專利名稱：家用電解凈水器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種飲用水凈化裝置。
由于水源受到污染、自來水廠生產(chǎn)工藝控制不嚴、給水管網(wǎng)陳舊及蓄水箱二次供水設施的污染等因素，造成城市自來水居民用水終端水質(zhì)經(jīng)常超標。另外目前水廠通用的加氯消毒工藝往往在出水中產(chǎn)生具致癌性的鹵代烴，對人體有害的重金屬不在自來水生產(chǎn)工藝控制之列。因此，在自來水用戶終端配備二次深度凈化裝置，保護人民群眾身體健康，提高生活質(zhì)素十分必要。
為將自來水中的細菌濾出，現(xiàn)有的凈水器多采用0.2微米超濾膜中空纖維，采用物理隔絕的辦法將細菌截留在進水區(qū)。但由于細菌并沒有殺死，反而在濾膜上聚集、繁殖，大量細菌的代謝產(chǎn)物可以通過超濾膜進入凈化水中，污染凈化水，進而危害飲用者的健康。另外，超濾膜也不具有去除有機物(如致癌性的三氯甲烷)及重金屬離子的功能，雖然采用活性炭吸附可以去除這些化學物質(zhì)，但是活性炭使用壽命有限，達到一定吸附量后就會飽和，如不及時更換甚至會釋放出有害物質(zhì)。另外活性炭可成為孳生細菌的溫床，還會造成水中亞硝酸鹽(具致癌性)含量的增加。
以前有人提出了利用水電解的辦法來殺滅水中的細菌等微生物，但由于未能準確地把握水電解過程中復雜的電化學反應歷程，因而設計出的電解凈水器均不能較完全地殺滅自來水中的細菌等微生物。我們的實驗證明這些電解凈水器的殺菌率均在70％以下，這樣即使自來水達到GB5749-85《生活飲用水衛(wèi)生標準》的要求的細菌總數(shù)小于或等于100cfu/ml，處理后仍有30cfu/ml，仍然超過直接飲用水要求的20cfu/ml。何況自來水終端衛(wèi)生指標經(jīng)常是超標的，如在有蓄水箱的情況下出水細菌總數(shù)常在300cfu/ml以上。
在現(xiàn)有的電解水殺菌凈水器專利中，有的認為在陽極析氧過程中會生成原子氧[O]，進而通過原子氧的強氧化作用來殺菌，但實際上陽極析氧過程為可見只存在吸附于電極表面的原子氧，原子氧并不會進入水中，因而只有到達電極表面的那部分細菌會被殺滅，而不能完全殺滅水中的細菌。有些認為電極間的電場可殺滅細菌，但由于電解水一般采用十幾伏的低電壓，而細菌只有零點幾微米大小，分布到每個細菌上的電壓將只有數(shù)十毫伏數(shù)量級，只與其生物細胞刺激電場相當，故此要利用這樣的電場殺滅細菌是不太可能的(除非采用高壓靜電方式)。
眾所周知，過氧化氫是一種強氧化劑，且易分解為氧氣和水，常用于消毒殺菌。近年來過氧化氫也廣泛用于包裝飲料、食品的紙塑無菌包裝盒包裝前的殺菌。所以國外也已將過氧化氫用于自來水廠處理工藝中的消毒及去除有機物。而氧氣在電解陰極還原的過程中，就會生成過氧化氫(H2O2)中間產(chǎn)物
并且采用旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極試驗當氧在圓盤電極上還原時，由于圓盤電極旋轉(zhuǎn)甩出的過氧化氫可在周圍的圓環(huán)電極上檢測出(根據(jù)圓盤上氧還原電流與圓環(huán)上過氧化氫氧化電流之比可推測出中間產(chǎn)物過氧化氫甩出率可達20％)。
根據(jù)上述原理，我們可以將水電解在陽極析出的氧氣通過水流帶到陰極進行還原，并利用水流的沖刷作用將陰極上氧還原反應的部分中間產(chǎn)物過氧化氫帶到水中對水中細菌等微生物進行殺滅，并利用陽極氧化對水中有機物進行氧化分解，并利用陰極還原去除水中的重金屬離子，以得到深度凈化的高質(zhì)量直飲水。另外，現(xiàn)有凈水器往往沒有反沖功能，濾芯容易堵塞，有的利用自來水倒向進水進行反沖又會造成凈水區(qū)的污染，因此如何利用凈化水反向流動對濾芯進行沖洗也是一個有待解決的問題。
本實用新型的目的是提供一種家用電解凈水器，可以對自來水進行深度凈化，它可安裝在用戶終端，確保飲用水的衛(wèi)生質(zhì)量，同時，這種凈水器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于推廣。
本實用新型的技術(shù)方案如下一種家用電解凈水器，包括外殼和底座，所述外殼的開口端與底座密封連接；其特征在于，在所述外殼和底座所圍成的密封空間內(nèi)設有一濾芯，所述的濾芯將外殼與底座所圍成的密封空間劃分為里層和外層兩部分；在濾芯內(nèi)腔底座面上設有進水口，在進水口上緊貼板網(wǎng)狀陽極，在離陽極一定距離處設有板網(wǎng)狀陰極；在所述外殼與濾芯間的空間接一出水管。
自來水通過進水管先到達電解陽極，水在其上發(fā)生析氧反應及水中有機雜質(zhì)的氧化分解反應。水流帶著氧氣然后到達電解陰極，在其上發(fā)生析氫反應，氧還原反應及水中重金屬離子的還原反應。由于水流對陰極的沖刷作用而將氧還原反應的中間產(chǎn)物過氧化氫部分帶入水中而對水中細菌、病毒等微生物進行消毒滅活。然后，進入濾芯內(nèi)腔并經(jīng)過濾芯濾除水中渾濁物質(zhì)如泥沙、鐵銹、藻類以及過氧化氫與水中重金屬離子形成氧化物、陰極形成堿化的水垢，凈化水進入外殼內(nèi)并經(jīng)過開啟的出水閥從出水管流出。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新型家用電解凈水器一個典型實施的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型家用電解凈水器凈水工藝流程示意圖。
如
圖1所示的本實用新型凈水器，包括外殼1和底座7，外殼1的開口端與底座7密封連接；在外殼1和底座7所圍成的密封空間內(nèi)設有一濾芯2，濾芯2將外殼1與底座7所圍成的密封空間劃分為里層和外層兩部分；在濾芯2內(nèi)腔底座面上設有進水口5，在進水口5上緊貼板網(wǎng)狀陽極6，在陽極6上墊有一片絕緣網(wǎng)4，在絕緣網(wǎng)4的上面設有板網(wǎng)狀陰極3；在外殼1與濾芯2間的空間接一帶出水閥12的出水管13。
本實施例中，進水口5通過三通閥11分別與進水管10和排水管9相連。在底座7中還有一電源控制盒8，電源控制盒8的兩個輸出端分別接所述的電解陰極3和電解陽極6。
本實施例中，濾芯2為1μm級燒結(jié)精濾濾芯，陽極6為鍍鉑鈦陽極，陰極3為不銹鋼陰極。
本實用新型凈水器的外殼1最好為透明塑料制成，底座7為塑料制成。
圖2示出了本實用新型凈水器的凈水工藝過程。自來水通過三通閥11先到達電解陽極6，水在其上發(fā)生析氧反應及水中有機雜質(zhì)的氧化分解反應。水流帶著氧氣然后到達電解陰極3，在其上發(fā)生析氫反應，氧還原反應及水中重金屬離子的還原反應。由于水流對陰極3的沖刷作用而將氧還原反應的中間產(chǎn)物過氧化氫部分帶入水中而對水中細菌、病毒等微生物進行消毒滅活。然后，進入濾芯2內(nèi)腔并經(jīng)過濾芯2濾除水中渾濁物質(zhì)如泥沙、鐵銹、藻類以及過氧化氫與水中重金屬離子形成氧化物、陰極3形成堿化的水垢，凈化水進入外殼1內(nèi)并經(jīng)過開啟的出水閥12從出水管13流出。
同時市電進入電源控制盒8經(jīng)變壓器降壓至36伏的安全電壓以下，經(jīng)一電路變換為直流恒電流電源分別加在電解陽極6和電解陰極3上，由三通閥11在進水狀態(tài)時觸發(fā)電源開啟，對電解電極輸出平均值恒定在0.1-1A間某值的電解電流，以保證對各種不同硬度(決定自來水電阻率)的自來水取得相同的消毒及其他處理效果。
凈水器使用一段時間后，電解產(chǎn)生的副產(chǎn)物氫氣和氧氣會在外殼1上部聚集形成一氣室，這時關(guān)閉出水閥12，將三通閥11撥到進水狀態(tài)，利用自來水的壓力壓縮該氣室，平衡后，將三通閥11撥向排水狀態(tài)，氣室氣體膨脹，推動凈化水對濾芯2進行反沖清洗。同時由另一開關(guān)控制對電解電極施加反向電流，以溶出電解陰極3上的沉積的水垢及重金屬，隨反沖洗污水一起經(jīng)三通閥11由排水管9排出。
本實用新型凈水器由于采用進水先經(jīng)過電解陽極再到達并沖刷陰極而帶出過氧化氫的電解消毒工藝，因而無需采用超濾膜中空纖維濾芯而只需采用燒結(jié)濾芯，大大降低了濾芯成本及延長濾芯更換周期；自來水全部穿過電解電極，保證了消毒殺菌、去除重金屬離子、分解有機物的效果；對電解電極施加恒定的電解電流，保證了對不同硬度的自來水具有相同的處理效果；實現(xiàn)了對濾芯進行凈化水反沖清洗，避免了濾芯清洗過程中對凈水面的污染。
權(quán)利要求1.一種家用電解凈水器，包括外殼(1)和底座(7)，所述外殼(1)的開口端與底座(7)密封連接；其特征在于，在所述外殼(1)和底座(7)所圍成的密封空間內(nèi)設有一濾芯(2)，所述的濾芯(2)將外殼(1)與底座(7)所圍成的密封空間劃分為里層和外層兩部分；在濾芯(2)內(nèi)腔底座面上設有進水口(5)，在進水口(5)上緊貼板網(wǎng)狀陽極(6)，在離陽極(6)一定距離處設有板網(wǎng)狀陰極(3)；在所述外殼(1)與濾芯(2)間的空間接一出水管(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于，在所述陽極(6)與陰極(3)之間設有一片絕緣網(wǎng)(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于，在所述出水管(13)上設有出水閥(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于，所述的進水口(5)通過三通閥(11)分別與進水管(10)和排水管(9)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于，在底座(7)中還有一電源控制盒(8)，所述電源控制盒(8)的兩個輸出端分別接所述的電解陰極(3)和電解陽極(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于所述的外殼(1)為透明塑料制成，所述的底座(7)為塑料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于所述的濾芯(2)為1μm級燒結(jié)精濾濾芯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于所述的陽極(6)為鍍鉑鈦陽極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，其特征在于所述陰極(3)為不銹鋼陰極。
專利摘要本實用新型公開了一種家用電解凈水器,包括外殼和底座,在外殼和底座所圍成的密封空間內(nèi)設有一濾芯,濾芯將外殼與底座所圍成的密封空間劃分為里層和外層兩部分;在濾芯內(nèi)腔底座面上設有進水口,在進水口上緊貼板網(wǎng)狀陽極,在距陽極一定距離處設有板網(wǎng)狀陰極;在外殼與濾芯間的空間接一出水管。這種凈水器可以對自來水進行深度凈化,同時,這種凈水器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于推廣。
文檔編號C02F1/467GK2365199SQ9923517
公開日2000年2月23日 申請日期1999年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月14日
發(fā)明者裴小勤 申請人:裴小勤