一种直饮水净化系统的制作方法

本发明属于环境保护，具体涉及一种电催化水处理装置与膜处理装置相结合的系统，尤其涉及一种直饮水净化系统。

背景技术：

1、目前在水处理技术领域，有两个方面的技术存在着技术缺陷，首先，饮用水的消毒杀菌技术，从以前的添加漂白粉氧化杀菌方法，过渡到二氧化氯消杀方法，然后再到目前普遍采用的臭氧加紫外光杀菌技术。他们都有其致命的缺点：漂白粉消毒引入大量钙离子和氯离子，无法作为直饮水；二氧化氯消毒法，氯气不但味道难闻溶解到水中的次氯酸对人体是极其有害同时致癌；臭氧杀菌，溶解到水体中的臭氧即使微量超标，一旦进入人体也有很大的致癌风险。

2、其次，对于水中初处理后水中剩余的微量重金属离子的深度处理方法通常是：吸附剂吸附法、离子交换树脂吸附再生法，还有反渗透技术和电渗析技术。目前环保市场上能较彻底降解水中的有毒有害离子，同时又能做到装备可长期使用的较好技术，不外乎是采用反渗透技术或电渗析技术。然而，它们都各有其不同的缺点：吸附法会带来后续固体垃圾或者再生工艺的麻烦；反渗透技术和电渗析技术都会有浓水需要再次处理，同时换膜成本高，特别是它们还无法彻底处理氟离子。

3、为了克服上述缺点，开发一种新型的具有很强消杀能力又不残留大量氧化剂、同时还能具有去除重金属离子、氟离子等功能的新技术非常必要。为此，本发明针对水源中的病毒、细菌和微量有毒害离子的消杀和深度处理设计了一种直饮水净化系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明针对水污染处理现有技术的缺陷，尤其针对病毒、细菌和微量有毒害离子的消杀和深度处理技术，设计了一种直饮水净化系统，本系统可做到彻底消杀水中的细菌与病毒、同时深度降解污染水中的有毒有害离子，生产效率高，符合环保发展新趋势。本发明是采用如下技术方案来实现的：

2、本发明一种直饮水净化系统,包括：圆管式三维电解池组合模块、精密过滤器、超滤器、纳滤器、紫外光消杀器，除氟离子模块(可选项)；它们都通过管路相互连接，其中，“圆管式三维电解池组合模块”与“精密过滤器”相连，“精密过滤器”与“超滤器”相连，“超滤器”与“除氟离子模块(可选项)”相连接(可选项)，然后再与“纳滤器”相连接，然后接入到“紫外光消杀器”，最后通入到用户；所有连接管路都是进水管从底部接入，出水管从顶部出来；整个系统同时设置有反冲洗管路。

3、进一步的，如上所述的“一种直饮水净化系统”其特征在于其“圆管式三维电解池组合模块”包括了：活性炭过滤层，多孔隔板，颗粒催化材料，排渣口，三维电解池单元，两个三维电解池单元间隔区，石墨导电柱(或石墨导电板)，壳体组成。

4、进一步的，如上所述的“三维电解池单元”由壳体和里面上下分别设置的一块“多孔网版”包围的区域构成，壳体与多孔网板之间的空间里，上下贴近“多孔网版”的位置各设置有一根石墨导电柱(或一块石墨导电板)，两块“多孔网版”与壳体包围的区域填充了颗粒催化材料，颗粒催化材料的总体积占该区域总体积的1/5～1/3。

5、进一步的，如上所述的“多孔网版”的孔径大小设计为1～3mm，“颗粒催化材料”的颗粒大小设计直径为2～8mm，保证工作时颗粒催化材料掉落不出来，同时又能保证由于水的冲刷和电解作用，使催化剂上脱落下来的微小渣粒，能从网孔脱落下来，由于重力的作用最终集结在“圆管式三维电解池组合模块”的底部，方便被清理除去。

6、进一步的，如上所述的“颗粒催化材料”选用颗粒活性炭、柱状活性炭、负载有催化剂的活性炭、合金催化材料、或者活性炭与合金催化材料的混合(复合)材料。

7、进一步的，如上所述的“圆管式三维电解池组合模块”由多组(1～n组)“三维电解池单元10”竖直排列组合而成，“圆管式三维电解池组合模块”最顶部为“活性炭过滤层”(该过滤层也可以分离出来单独设计)；工作时“圆管式三维电解池组合模块”采用竖立置放形式。

8、进一步的，如上所述的“一种直饮水净化系统”其特征在于其“除氟离子模块”为可选项，主要用于含氟离子的水源的净化；该模块可以选用专利202310526886.2、202310526967.2、202310527019.0、202321717232x发明的“一种工作介质填充式离子膜立体电极…”及其处理氟离子等有毒有害物的方法来净化氟离子，或者选用树脂吸附法来净化氟离子，或者它们的组合来净化氟离子。

9、进一步的，如上所述的“一种直饮水净化系统”，其特征在于其工作过程包括：

10、(1)把该系统的“圆管式三维电解池组合模块接上电源，然后打开供水泵，将初步净化水(比如过滤水、自来水等)，从本系统的“圆管式三维电解池组合模块”底部进入，同时通电；该电解池里面的催化材料颗粒由于电极通入的电流带上正电或负电荷，由于水流的冲击，撞击到上部对电极而带上相反的电荷，使催化材料颗粒成为无数个阴极和阳极，当水流通过模块时，水中的溶解氧在催化材料的表面被还原成氢氧自由基或者双氧水，同时对细菌和病毒产生强烈的杀灭效果；另外电压也会击穿病毒或者细菌的细胞壁，杀灭病毒和细菌。其次，催化材料可以吸附浓缩重金属离子，大大降低其还原过电位，最终重金属离子在阴极上被还原出来成为微小渣粒沉于“圆管式三维电解池组合模块”底部。

11、(2)经过上述多组三维电解池消杀净化后的水，从顶部活性炭过滤层出来，被过滤掉一些残渣和被杀死的细菌后，进入“精密过滤器”进一步过滤，然后，进入“超滤器”把较大的残渣基本清除，然后再进入到“纳滤器”把二价有毒害离子清除掉，最后进入“紫外光消杀器”进行把关消杀，最后提供给用户使用。

12、(3)假若是含氟离子的水源，则在经过超滤工序后需要送入到“除氟离子模块”进行除氟，然后再进入到纳滤工序。

13、本发明的有益效果

14、1、本发明克服了常规的处理污染水中的有毒有害离子方法中的诸多缺点，尤其针对有毒害病毒、细菌和微量有毒害离子的消杀和深度处理技术，设计了一种直饮水净化系统，本模块可做到彻底消杀水中的细菌与病毒、不会像臭氧和二氧化氯消毒杀菌那样残留致癌物在水体中，它同时还能深度降解污染水中的重金属离子、氟离子等有毒有害离子，生产效率高，符合环保发展新趋势。

15、2、该发明还可以把具有団族大分子结构的的水分子分离为小分子的水，同时可按用户需求，通过改变催化剂，最终得到小分子的对人体有益的富氢水或者是富氧水。

技术特征：

1.本发明一种直饮水净化系统,包括：圆管式三维电解池组合模块、精密过滤器、超滤器、纳滤器、紫外光消杀器，除氟离子模块；它们都通过管路相互连接，其中，“圆管式三维电解池组合模块”与“精密过滤器”相连，“精密过滤器”与“超滤器”相连，“超滤器”与“除氟离子模块”相连接，然后再与“纳滤器”相连接，然后接入到“紫外光消杀器”，最后通入到用户；所有连接管路都是进水管从底部接入，出水管从顶部出来，整个系统按需要同时设置有反冲洗管路。。

2.根据权利要求1所述的一种直饮水净化系统，其特征在于：所述的“圆管式三维电解池组合模块”包括了：活性炭过滤层，多孔隔板，颗粒催化材料，排渣口，三维电解池单元，两个三维电解池单元间隔区，石墨导电柱，壳体组成。

3.根据权利要求2所述的一种直饮水净化系统，，其特征在于：所述“圆管式三维电解池组合模块”中的“三维电解池单元”由壳体和里面上下分别设置的一块“多孔网版”包围的区域构成，壳体与多孔网板之间的空间里，上下贴近“多孔网版”的位置各设置有一根石墨导电柱，两块“多孔网版”与壳体包围的区域填充了颗粒催化材料，颗粒催化材料的总体积占该区域总体积的1/5～1/3。

4.根据权利要求2所述的一种直饮水净化系统，其特征在于：所述“圆管式三维电解池组合模块”中的“多孔网版”的孔径大小设计为1～3mm，“颗粒催化材料”的颗粒大小设计直径为2～8mm，保证工作时颗粒催化材料掉落不出来，同时又能保证由于水的冲刷和电解作用，使催化剂上脱落下来的微小渣粒，能从网孔脱落下来，由于重力的作用最终集结在“圆管式三维电解池组合模块”的底部，方便被清理除去。

5.根据权利要求2所述一种直饮水净化系统，其特征在于：所述“圆管式三维电解池组合模块”中的“颗粒催化材料”选用颗粒活性炭、柱状活性炭、负载有催化剂的活性炭、合金催化材料、或者活性炭与合金催化材料的混合(复合)材料。

6.根据权利要求2所述的一种直饮水净化系统，其特征在于所述的“圆管式三维电解池组合模块”由多组(1～n组)“三维电解池单元”竖直排列组合而成，“圆管式三维电解池组合模块”最顶部为“活性炭过滤层”；工作时“圆管式三维电解池组合模块”采用竖立置放形式。

7.根据权利要求1所述的一种直饮水净化系统，其特征在于：其“除氟离子模块”为可选项，主要用于含氟离子的水源的净化；该模块采用“一种工作介质填充式离子膜立体电极”的电解方式来处理氟离子，或者选用树脂吸附法来净化氟离子，或者它们的组合来净化氟离子。

8.根据权利要求1所述的一种直饮水净化系统，其特征在于其工作过程包括：

技术总结
本发明属于水处理技术领域，具体公开了一种直饮水净化系统。本发明可代替漂白粉、二氧化氯或者臭氧用于彻底消杀水中的细菌与病毒、同时深度降解污染水中的重金属离子、氟离子等有毒有害离子，没有残余的臭氧或二氧化氯分子，对人畜无害，同时还能产富氢水或者富氧水。

技术研发人员：王麒宁,王麒钧,王海人
受保护的技术使用者：王麒宁
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24