專利名稱：自來水深度凈化直飲水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種提供優(yōu)質(zhì)飲用水的自來水深度凈化直飲水裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代城市供水系統(tǒng)中，化學(xué)消毒仍然是最基本的水處理工藝，它是保證自來水用戶安全用水不可缺的首要措施。自來水水源主要取自江河、湖泊或地下。但是，由于大量工業(yè)污水、生活污水、人類及動物的排泄物等，很容易使水源受到污染，導(dǎo)致病菌、病毒及各種有害微生物的增長和有機(jī)化合物的增加。人們一旦飲用了受污染的水，很可能引起流行病的爆發(fā)，這在人類歷史已上有過多次深刻的教訓(xùn)。對飲用水進(jìn)行消毒的目的，就是要?dú)绾颓宄嬘盟袑θ梭w有害的細(xì)菌、病毒及病原微生物等。
在上個(gè)世紀(jì)的二十年代，氯消毒由于其操作簡便，易于控制，消毒持續(xù)效果好，余氯的測定也很容易，且費(fèi)用不高，很快在全世界得到推廣。長期以來，大家喝著氯消毒的自來水，并且認(rèn)為毫無問題。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，分析水平不斷提高，對于過去檢測不到的一些微量化合物，現(xiàn)在都可以檢測到了。它們是氯消毒的副產(chǎn)物，含氯的有機(jī)化合物。當(dāng)然，除氯消毒的副產(chǎn)物之外，還有許多化學(xué)工業(yè)污染物。1974年，美國對出廠的自來水進(jìn)行仔細(xì)的檢測和分析，發(fā)現(xiàn)給水中有2221中有機(jī)物，其中756中存在于飲用水中，20種確認(rèn)為致癌物，23種為可以致癌物，18種促癌物，56種致突變物，這些有害物質(zhì)對人體會產(chǎn)生直接或間接的毒副作用。醫(yī)學(xué)研究認(rèn)定，癌癥的發(fā)病率與飲用了由受污染的水所制得的飲用水有關(guān)。我國測定了一些城市和地區(qū)的飲用水，其致突變試驗(yàn)均為陽性。
過去曾認(rèn)為低水平的污染是安全的，而現(xiàn)在已認(rèn)識到即使低水平的污染也危害健康。這些污染物主要來自有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，屬于類激素，雖然在飲用水中極其微量，對人體的影響和作用也很緩慢，不良后果可能要10年或20年后才能被發(fā)現(xiàn)?？墒?，一旦發(fā)現(xiàn)就為時(shí)已晚了。因?yàn)?，?dāng)代和下一代人的健康已經(jīng)受到了影響。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查表明80％的疾病和52％的兒童死亡都與飲用水水質(zhì)不良有關(guān)。中國衛(wèi)生部的調(diào)查也證實(shí)，在8500萬城鄉(xiāng)居民中，有2000萬人每天還在飲用沒有達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水。因此，飲用符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水，日益成為人們追求健康、珍視生命的新的要求。
目前，已經(jīng)上市的凈水產(chǎn)品主要采用膜過濾和顆粒活性炭吸附過濾，它們都是物理的機(jī)械性過濾。大量的試驗(yàn)研究證明，利用超濾膜去除有機(jī)物的效率不高，而使用反滲透膜和納濾膜技術(shù)就能夠較好的去除有機(jī)物，但同時(shí)去除了水中絕大部分無機(jī)物，其中包括對人體有益的一些無機(jī)物，不太適合長期飲用。還有采用臭氧氧化的辦法，它對有機(jī)物總量的去除不多，但能使有機(jī)物的可吸附性和可生化性增強(qiáng)，可是，要長時(shí)間維持臭氧在水中的濃度需要消耗大量的電能。當(dāng)前常用的飲用水處理方法還有煮沸法，紫外線法等等，這些方法有一個(gè)共同的不足，就是不能有效清除飲用水中的有機(jī)化合物和重金屬離子。目前已經(jīng)公開的直飲水制取工藝和系統(tǒng)，如CN1396128A，CN1290662等，都沒有擺脫上述技術(shù)路線的思路，因而存在相同的弊端，沒有盡最大可能去除飲用水中微量的有害物質(zhì)及有機(jī)化合物。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)，是要提供一種自來水深度凈化直飲水機(jī)。它能夠利用自來水的正常壓力和少量電能將自來水進(jìn)行多級電氧化和過濾處理，盡最大可能去除飲用水中微量的有害物質(zhì)及有機(jī)化合物，實(shí)現(xiàn)自來水深度凈化從而達(dá)到直接飲用的目的。
本實(shí)用新型的任務(wù)，是以如下技術(shù)方案完成的直飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)由中空纖維膜過濾器、電氧化水質(zhì)處理器、活性碳濾芯過濾器組成多級水凈化處理器系統(tǒng)；正常壓力的自來水由進(jìn)水閥門首先輸入所說的中空纖維膜過濾器，經(jīng)中空纖維膜過濾后，凈化水經(jīng)凈水閥門輸入電氧化水質(zhì)處理器的輸入端，經(jīng)電氧化水質(zhì)處理器處理后的凈化水輸入活性碳濾芯過濾器的輸入端，經(jīng)活性碳濾芯過濾器過濾后形成的深度凈化水經(jīng)凈水輸出閥門輸出；所說的中空纖維膜過濾器為內(nèi)壓式，自來水流入該過濾器中空纖維的內(nèi)孔，經(jīng)中空纖維膜壁層過濾，由膜壁的側(cè)面輸出凈化水，在中空纖維膜過濾器上還在位于中空纖維內(nèi)孔的另一端面位置設(shè)置有一自沖洗閥門，在進(jìn)行自來水凈化處理時(shí)，該自沖洗閥門為關(guān)閉狀態(tài)，而當(dāng)打開該自沖洗閥門并同時(shí)關(guān)閉通向電氧化水質(zhì)處理器輸入端的凈水閥門時(shí)，自來水直接從中空纖維的內(nèi)孔下流由自沖洗閥門流出，對中空纖維的內(nèi)孔壁附著的雜質(zhì)起自沖洗作用，因而本中空纖維膜過濾器是具有自沖洗功能的過濾器；所說的電氧化水質(zhì)處理器中，沿水流方向按陰、陽相間安裝陽極板和陰極板，并于陰、陽電極之間設(shè)置絕緣隔柵，由外電源向陰、陽電極板供以電壓形成電場，來自上級水凈化處理器的凈化水由其進(jìn)水口輸入，經(jīng)過所說的電場后由出水口輸出。該電氧化水質(zhì)處理器的陰、陽電極板可通過對供給電極板的電源定時(shí)倒相以實(shí)現(xiàn)對電極板的自潔，即在電氧化水質(zhì)處理器上的陰、陽電極接有正常極性的電極電壓時(shí)，電氧化水質(zhì)處理器為正常水凈化處理工作狀態(tài)；如將電氧化水質(zhì)處理器上的陰、陽電極的極性倒換，則電氧化水質(zhì)處理器進(jìn)入自潔狀態(tài)，自潔排走從陰、陽電極上溶出的雜質(zhì)，由后級的活性碳濾芯過濾器吸附掉。
在本自來水深度凈化直飲水機(jī)中，所說的電氧化水質(zhì)處理器可設(shè)置1～3級，即可采用1～3級電氧化裝置串聯(lián)使用，用多級電氧化裝置進(jìn)行水質(zhì)處理，有利于加強(qiáng)水質(zhì)處理的深度，提高凈化水的品質(zhì)。
在本實(shí)用新型中，供給所說的電氧化水質(zhì)處理器的陰、陽電極板的電源可為直流電或脈沖直流電，而最好為方波脈沖直流電，供給陰、陽電極板的方波脈沖直流電，一般控制參數(shù)為頻率為5～20HZ，電壓幅值為6～30V，電流0.5～5A。
所說的活性碳濾芯過濾器的濾芯采用活性碳顆?；蚧钚蕴祭w維為過濾層，而活性碳纖維過濾層比活性碳顆粒過濾層的吸附凈化作用則強(qiáng)得多。本實(shí)用新型還特別提供一種具有活性碳纖維過濾層和高純度銅-鋅顆粒合金過濾層(高純度銅-鋅顆粒合金可以和水中的一些有害物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的)的復(fù)合濾芯的活性碳濾芯過濾器，它在吸附重金屬離子、殺菌及吸附余氯等殘留物及吸附去除殘余的低濃度有機(jī)物等方面具有更強(qiáng)更好的效果，是對電氧化水質(zhì)處理器處理效果的進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。
本實(shí)用新型的自來水深度凈化直飲水機(jī)所采用的多級水凈化處理器系統(tǒng)，其第一級由中空纖維膜組成的有自動沖洗功能的過濾器，由他濾除自來水中的雜質(zhì)及部分細(xì)菌和有機(jī)化合物等，并且可以被沖洗掉；然后第一級凈化水進(jìn)入可由多級電氧化裝置組成的電氧化水質(zhì)處理器，有機(jī)化合物、藻類毒素和重金屬離子等，在電場力作用下，在電氧化裝置中的陰、陽電極表面發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，將有機(jī)化合物和藻類毒素分解，重金屬離子則在自由電子作用下還原為微粒，凈化水的品質(zhì)得到深層次的提高；最后再由第三級活性碳濾芯過濾器處理，進(jìn)一步吸附重金屬離子、殺菌及吸附余氯等殘留物及吸附去除殘余的低濃度有機(jī)物，并使飲用水的口感得到改善，于是生產(chǎn)出深度凈化的直飲水。
本實(shí)用新型對自來水的凈化比較徹底，電能消耗少，產(chǎn)水量適當(dāng)，容易實(shí)現(xiàn)自動控制，不使用任何化學(xué)藥品，沒有二次污染發(fā)生，通過綜合手段能有效地分解多種有機(jī)化合物及藻類毒素，并且基本清除，是“環(huán)境友好型處理技術(shù)”。


圖1是自來水深度凈化直飲水機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是中空纖維膜過濾器的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是電氧化裝置的帶局部縱向剖視的主視圖；圖4、圖5、圖6、圖7、圖8是圖3的電極板組的組成部件的主視圖；圖9是采用復(fù)合濾芯的活性碳濾芯過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明參照圖1，本自來水深度凈化直飲水機(jī)由中空纖維膜過濾器1、電氧化水質(zhì)處理器2、活性碳濾芯過濾器3組成多級水凈化處理器系統(tǒng)，電氧化水質(zhì)處理器2由3級電氧化裝置2A、2B、2C串聯(lián)組成；正常壓力的自來水按(→)方向經(jīng)過進(jìn)水閥1F進(jìn)入第一級由中空纖維膜組成的有自沖洗功能的中空纖維膜過濾器1，濾除的雜質(zhì)、細(xì)菌等，由自沖洗閥門3F定時(shí)開啟排除，凈化水經(jīng)凈水閥門2F再進(jìn)入由三級電氧化裝置2A、2B、2C組成的電氧化水質(zhì)處理2，有機(jī)化合物、藻類毒素、重金屬離子等，在陽極(+)和陰極(-)表面發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，將有機(jī)化合物，藻類毒素分解，重金屬離子則在自由電子作用下還原為微粒，使自來水得到深度凈化，再經(jīng)過活性炭濾芯過濾器3過濾處理，由凈水輸出閥門4F獲得深度凈化直飲水。當(dāng)開啟凈水輸出閥門4F取用直飲水時(shí)，通過控制裝置使三級電氧化裝置2A、2B、2C的各陽、陰電極(+)、(-)得到方波脈沖直流，電氧化過程開始。用戶取得深度凈化直飲水。當(dāng)電氧化水質(zhì)處理器進(jìn)行電氧化水質(zhì)處理一定時(shí)間后，可通過控制裝置使電氧化裝置2A、2B、2C的各陽、陰電極(+)、(-)自動倒換，使電氧化裝置2A、2B、2C進(jìn)入自潔工作狀態(tài)。自潔工作完成后，可使電氧化裝置2A、2B、2C的(+)、(-)電極恢復(fù)正常。
附圖2顯示本自來水深度凈化直飲水機(jī)的中空纖維膜過濾器1的原理結(jié)構(gòu)，該圖是以該過濾器的一條中空纖維膜為例，正常工作時(shí)，進(jìn)水閥門1F打開，自沖洗閥門3F關(guān)閉，凈水閥門2F打開，自來水由進(jìn)水閥門1F進(jìn)入中空纖維11的內(nèi)孔12，其中的雜質(zhì)、細(xì)菌等在致密層13的阻隔下，留在內(nèi)孔12的壁面上，凈化水從中空纖維的側(cè)面經(jīng)支持層14，由凈水閥門2F輸出。在自沖洗狀態(tài)下，打開自沖洗閥門3F，關(guān)閉凈水閥門2F，自來水從中空纖維內(nèi)孔直流通過，同時(shí)沖走滯留在內(nèi)孔12的壁面上的雜質(zhì)、細(xì)菌等，實(shí)現(xiàn)自沖洗功能。
附圖3-8顯示電氧化裝置的結(jié)構(gòu)，21、28為有機(jī)玻璃板外殼，22、26為陰電極板，23、25為塑料絕緣隔柵，24為陽電極板，27為粘合劑，29為進(jìn)水塑料管，210為出水塑料管，211、212、213為電極板接線極。
在本電氧化裝置的有機(jī)玻璃板外殼21、28中，按陰電極板22、塑料絕緣隔柵23、陽電極板24、塑料絕緣隔柵25、陰電極板26的順序排列安裝好電極板。電極板接線極211、212、213由外電源按供給頻率為20HZ，電壓幅值為8V，電流2.5A的方波為脈沖直流電，在電氧化裝置形成電場，水流由進(jìn)水塑料管29輸入，分別經(jīng)過陰電極板22、陽電極板24、陰電極板26之間的電場，處理后的凈化水由出水塑料管210輸出。
圖9為活性碳濾芯過濾器3的結(jié)構(gòu)圖，該過濾器采用復(fù)合濾芯，其結(jié)構(gòu)包括上端蓋31、下端蓋38、外殼34，過濾器中由上至下填放PP棉墊32、K.D.K.合金(一種高純度銅-鋅顆粒合金，美國KDF流體處理公司出產(chǎn)銷售)濾料33、PP棉墊35、活性碳纖維36、PP棉墊37，形成復(fù)合濾芯。
本自來水深度凈化直飲水機(jī)可根據(jù)工作要求對工作流程進(jìn)行自動控制對中空纖維膜過濾器，定時(shí)打開自沖洗閥門3F對中空纖維過濾器沖洗；對電氧化水質(zhì)處理器，供電程序定時(shí)正常供電進(jìn)行水處理后，反相供電10秒(在水流動下)，進(jìn)行自潔，10秒后電極供電恢復(fù)正常，再進(jìn)行正常電氧化水處理。
權(quán)利要求1.一種自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于由中空纖維膜過濾器(1)、電氧化水質(zhì)處理器(2)、活性碳濾芯過濾器(3)組成多級水凈化處理器系統(tǒng)，自來水由進(jìn)水閥門(1F)輸入所說的中空纖維膜過濾器(1)，經(jīng)中空纖維膜過濾后，凈化水經(jīng)凈水閥門(2F)輸入電氧化水質(zhì)處理器(2)的輸入端，經(jīng)電氧化水質(zhì)處理器(2)處理后的凈化水輸入活性碳濾芯過濾器(3)的輸入端，經(jīng)活性碳濾芯過濾器(3)過濾后形成的深度凈化水經(jīng)凈水輸出閥門(4F)輸出；所說的中空纖維膜過濾器(1)為內(nèi)壓式，自來水流入該過濾器中空纖維的內(nèi)孔，經(jīng)中空纖維膜壁層過濾，由膜壁的側(cè)面輸出凈化水，在中空纖維膜過濾器(1)上還在位于中空纖維內(nèi)孔的另一端面位置設(shè)置有一自沖洗閥門(3F)；所說的電氧化水質(zhì)處理器(2)中，沿水流方向按陰、陽相間安裝的陽極板(23)和陰極板(21、25)，并于陰、陽電極之間設(shè)置絕緣隔柵(22、24)，由外電源向陰、陽電極板供以電壓形成電場，來自上級水凈化處理器的凈化水由其進(jìn)水口輸入，經(jīng)過所說的電場后由出水口輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于所說的電氧化水質(zhì)處理器(2)有1～3級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于所說的電氧化水質(zhì)處理器(2)中，供給陰、陽電極板的電源為方波脈沖直流電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于所說的電氧化水質(zhì)處理器(2)中，供給陰、陽電極板的方波脈沖直流電為頻率為5～20HZ，電壓幅值為6～30V，電流0.5～5A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于所說的電氧化水質(zhì)處理器(2)中，供給陰、陽電極板的電源定時(shí)倒相以對電極板自潔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于所說的活性碳濾芯過濾器(3)的濾芯采用活性碳纖維為過濾層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水深度凈化直飲水機(jī)，其特征在于所說的活性碳濾芯過濾器(3)的濾芯為具有活性碳纖維過濾層和高純度銅-鋅顆粒合金過濾層的復(fù)合濾芯。
專利摘要一種自來水深度凈化直飲水機(jī)，該直飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)由中空纖維膜過濾器、電氧化水質(zhì)處理器、活性碳濾芯過濾器組成多級水凈化處理器系統(tǒng)；中空纖維膜過濾器和電氧化水質(zhì)處理器分別具有自沖洗和自潔功能。本實(shí)用新型對自來水的凈化比較徹底，電能消耗少，產(chǎn)水量適當(dāng)，容易實(shí)現(xiàn)自動控制，不使用任何化學(xué)藥品，沒有二次污染發(fā)生，通過綜合手段能有效地分解多種有機(jī)化合物及藻類毒素，并且基本清除，是“環(huán)境友好型處理技術(shù)”。
文檔編號C02F1/72GK2698773SQ200420045180
公開日2005年5月11日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者周瑩, 周良才 申請人:周瑩, 周良才