一種電容去離子凈水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及凈水器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種用于家庭水處理的電容去離子方法凈水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，凈水處理通常使用膜技術(shù)處理法，其包括前置過(guò)濾與后置過(guò)濾，其中，前置過(guò)濾包括PP纖維層及活性炭層，前置過(guò)濾去除顆粒較大的雜質(zhì)；后置過(guò)濾包括逆滲透層，通常為超濾膜，納濾膜，反滲透膜等，去除微生物，重金屬等顆粒較小的物質(zhì)。
[0003]后置過(guò)濾是家用凈水技術(shù)和核心部分，能夠除去顆粒微小的有毒有害物質(zhì)。現(xiàn)有后置過(guò)濾技術(shù)中，超濾(UF)過(guò)濾精度在0.001-0.1微米，屬于二^ 世紀(jì)高新技術(shù)之一。是一種利用壓差的膜法分離技術(shù)，可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細(xì)菌、大分子有機(jī)物等有害物質(zhì)，并能保留對(duì)人體有益的一些礦物質(zhì)元素。納濾(NF)過(guò)濾精度介于超濾和反滲透之間，脫鹽率比反滲透低，也是一種需要加電、加壓的膜法分離技術(shù)，水的回收率較低。反滲透(R0):過(guò)濾精度為0.0001微米左右，是美國(guó)60年代初研制的一種超高精度的利用壓差的膜法分離技術(shù)?？蔀V除水中的幾乎一切的雜質(zhì)(包括有害的和有益的)，只能允許水分子通過(guò)。也就是說(shuō)用反滲膜制水的過(guò)程中，一定會(huì)浪費(fèi)將近50%以上的自來(lái)水。
[0004]目前在我國(guó)很多地區(qū)，飲用水來(lái)源是地下水或水源靠近化工廠，水源中有重金屬和超標(biāo)的礦物離子，長(zhǎng)期飲用會(huì)誘發(fā)癌癥等各種疾病，給人體健康造成極大的威脅。但目前普通過(guò)濾技術(shù)不能能夠去除水中重金屬離子等可溶性離子，一般只能使用反滲透技術(shù)。但是反滲透技術(shù)需要加壓、加電，流量小，水的利用率低，而且反滲透膜價(jià)格昂貴，每年需更換濾芯，維護(hù)成本高，而且會(huì)除去水中對(duì)人體有利的所有礦物質(zhì)，不適合大量生活飲用水的凈化。
[0005]電容去離子是近年來(lái)開(kāi)始興起的一種去除水中鹽分的技術(shù)，由電滲析等主要用于工業(yè)廢水處理和大規(guī)模海水凈化的技術(shù)發(fā)展而來(lái)，具有成本低，能量效率高，無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)。但由于技術(shù)發(fā)展不成熟，一直未能在民用凈水器領(lǐng)域取得大的突破，目前市場(chǎng)上還沒(méi)有使用電容去離子技術(shù)的家用型凈水器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于電容去離子技術(shù)的凈水裝置，解決傳統(tǒng)超濾凈水器不能去除水中重金屬和超標(biāo)的礦物離子的缺陷，以及反滲透膜濾芯只能得到純水，能耗高，需要增壓等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊實(shí)用，去離子效率高，產(chǎn)水量大，能最大限度達(dá)到降低家用凈水產(chǎn)品成本。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的解決方案為:
[0008]—種電容去離子凈水裝置，包括殼體，中心引流管和電容去離子濾芯；殼體下端密封，上端設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ；殼體中部設(shè)有中心引流管，中心引流管的上端與進(jìn)水口相連，中心引流管的下部設(shè)有容置空間，水進(jìn)入電容去離子凈水裝置后直接通過(guò)中心引流管進(jìn)入殼體下部的容置空間內(nèi)，電容去離子濾芯置于殼體外層和中心引流管之間的中間部分空間內(nèi)。
[0009]按上述方案，所述殼體底部容置空間和電容去離子濾芯之間設(shè)有隔膜作分流裝置，隔膜為中空?qǐng)A盤(pán)狀，隔膜外側(cè)與殼體內(nèi)側(cè)連接為一體，圓盤(pán)的中空部分與中心引流管的底端出水口連接為一體，隔膜的圓盤(pán)上有許多小孔。如此，水進(jìn)入容置空間后，可透過(guò)隔膜上的小孔，較均勻地進(jìn)入上方，經(jīng)電容去離子濾芯進(jìn)行過(guò)濾。
[0010]按上述方案，殼體為圓筒狀，高度為20-50厘米，殼體外部直徑為10-30厘米，中心引流管直徑為1-4厘米，隔膜厚度為0.1-0.4厘米，所述殼體底部容置空間優(yōu)選為圓錐形或半球形，高度為2-4厘米。
[0011]按上述方案，隔膜上小孔直徑為0.1-0.3厘米，分布密度為10-30目。
[0012]按上述方案，所述殼體為塑料或不銹鋼材質(zhì)，所述中心引流管為塑料或不銹鋼材，隔膜為塑料或不銹鋼材質(zhì)。
[0013]按上述方案，所述電容去離子濾芯是由電極和分隔濾網(wǎng)繞中心引流管由內(nèi)到外依次、間隔地進(jìn)行同心卷繞而構(gòu)成的中空柱狀結(jié)構(gòu)，電容去離子濾芯的內(nèi)側(cè)緊挨中心導(dǎo)水管外側(cè)，電容去離子濾芯的外側(cè)緊貼殼體的內(nèi)側(cè)，其中:由內(nèi)到外每相鄰的兩個(gè)電極組成一個(gè)電極對(duì)。
[0014]按上述方案，所述電極為正反兩面涂覆有活性吸附材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的混合物的導(dǎo)電集流體。
[0015]進(jìn)一步，所述活性吸附材料為活性炭粉末、碳納米管、碳?xì)饽z或碳纖維等大比表面積的碳材料，或者其他金屬氧化物等具有贗電容容量的納米尺度粉末材料。
[0016]進(jìn)一步，所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑，導(dǎo)電石墨，科琴黑等導(dǎo)電性較好的碳材料。
[0017]進(jìn)一步，所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇，聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯等高分子化合物。
[0018]優(yōu)選地，所述導(dǎo)活性材料與導(dǎo)電劑的比例為8:1到4:1，所述活性材料與粘結(jié)劑的比例為8:1到6:1。
[0019]進(jìn)一步，所述導(dǎo)電集流體為鈦、銅或不銹鋼等金屬或合金薄片、或石墨紙，優(yōu)選為相對(duì)柔韌的石墨紙，石墨紙厚度優(yōu)選為0.2-0.5毫米。
[0020]優(yōu)選地，所述分隔濾網(wǎng)為熟料或橡膠等絕緣材質(zhì)，濾網(wǎng)為方格紋，斜紋或條紋狀，孔徑為0.1-1厘米，厚度為0.5-0.15厘米。
[0021]優(yōu)選地，濾網(wǎng)有微小的波浪狀或Z字形起伏，減小水流過(guò)的阻力。
[0022]進(jìn)一步，使用時(shí)，水流過(guò)電容去離子濾芯時(shí)，對(duì)每個(gè)電極對(duì)中的兩個(gè)電極分別施加
0.5-2V正電壓或負(fù)電壓，在兩電極之間形成電場(chǎng)，水中重金屬等帶電離子和微粒在電場(chǎng)作用下，被吸附在電極表面，去除水中重金屬和過(guò)多鹽分，達(dá)到凈化水的效果。離子被吸附后的水從電容去離子濾芯上端流出，通過(guò)殼體上端的出水口排出，經(jīng)后置過(guò)濾后可直接飲用。
[0023]進(jìn)一步，使用時(shí)，當(dāng)電極吸附離子飽和后，將每個(gè)電極對(duì)中的兩個(gè)電極短路或施加相反電壓，電極表面的離子將被釋放到水中，電極再生，可進(jìn)行下一次吸附；水中的離子濃度增加，作為濃水排出，此濃水可用于家庭拖地，饒花等。
[0024]本裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本裝置相比于反滲透、蒸餾等去離子技術(shù)，是直接提取出水中占少數(shù)的溶質(zhì)離子而不是提取溶劑，因而能量效率更低；該裝置在水凈化過(guò)程和電極再生過(guò)程均為純物理過(guò)程，電極再生過(guò)程不需要使用額外的化學(xué)原料，不會(huì)產(chǎn)生二次污染；電容去離子濾芯不需要使用增壓設(shè)備，不會(huì)產(chǎn)生噪音影響家人休息；不需要使用反滲透膜，相比成本更加低廉；使用周期長(zhǎng)，可長(zhǎng)期不用更換濾芯。該裝置可去除水中的超標(biāo)離子，同時(shí)保留人體所需的部分礦物質(zhì)元素，更適合于長(zhǎng)期飲用。
[0026]該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，與現(xiàn)有凈水器接口結(jié)構(gòu)類(lèi)似，更容易在家用凈水器領(lǐng)域得到應(yīng)用；通過(guò)分流裝置的進(jìn)一步設(shè)置，可使在水流進(jìn)入電容去離子之前先通過(guò)分流裝置，使水能夠更加均勻的分布于電容去離子濾芯，有效防止水流不均而引起的離子吸附不均勻，大大增強(qiáng)電極吸附離子的效率，提高整個(gè)電容去離子裝置的凈水效果。
[0027]本裝置也可置于反滲透膜之前，用以大幅降低反滲透膜處理水的鹽濃度，可大大延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命，為用戶(hù)節(jié)省更換反滲透膜的高昂成本。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為發(fā)明提供的一種