一種循環(huán)式臺(tái)式飲水機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)式臺(tái)式飲水機(jī)，屬于飲用水終端水質(zhì)處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，水環(huán)境加劇惡化，飲用水質(zhì)衛(wèi)生安全事故頻發(fā)，已經(jīng)嚴(yán)重危及人的生存。水污染主要是由人類活動(dòng)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(duì)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(huì)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(wàn)人死亡，因此，水污染被稱作〃世界頭號(hào)殺手〃。
[0003]國(guó)內(nèi)外大多數(shù)自來(lái)水廠至今仍采用沉淀、過(guò)濾、加氯消毒的陳舊工藝方法，將江河水或地下水簡(jiǎn)單加工成可飲用水。然而，面對(duì)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(lái)水廠已經(jīng)不堪重負(fù)無(wú)能為力。再加上自來(lái)水從水廠經(jīng)輸水管網(wǎng)及高層儲(chǔ)水箱到達(dá)飲用水終端所帶來(lái)的附加污染，市政自來(lái)水已不敢說(shuō)是衛(wèi)生的了。尤其是，自來(lái)水加氯雖然可有效殺除病菌，但同時(shí)也會(huì)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(lái)水煮沸了，上述殘留物仍驅(qū)之不去，還會(huì)使亞硝酸鹽與三氯甲烷等致癌物增加。亦即，即便飲用開(kāi)水的安全系數(shù)也是不高的。
[0004]現(xiàn)有水質(zhì)凈化產(chǎn)品或涉水產(chǎn)品，主要為介質(zhì)吸附或采用各種孔徑的過(guò)濾膜將水中的有害物加以攔截濾除的物理方式處理工藝。由于活性炭類吸附材料很容易飽和失效，而各種過(guò)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(duì)水中污染物的充分凈化。面對(duì)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)。但物理方式水處理工藝也有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是不會(huì)生成毒副產(chǎn)物。因此傳統(tǒng)的RO膜反滲透過(guò)濾方法生產(chǎn)的水質(zhì)最為安全，但為保安全所換取的代價(jià)則是高達(dá)40%_70%甚至更多的逆反濃水被白白浪費(fèi)排入下水管道，造成巨大的水資源和電能浪費(fèi)，而且RO膜堵塞后更換的成本非常高。為減少乃至達(dá)到零廢水排放，節(jié)約水資源，迄今已研發(fā)出各種專利技術(shù)。例如，將逆反濃水儲(chǔ)存它用，或?qū)馑械奈廴疚锵冉?jīng)分子篩等過(guò)濾后循環(huán)回用，或調(diào)整廢水比例，或通過(guò)電氣控制減少清洗排污時(shí)間，或經(jīng)逆止閥直接返回自來(lái)水主管路中稀釋，或以“雙膜雙水”模式，分質(zhì)用水，等等。這些技術(shù)的共同不足，一是未從系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)考慮，只是局部單一措施，往往使系統(tǒng)整體工作失衡;其二是均未考慮從改善膜元件的進(jìn)水工況入手，減輕膜元件的工作負(fù)荷，可以說(shuō)是“治標(biāo)不治本”，故而迄今還未見(jiàn)真正實(shí)用商品化的產(chǎn)品問(wèn)世。
[0005]相比而言，化學(xué)水處理工藝雖然具有廉價(jià)簡(jiǎn)單高效等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的高級(jí)氧化工藝，但電化學(xué)處理本身存在一系列問(wèn)題，不宜在民用終端生活飲用水處理場(chǎng)合單獨(dú)使用，迄今尚未見(jiàn)有在日常生活用水處理場(chǎng)合廣泛應(yīng)用。究其原因，一是化學(xué)水處理工藝需要足夠的反應(yīng)時(shí)間，而在日常生活用水場(chǎng)合，凈水器從開(kāi)機(jī)到出水僅僅數(shù)秒鐘，污染物在凈水器中停留時(shí)間太短，根本來(lái)不及完成相關(guān)化學(xué)反應(yīng)處理;其二是，化學(xué)水處理工藝有可能伴隨一定的毒副作用。例如，盡管化學(xué)氧化反應(yīng)工藝可強(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(wú)選擇性、不可控的，若處理不當(dāng)極可能產(chǎn)生源水中沒(méi)有的新物質(zhì)，反而危及飲水安全;正因?yàn)槿绱?，在民眾日常生活飲用水凈化處理?chǎng)合，對(duì)于化學(xué)水處理工藝的應(yīng)用可以說(shuō)是慎之又慎。
[0006]然而，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，重新審視關(guān)注化學(xué)水處理在生活飲用水凈化處理應(yīng)用的可能性，確保民眾生活飲用水質(zhì)安全，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決技術(shù)問(wèn)題是:提供一種可以在降低水的硬度、降解水中有機(jī)物、滅活水中細(xì)菌的同時(shí)不產(chǎn)生毒副產(chǎn)物且工作可靠使用壽命長(zhǎng)的臺(tái)式飲水機(jī)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種循環(huán)式臺(tái)式飲水機(jī)，包括電解單元、膜過(guò)濾單元和水箱，所述水箱上設(shè)有第一進(jìn)水口和第一出水口；所述膜過(guò)濾單元設(shè)有第二進(jìn)水口和第二出水口，所述第一出水口與第二進(jìn)水口連通;所述電解單元包括陰陽(yáng)成對(duì)的電極、為所述電極供電的電解電源和過(guò)水容器;所述成對(duì)的陰陽(yáng)電極有兩對(duì)，分別是第一電極對(duì)和第二電極對(duì)，所述第一電極對(duì)的陰、陽(yáng)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(duì)的陰、陽(yáng)電極之間設(shè)有非導(dǎo)電材料制成第二透水性隔膜，所述第一透水性隔膜將第一電極對(duì)的陽(yáng)電極與過(guò)水容器隔開(kāi)，所述第二透水性隔膜將第二電極對(duì)的陰電極與過(guò)水容器隔開(kāi)，所述第一電極對(duì)的陰電極和第二電極對(duì)的陽(yáng)電極均位于過(guò)水容器內(nèi)；所述過(guò)水容器上設(shè)有第三進(jìn)水口和第三出水口，所述第三出水口與第一進(jìn)水口連通;所述第一出水口與第二進(jìn)水口之間設(shè)有三通閥，所述三通閥的入口與第一出水口連通，所述三通閥的第一出口與第二進(jìn)水口連通，所述三通閥的第二出口與第三進(jìn)水口連通；在使用時(shí)，所述第一電極對(duì)的陰電極和第二電極對(duì)的陽(yáng)電極均與過(guò)水容器內(nèi)的過(guò)水直接接觸，所述第一電極對(duì)的陽(yáng)電極僅與過(guò)水容器內(nèi)通過(guò)所述第一透水性隔膜滲出的滲透水接觸，所述第二電極對(duì)的陰電極僅與過(guò)水容器內(nèi)通過(guò)所述第二透水性隔膜滲出的滲透水接觸。
[0009]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明處理的對(duì)像是市供自來(lái)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(lái)水已經(jīng)成為一種微污染水(或者說(shuō)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。
[0010]本發(fā)明中所述膜過(guò)濾單元優(yōu)選微濾膜過(guò)濾單元、超濾膜過(guò)濾單元或納濾膜過(guò)濾單
J L ο
[0011]本發(fā)明的工作機(jī)理及帶來(lái)的有益效果陳述如下。
[0012]所述過(guò)水容器以第一、第二透水性隔膜為分界:所述第一電極對(duì)分設(shè)在第一透水性隔膜兩側(cè)，所述第一電極對(duì)的陰電極在過(guò)水容器內(nèi)，而其陽(yáng)電極在過(guò)水容器外;所述第二電極對(duì)分設(shè)在第二透水性隔膜兩側(cè)，所述第二電極對(duì)的陽(yáng)電極在過(guò)水容器內(nèi)，而其陰電極在過(guò)水容器外。當(dāng)然，如過(guò)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(duì)的陰電極或第一電極對(duì)的陽(yáng)電極視為設(shè)置在過(guò)水容器外。
[0013]首先以第一電極對(duì)為例，第一電極對(duì)的陽(yáng)電極僅與過(guò)水容器內(nèi)滲透通過(guò)第一透水性隔膜的滲透水接觸(陽(yáng)電極不與過(guò)水容器的水直接接觸)，把陽(yáng)極直接氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)移到過(guò)水容器外進(jìn)行，陽(yáng)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(shí)，水中的陰性污染物例如余氯、各種有害陰離子等，受陽(yáng)極電壓作用，也可以從容器內(nèi)水中透過(guò)第一透水性隔膜，迀移到過(guò)水容器外隨滲透水排出。
[0014]本發(fā)明中第一透水性隔膜的結(jié)構(gòu)在微觀上表現(xiàn)為無(wú)數(shù)透水微孔的過(guò)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(guò)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(yáng)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(yáng)電極( + )—陽(yáng)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—第一透水性隔膜與過(guò)水容器內(nèi)的陰電極之間水阻抗產(chǎn)生的電壓降U3。
[0015]而第一電極對(duì)的陽(yáng)電極僅與第一透水性隔膜的滲透水接觸，第一電極對(duì)的陽(yáng)電極貼近第一透水性隔膜，這樣水電解時(shí)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(guò)水通道內(nèi)并在過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)臭氧)，同時(shí)在水中的存在時(shí)間又極短，因此可以在產(chǎn)生后迅速對(duì)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。
[0016]第二電極對(duì)與第一電極對(duì)類似，但電壓降落的方向相反。因此同樣的