堿性洗浴水制取裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種堿性洗浴水制取裝置，包括設有進水口和洗浴水出口的過水容器、成對的陰電極和陽電極、用于對所述陰電極和陽電極供電的電解電源，所述過水容器的進水口外接市供自來水；所述陰電極和陽電極之間設有透水性隔膜，所述陽電極通過所述透水性隔膜與過水容器隔絕；所述陽電極外側設有完全包敷該陽電極的活性碳濾芯，所述活性碳濾芯與透水性隔膜緊貼；使用時，所述陰電極與所述過水容器的過水接觸，所述陽電極僅與所述過水容器通過透水性隔膜滲出的滲透水接觸。該裝置能安全去除水中余氯等污染物，在使用時少用乃至不用洗發水和沐浴露即可滿足健康洗浴要求。
【專利說明】
堿性洗浴水制取裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種堿性洗浴水制取裝置，屬于生活用水水質深度處理技術領域。
【背景技術】
[0002]當前，水環境加劇惡化，但國內外大多數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，面對工業污水、農業污水和生活污水猖獗泛濫涌入生活水源，自來水廠已經不堪重負無能為力。
[0003]隨著自來水受污染的狀況日趨嚴重，人類關于自身健康的問題也日益關注，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一般通過三種渠道進入人體:飲用、呼吸和皮膚吸收。在淋浴過程中，我們吸收的污染物質遠比飲用水中多得多。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就會趁虛而入。污染物質通過皮膚被吸收，然后直接進入血液循環系統，就像飲用水通過消化系統迂回地進入血液循環，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物質要比從口腔進入的要多6?80倍。如水中的氡，加熱后會揮發出來，通過呼吸進入人體，長期積累會形成肺癌。水中含有的揮發性物質大多是揮發性有機物(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，洗發液、沐浴露均不同程度含有有害乃至致癌化學物質，應盡量減少乃至避免使用。
[0006]目前市場所見淋浴過濾器產品，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常更換等不足。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型要解決技術問題是:提供一種既能去除水中余氯和氡等污染物、又可產生健康堿性洗浴水的制取裝置。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案是:一種堿性洗浴水制取裝置，包括設有進水口和洗浴水出口的過水容器、成對的陰電極和陽電極、用于對所述陰電極和陽電極供電的電解電源;所述陰電極和陽電極之間設有非導電材料制成的透水性隔膜，所述透水性隔膜將陽電極與過水容器隔開;所述陽電極外側設有完全包敷該陽電極的活性碳濾芯，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過水容器隔開;使用時，所述陰電極與所述過水容器的過水接觸，所述陽電極僅與所述過水容器通過透水性隔膜滲出的滲透水接觸。
[0009]優選的，所述活性碳濾芯上設有污水出口。
[0010]本實用新型的工作機理及帶來的有益效果陳述如下:
[0011]所述過水容器以透水性隔膜為分界，成對的陰電極和陽電極分設在透水性隔膜兩側，所述陰電極在過水容器內，所述陽電極在過水容器外并在其外表面包敷有活性碳濾芯。
[0012]本實用新型中所述陽電極僅與過水容器內滲透通過透水性隔膜的滲透水接觸(陽電極不與過水容器的水直接接觸)，同時將可能生成的氯酸鹽、次氯酸鹽類強氧化因子排出，抑制臭氧生成，以降低在容器內水中生成毒副產物的風險。而且本實用新型把陽極直接氧化反應轉移到過水容器外進行，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并可能被排出，不致再返回容器內污染水質。
[0013]本實用新型中透水性隔膜的結構在微觀上表現為無數透水微孔的過水通道區域，由于透水性隔膜是非導電性材料制成，因而在透水微孔的過水通道內產生電壓降，即當電解電源的電解電壓施加于外電極(陽電極)和內電極(陰電極)后，形成如下的電壓降落關系:透水性隔膜外陽電極(+) —陽電極與透水性隔膜之間水膜的電壓降U1—透水性隔膜自身阻抗產生的壓降U2—透水性隔膜與過水容器內的陰電極之間水阻抗產生的電壓降U3。
[0014]而陽電極僅與透水性隔膜的滲透水接觸，這樣水電解時的析氫、析氧反應生成的氣體很容易進入透水微孔的過水通道內并在過水通道內的水中生成氣泡，在透水性隔膜的透水微孔的過水通道內的狹小環境中氣泡很容易破碎從而產生局部高溫高壓，進而以極小電壓激發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域水中生成羥基自由基類暫態氧化因子的等離子體(等離子體是和固態、液態、氣態處于同一層次的物質第四態，低溫等離子體富含電子、離子、自由基和激發態分子，電子與離子有很高的反應活性，可以使通常條件下難以進行或速度很難的化學反應變得十分迅速，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)，該羥基自由基暫態氧化因子的氧化性極強，具有非常好的殺菌效果，可以加入到出水中，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。
[0015]因此本實用新型中源水中余氯和氡移向穿過透水性隔離膜移向陽電極被活性炭吸附并可能被排出，有害污染物(陰離子)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，從而得到呈堿性、氧化還原電位為負、適合去油除污的堿性凈化水。本實用新型制取的堿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液、沐浴露和洗潔精等化學洗滌劑，從而避免了要洗浴時家庭供水和化學洗滌劑中的微污染物質進入人體。
[0016]為了進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構，可以改善膜孔充水浸潤狀態，有利于膜中等離子放電過程持續進行。
[0017]優選的，所述透水性隔膜的透水微孔的孔徑大小和形狀基本相同。
[0018]本實用新型中，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電壓增高，并且使產生氣泡體積變大減小了氣液兩相接觸反應的比表面積。而透水性隔膜的透水微孔的孔徑過小(即過水通道過小)，會使電解產氣無法發生或是產氣效率極其低下，小到一定程度會使電解產氣無法進入微孔的透水孔徑，從而使等離子放電無法正常進行。因此，經過實用新型人的反復試驗，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%。
[0019]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，將等離子放電引導到透水性隔膜的所有過水通道內進行，從而以極小電壓即可激發出水體等離子放電，在水中生成大量極具殺菌能力的暫態氧化因子，可以大大提高水體中污染物的降解效率，更好的進行殺菌消毒等。
[0020]為了更好的獲得孔徑均勻的微孔，并進一步改善隔膜的親水性，從而產生更多的等離子群(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氧化因子)，本實用新型中所述透水性隔膜優選采用以下改性方法制得的隔膜:
[0021 ] I)將納米二氧化鈦溶液在溫度為40°C-60°C的紫外箱內輻照10-30分鐘；
[0022]2)由以下質量比的原料組成膜液:
[0023]PVDF:20%-30%
[0024]致孔劑:2-5%
[0025]步驟I)輻照后的納米二氧化鈦:2%_4%
[0026]表面活性劑:3%_5%
[0027]溶劑:70%-80%;
[0028]3)將配置好的膜液通過超聲波振蕩20-40分鐘；
[0029]4)用刮膜機刮成液膜，將液膜在空氣中靜置10-30秒，然后浸入凝固液中凝固成透水性隔膜；
[0030]5)所述隔膜在濃度為10%酒精水溶液中浸泡10-40分鐘，然后放入去離子水中漂洗；
[0031]6)將所述隔膜置于施加有1kv直流脈沖高壓的純水箱內處理I小時。
[0032]另外，由于透水性隔膜得到成對電極的夾持保護，試驗證明，該透水性隔膜在使用過程中不會因破損或阻塞等提前失效報廢，始終保持穩定可靠工作狀態。
[0033]優選的，所述電解電源是高電平窄脈寬的直流脈沖電源或正向電壓電平大于反向電壓電平的交變脈沖電源。
[0034]上述技術方案的進一步改進是:所述過水容器包括管狀的金屬筒體以及設置在所述金屬筒體兩端的絕緣密封端蓋，所述金屬筒體兼作陰電極，所述透水性隔膜滿覆布設在活性炭濾芯外表面，所述活性碳濾芯呈柱形并位于所述金屬筒體內，所述陽電極、活性碳濾芯和金屬筒體同心設置。這樣，可使本實用新型裝置的結構更緊湊，且陰、陽電極的面積相比同體積其他結構更大，從而可以提高電解效率。進一步的，所述進水口和洗浴水出口分別設置在過水容器的兩端的不同絕緣密封端蓋上。
[0035]優選的，所述污水出口設置在活性碳濾芯的端部，該端部位于活性碳濾芯上靠近洗浴水出口位置的一端。
[0036]優選的，所述電解電源是高電平窄脈寬的直流脈沖電源或正向電壓電平大于反向電壓電平的交變脈沖電源。
[0037]優選的，所述陽電極為鈦材涂覆鉑族氧化物制成的電極。
[0038]優選的，所述金屬筒體為不銹鋼或鈦材涂覆鉑族氧化物制成的筒體。
【附圖說明】
[0039]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0040]圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖。
[0041 ]圖2是本實用新型實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]實施例一
[0043]本實施例的堿性洗浴水制取裝置如圖1所示，包括過水容器1、設置在過水容器I內成對的陰電極2和陽電極3以及用于對陰電極2和陽電極3供電的電解電源(圖中未示出)，過水容器I具有與市供自來水管連接的進水口 1-1和洗浴水出口 1-2;陰電極2和陽電極3之間設有非導電材料制成的透水性隔膜5從而使陰電極2和陽電極3完全隔開，即透水性隔膜將過水容器分割成陰極室和陽極室；陽電極3外側設有完全包敷該陽電極3的活性碳濾芯4，透水性隔膜5緊貼活性碳濾芯4的外表面;過水容器I呈方形，進水口 1-1和洗浴水出口 1-2分別設置在過水容器I的上端面和下端面;過水容器I上開有窗口，透水性隔膜5滿敷布設在窗口上，活性碳濾芯4與過水容器I的一側壁緊貼，進水口 1-1和洗浴水出口 1-2均位于過水容器I的另一側壁，且與陰極室連通，活性碳濾芯4上設有污水出口 1-3。
[0044]污水出口1-3優選設置在活性碳濾芯4的端部，該端部位于活性碳濾芯4上靠近洗浴水出口 1-2位置的一端。
[0045]本實施例中成對的陰電極和陽電極可以是一對，也可以是多對，電極對數量的增加是為了提高電解效率。
[0046]為了提高膜中的離子放電反應，透水性隔膜5優選透水微孔的孔徑大小和形狀基本相同的隔膜。進一步的，優選孔徑尺寸范圍是2毫米?I納米，且最大透水孔徑比最小透水孔徑的值相差在20%以內(即不大于20%)的隔膜。
[0047]為了得到微孔的透水孔徑均勻的透水性隔膜5，可以采用公知的物理或化學工藝技術對現有的超濾膜、微濾膜或納濾膜進行改性，諸如膜孔規整化整形、二氧化鈦光催化、極窄高壓脈沖對膜預處理，等等。本實施例中透水性隔膜5優選采用以下改性方法制得的隔膜:
[0048]I)將納米二氧化鈦溶液在溫度為40 0C -60 0C的紫外箱內輻照10-30分鐘；
[0049]2)由以下質量比的原料組成膜液:
[0050]PVDF:20%-30%
[0051]致孔劑:2-5%
[0052]步驟I)輻照后的納米二氧化鈦:2%_4%
[0053]表面活性劑:3%_5%
[0054]溶劑:70%-80%;
[0055]3)將配置好的膜液通過超聲波振蕩20-40分鐘；
[0056]4)用刮膜機刮成液膜，將液膜在空氣中靜置10-30秒，然后浸入凝固液中凝固成隔膜；
[0057]5)所述隔膜在濃度為10%酒精水溶液中浸泡10-40分鐘，然后放入去離子水中漂洗；
[0058]6)將所述隔膜置于施加有1kv直流脈沖高壓的純水箱內處理I小時。
[0059]本實施例還可以作以下改進:I)電解電源優選高電平窄脈寬的直流脈沖電源或正向電壓電平大于反向電壓電平的交變脈沖電源。
[0060]2)陽電極為鈦材涂覆鉑族氧化物制成的電極。
[0061 ] 3)透水性隔膜5是親水性的透水性隔膜。
[0062]4)在使用時，透水性隔膜5的每個透水微孔中均形成等離子放電。
[0063]實施例二
[0064]本實施例是在實施例一基礎上的改進，與實施例一的不同之處在于:如圖2所示，過水容器I包括管狀的金屬筒體以及設置在金屬筒體兩端的絕緣密封端蓋，金屬筒體兼作陰電極，活性炭濾芯4位于金屬筒體內，透水性隔膜5滿覆布設在活性炭濾芯4外表面，活性碳濾芯4呈柱形，陽電極3、活性碳濾芯4和金屬筒體同心設置;活性碳濾芯4上設有污水出口1-3。這樣，可使本實用新型裝置的結構更緊湊，且陰、陽電極的面積相比同體積其他結構更大，從而可以提高電解效率。本實施例中進水口 1-1和洗浴水出口 1-2分別設置在過水容器頂部的絕緣密封端蓋和底部的絕緣密封端蓋上。
[0065]本實施例中金屬筒體優選不銹鋼或鈦材涂覆鉑族氧化物制成的筒體。
[0066]本實用新型不局限于上述實施例所述的具體技術方案，除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡采用等同替換形成的技術方案，均為本實用新型要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種堿性洗浴水制取裝置，包括設有進水口和洗浴水出口的過水容器、成對的陰電極和陽電極、用于對所述陰電極和陽電極供電的電解電源;其特征在于:所述陰電極和陽電極之間設有非導電材料制成的透水性隔膜，所述陽電極外側設有完全包敷該陽電極的活性碳濾芯，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過水容器隔開;使用時，所述陰電極與所述過水容器的過水接觸，所述陽電極僅與所述過水容器通過透水性隔膜滲出的滲透水接觸。2.根據權利要求1所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述過水容器包括管狀的金屬筒體以及設置在所述金屬筒體兩端的絕緣密封端蓋，所述金屬筒體兼作陰電極，所述透水性隔膜滿覆布設在活性炭濾芯外表面，所述活性碳濾芯呈柱形并位于所述金屬筒體內，所述陽電極、活性碳濾芯和金屬筒體同心設置。3.根據權利要求1所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述透水性隔膜的透水微孔的孔徑大小和形狀均基本相同。4.根據權利要求1所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述透水性隔膜是親水性的透水性隔膜。5.根據權利要求1-4之任一所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述透水性隔膜的透水微孔的孔徑尺寸范圍是2毫米?I納米，且孔徑尺寸相互之間彼此相差小于20%。6.根據權利要求1-4之任一所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述電解電源是高電平窄脈寬的直流脈沖電源或正向電壓電平大于反向電壓電平的交變脈沖電源。7.根據權利要求1-4之任一所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述陽電極為鈦材涂覆鉑族氧化物制成的電極。8.根據權利要求2所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述金屬筒體為不銹鋼或鈦材涂覆鉑族氧化物制成的筒體。9.根據權利要求1-4之任一所述的堿性洗浴水制取裝置，其特征在于:所述活性碳濾芯上設有污水出口。
【文檔編號】C02F1/467GK205527898SQ201620301020
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】肖志邦, 李燁, 滕茂友
【申請人】大連雙迪創新科技研究院有限公司