的形状均匀性以及孔径大小的均匀性,对膜中等离子放电影响甚大,因此本发明中所述透水性隔膜优选在使用时每个透水微孔中均形成等离子放电。这样在使用放电时,阴阳电极间的电场方向可以透过每个透水微孔的等离子群,将等离子放电引导到透水性隔膜的所有过水通道内进行,从而以极小电压即可激发出水体等离子放电,在水中生成大量极具杀菌能力的暂态氧化因子,可以大大提高水体中污染物的降解效率,更好的进行杀菌消毒等。
[0024]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。
[0025]上述技术方案的改进是:所述第一出水口与第二进水口之间设有三通阀,所述三通阀的入口与第一出水口连通,所述三通阀的第一出口与第二进水口连通,所述三通阀的第二出口与水箱的第一进水口连通。这样,所述三通阀就具有两种状态,分别是使所述第一出水口与第一进水口连通的第一状态和使第一出水口与第二进水口连通的第二状态,当三通阀处于第一状态时,就可以得到健康的饮用水;当三通阀处于第二状态时,可以使水箱内的水流动起来,从而实现循环电解,水中的各种阴阳离子在电解反应过程中,从水箱内穿过透水性隔膜,迀移到水箱外排掉,使水箱内的水质得到不断净化。
[0026]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。
【附图说明】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]图1是本发明实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
实施例
[0029]本实施例的简易台式饮水机如图1所示,包括电解单元和膜过滤单元9;电解单元包括一对阴、阳电极3-1、3-2,为阴、阳电极3-1、3-2供电的电解电源2和水箱1,成对的阴电极3-1和阳电极3-2之间设有透水性隔膜5-1;水箱I上设有第一进水口 1-1和第一出水口 1-2,透水性隔膜5-1采用非导电性材料制成,水箱I的侧壁上开设有窗口,透水性隔膜5-1满敷布设在窗口上,阴电极3-1设于水箱I内部且阳电极3-2设于水箱I外部,在使用时,水箱I内的水通过透水性隔膜5-1渗出,并在透水性隔膜5-1与阳电极3-2之间夹持有一层水膜(当然,透水性隔膜5-1与阳电极3-2之间也可能通过渗透水点接触或面接触);膜过滤单元9设有第二进水口和第二出水口,第一出水口 1-2与第二进水口连通;第一出水口 1-2与第二进水口之间设有增压栗8。透水性隔膜5-1与阳电极3-2之间的间隙(即水膜层)下方设有排污池(图中未示出)。
[0030]本实施例中膜过滤单元9可以采用微滤膜过滤单元、超滤膜过滤单元或纳滤膜过滤单元等传统的膜过滤单元,当然也可以采用物理吸附过滤单元等。
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