一种消毒过滤杯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种消毒过滤杯，其包括杯体和扣合在杯体上的杯盖；杯体包括由上到下相互连接的上杯体和下杯体，上杯体内部由隔板隔出腔室A和腔室B，上杯体顶部设有与腔室A连通的引水口，腔室A内水平固定有电极过滤膜，电极过滤膜包括层叠设置的多孔阴极、多孔电极隔层和多孔阳极；腔室B内设有电源，电源的负极和正极分别通过导线与多孔阴极和多孔阳极连接，隔板上开设有供导线穿过的导线通孔，上杯体底部开设有与腔室A相通的排水孔；多孔阳极和多孔阴极均由导电材料制成，多孔电极隔层由绝缘材料制成。本实用新型专利技术不需要投加任何化学试剂，仅需极低的电压即可实现高标准消毒，杀毒效率高，并且没有消毒副产物产生。

A disinfection filter cup

【技术实现步骤摘要】
一种消毒过滤杯
本技术涉及流体消毒领域，尤其涉及一种消毒过滤杯。
技术介绍
在野外生存实践过程中，或遇突发性地质灾害时，保障饮水的安全供应非常重要。然后，天然水源中可能存在着微生物，尤其是病原微生物，其具有感染风险高、致害剂量低、显效时间短、危害程度大等特点，因此，天然水源往往不能直接饮用，需要先对水中的微生物进行灭活，但是人在野外，无法携带国语沉重的消毒设备，饮用水的安全往往难以保障。因此，设计一种便携式的野外用消毒过滤杯，在保障紧急情况下的饮用水安全消毒方面有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的是提供一种便携的野外消毒过滤杯。本技术提供的消毒过滤杯，包括杯体和扣合在杯体上的杯盖；杯体包括由上到下相互连接的上杯体和下杯体，上杯体为封闭结构，其内部由隔板隔出腔室A和腔室B，腔室A内水平固定有电极过滤膜，电极过滤膜包括层叠设置的多孔阳极、多孔电极隔层和多孔阴极；腔室B内设有电源，电源的正极和负极分别通过导线与多孔阳极和多孔阴极连接，隔板上开设有供导线穿过的导线通孔，上杯体顶部设有与腔室A连通的引水口，上杯体底部开设有与腔室A相通的排水孔；多孔阳极和多孔阴极均由导电材料制成，多孔电极隔层由绝缘材料制成。上述技术方案中的消毒过滤杯可以用于井水、湖水或河水等天然水源水的消毒，在这些天然水在通过电极过滤膜后，水中的悬浮物及颗粒物会被电极过滤膜截留，并且水中的微生物会在电消毒作用下被灭活，从而保证水的饮用安全，为人们户外活动时提供消毒后的水。优选地，每组电极过滤膜包括1层多孔阳极和至少2层多孔阴极，相邻两层多孔阴极由多孔电极隔层隔开。优选地，腔室A内从上到下平行设置至少2组电极过滤膜，相邻两组电极过滤膜之间由绝缘隔网隔开。优选地，电源的输出电压为2-3V。优选地，多孔阳极、多孔电极隔层、多孔阴极从上到下依次设置。本技术提供的消毒过滤杯及消毒方法，具有以下有益效果：(1)结构简单，使用方便，在保证普通水杯外形的基础上保障了饮水安全，无需外加复杂的零部件；(2)微生物杀灭效果较好，对水中常见的病原微生物有良好的灭活效果；(3)不需要投加任何化学试剂，仅需极低的电压即可实现高标准消毒，杀毒效率高，并且没有消毒副产物产生；(4)不仅能够杀灭水中的微生物，还能通过过滤作用去除水中的悬浮物颗粒物等杂质。附图说明图1为本技术提供的消毒过滤杯的结构示意图；图2为电极过滤膜采用单阴极配对单阳极的组合形式的结构示意图；图3为电极过滤膜采用多阴极配对单阳极的组合形式的结构示意图；图4多组电极过滤膜并联时的结构示意图；图5为单元板的结构示意图；图6为单元板上开设环形槽的结构示意图；图7为上杯体侧壁设置电源开关、指示灯、充电接口时的结构示意图。其中，1、杯体；11、上杯体；111、腔室A；112、腔室B；113、引水口；114、导线通孔；115、透水孔；12、下杯体；13、隔板；2、杯盖；3、电极过滤膜；31、多孔阳极；32、多孔电极隔层；33、多孔阴极；34、绝缘隔网；4、电源；5、单元板；51、密封凹槽；52、导线插孔；53、U型槽；54、橡胶塞；55、安装孔；56、环形槽；6、电源开关；7、指示灯；8、充电接口。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的说明。如图1-7所示，本技术提供的消毒过滤杯，包括杯体1和扣合在杯体上的杯盖2；杯体1包括由上到下可拆卸连接的上杯体11和下杯体12，优选螺纹连接；上杯体11为封闭结构，其内部由隔板13隔出腔室A111和腔室B112，上杯体顶部开设有与腔室A连通的引水口113，腔室A内水平固定有电极过滤膜3，电极过滤膜3由层叠设置的多孔阳极31、多孔电极隔层32和多孔阴极33压制而成；腔室B内设有电源4，电源4的正极和负极分别通过导线与多孔阳极31和多孔阴极33连接，隔板13上开设有供导线穿过的导线通孔114，上杯体底部开设有与腔室A相通的透水孔115；多孔阳极和多孔阴极均由导电材料制成，多孔电极隔层由绝缘材料制成。本技术提供的消毒过滤杯是使水流从电极内部通过的电极内过滤电化学氧化结构，其可提高反应效率，降低能耗，提高电极的使用寿命，采用多孔导电材料作为内过滤式电极，可以强化微生物与电极表面的接触几率和面积，继而提高消毒体系的传质和直接氧化消毒能力，在低电压(电源的电压为1-5V)下即可实现微生物的高效灭活和有机物降解，就传质而言，采用该方法增加对流(微生物接触电极、反应产物浓度梯度)，比“平流式”和“搅拌式”有所提高。电源的电压为1-5V，优选2-3V，电源可以选择纽扣电池或蓄电池。电化学对有机物降解和微生物灭活主要在于阳极的氧化作用，当引水口为出水口时，优选地，多孔阴极、多孔电极隔层和多孔阳极从下到上依次设置，使水先接触阴极再接触阳极，采用这种阳极后置的方式，水中有机物的去除率相较于阴极后置的方式高出至少30-40％，故而优选阳极后置的方式。阴阳电极表面进行电化学反应时，最常见的是H+和OH-的累积，会严重抑制反应进行，阳极后置的方式是基于阳极氧化(其贡献占70％以上)为主导的消毒机制，当水流通过电极过滤膜时，水流先接触电极过滤膜的阴极，发生电极反应，生成氢氧根离子，溶液pH值升高，水流中的微生物带负电，从而使微生物更容易接触阳极，当水流再接触阳极时，水中的微生物与阳极接触失去电子，被氧化，从而被杀灭，并且阳极产生的H+可以中和前置阴极产生的OH-，进一步促进阳极反应，实现更低电压、低停留时间下微生物高效灭活和有机物的迅速降解，同时减少消毒副产物(活性氯副产物)的生成，降低能耗。同时，当阴极发生电极反应产生过氧氢根(HO2-)时，由于过氧氢根具有较强的氧化性，能对微生物直接氧化灭活，进一步提高微生物氧化灭活的程度，实现高效灭活。当电极过滤膜处理的水流流速变大后，阴极的氢氧根离子累积效应变低，失去后置阳极的优势，并联消毒效果较差，为了解决该问题，优选地，电极过滤膜采用多阴极配对单阳极的组合单元形式，经过多层阴极处理后，生成的强碱性处理液将流入阳极，微生物在碱性条件下易发生直接氧化作用，可在低电压下实现微生物完全灭活，这种组合单元设置方式使得单元消毒能力显著提升，极大的缩短单元的水力停留时间，亦可有效避免微生物的过度氧化或破碎造成的能量浪费和后续竞争消毒位点的问题。优选地，每组电极过滤膜包括1层多孔阳极和至少2层多孔阴极，相邻两层多孔阴极由多孔电极隔层隔开，如图3所示；进一步优选地，每组电极过滤膜中包括2-5层多孔阴极。为了强化电极的消毒能力，可以选用多组(至少为两组)电极过滤膜并联的方案，使待处理水样依次经过多组电极过滤膜的消毒，达到完全消毒的目的；具体地，电极过滤膜3为并联设置的1-5组，相邻两组电极过滤膜由绝缘隔网34隔开，待消毒水样依次经过每组电极过滤膜,如图4所示。优选地，制成多孔阳极和多孔阴极所用导电材料的孔隙率≥90％、孔径≥100μm。具体地，多孔阳极31和多孔阴极33可由金属泡沫(银纳米线、钛泡沫、氧化铜及氧化铜纳米线等)、碳纤维材料(例如石墨纤维毡、碳纤维毡、碳纤维布等)、碳纳米管海绵制成，为圆形结构，厚度为4-6mm，优选5mm，这些材料的孔径远大于一般微滤或超滤膜孔径，不需要太高的运行压力，通电之后，即可灭活因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消毒过滤杯，其特征在于，包括杯体(1)和扣合在杯体上的杯盖(2)；杯体包括由上到下可拆卸连接的上杯体(11)和下杯体(12)，上杯体为封闭结构，其内部由隔板(13)隔出腔室A(111)和腔室B(112)，腔室A内水平固定有电极过滤膜(3)，电极过滤膜包括层叠设置的多孔阳极(31)、多孔电极隔层(32)和多孔阴极(33)；腔室B内设有电源(4)，电源的正极和负极分别通过导线与多孔阳极和多孔阴极连接，隔板上开设有供导线穿过的导线通孔(114)；上杯体顶部开设有与腔室A连通的引水口(113)，上杯体底部开设有与腔室A相通的透水孔(115)；多孔阳极和多孔阴极均由导电材料制成，多孔电极隔层由绝缘材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种消毒过滤杯，其特征在于，包括杯体(1)和扣合在杯体上的杯盖(2)；杯体包括由上到下可拆卸连接的上杯体(11)和下杯体(12)，上杯体为封闭结构，其内部由隔板(13)隔出腔室A(111)和腔室B(112)，腔室A内水平固定有电极过滤膜(3)，电极过滤膜包括层叠设置的多孔阳极(31)、多孔电极隔层(32)和多孔阴极(33)；腔室B内设有电源(4)，电源的正极和负极分别通过导线与多孔阳极和多孔阴极连接，隔板上开设有供导线穿过的导线通孔(114)；上杯体顶部开设有与腔室A连通的引水口(113)，上杯体底部开设有与腔室A相通的透水孔(115)；多孔阳极和多孔阴极均由导电材料制成，多孔电极隔层由绝缘材料制成。2.根据权利要求1所述的消毒过滤杯，其特征在于，每组电极过滤膜包括1层多孔阳极和至少2层多孔阴极，相邻两层多孔阴极由多孔电极隔层隔开。3.根据权利要求1所述的消毒过滤杯，其特征在于，腔室A内从上到下平行设置至少2组电极过滤膜，相邻两组电极过滤膜之间由绝缘隔网(34)隔开。4.根据权利要求1所述的消毒过滤杯，其特征在于，电源的输出电压为2-3V。5.根据权利要求1所述的消毒过滤杯，其特征在于，制成多孔阳极和多孔阴极所用导电材料的孔隙率≥90％、孔径≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪营，巫寅虎，倪欣业，刘海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11