健康洗浴用水制取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種健康洗浴用水制取裝置，屬于生活用水水質(zhì)深度處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，水環(huán)境加劇惡化，但國內(nèi)外大多數(shù)自來水廠至今仍采用沉淀、過濾、加氯消毒的陳舊工藝方法，將江河水或地下水簡單加工。然而，面對工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水猖獗泛濫涌入生活水源，自來水廠已經(jīng)不堪重負(fù)無能為力。
[0003]隨著自來水受污染的狀況日趨嚴(yán)重，人類關(guān)于自身健康的問題也日益關(guān)注，淋浴用水的健康問題越來越引起人們的注意，研制和開發(fā)淋浴用水過濾器具有廣闊的市場前景。
[0004]在日常生活中，家庭供水中的微污染物質(zhì)一般通過三種渠道進(jìn)入人體:飲用、呼吸和皮膚吸收。在淋浴過程中，我們吸收的污染物質(zhì)遠(yuǎn)比飲用水中多得多。淋浴時，熱水打開了皮膚上的毛孔，水中殘留余氯和其他污染物質(zhì)就會趁虛而入。污染物質(zhì)通過皮膚被吸收，然后直接進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，就像飲用水通過消化系統(tǒng)迂回地進(jìn)入血液循環(huán)，具有同樣的危害。另一值得注意的地方是洗澡時吸入了大量的蒸汽，致使人體很容易吸入氯和其他水生氣體。
[0005]事實上，人通過呼吸吸入的化學(xué)物質(zhì)要比從口腔進(jìn)入的要多6?80倍。如水中的氡，加熱后會揮發(fā)出來，通過呼吸進(jìn)入人體，長期積累會形成肺癌。水中含有的揮發(fā)性物質(zhì)大多是揮發(fā)性有機物(VOCs)，皮膚吸收和呼吸攝入是不容忽視的兩條危害身體健康的重要途徑。另一方面，洗發(fā)液、沐浴露均不同程度含有有害乃至致癌化學(xué)物質(zhì)，應(yīng)盡量減少乃至避免使用。
[0006]目前市場所見淋浴過濾器產(chǎn)品，均為添加特種濾料(例如亞硫酸鈣、KDF、固體炭層、高能活化石濾材等等)以吸附去除余氯等水中污染物的純物理凈化方式，存在性能有限、濾料等易飽失效需經(jīng)常更換等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決技術(shù)問題是:提供一種既能安全去除水中余氯和氡等污染物、又可根據(jù)實際需要生成堿性或酸性健康洗浴用水的制取裝置。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種健康洗浴用水制取裝置，包括設(shè)有出水口的封閉容器、至少一對作為陰陽成對的第一電極和第二電極以及用于對所述成對的陰陽電極供電的電解電源;所述第一電極和第二電極之間設(shè)有非導(dǎo)電性材料制成的透水性隔膜;所述電解電源的正負(fù)極性可切換;所述第一電極外側(cè)設(shè)有完全包敷所述第一電極的活性炭濾芯，所述透水性隔膜緊貼在活性炭濾芯的外表面從而使所述活性炭濾芯與封閉容器隔開，所述第二電極位于封閉容器內(nèi)；所述封閉容器通過第一管路與市供自來水連接，所述活性炭濾芯通過第二管路與市供自來水連接;當(dāng)所述第一管路連通、第二管路斷開且所述電解電源切換電源極性使第二電極為陰電極、第一電極為陽電極時，制取堿性洗浴水；當(dāng)?shù)诙苈愤B通、第一管路斷開且所述電解電源切換電源極性使第二電極為陽電極、第一電極為陰電極時，制取酸性洗浴水。
[0009]當(dāng)本發(fā)明需要制取堿性洗浴水時，第一管路連通、第二管路斷開，外供電解電源切換電源極性使第二電極為陰電極、活性炭濾芯內(nèi)包覆的第一電極為陽電極。這時所述封閉容器以透水性隔膜為分界，所述陰電極在封閉容器內(nèi)，所述陽電極在封閉容器外并在其外表面包敷有活性炭濾芯。
[0010]本發(fā)明中透水性隔膜的結(jié)構(gòu)在微觀上表現(xiàn)為無數(shù)透水微孔的過水通道區(qū)域，由于透水性隔膜是非導(dǎo)電性材料制成，因而在透水微孔的過水通道內(nèi)產(chǎn)生電壓降，即當(dāng)電解電源的電解電壓施加于外電極(陽電極)和內(nèi)電極(陰電極)后，在透水微孔的過水通道內(nèi)形成電壓降落關(guān)系。這樣水電解時的析氫、析氧反應(yīng)生成的氣體很容易進(jìn)入透水微孔的過水通道內(nèi)并在過水通道內(nèi)的水中生成氣泡，在透水性隔膜的透水微孔的過水通道內(nèi)的狹小環(huán)境中氣泡很容易破碎從而產(chǎn)生局部高溫高壓，進(jìn)而以極小電壓激發(fā)出高效的水體等離子放電，在透水性隔膜中及透水性隔膜周邊區(qū)域水中生成羥基自由基類暫態(tài)氧化因子的等離子體(等離子體是和固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)處于同一層次的物質(zhì)第四態(tài)，低溫等離子體富含電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子，電子與離子有很高的反應(yīng)活性，可以使通常條件下難以進(jìn)行或速度很難的化學(xué)反應(yīng)變得十分迅速，通過水體放電生成等離子群，可以大大提高水體中污染物的降解效率)，該羥基自由基暫態(tài)氧化因子的氧化性極強，具有非常好的殺菌效果，同時在水中的存在時間又較短，可以直接還原為水從而在殺菌后不留任何毒副作用。
[0011]制水時，市供自來水進(jìn)入本發(fā)明洗浴用水裝置，源水中余氯和氡移向陽電極，透過透水性隔離膜被活性炭吸附。源水中的有害污染物(陰離子)也隨水流穿過透水性隔離膜和活性炭濾芯，被陽電極表面直接氧化降解。同時也被透水性隔離膜中發(fā)生超低壓等離子放電所生成的暫態(tài)離子群(包括e(溶劑化電子)、.0Η、Η+、原子態(tài)氫、0H—等)強氧化除去，從而得到去除余氯及氡等且呈堿性、氧化還原電位為負(fù)、適合去油除污的堿性凈化水。
[0012]當(dāng)需要制取酸性洗浴水時，當(dāng)?shù)诙苈愤B通、第一管路斷開，外供電解電源切換電源極性使第二電極為陽電極、活性炭濾芯內(nèi)包覆的第一電極為陰電極。制水時，市供自來水穿過活性炭濾芯及透水性隔膜，從透水性隔膜及封閉容器殼體之間空隙(出水口即設(shè)置于此)流出。此時，封閉容器殼體與透水隔離膜之間構(gòu)成陽極室，陰極室則由內(nèi)埋陰電極的活性炭所填充?；钚蕴繛V芯具有吸附、導(dǎo)電和催化性能，是一種具有良好應(yīng)用前景的電極材料，在本發(fā)明中，活性炭濾芯與內(nèi)埋第一電極一起，構(gòu)成三維復(fù)合電極。在制取酸性洗浴水時，高比表面積的活性炭陰極表面與水中溶解氧作用發(fā)生兩電子還原反應(yīng)生成H2O2,也加入到陽極室出水中。反應(yīng)式為:
02+2H++2e—H2O2
因為電化學(xué)降解有機物的反應(yīng)發(fā)生在電極表面，即通過直接電極表面的反應(yīng)或者被電極表面生成的活性中間產(chǎn)物所氧化，因此電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)域集中在電極表面及其附近區(qū)域。而活性炭具有巨大的比表面積，氧分子可以更加有效地在陰極表面還原，從而增加了生成H2O2的濃度。又由于活性炭在電解過程中可以吸附原水中的有機物，將其濃縮到電極表面，故而源水中有機物在進(jìn)入活性炭濾芯時也得到降解。
[0013]從微觀看，粗糙的活性炭顆粒等效于無數(shù)個高曲率半徑的放電電極，向與其緊貼的透水性隔膜中釋放出大量高能電子，加上電解反應(yīng)生成的氫氣或氧氣泡體的參與，在膜中誘發(fā)等離子放電，生成具有良好殺菌作用的暫態(tài)離子群(生成暫態(tài)離子群的原理參見制取酸性洗浴水的陳述)，加入到出水中，最終出水為消除了余氯、氡及有機物等污染物、具有良好殺菌效果的偏酸性洗浴水。
[0014]本發(fā)明制取的堿性洗浴水和酸性洗浴水均去除了自來水中的余氯及氡等污染物，而且在使用時不需要洗發(fā)液、沐浴露以及洗潔精等化學(xué)洗滌劑，避免了要洗浴時家庭供水及化學(xué)洗滌劑中的微污染物質(zhì)進(jìn)入人體。
[0015]為了進(jìn)一步提高膜中等離子放電特性，可以使所述透水性隔膜都采用親水性的隔膜。親水性膜表面能與水形成氫鍵有序結(jié)構(gòu)，可以改善膜孔充水浸潤狀態(tài)，有利于膜中等離子放電過程持續(xù)進(jìn)行。
[0016]優(yōu)選的，所述透水性隔膜的透水微孔的孔徑大小和形狀基本相同。
[0017]本發(fā)明中，如果透水性隔膜的透水微孔的孔徑過大(即微孔空間過大)則等效于變相增大了電極直徑(電極曲率半徑)致使水中放電起始激發(fā)電壓增高，并且使產(chǎn)生氣泡體積變大減小了氣液兩相接觸反應(yīng)的比表面積。而透水性隔膜的透水微孔的孔徑過小(即過水通道過小)，會使電解產(chǎn)氣無法發(fā)生或是產(chǎn)氣效率極其低下，小到一定程度會使電解產(chǎn)氣無法進(jìn)入微孔的透水孔徑，從而使等離子放電無法正常進(jìn)行。因此，經(jīng)過發(fā)明人的反復(fù)試驗，確定所述透水性隔膜的透水微孔的孔徑范圍是2毫米?I納米，所述透水性隔膜的透水微孔的孔徑尺寸相互之間彼此相差小于20%。
[0018]膜微孔的形狀均勻性以及孔徑大小的均勻性，對膜中等離子放電影響甚大。為了更好更多的生成羥基自由基等離子群，優(yōu)選的，在使用時，所述透水性隔膜的每個透水微孔中均形成等離子放電。這樣在使用放電時，陰陽電極間的電場方向可以透過每個透水微孔的等離子群，將等離子放電引導(dǎo)到透水性隔膜的所有過水通道內(nèi)進(jìn)行，從而以極小電壓即可激發(fā)出水體等離子放電，在水中生成大量極具殺菌能力的暫態(tài)氧化因子，可以大大提高水體中污染物的降解效率，更好的進(jìn)行殺菌消毒等。
[0019]為了更好的獲得孔徑均勻的微孔，并進(jìn)一步改善隔膜的親水性，從而產(chǎn)生更多的等離子群(更多的等離子群意味著在水中生成更多極具殺菌能力的暫態(tài)氧化因子)，本發(fā)明中所述透水性隔膜優(yōu)選采用以下改性方法制得的隔膜:
1)將納米二氧化鈦溶液在溫度為400C-60 0C的紫外箱內(nèi)輻照10-30分鐘；
2)由以下質(zhì)量比的原料組成膜液:
PVDF:20%-30%
致孔劑:2-5%
步驟I)輻照后