专利名称：一种饮用水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水处理，尤其是涉及一种饮用水处理装置。
背景技术：
近年来，我国饮用水水源的污染日益加剧，如不经有效处理而直接饮用，将给人民 的健康带来严重危害。目前，净水厂主要采用“混凝_过滤_氯消毒”的传统工艺，该工艺 能有效去除水中的悬浮物、色度和病原菌，但对其中的重金属离子和溶解性有机物的去除 效果有限。而且，在氯化消毒过程中有机物会与氯气反应而产生多种有毒有害副产物，如三 卤甲烷(THMs)、卤代乙酸(HAAs)等。因此，寻求一种能同时去除有机污染物、病原体和重金 属离子的饮用水深度处理方法非常重要。目前市面上用于饮用水深度处理的方法主要有微 滤、超滤、反渗透、紫外光光解和活性碳吸附，但均存在功能单一、运行成本高等缺点。放电等离子体水处理技术是一种新型的水处理技术，不需要额外添加化学药剂， 利用放电直接在水中产生等离子体，可在水中产生冲击波、紫外光等物理效应和多种化 学活性物质，如羟基自由基(·0Η)、过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)、氢原子(·Η)等，这些物 理效应和化学活性物质的联合作用可使水中的有机物发生彻底氧化分解，病原体细胞壁 破坏和重金属离子还原。目前典型的放电水处理工艺有介质阻挡放电([l]M.KUraiCa， B.Obradovic, D.Manojlovic, D. Ostojic, J. Puric, Ozonized water generator based on coaxial dielectric-barrier-discharge in air, Vacuum, 73 (2004) 705-708)、高压脉冲放 电([2]Soon Yong Shim,Water treatment apparatususing plasma reactor and method thereof, US 0066228226B1, 2001 ； [3]雷乐成，张兴旺，幸青，等.饮用水安全消毒的脉冲等 离子体催化装置，中国专利CN 201351129Y,2009)和辉光放电([4]高锦章，蒲陆梅，杨志 明，等.等离子体饮用水净化装置，中国专利CN 2737777Υ，2005)等，受放电工艺及设备的 局限，存在电源复杂，能量利用率低、电极腐蚀等缺点，不利于工业放大和优质饮用水的制 备。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种饮用水处理装置。本实用新型设有反应容器、阴极、阳极、隔膜和电源。阴极和阳极设在反应容器内，阴极和阳极均固定在电极载体上，电极载体设在反 应容器上部，阴极与电源负极电连接，阳极与电源正极电连接；隔膜底部固定在反应容器内 底部，隔膜将反应容器分隔为阴极区和阳极区，在反应容器顶部设有进水口，在反应容器底 部设有碱性水出水口和酸性水出水口；阳极为钼阳极、钛阳极或不锈钢阳极等，在阳极上设 有套管，套管上设有至少1个小孔；阴极为石墨阴极、不锈钢阴极或其它稳定材料阴极；电 源为0 1500V直流电源或0 1500V直流脉冲电源。所述套管可为石英套管或玻璃套管。所述电极载体可为绝缘材料载体，尤其是采用聚四氟乙烯载体。[0009]所述隔膜可为多孔陶瓷隔膜，石英隔膜，玻璃隔膜或塑料隔膜等。本实用新型使用时，可采用以下方法。1)反应容器通水后，开启电源，对阴极和阳极施加0 400V电压，发生电解反应；2)对阴极和阳极施加的电压升高至500 1500V，焦耳热的作用使阳极外层小孔 处液态水气化，小孔处气体被击穿，形成等离子体；3)利用放电对进水进行处理，当进水停留时间大于IOmin时，去除水中的有机物、 病原体和重金属，在碱性水出水口和酸性水出水口分别获得pH > 8. 5的弱碱性水和pH < 4. 5的弱酸性水。本实用新型利用放电在水中直接产生等离子体，迅速高效地同步去除水中微量有 机污染物、细菌等病原体以及重金属离子，所获得的弱碱性水具有小分子团特性，可作为饮 用水等使用，所获得的弱酸性水可作为洗浴水等使用。本实用新型的工艺条件范围为常温 常压条件，因此适用于小区供水以及家用饮用水，洗浴用水处理。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。图1给出本实用新型实施例的结构示意图，设有反应容器1、阴极2、阳极3和隔膜 6，阴极2和阳极3设在反应容器1内，阴极2和阳极3均固定在电极载体12上，电极载体 12设在反应容器1上部，阴极2与电源负极7电连接，阳极3与电源正极8电连接；隔膜6 的底部固定在反应容器1内底部，隔膜6将反应容器1分隔为阴极区和阳极区，在反应容器 1顶部设有进水口 9，在反应容器1底部分别设有碱性水出水口 10和酸性水出水口 11。阴极2可采用石墨阴极、不锈钢阴极等。阳极3可采用钼阳极、钛阳极或不锈钢阳 极等，在阳极3外设有带有若干小孔的石英套管或玻璃套管5，带有若干小孔的石英套管或 玻璃套管5包覆阳极3。电极载体12可采用聚四氟乙烯或其他绝缘材料。所述电极载体12可为绝缘材料载体，尤其是采用聚四氟乙烯载体。所述阴极可以 是石墨阴极、不锈钢阴极或其它稳定材料阴极。所述隔膜材料可为多孔陶瓷，石英，玻璃及塑料。所述电源可采用0 1500V直流电源或直流脉冲电源。以下给出采用本实用新型进行饮用水处理的方法实施例。实施例1反应容器中通水后，开启直流电源，给阴极和阳极施加400V电压，在反应容器中 发生电解反应。继续升高电压到500 1500V，小孔处气体被击穿，形成等离子体，对进水进 行处理。实验条件容器体积为IL ；大肠杆菌初始浓度为103CFU/ml ；苯酚浓度为2mg/l ；初 始pH为6. 5 ；银离子浓度为3mg/L ；电流为25mA，电压为500 1500V，恒电流模式。检测条件大肠杆菌用计数法测定，苯酚浓度用高效液相色谱测定，PH用酸度计 测量，银离子浓度用原子吸收法测定。所得数据如表1所示。[0027]表1 实施例2反应容器中通水后，开启直流脉冲电源，对进水进行处理。实验条件容器体积为IL ；大肠杆菌初始浓度为103CFU/ml ；苯酚浓度为2mg/l ；初 始pH为6. 5 ；银离子浓度为3mg/L ；脉冲电压峰值为1000V ；脉冲频率为3000赫兹；输入功 率为50瓦。大肠杆菌用计数法测定，苯酚浓度用高效液相色谱测定，pH用酸度计测量，银 离子浓度用原子吸收法测定。所得数据如表2所示。表2 本实用新型利用放电等离子体的电化学过程，该过程同时具备物理效应和化学效 应，物理效应产生紫外光和冲击波，化学过程形成多种活性物质，如· H，·0Η，H2O2，激发态的原子、分子等。因而利用二者的协同作用，集光、电、化学氧化于一体，有效降解有机污染物， 杀灭水中微生物。由于电极不与高活性的等离子体直接接触，因此没有电极损耗。电解的 阴极还原可以去除水中重金属离子；电解后阴极和阳极分别产生弱碱性水和弱酸性水；同 时，用等离子体辐射对水分子氢键的影响产生小分子团的活化水，成为优质饮用水。
权利要求一种饮用水处理装置，其特征在于设有反应容器、阴极、阳极、隔膜和电源；阴极和阳极设在反应容器内，阴极和阳极均固定在电极载体上，电极载体设在反应容器上部，阴极与电源负极电连接，阳极与电源正极电连接；隔膜底部固定在反应容器内底部，隔膜将反应容器分隔为阴极区和阳极区，在反应容器顶部设有进水口，在反应容器底部设有碱性水出水口和酸性水出水口；在阳极上设有套管，套管上设有至少1个小孔。
2.如权利要求1所述的一种饮用水处理装置，其特征在于电源为0 1500V直流电源 或0 1500V直流脉冲电源。
专利摘要一种饮用水处理装置，涉及一种水处理。设有反应容器、阴极、阳极、隔膜和电源。阴极和阳极设在反应容器内，阴极和阳极均固定在电极载体上，电极载体设在反应容器上部，阴极与电源负极电连接，阳极与电源正极电连接；隔膜底部固定在反应容器内底部，隔膜将反应容器分隔为阴极区和阳极区，在反应容器顶部设有进水口，在反应容器底部设有碱性水出水口和酸性水出水口；阳极为铂阳极、钛阳极或不锈钢阳极等，在阳极上设有套管，套管上设有至少1个小孔；阴极为石墨阴极、不锈钢阴极或其它稳定材料阴极；电源为0～1500V直流电源或0～1500V直流脉冲电源。
文档编号C02F103/02GK201620057SQ200920181809
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者王蕾 申请人:厦门理工学院