用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，包括陰陽成對的電極、為電極供電的電解電源和盛水容器，盛水容器設(shè)有進(jìn)水口和出水口；成對的電極有兩對，分別是第一電極對和第二電極對，第一電極對的陰、陽電極之間設(shè)有第一透水性隔膜，第二電極對的陰、陽電極之間設(shè)有第二透水性隔膜，第一、第二透水性隔膜分別將第一電極對的陽電極、第二電極對的陰電極與盛水容器隔開，第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極均位于盛水容器內(nèi)，第一電極對的陰電極、第二電極對的陽電極均與盛水容器內(nèi)的水直接接觸，第一電極對的陽電極、第二電極對的陰電極僅與盛水容器的滲透水接觸。該裝置可滅活源水中細(xì)菌、降解源水中有機(jī)物且能夠降低源水的硬度。
【專利說明】
用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，屬于生活飲用水水質(zhì)深度處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水污染主要是由人類活動產(chǎn)生的污染物造成，它包括工業(yè)污染源，農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源三大部分。日趨加劇的水污染，已對人類的生存安全構(gòu)成重大威脅，成為人類健康、經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。據(jù)世界權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查，每年因飲用不衛(wèi)生水至少造成全球2000萬人死亡，因此，水污染被稱作〃世界頭號殺手〃。
[0003]目前人們通常將自來水作為飲用源水，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成可飲用水。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。再加上自來水從水廠經(jīng)輸水管網(wǎng)及高層儲水箱到達(dá)飲用水終端所帶來的附加污染，市政自來水已不敢說是衛(wèi)生的了。尤其是，自來水加氯雖然可有效殺除病菌，但同時也會產(chǎn)生較多的鹵代烴化合物，這些含氯有機(jī)物的含量成倍增加，是引起人類患各種疾病的重大根源，即使是把自來水煮沸，上述殘留物仍驅(qū)之不去，還會使亞硝酸鹽與三氯甲烷等致癌物增加。亦即，即便以市政自來水為源水的飲用開水的安全系數(shù)也是不高的。
[0004]日常生活中，飲用水需求往往具有分時段、間歇性特點(diǎn)。例如，家庭三頓飯用水及洗浴高峰主要集中在早中晚時間；洗衣用水則按周/次計(jì)算。日常生活中飲用水存儲裝置，通指帶有儲水箱(罐、容器)的飲用水終端，例如:I)管線凈水系統(tǒng)終端壁掛機(jī)、臺式或立式飲水機(jī);2)R0純水機(jī)出水儲存壓力桶(箱)，以及飲水杯、壺；3)城市供水管網(wǎng)高層建筑頂層安裝的高位水箱，甚至農(nóng)村居民抽取地下水至屋頂?shù)膬λ?。目前該類系統(tǒng)存在的共性問題是儲水箱內(nèi)水中細(xì)菌微生物超標(biāo)，嚴(yán)重影響水質(zhì)甚至異味發(fā)臭。迄今尚無好的解決方法。
[0005]既然直接飲用自來水難保安全，凈水器應(yīng)運(yùn)而生，成為民眾硬性需求。然而，現(xiàn)有的以市供自來水為源水的水質(zhì)凈化產(chǎn)品或涉水產(chǎn)品，基本為介質(zhì)吸附或采用各種孔徑過濾膜將水中污染物加以攔截濾除的物理處理工藝。由于活性炭類吸附材料很容易飽和失效，而各種過濾膜又很容易被細(xì)菌污染或有機(jī)物阻塞或破損，因此實(shí)際情況是并不能如理論設(shè)計(jì)所期望那樣作到對水中污染物的充分凈化。面對日益嚴(yán)重的源水污染，現(xiàn)有的物理方式處理工藝已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)。另外，傳統(tǒng)的RO膜反滲透過濾方法對水資源的浪費(fèi)非常嚴(yán)重，往往凈化I升純凈水就需要排出3升濃縮廢水。但是，物理方式水處理工藝也有可取之處:通常不生成毒副產(chǎn)物。
[0006]相比而言，化學(xué)水處理工藝雖具有廉價簡單高效等諸多優(yōu)點(diǎn)，卻并不適宜于民用終端生活飲用水領(lǐng)域。究其原因，一是化學(xué)水處理工藝需要足夠的反應(yīng)時間，而在日常生活用水場合，凈水器從開機(jī)進(jìn)水到出水僅僅數(shù)秒鐘乃至更短，污染物在凈水器中停留時間太短，根本來不及完成相關(guān)化學(xué)反應(yīng)處理；其二是，化學(xué)水處理工藝通常伴隨一定的毒副作用。例如，盡管化學(xué)氧化反應(yīng)可強(qiáng)效滅活細(xì)菌，深度降解有機(jī)物，去除水中的各種有害物質(zhì)，但化學(xué)氧化法所生成的各類強(qiáng)氧化因子基本是無選擇性、不可控的，若處理不當(dāng)極可能生成源水中沒有的新物質(zhì)甚至強(qiáng)致癌物，反而危及飲水安全。而還原反應(yīng)控制不當(dāng)也會帶來類似問題，例如硝酸鹽可能轉(zhuǎn)化為強(qiáng)致癌物亞硝酸鹽;正因?yàn)槿绱?，在民眾日常生活飲用水凈化處理場合，對于化學(xué)水處理工藝的應(yīng)用可以說是忌諱莫深且慎之又慎。
[0007]
【申請人】經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，相對而言，電化學(xué)作為一種高級氧化水處理工藝，號稱“21世紀(jì)綠色技術(shù)”，所附加毒副效應(yīng)遠(yuǎn)較常規(guī)化學(xué)水處理工藝為小，而且電化學(xué)水處理工藝可以通過電參數(shù)的調(diào)整來強(qiáng)化處理強(qiáng)度減少反應(yīng)時間。因此，電化學(xué)水處理技術(shù)應(yīng)是克服物理水處理工藝軟肋、可用于生活飲用水凈化處理的首選。
[0008]但是，電化學(xué)本質(zhì)上仍屬化學(xué)處理工藝，哪怕毒副作用再小，仍有使水的生物指標(biāo)降低之風(fēng)險，比如陽極反應(yīng)在水中會產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的氯酸鹽、次氯酸鹽等以及H202、03等致癌物。在水環(huán)境前所未有嚴(yán)重污染、傳統(tǒng)物理凈水器已力不從心的今天，重新審視研究化學(xué)水處理一一尤其是電化學(xué)水處理技術(shù)在生活飲用水凈化處理應(yīng)用的可能性，創(chuàng)新開發(fā)一種既能高效除去水中污染物、又無毒副產(chǎn)物的電化學(xué)處理工藝、乃至電化學(xué)水處理工藝與物理吸附過濾工藝協(xié)同聯(lián)用的全新水質(zhì)凈化方法與裝置，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是:提出一種可滅活源水中細(xì)菌、降解源水中有機(jī)物且能夠降低源水的硬度的凈化市供自來水的預(yù)處理裝置。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是:一種用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，包括陰陽成對的電極、為所述電極供電的電解電源和盛水容器，所述盛水容器設(shè)有進(jìn)水口和出水口；所述成對的電極有兩對，分別是第一電極對和第二電極對，所述第一電極對的陰、陽電極之間設(shè)有第一透水性隔膜，所述第二電極對的陰、陽電極之間設(shè)有第二透水性隔膜，所述第一、第二透水性隔膜均是非導(dǎo)電材料制成的透水性隔膜;所述第一透水性隔膜將第一電極對的陽電極與盛水容器隔開，所述第二透水性隔膜將第二電極對的陰電極與盛水容器隔開;在使用時，所述第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極均與盛水容器內(nèi)的水直接接觸，所述第一電極對的陽電極僅與盛水容器內(nèi)通過所述第一透水性隔膜滲出的滲透水接觸，所述第二電極對的陰電極僅與盛水容器內(nèi)通過所述第二透水性隔膜滲出的滲透水接觸。
[0011]需要說明的是，本實(shí)用新型裝置處理的對像是市供自來水，正如【背景技術(shù)】中所述，現(xiàn)在水污染日益嚴(yán)重，市供自來水已經(jīng)成為一種微污染水(或者說是特殊污染水)，其污染源包括環(huán)境污染(如農(nóng)藥殘留等)、氯消毒產(chǎn)生的污染以及管道二次污染等。
[0012]上述本實(shí)用新型公開的技術(shù)方案的工作機(jī)理及有益效果陳述如下。
[0013]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征是，所述盛水容器以第一、第二透水性隔膜為分界，所述第一電極對分設(shè)在第一透水性隔膜兩側(cè)，所述第一電極對的陰電極在盛水容器內(nèi)，而其陽電極在盛水容器外;所述第二電極對分設(shè)在第二透水性隔膜兩側(cè)，所述第二電極對的陽電極在盛水容器內(nèi)，而其陰電極在盛水容器外。當(dāng)然，如盛水容器內(nèi)部設(shè)有空腔，第一或第二透水性隔膜設(shè)置在空腔殼體上，則設(shè)置在空腔內(nèi)的第二電極對的陰電極或第一電極對的陽電極視為設(shè)置在盛水容器外。
[0014]I)首先以第一電極對為例，第一電極對的陽電極僅與盛水容器內(nèi)滲透通過第一透水性隔膜的滲透水接觸(陽電極不與盛水容器的水直接接觸)，把陽極直接氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)移到盛水容器外進(jìn)行，陽極反應(yīng)產(chǎn)物在容器外排走，不致再返回容器內(nèi)污染水質(zhì)。同時，水中的陰性污染物例如余氯、各種有害陰離子等，受陽極電壓作用，也可以從容器內(nèi)水中透過第一透水性隔膜，迀移到盛水容器外隨滲透水排出。
[0015]本實(shí)用新型中第一透水性隔膜的結(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，由于第一透水性隔膜是非導(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，形成如下的電壓降落關(guān)系:第一透水性隔膜外陽電極(+) —陽電極與第一透水性隔膜之間水膜的電壓降U1—透水性隔膜自身阻抗產(chǎn)生的壓降U2—第一透水性隔膜與盛水容器內(nèi)的陰電極之間水阻抗產(chǎn)生的電壓降U3。
[0016]而水電解時的析氫、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，在第一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，在第一透水性隔膜中及第一透水性隔膜周邊區(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(qiáng)(超過臭氧)，同時在水中的存在時間又極短，因此可以在產(chǎn)生后迅速對水中有機(jī)物(如細(xì)菌)等污染物形成極強(qiáng)的降解作用并自身迅速氧化后直接還原為水，不留任何毒副作用。
[0017]2)第二電極對與第一電極對類似，但電壓降落的方向相反。因此同樣的，本實(shí)用新型中第二電極對的陰電極與第二透水性隔膜的滲透水接觸可以用來保證第二電極對的電解反應(yīng)正常進(jìn)行，第二透水性隔膜也為非導(dǎo)電材料制成，因此也可以產(chǎn)生大量強(qiáng)殺菌能力的羥基自由基類暫態(tài)氧化因子。
[0018]同時，在第二電極對的作用下，盛水容器內(nèi)源水中的鈣鎂離子、鐵錳等金屬陽離子等持續(xù)析出，穿過第二透水性隔膜排出，使得盛水容器中水的硬度持續(xù)下降，源水中有害重金屬等逐步去除；而且基于盛水容器內(nèi)第二電極對的陽電極的直接氧化作用，源水中的微生物被滅活，有機(jī)物得到降解。
[0019]3)第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極等效構(gòu)成第三組電極對(陰、陽電極之間無隔膜)，使源水中的微生物在其電場作用下被滅活，能夠更好發(fā)揮電化學(xué)的凈化作用。
[0020]綜上可知，首先本實(shí)用新型將源水中鈣鎂離子、鐵錳以及強(qiáng)氧化性的氯酸鹽、次氯酸鹽從盛水容器中排出，并通過羥基自由基類暫態(tài)氧化因子對源水進(jìn)行殺菌和有機(jī)物降解，從而得到相對純凈的水，可以作為現(xiàn)有物理吸附-過濾凈化水裝置(如傳統(tǒng)的RO膜反滲透過濾凈化水裝置或者活性碳吸附裝置等)的前端，通過現(xiàn)有物理凈化水裝置的物理吸附或過濾可以很容易的除去少量的毒副產(chǎn)物(毒副產(chǎn)物僅為少量的H2O2和03，H202和O3的分解半衰期一般不超過半小時，不僅不會對后端的過濾組件或者吸附組件產(chǎn)生不良影響，而且可以對濾組件或者吸附組件進(jìn)行殺菌消毒)，從而得到深度的凈化水。
[0021]其次，本實(shí)用新型作為現(xiàn)有物理吸附-過濾凈化水裝置的前端，可以大大減輕膜過濾組件或者吸附組件的工作負(fù)荷，保護(hù)物理過濾組件或者物理吸附組件等，從而大幅度延長物理吸附-過濾凈凈化水裝置的使用壽命，達(dá)到治標(biāo)又治本的效果(使用壽命長且產(chǎn)生的凈化水水質(zhì)好)。
[0022]最后，本實(shí)用新型中由于第一、第二透水性隔膜得到成對電極的夾持保護(hù)，試驗(yàn)證明，第一、第二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(wěn)定可靠工作狀態(tài)；即使在第一、第二透水性隔膜和電極表面偶有結(jié)垢也是較松散的浮垢，在電解過程中適當(dāng)?shù)箵Q施加給第一、第二透水性隔膜兩側(cè)的成對電極的電解電壓極性，就可以很容易的去除陰、陽離子析出物在電極和透水性隔膜表面的沉積結(jié)垢。
[0023]本實(shí)用新型在實(shí)施時，還可以根據(jù)實(shí)際需要，將兩個電極對的極性定期倒向，此時電壓等級也可以不相同，從而使第一、第二透水性隔膜交替降解有機(jī)物、排出有害重金屬離子，或者排出殘留余氯、各種有害陰離子等，這樣不但可以進(jìn)一步提高凈化水的質(zhì)量，充分發(fā)揮電化學(xué)的凈化作用，而且可以保護(hù)第一、第二透水性隔膜，延長其使用壽命。
[0024]另外，為了進(jìn)一步提高膜中等離子放電特性，可以使所述第一、第二透水性隔膜均采用親水性的透水性隔膜。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。
[0025]優(yōu)選的，所述第一透水性隔膜的透水微孔的大小和形狀基本相同，所述第二透水性隔膜的透水微孔的大小和形狀也基本相同。
[0026]本實(shí)用新型中，如果第一、第二透水性隔膜的透水微孔的孔徑過大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。而如果第一、第二透水性隔膜的透水微孔的孔徑過小(即微孔的透水孔徑過小)，會使電解產(chǎn)生的氣體無法進(jìn)入透水微孔的孔徑(也就無法產(chǎn)生氣泡)，從而使等離子放電無法正常進(jìn)行。因此，經(jīng)過實(shí)用新型人的反復(fù)試驗(yàn)，確定第一、第二透水性隔膜的透水微孔的孔徑范圍是小于2毫米且大于I納米，且透水微孔的孔徑尺寸相互之間彼此相差小于20%。
[0027]另外，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，因此本實(shí)用新型中所述第一透水性隔膜和第二透水性隔膜優(yōu)選在使用時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。
[0028]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是:所述盛水容器的外側(cè)設(shè)有包圍盛水容器下部的殼體，所述殼體、盛水容器、第一透水性隔膜和第二透水性隔膜之間形成包圍第一電極對的陽電極和第二電極對的陰電極的封閉空間，所述殼體上設(shè)有開口，所述開口形成所述盛水容器的進(jìn)水口 ；所述殼體的底部設(shè)有排污口。
[0029]這樣，市供自來水源水從外腔室透過第一、第二透水性隔膜的過濾進(jìn)入盛水容器，水中污染物被攔截在外腔室，盛水容器中水為經(jīng)膜過濾的凈化水，之后將外腔室內(nèi)的污水排空，從而可以提高處理效率以及處理效果。
[0030]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是: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。
【附圖說明】
[0031 ]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0032]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例一
[0035]本實(shí)施例的用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，參見圖1，包括陰、陽成對的電極、為電極供電的電解電源2和盛水容器I，盛水容器I設(shè)有進(jìn)水口 1-1和出水口 1-2，市供自來水從進(jìn)水口 1-1注入盛水容器I，出水口 1-2可與現(xiàn)有的RO膜反滲透水過濾器的進(jìn)水口連接，從而為RO膜反滲透水過濾器提供前置預(yù)處理。當(dāng)然，也可以是連接其他物理吸附或膜過濾式凈水器。
[0036]成對的電極有兩對，分別是第一電極對和第二電極對，第一電極對的陰、陽電極3-
1、3-2之間設(shè)有第一透水性隔膜5-1，第二電極對的陰、陽電極4-1、4-2之間設(shè)有第二透水性隔膜5-2，盛水容器I相對的側(cè)壁上分別開設(shè)有第一窗口和第二窗口，第一透水性隔膜5-1滿覆布設(shè)于第一窗口上，第二透水性隔膜5-2滿覆布設(shè)于第二窗口上;第一電極對的陽電極3-2和陰電極3-1分別設(shè)于盛水容器I的外部和內(nèi)部，第二電極對的陽電極4-2和陰電極4-1分別設(shè)于盛水容器I的內(nèi)部和外部。
[0037]本實(shí)施例的第一、第二透水性隔膜5-1、5_2均采用非導(dǎo)電材質(zhì)制成的單層納濾膜過濾膜。
[0038]在使用時，盛水容器I內(nèi)的水通過第一透水性隔膜5-1和第二透水性隔膜5-2滲出，并在第一透水性隔膜5-1與第一電極對的陽電極3-2之間以及第二透水性隔膜5-2與第二電極對的陰電極4-1之間分別夾持有一層水膜，即第一電極對的陰電極3-1和第二電極對的陽電極4-2均與盛水容器I內(nèi)的水直接接觸，第一電極對的陽電極3-2僅與盛水容器I內(nèi)通過第一透水性隔膜5-1滲出的滲透水接觸，第二電極對的陰電極4-1僅與盛水容器I內(nèi)通過第二透水性隔膜5-2滲出的滲透水接觸。這樣，不僅能保證本實(shí)施例裝置的電解反應(yīng)正常進(jìn)行，還特別減弱了源水電解在第一電極對的陽電極3-2以及第二電極對的陰電極4-1上的反應(yīng)。
[0039]第一、第二透水性隔膜5-1、5-2夾持在陰電極和陽電極之間，在電化學(xué)作用下(例如陽極的直接氧化、間接氧化、陰極還原反應(yīng))，對水中的細(xì)菌、微生物、有機(jī)物等等，起到極好的滅活、降解、轉(zhuǎn)化(有毒轉(zhuǎn)為無毒)作用，因此細(xì)菌被徹底滅活，有機(jī)物則趨于降解為二氧化碳和水，這樣不僅對源水深度凈化，而且對第一、第二透水性隔膜5-1、5-2起到極好的保護(hù)，大大改善了細(xì)菌污染和濃差極化，使隔膜的有效壽命大大延長。試驗(yàn)考核證明，本實(shí)用新型裝置中第一、第二透水性隔膜5-1、5-2始終保持穩(wěn)定可靠工作狀態(tài)，即使在第一、第二透水性隔膜和電極表面偶有結(jié)垢也是較松散的浮垢。
[0040]作為本實(shí)施例的改進(jìn)，為了使得在膜中等離子更好的放電，第一透水性隔膜5-1和第二透水性隔膜5-2均具有均勻孔徑的透水微孔(即第一透水性隔膜的透水微孔的孔徑大小和形狀基本相同，第二透水性隔膜的透水微孔的孔徑大小和形狀也基本相同)。優(yōu)選的，第一、第二透水性隔膜5-1、5-2的透水微孔的孔徑范圍是小于2毫米且大于I納米，而且第一、第二透水性隔膜5-1、5-2的透水微孔的孔徑尺寸相互之間彼此相差小于20%。
[0041]為了均勻孔徑的透水微孔，可以通過對其進(jìn)行改性制得，本實(shí)施例中第一、第二透水性隔膜5-1、5-2優(yōu)選采用通過按照以下步驟制成的隔膜:
[0042]I)將納米二氧化鈦溶液在溫度為40 0C -60 0C的紫外箱內(nèi)輻照10-30分鐘；
[0043]2)由以下質(zhì)量比的原料組成膜液:
[0044]PVDF:20%-30%
[0045]致孔劑:2-5%
[0046]步驟I)輻照后的納米二氧化鈦:2%_4%
[0047]表面活性劑:3%_5%
[0048]溶劑:70%-80%;
[0049]3)將配置好的膜液通過超聲波振蕩20-40分鐘；
[0050]4)用刮膜機(jī)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；
[0051]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；
[0052]6)將所述隔膜置于施加有1kv直流脈沖高壓的純水箱內(nèi)處理I小時。
[0053]通過本實(shí)施例對源水進(jìn)行殺菌和有機(jī)物降解，殘留余氯和各種有害陰離子向陽極迀移，穿出第一透水性隔膜5-1并排出掉，鈣鎂離子、鐵錳等金屬陽離子等持續(xù)析出，穿過第二透水性隔膜5-2排出，從而降低了水的硬度。本實(shí)施例可以徹底滅活源水中細(xì)菌、高效降解源水中有機(jī)物且能夠降低源水的硬度。而水中少量的H2O2和O3通過RO膜反滲透水過濾器除去，得到深度凈化的純凈水，這樣不但可以減輕RO膜的工作負(fù)荷，而且水中的H2O2和O3可以對RO膜進(jìn)行殺菌消毒。
[0054]本實(shí)施例在電解過程中，在第一、第二透水性隔膜的兩側(cè)陰、陽電極間生成氫氣和氧氣向上逸出，產(chǎn)生一定的氣浮絮凝作用，加速盛水容器內(nèi)水中析出離子等懸浮物聚集成團(tuán)而沉淀，累積沉積在盛水容器的底部。可在盛水容器的底部設(shè)置排污口，定期排出積淀在底部的絮凝物。
[0055]本實(shí)施例進(jìn)行電化學(xué)水處理所產(chǎn)生的氧化還原物質(zhì)，通常包括以下幾類:(I)具有強(qiáng)氧化性的氯酸鹽、次氯酸鹽等;而氯酸鹽、次氯酸鹽具有負(fù)電性，可以很容易地穿過所述第一透水性隔膜排出，減少了毒副產(chǎn)物；(2)H202、03(標(biāo)準(zhǔn)電極電勢2.07，半衰期30-6011^11)等強(qiáng)氧化因子，具有殺菌、降解有機(jī)物的功效;(3)源水中的鈣鎂離子、鐵錳等金屬陽離子等持續(xù)析出，穿過第二透水性隔膜排出，從而降低了源水的硬度；(4)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性且壽命極短的中間體，包括e(溶劑化電子)、.0H,HO2.、.02等自由基，以.0H為主，可以降解有機(jī)物。.0H具有高度活性，主要通過電子轉(zhuǎn)移、親電加成、脫氫反應(yīng)等途徑無選擇地直接與各種有機(jī)化合物作用而將其降解為C02，H20和其他無害物質(zhì)。它具有以下特點(diǎn):I)氧化能力強(qiáng)，其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢達(dá)到2.80 V，是一種氧化能力極強(qiáng)的氧化劑;2)反應(yīng)速率常數(shù)大，.0H非常活潑，與大多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)的速率常數(shù)在106?1lOmol-1.L.s_l;3)選擇性低，且與反應(yīng)物濃度無關(guān);4)壽命短，在不同的環(huán)境介質(zhì)中，其存在時間有一定的差別，一般小于10-4s，液相中僅10-9 s;5)處理效率高，不產(chǎn)生二次污染。
[0056]本實(shí)施例還可以作以下改進(jìn):
[0057]I)電解電源2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。
[0058]2)盛水容器I為承壓封閉容器。
[0059]3)優(yōu)選的，第一透水性隔膜和第二透水性隔膜在使用時每個透水微孔中均形成等離子放電。這樣可以盡可能多的在水中生成羥基自由基類暫態(tài)氧化因子的等離子體，更好的進(jìn)彳T殺菌消毒等。
[0060]另外需要說明的是，本實(shí)施例在使用時第一電極對的陽電極與第一透水性隔膜可能夾持一層水膜，兩者之間也可能通過滲透水點(diǎn)接觸或面接觸;第二電極對的陰電極與第二透水性隔膜也是同樣設(shè)置。
[0061 ] 實(shí)施例二
[0062]本實(shí)施例是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上的改進(jìn)，與實(shí)施例一的不同之處在于:如圖2所示，本實(shí)施例中盛水容器I的外側(cè)設(shè)有包圍盛水容器I下部的殼體20，殼體20、盛水容器1、第一透水性隔膜5-1和第二透水性隔膜5-2之間形成包圍第一電極對的陽電極3-2和第二電極對的陰電極4-1的封閉空間，殼體I上設(shè)有開口 20-1，該開口 20-1形成盛水容器I的進(jìn)水口 ；殼體的底部設(shè)有排污口 20-2。
[0063]在使用時，市供自來水源水通過開口20-1經(jīng)封閉空間并透過第一、第二透水性隔膜5-1、5-2的過濾進(jìn)入盛水容器I，水中污染物被攔截在封閉空間內(nèi)，盛水容器I中水為經(jīng)膜過濾后的凈化水，之后，通過排污口20-2將封閉空間內(nèi)的污水排空，然后開始電解過程。其他內(nèi)容與實(shí)施例一基本相同。
[0064]作為改進(jìn)，第一、第二透水性隔膜5-1、5_2采用親水性的透水性隔膜。
[0065]本實(shí)用新型的用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案，例如本實(shí)用新型的上述各個實(shí)施例的技術(shù)方案彼此可以交叉組合形成新的技術(shù)方案，等等。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案均為本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，包括陰陽成對的電極、為所述電極供電的電解電源和盛水容器，所述盛水容器設(shè)有進(jìn)水口和出水口；其特征在于:所述成對的電極有兩對，分別是第一電極對和第二電極對，所述第一電極對的陰、陽電極之間設(shè)有非導(dǎo)電材料制成的第一透水性隔膜，所述第二電極對的陰、陽電極之間設(shè)有非導(dǎo)電材料制成的第二透水性隔膜;所述第一透水性隔膜將第一電極對的陽電極與盛水容器隔開，所述第二透水性隔膜將第二電極對的陰電極與盛水容器隔開;在使用時，所述第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極均與盛水容器內(nèi)的水直接接觸，所述第一電極對的陽電極僅與盛水容器內(nèi)通過所述第一透水性隔膜滲出的滲透水接觸，所述第二電極對的陰電極僅與盛水容器內(nèi)通過所述第二透水性隔膜滲出的滲透水接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，其特征在于:所述第一透水性隔膜的透水微孔的大小和形狀基本相同，所述第二透水性隔膜的透水微孔的大小和形狀也基本相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，其特征在于:所述第一、第二透水性隔膜均為親水性的透水性隔膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述的用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，其特征在于:所述盛水容器的外側(cè)設(shè)有包圍盛水容器下部的殼體，所述殼體、盛水容器、第一透水性隔膜和第二透水性隔膜之間形成包圍第一電極對的陽電極和第二電極對的陰電極的封閉空間，所述殼體上設(shè)有開口，所述開口形成所述盛水容器的進(jìn)水口 ；所述殼體的底部設(shè)有排污口。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述的用于深度凈化市供自來水的預(yù)處理裝置，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。
【文檔編號】C02F1/467GK205527896SQ201620297167
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】肖志邦
【申請人】大連雙迪創(chuàng)新科技研究院有限公司