專(zhuān)利名稱(chēng)：一種飲用水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水處理，尤其是涉及一種飲用水處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)飲用水水源的污染日益加劇，如不經(jīng)有效處理而直接飲用，將給人民 的健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。目前，凈水廠主要采用“混凝_過(guò)濾_氯消毒”的傳統(tǒng)工藝，該工藝 能有效去除水中的懸浮物、色度和病原菌，但對(duì)其中的重金屬離子和溶解性有機(jī)物的去除 效果有限。而且，在氯化消毒過(guò)程中有機(jī)物會(huì)與氯氣反應(yīng)而產(chǎn)生多種有毒有害副產(chǎn)物，如三 鹵甲烷(THMs)、鹵代乙酸(HAAs)等。因此，尋求一種能同時(shí)去除有機(jī)污染物、病原體和重金 屬離子的飲用水深度處理方法非常重要。目前市面上用于飲用水深度處理的方法主要有微 濾、超濾、反滲透、紫外光光解和活性碳吸附，但均存在功能單一、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。放電等離子體水處理技術(shù)是一種新型的水處理技術(shù)，不需要額外添加化學(xué)藥劑， 利用放電直接在水中產(chǎn)生等離子體，可在水中產(chǎn)生沖擊波、紫外光等物理效應(yīng)和多種化 學(xué)活性物質(zhì)，如羥基自由基(·0Η)、過(guò)氧化氫(H2O2)、臭氧(O3)、氫原子(·Η)等，這些物 理效應(yīng)和化學(xué)活性物質(zhì)的聯(lián)合作用可使水中的有機(jī)物發(fā)生徹底氧化分解，病原體細(xì)胞壁 破壞和重金屬離子還原。目前典型的放電水處理工藝有介質(zhì)阻擋放電([l]M.KUraiCa， B.Obradovic, D.Manojlovic, D. Ostojic, J. Puric, Ozonized water generator based on coaxial dielectric-barrier-discharge in air, Vacuum, 73 (2004) 705-708)、高壓脈沖放 電([2]Soon Yong Shim,Water treatment apparatususing plasma reactor and method thereof, US 0066228226B1, 2001 ； [3]雷樂(lè)成，張興旺，幸青，等.飲用水安全消毒的脈沖等 離子體催化裝置，中國(guó)專(zhuān)利CN 201351129Y,2009)和輝光放電([4]高錦章，蒲陸梅，楊志 明，等.等離子體飲用水凈化裝置，中國(guó)專(zhuān)利CN 2737777Υ，2005)等，受放電工藝及設(shè)備的 局限，存在電源復(fù)雜，能量利用率低、電極腐蝕等缺點(diǎn)，不利于工業(yè)放大和優(yōu)質(zhì)飲用水的制 備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種飲用水處理裝置。本實(shí)用新型設(shè)有反應(yīng)容器、陰極、陽(yáng)極、隔膜和電源。陰極和陽(yáng)極設(shè)在反應(yīng)容器內(nèi)，陰極和陽(yáng)極均固定在電極載體上，電極載體設(shè)在反 應(yīng)容器上部，陰極與電源負(fù)極電連接，陽(yáng)極與電源正極電連接；隔膜底部固定在反應(yīng)容器內(nèi) 底部，隔膜將反應(yīng)容器分隔為陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，在反應(yīng)容器頂部設(shè)有進(jìn)水口，在反應(yīng)容器底 部設(shè)有堿性水出水口和酸性水出水口；陽(yáng)極為鉬陽(yáng)極、鈦陽(yáng)極或不銹鋼陽(yáng)極等，在陽(yáng)極上設(shè) 有套管，套管上設(shè)有至少1個(gè)小孔；陰極為石墨陰極、不銹鋼陰極或其它穩(wěn)定材料陰極；電 源為0 1500V直流電源或0 1500V直流脈沖電源。所述套管可為石英套管或玻璃套管。所述電極載體可為絕緣材料載體，尤其是采用聚四氟乙烯載體。[0009]所述隔膜可為多孔陶瓷隔膜，石英隔膜，玻璃隔膜或塑料隔膜等。本實(shí)用新型使用時(shí)，可采用以下方法。1)反應(yīng)容器通水后，開(kāi)啟電源，對(duì)陰極和陽(yáng)極施加0 400V電壓，發(fā)生電解反應(yīng)；2)對(duì)陰極和陽(yáng)極施加的電壓升高至500 1500V，焦耳熱的作用使陽(yáng)極外層小孔 處液態(tài)水氣化，小孔處氣體被擊穿，形成等離子體；3)利用放電對(duì)進(jìn)水進(jìn)行處理，當(dāng)進(jìn)水停留時(shí)間大于IOmin時(shí)，去除水中的有機(jī)物、 病原體和重金屬，在堿性水出水口和酸性水出水口分別獲得pH > 8. 5的弱堿性水和pH < 4. 5的弱酸性水。本實(shí)用新型利用放電在水中直接產(chǎn)生等離子體，迅速高效地同步去除水中微量有 機(jī)污染物、細(xì)菌等病原體以及重金屬離子，所獲得的弱堿性水具有小分子團(tuán)特性，可作為飲 用水等使用，所獲得的弱酸性水可作為洗浴水等使用。本實(shí)用新型的工藝條件范圍為常溫 常壓條件，因此適用于小區(qū)供水以及家用飲用水，洗浴用水處理。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1給出本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)有反應(yīng)容器1、陰極2、陽(yáng)極3和隔膜 6，陰極2和陽(yáng)極3設(shè)在反應(yīng)容器1內(nèi)，陰極2和陽(yáng)極3均固定在電極載體12上，電極載體 12設(shè)在反應(yīng)容器1上部，陰極2與電源負(fù)極7電連接，陽(yáng)極3與電源正極8電連接；隔膜6 的底部固定在反應(yīng)容器1內(nèi)底部，隔膜6將反應(yīng)容器1分隔為陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，在反應(yīng)容器 1頂部設(shè)有進(jìn)水口 9，在反應(yīng)容器1底部分別設(shè)有堿性水出水口 10和酸性水出水口 11。陰極2可采用石墨陰極、不銹鋼陰極等。陽(yáng)極3可采用鉬陽(yáng)極、鈦陽(yáng)極或不銹鋼陽(yáng) 極等，在陽(yáng)極3外設(shè)有帶有若干小孔的石英套管或玻璃套管5，帶有若干小孔的石英套管或 玻璃套管5包覆陽(yáng)極3。電極載體12可采用聚四氟乙烯或其他絕緣材料。所述電極載體12可為絕緣材料載體，尤其是采用聚四氟乙烯載體。所述陰極可以 是石墨陰極、不銹鋼陰極或其它穩(wěn)定材料陰極。所述隔膜材料可為多孔陶瓷，石英，玻璃及塑料。所述電源可采用0 1500V直流電源或直流脈沖電源。以下給出采用本實(shí)用新型進(jìn)行飲用水處理的方法實(shí)施例。實(shí)施例1反應(yīng)容器中通水后，開(kāi)啟直流電源，給陰極和陽(yáng)極施加400V電壓，在反應(yīng)容器中 發(fā)生電解反應(yīng)。繼續(xù)升高電壓到500 1500V，小孔處氣體被擊穿，形成等離子體，對(duì)進(jìn)水進(jìn) 行處理。實(shí)驗(yàn)條件容器體積為IL ；大腸桿菌初始濃度為103CFU/ml ；苯酚濃度為2mg/l ；初 始pH為6. 5 ；銀離子濃度為3mg/L ；電流為25mA，電壓為500 1500V，恒電流模式。檢測(cè)條件大腸桿菌用計(jì)數(shù)法測(cè)定，苯酚濃度用高效液相色譜測(cè)定，PH用酸度計(jì) 測(cè)量，銀離子濃度用原子吸收法測(cè)定。所得數(shù)據(jù)如表1所示。[0027]表1 實(shí)施例2反應(yīng)容器中通水后，開(kāi)啟直流脈沖電源，對(duì)進(jìn)水進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)條件容器體積為IL ；大腸桿菌初始濃度為103CFU/ml ；苯酚濃度為2mg/l ；初 始pH為6. 5 ；銀離子濃度為3mg/L ；脈沖電壓峰值為1000V ；脈沖頻率為3000赫茲；輸入功 率為50瓦。大腸桿菌用計(jì)數(shù)法測(cè)定，苯酚濃度用高效液相色譜測(cè)定，pH用酸度計(jì)測(cè)量，銀 離子濃度用原子吸收法測(cè)定。所得數(shù)據(jù)如表2所示。表2 本實(shí)用新型利用放電等離子體的電化學(xué)過(guò)程，該過(guò)程同時(shí)具備物理效應(yīng)和化學(xué)效 應(yīng)，物理效應(yīng)產(chǎn)生紫外光和沖擊波，化學(xué)過(guò)程形成多種活性物質(zhì)，如· H，·0Η，H2O2，激發(fā)態(tài)的原子、分子等。因而利用二者的協(xié)同作用，集光、電、化學(xué)氧化于一體，有效降解有機(jī)污染物， 殺滅水中微生物。由于電極不與高活性的等離子體直接接觸，因此沒(méi)有電極損耗。電解的 陰極還原可以去除水中重金屬離子；電解后陰極和陽(yáng)極分別產(chǎn)生弱堿性水和弱酸性水；同 時(shí)，用等離子體輻射對(duì)水分子氫鍵的影響產(chǎn)生小分子團(tuán)的活化水，成為優(yōu)質(zhì)飲用水。
權(quán)利要求一種飲用水處理裝置，其特征在于設(shè)有反應(yīng)容器、陰極、陽(yáng)極、隔膜和電源；陰極和陽(yáng)極設(shè)在反應(yīng)容器內(nèi)，陰極和陽(yáng)極均固定在電極載體上，電極載體設(shè)在反應(yīng)容器上部，陰極與電源負(fù)極電連接，陽(yáng)極與電源正極電連接；隔膜底部固定在反應(yīng)容器內(nèi)底部，隔膜將反應(yīng)容器分隔為陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，在反應(yīng)容器頂部設(shè)有進(jìn)水口，在反應(yīng)容器底部設(shè)有堿性水出水口和酸性水出水口；在陽(yáng)極上設(shè)有套管，套管上設(shè)有至少1個(gè)小孔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種飲用水處理裝置，其特征在于電源為0 1500V直流電源 或0 1500V直流脈沖電源。
專(zhuān)利摘要一種飲用水處理裝置，涉及一種水處理。設(shè)有反應(yīng)容器、陰極、陽(yáng)極、隔膜和電源。陰極和陽(yáng)極設(shè)在反應(yīng)容器內(nèi)，陰極和陽(yáng)極均固定在電極載體上，電極載體設(shè)在反應(yīng)容器上部，陰極與電源負(fù)極電連接，陽(yáng)極與電源正極電連接；隔膜底部固定在反應(yīng)容器內(nèi)底部，隔膜將反應(yīng)容器分隔為陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，在反應(yīng)容器頂部設(shè)有進(jìn)水口，在反應(yīng)容器底部設(shè)有堿性水出水口和酸性水出水口；陽(yáng)極為鉑陽(yáng)極、鈦陽(yáng)極或不銹鋼陽(yáng)極等，在陽(yáng)極上設(shè)有套管，套管上設(shè)有至少1個(gè)小孔；陰極為石墨陰極、不銹鋼陰極或其它穩(wěn)定材料陰極；電源為0～1500V直流電源或0～1500V直流脈沖電源。
文檔編號(hào)C02F103/02GK201620057SQ200920181809
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者王蕾 申請(qǐng)人:廈門(mén)理工學(xué)院