净水器辅助净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种净水器辅助净化装置，属于电解设备技术领域。该装置包括设有进水口的盛水容器，所述进水口与净水器连通；所述盛水容器的壳体内设有阴电极和阳电极，还包括用于对所述阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜覆盖在阳电极上，所述透水性隔膜与阴电极的间距δ范围是0≤δ≤10毫米。该装置可生成大量以氢为主的超微气泡和强氧化因子，能够对源水进行净化杀菌。与常规净水器结合，可以制取出高度安全且适宜饮用的水。

【技术实现步骤摘要】
净水器辅助净化装置
本技术涉及一种净水器辅助净化装置，属于水电解设备
。
技术介绍
由市政提供的民众日常生活用水，即使自来水厂出厂水质安全指标基本达标，输 送到民众用水终端的龙头水，由于下述原因，也己经成为一种（特殊的）微污染水： 1)水环境污染日益恶化，现有自来水厂处理工艺陈旧，出厂水质已经难以达标 (特别是在突发饮用水卫生事件的情况下）； 2)输水管网系统带来的二次污染； 3)水中余氯与残留有机物相互作用，可能生成源水中没有的新的有害物质（例如 强致癌物三氯甲烷，等等）。尤其是，上述余氯导致的毒副产物，用诸如把水烧开的简单 方法并不能去除。 因此，为保障饮水的绝对安全，有必要对龙头水加以再净化处理。 市场上现有以龙头水为处理对象的净水器，均属于以介质吸附或采用各种孔 径的过滤膜将水中的有害物加以拦截滤除的物理方式处理工艺。由于活性炭类吸附材料很 容易饱和失效，而各种过滤膜又很容易被细菌污染或有机物阻塞或破损，因此实际情况是 并不能如理论设计所期望那样作到对水中污染物的充分净化。但物理方式水处理工艺也有 一个优点，就是不会生成毒副产物。相比而言，化学水处理工艺虽然具有廉价简单高效等 诸多优点，但迄今尚未见有在日常生活用水处理场合广泛应用。究其原因，一是化学水处 理工艺需要足够的反应时间。而在日常生活用水场合，净水器从开机到出水仅仅数秒钟， 污染物在净水器中停留时间太短，根本来不及完成相关化学反应处理；其二是，化学水处 理工艺有可能伴随一定的毒副作用。例如，尽管化学氧化反应工艺可强效灭活细菌，深度 降解有机物，去除水中的各种有害物质，但化学氧化法所生成的各类强氧化因子基本是无 选择性、不可控的，若处理不当极可能产生源水中没有的新物质，反而危及饮水安全。正 因为如此，在民众日常生活饮用水净化处理场合，对于化学水处理工艺的应用可以说是慎 之又慎。然而，在水环境前所未有严重污染、传统物理净水器已力不从心的今天，重新审 视关注化学水处理在生活饮用水净化处理应用的可能性，创新开发一种既能高效除去水 中污染物又无毒副产物、高度安全的化学氧化水质净化方法与装置，具有十分重要的现实 意义。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提出一种具有较好杀菌能力的净水器辅助装 置，该装置可以制取出适宜人饮用的富含氢且氧化还原电位低的水。 为了解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是：一种净水器辅助净化装 置，包括设有进水口的盛水容器，所述进水口与净水器连通；其特征在于：所述盛水容器的 壳体内设有阴电极和阳电极，还包括用于对所述阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的 阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜覆盖在阳电极上，所述透水性隔膜 与阴电极的间距s范围是〇< δ <10毫米，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于2毫米 且大于等于1纳米。 本技术的透水性隔膜也叫透水膜，是指透水孔径从毫米级到纳米级，包括日 常水处理使用的各种过滤膜，如：超滤膜（UF)、纳滤膜（NF)和微滤膜（MF)等。 上述技术方案中所述透水性隔膜覆盖在阳电极上，是指透水性隔膜与阳电极之间 基本是零间距。 上述本技术申请公开的技术方案工作机理陈述如下： 本技术装置中所述透水性隔膜并非常规采用的离子膜，而是在水电解领域中 从未用过的一种隔离膜，本专利技术人创新地将该透水性隔膜引入水电解装置中作为阴、阳电 极间的隔离膜。 对水电解的正常反应是，阴极析氢(气)、阳极析氧(气)，Η+离子趋向阴极区域，而 0Γ离子则趋向阳极区域。本技术装置中，阴、阳电极之间设置有透水性隔膜，将电解池 分割为阴极室和阳极室两个反应空间。 1)透水性隔膜与阴电极的间距δ大于零，即阴极室容积大于零，阴极析氢反应正 常进行，生成氢气，阴极室、进而整个容器水的氧化还原电位下降 H++e- - Η Η+Η - H2 t H+e- - !Γ 2)阳极室析氧反应为 ①从水里迁移到阳极表面的液相传质吸附 0Η-(水）一0Η-(阳极表面） ②在阳极表面发生的反应 0Γ -OH+e- 0Η+0Η - 0+H20 0Η+0Η - 0+e +H20 0+0 - 02 个 由于透水性隔膜覆盖在阳电极上，相当于阳极室容积=0,阳极析氧反应因隔膜对 阳极的覆盖受到干扰。在阳极脱附转化反应生成的4〇以及在阳极析出的氧气，由于无处 释放，只能在克服了透水性隔离膜的透水水阻后，穿过隔膜中无数微孔通道向阴极室迁移。 3)本技术装置中，隔膜的无数微孔蓄水空间，等效于阴、阳电极电解电流通路 中相互并联的一个个微小水电阻。因阴电极与膜之间间距S很小，阴极室水电阻压降可以 忽略不计，外加电解电压主要作用在透水性隔膜上，每个微孔中单位电压强度极高。再加 上透水性隔离膜的透水孔径很小(微米级乃至纳米级)，从阴极释放的高能电子在微孔中密 集，相当于将一个大的放电电极(阴极)分解为无数个小曲率半径电极。因此，不仅在透水性 隔膜微孔中对水电解氧化还原反应可充分进行，从阳极迁移到膜孔内的〇 2受高能电子的轰 击及强电场作用生成氧气泡，并激发连锁反应，诱发水体自身气化，在微孔内形成连续稳定 的等离子放电，生成大量氧化因子，最终通过阴极区域扩散到容器水中。 综合上述反应过程可知，本技术通过创新的在阴、阳电极之间设设置透水性 隔膜，并将该透水性隔膜覆盖阳极以及控制透水性隔膜与阴电极的间距，带来的直接效果 是： 1)本技术装置不仅可制取得到氧化还原电位低富含氢的有益健康水，同时 在水中还生成相当多的强氧化因子，较之其它现有富氢水制取技术，杀菌净化能力大大提 升； 2)透水性隔离膜通常可以很薄(例如超滤膜的厚度可做到0· 1mm?0· 5mm)，在阴 阳极之间加入隔离膜后，可以将阴阳电极之间间距稳定保持在基本等于隔离膜的厚度范 围，同等工況下的电解电压可以很低，甚至仅仅以一块3. 7V锂电池供电，可以形成2安培以 上的工作电流，现有技术是无法做到的；加上膜中发生的等离子放电高效反应因素等，使得 本技术装置的实际功耗较之同类装置大大降低。当覆盖碳材质阳极时，还可有效防止 碳颗粒剥落造成短路。 3)通过对隔离膜与电极性状等的适当选择及调整，可以控制水中氧化因子的生 成，以适应不同场合的饮用水需求。 本技术装置中，透水性隔膜的透水孔径大小进一步影响本技术装置处理 水的效果。透水孔径小，则对阳极析氧气化反应的抑制效果好，而且透水孔径减小相当于放 电电极的曲率半径减小，也有利于等离子放电的进行；但是透水孔径过小，对阳极析氧气化 反应抑制过度，相当于大幅度提高了阳极析氧电位，在外加电解电压不变的情况下，阴阳极 之间的电解电流大大下降，反而导致本技术装置中所期望的各种反应不能进行。此外， 膜的透水孔径选择还关联到膜的机械强度等多种因素。经实践中反复试验，根据不同的饮 用水需求综合考虑，本技术装置选择透水膜的孔径范围从2毫米到1纳米之间，涵盖日 常生活水处理常用的超滤膜、纳滤膜和微滤膜。 上述本技术技术方案的完善一是：所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净水器辅助净化装置，包括设有进水口的盛水容器，所述进水口与净水器连通；其特征在于：所述盛水容器的壳体内设有阴电极和阳电极，还包括用于对所述阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜覆盖在阳电极上，所述透水性隔膜与阴电极的间距δ范围是0≤δ≤10毫米，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于2毫米且大于等于1纳米。

【技术特征摘要】
1. 一种净水器辅助净化装置，包括设有进水口的盛水容器，所述进水口与净水器连通； 其特征在于：所述盛水容器的壳体内设有阴电极和阳电极，还包括用于对所述阴电极和阳 电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜覆盖 在阳电极上，所述透水性隔膜与阴电极的间距δ范围是〇< δ <10毫米，所述透水性隔 膜的透水孔径小于等于2毫米且大于等于1纳米。2. 根据权利要求1所述净水器辅助净化装置，其特征在于：所述透水性隔膜是叠加复 合而成的至少二层，其中靠近阳电极的一层透水性隔膜是由碳质材料制成的透水性隔膜。3. 根据权利要求1所述净水器辅助净化装置，其特征在于：所述透水性隔膜是单层透 水性隔膜。4. 根据权利要求1-3之任一所述净水器辅助净化装置，其特征在于：所述透水性隔膜 覆盖所述阳电极的全部表面。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志邦，
申请(专利权)人：大连双迪创新科技研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21