一种去除重质氘水的水处理方法与流程

本发明涉及一种去除重质氘水的水处理方法。

背景技术：

在一般的水中，h2o(轻水)与含有作为氢原子的同位素的氘原子的水分子即d2o(重水)混在一起。平地里，普通饮用水中d2o(氘水)的浓度约为150ppm。美国霍普金斯医学院agrep发现细胞膜上的水通道蛋白质，解开了水在生物体的吸收机理，而且进一步指出水通道蛋白质的功能缺失与肾病、水肿有关，这是水生理学科领域的重大发现。同时指出，只有有序、结构化小分子团水能进入细胞内参与人体物质能量、信息代谢。低氘水具有活化免疫细胞、改善机体基础代谢水平、抗细胞突变和延缓衰老等功能，有益于包括人在内的各种动植物生命体的生产发展和繁衍。饮用低氘水可以预防疾病、保健身体，特别是对某些癌症等疾病的辅助治疗。

例如癌细胞进入分裂周期初期需要氘，这时，如果氘不足，癌细胞代谢就会紊乱，不仅不能继续分裂，还会坏死。研究发现，当水中的氘浓度低于110ppm时，癌细胞就会死亡。低氘水进入体内后，能置换出一直以来给dna带来压力的氘，使得dna修复酶获得机会高效工作，并逆转修复其中的一些致病的基因错误，如果在经过足够长时间，低氘水能促使身体修复一定比例导致疾病产生的关键基因，观察到的治疗效果也就不足为奇了。从这种认识出发，我们也可以预计到，低氘水的发明将对人类生命的进程开拓出一个新的健康领域。

目前技术上去除水中重质氘水的方法包括有化学法、蒸馏法、电解法等。对于实际工业生产中，比较理想的方法是采用蒸馏法，但蒸馏法需要对水进行多次的蒸馏才能得到高纯度无氘轻质水，但蒸馏法对能源的消耗极大，无氘水轻质水生产成本非常高，不利于在普通消费者中推广。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种成本低廉、低温结冰方式去除重质氘水的水处理方法。

本发明的发明目的可以通过以下的技术方案来实现：一种去除重质氘水的水处理方法，本方法的步骤如下：

a.对待处理水体进行初级过滤处理。

b.对初级过滤处理后的流动水体经流动分配处理后形成超薄的膜状瀑布状态；

c.对瀑布状水膜进行降温处理，把水膜温度降低至0～3.8℃，使重质氘水结冰，轻质水体不结冰；

d.过滤收集结冰固化后的重质氘水，最终得到优质轻质水体。

为进一步提高轻质水体的质量，对轻质水体作了如下进一步的处理：

对所得到的优质轻质水体进行加工得到小分子团超轻质水体：

①把轻质水体降温至10℃以下；

②往轻质水体投射远红外线，远红外线的注入使长分子链的水分子团中的氢键被打断，使水分子团的分子链变短，得到超轻质水分子团；

③往超轻质水内注入纯氧，使大量氧分子溶于超轻质水中，氧分子阻碍已被打断的氢键重新恢复连接，得到可长期保存的超轻质水。

采用本技术方案后，与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：利用无氘轻质水结冰温度与重质氘水结冰温度的不同，通过降温结冰的方法，把结冰温度较高的重质氘水凝固分离出来，得到高纯度轻质水，成本非常低廉，而且生产效率也非常高。

附图说明：

图1是本发明去除重质氘水专用装置的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本技术作进一步说明。

本技术的核心原理是利用轻质纯水的结冰温度与重质氘水结冰温度的不同，实现分离重质氘水的目的。研究所知，轻质纯水的结冰温度为0℃，而重质氘水的结冰温度为0～3.8℃，只要把待处理的水体温度降低至0～3.8℃，就可以使重质氘水结冰凝固成固态状，而轻质纯水仍然为液体状，就可以把结冰后固态状的重质氘水分离出来。具体执行方式如下。

本去除重质氘水的水处理方法，本方法的步骤如下：

①对待处理水体进行初级过滤处理，例如除沙、杀菌等。

②对初级过滤处理后的流动水体经流动分配处理后流经导流板，以得到超薄膜状瀑布状态的水膜；

③通过对导流板进行吸热降温，就可以对瀑布状水膜进行降温处理，把水膜温度降低至0～3.8℃，使重质氘水结冰，轻质水体不结冰，这种过程必须要非常准确地控制水膜温度是处于0～3.8℃这个区间；

④水体流经50μm以下的滤网，就可以过滤收集结冰固化后的重质氘水，最终得到优质液体状无氘水体。

但众所周知，就算是无氘轻质水体中，大部分的水分子都是大分子团结构，即水体中的分子链很长，为了使轻质水体更为容易进出细胞，需要把轻质水体中的长分子链打断，同时保证被打断的分子链不会重新连接成长分子链，得到小分子链特性的小分子团轻质水体。

对上述所得的无氘轻质水体进行进一步的加工，得到小分子团超轻质水体，深加工过程如下：

①把轻质水体降温至10℃以下，目的是为了提高后续溶氧量，使更多的氧气融入水体中，这是因为温度越高，水体的溶氧量就越低，相反地温度越低，水体的溶氧量就会越高；

②把无氘水体流经可以产生远红外线的物质(例如电气石、木鱼石、沸石等)，实现往无氘水体投射远红外线，远红外线的注入使长分子链的水分子团中的氢键被打断，使水分子团的分子链变短，得到超轻质水分子团；

③为了保持所得超轻质水的小分子团结构，往超轻质水内注入纯氧，使大量氧分子溶于超轻质水中，氧分子的存在起到阻碍已被打断的氢键重新恢复连接的作用，然后封装起来，得到可长期保存的超轻质水，适合市场推广饮用。

为执行上述去除重质氘水的方法，本技术还设计了专门的设备进行水体处理，设备的具体结构如图1所示，包括有过滤系统a、水膜形成装置b、降温装置c和溶氧系统e，依照水体的流动处理顺序，上述系统和装置的依次连接顺序是过滤系统a—水膜形成装置b(降温装置c附属在水膜形成装置b内)—远红外处理器d—溶氧系统e。同样地，按照水体处理顺序，过滤系统a包括有(依照连接的前后顺序)：第一水泵a1—沙过滤器a2—炭过滤器a3—微过滤器a4—超滤过滤器a5—缓冲水箱a6—增压泵a7。增压泵a7的后方连接水膜形成装置b。水膜形成装置b由两级或多级的导流板组成，导流板成倾斜状态，两级导流板之间形成落差，每一级导流板的顶部都设置有储水池b1，储水池b1同时接驳下一级导流板顶部，储水池b1内设置有负责分配水体的水体分配器b2，使流进导流板上的水体形成水膜a的水体分配器b2，水体分配器b2连接导流板，降温装置c由热泵c1(即权利要求书中的制冷装置)、制冷循环泵c2、制冷循环管c3和吸热降温管c4构成，吸热降温管c4粘附在导流板的背后，吸热降温管c4的输入端与热泵冷端c11连接，输出端与热泵热端c12连接，两端的连接都是利用制冷循环管c3连接起来，在制冷循环管c3上设置有制冷循环泵c2，利用吸热降温管c4对导流板进行降温处理，可以设计成一级导流板b3对水体进行初级降温，二级导流板b4进行二级降温，后续的导流板可以直接控制在所需要的低温温度，达到对水膜降温至0～3.8℃的目的，本实施例采用的是两级的降温过程，热泵的冷端c11引出制冷循环管c3连接二级导流板b4背后的吸热降温管c4上，二级导流板吸热降温管的末端连接一级导流板背b3后的吸热降温管，最后一级导流板吸热降温管末端连接热泵的热端c12，控制一级导流板b3的温度处于3～5℃，而二级导流板b4的温度处于0.5～1℃，这样就可以使最终流过二级导流板b4后的水膜温度降低至0～3.8℃，重质氘水就会结冰。在二级导流板b4的下部接驳有50μm以下的滤网b5，滤网b5下方设置过渡水池b6，滤网b5作用是过滤氘水冰粒，所以在滤网b6处设置了保护罩b7，保护罩b7旁边设置可恒定保护罩b7内部温度保持在0～3.8℃之间的恒温器b8，避免氘水冰粒融化混进下方过渡水池b6内的轻质水体中，在实际生产过程中，有时还会出现氘水冰粒粘附在导流板上，这时可以通过人工挂刷的方式除掉导流板上的冰粒，也可以设计电动刮冰装置进行刮冰处理，电动刮冰装置由滑块f1、滑轨f2、支撑架f3、电机f4、齿轮f5、齿条f6、伸缩器f7和刮刀f8构成，滑轨f2设置在导流板的两侧，滑轨f2上滑配滑块f1，支撑架f3横跨在导流板上方，支撑架f3的两侧安装在滑块f1上，滑轨f2的旁边平行设置有齿条f5，在滑块f1上并位于齿条f6的旁边设置有电机f4，电机主轴套装有齿轮f5，齿轮f5与齿条f6上的齿牙相互啮合，伸缩器f7安装的支撑架f3上并朝向导流板，在伸缩器f7的伸缩杆f9前端安装刮刀f8，刮刀f8与伸缩杆前端之间连接有弹簧f10，刮冰时，伸缩杆f9伸出，使刮刀f8压住导流板，然后电机f4启动，带动齿轮f5转动，齿轮f5沿齿条f6移动，从而带动电机f4、滑块f1、支撑架f3、伸缩器f7和刮刀f8一起移动，实现刮刀f8刮冰工作。过渡水池b6后续连接远红外处理器d和溶氧系统e，具体地，过渡水池b6出口水管上设置第二水泵d1，第二水泵d1连接远红外处理器d，远红外处理器d内可以放置电气石、木鱼石、沸石等这些可以发出远红外线的材料，当然也可以通过配置专门的远红外线灯，对流经的水体进行远红外线照射，把大分子团水分子中的氢键打断，得到小分子团超轻质水体。把上述小分子团超轻质水体送往溶氧系统e，溶氧系统包括有溶氧器e2、溶氧循环管e3、溶氧循环泵e4、射流器e5、气液分离罐e6和供氧装置，溶氧器e2引出溶氧循环管e3，溶氧循环管e3从溶氧器e2底部引出，然后折返回溶氧器e2中部连接，把水从溶氧器e2中部输送回到溶氧器e2内，在溶氧循环管e3上沿水流方向依次设置有溶氧循环泵e4—射流器e5—气液分离罐e6，气液分离罐e6上设置有泄气阀e7，供氧装置包括有臭氧供应器e8和纯氧供应器e9，射流器e5连接臭氧供应器e8和纯氧供应器e9，臭氧的作用是既起到杀菌的作用，有起到供氧的作用，在臭氧供应器e8和纯氧供应器e9的输出管上都分别设置有调节阀e10和流量计e11，用以调节臭氧和纯氧的输出量，臭氧和纯氧在射流器e5内与超轻质水混合，然后进入气液分离罐e6进行初级溶氧，并把多余的臭氧和纯氧气体排走，混有臭氧和纯氧的超轻质水被送回溶氧器e2内进一步混合，在溶氧循环泵e3的不停循环泵送下，使氧分子充分溶于超轻质水内，阻断氢键的重新结合，整个溶氧过程，水温都被控制在10℃以下，从而加大超轻质水的溶氧能力，最后从溶氧器e2引出输出管e12，输出管e12上接驳有输出水泵e13，把含氧超轻质水输送至后续灌装装置上进行灌装打包。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。