市供自來水深度凈化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種市供自來水深度凈化裝置，屬于生活飲用水水質(zhì)深度處理技術領域。該凈化裝置包括至少一對陰陽電極、透水性隔膜、為陰陽電極供電的電解電源和有水的容器，透水性隔膜將彼此成對的陰電極和陽電極隔開，透水性隔膜是非導電性材料制成的透水性隔膜，透水性隔膜具有均勻孔徑的透水微孔，在使用時，陰電極與容器內(nèi)的水接觸，陽電極僅與容器內(nèi)滲透通過透水性隔膜的滲透水接觸。該凈化裝置具有在降解水中有機物時產(chǎn)生很少毒副產(chǎn)物且毒副產(chǎn)物不進入降解水中的優(yōu)點。
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種市供自來水深度凈化裝置，屬于生活飲用水水質(zhì)深度處理技術領 域。 市供自來水深度凈化裝置
【背景技術】
[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成重大威脅，成為人類健 康、經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。據(jù)世界權威機構調(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] 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了，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，即便飲用開水的安全系數(shù)也是不高 的。
[0004] 既然直接飲用自來水難保安全，凈水器應運而生，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菌污染或有機物阻塞或破損，因此實際情況是并不能如理論設 計所期望那樣作到對水中污染物的充分凈化。面對日益嚴重的源水污染，現(xiàn)有的物理方式 處理工藝已經(jīng)遠遠不能保證水質(zhì)達標。另外，傳統(tǒng)的RO膜反滲透過濾方法對水資源的浪費 非常嚴重，往往凈化1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。
[0005]相比而言，化學水處理工藝雖具有廉價簡單高效等諸多優(yōu)點，卻并不適宜于民用 終端生活飲用水領域。究其原因，一是化學水處理工藝需要足夠的反應時間，而在日常生活 用水場合，凈水器從開機進水到出水僅僅數(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化學反應處理；其二是，化學水處理工藝通常伴隨一定的毒副作 用。例如，盡管化學氧化反應可強效滅活細菌，深度降解有機物，去除水中的各種有害物質(zhì)， 但化學氧化法所生成的各類強氧化因子基本是無選擇性、不可控的，若處理不當極可能生 成源水中沒有的新物質(zhì)甚至強致癌物，反而危及飲水安全。而還原反應控制不當也會帶來 類似問題，例如硝酸鹽可能轉(zhuǎn)化為強致癌物亞硝酸鹽;正因為如此，在民眾日常生活飲用水 凈化處理場合，對于化學水處理工藝的應用可以說是忌諱莫深慎之又慎。
[0006]慶幸的是，日常生活中，飲用水需求往往具有分時段、間歇之特點。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/次計算。
[0007] 日常生活中飲用水存儲裝置，通指帶有儲水箱（罐、儲水容器）的飲用水終端，例 如：1)管線凈水系統(tǒng)終端壁掛機、臺式或立式飲水機;2)R0純水機出水儲存壓力桶(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)水中細菌微生物超標，嚴重影響 水質(zhì)甚至異味發(fā)臭。迄今尚無好的解決方法。
[0008] 因此，急需開發(fā)出一種能夠滿足市供自來水深度凈化要求的、以儲水容器為反應 池，對源水以間歇出水工作方式進行處理、家家戶戶都用得起的簡易裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術不足，提出一種在降解水中有機物時更 少產(chǎn)生毒副產(chǎn)物的市供自來水深度凈化裝置。
[0010]
【申請人】經(jīng)過反復試驗和多年探索，發(fā)現(xiàn)了電化學作為一種高級氧化水處理工藝， 所附加毒副效應遠較常規(guī)化學水處理工藝為小，而且電化學水處理工藝可以通過電參數(shù)的 調(diào)整來強化處理強度減少反應時間。這樣，電化學水處理技術具有克服物理水處理工藝軟 肋、可用于生活飲用水凈化處理的一定潛力。
[0011] 電化學水處理技術是使污染物質(zhì)在電極上發(fā)生直接電化學反應或是利用電極表 面產(chǎn)生強氧化性活性物質(zhì)發(fā)生氧化反應而被轉(zhuǎn)化.電化學技術及其輔以其他高級氧化技術 的組合工藝，稱為電化學體系，包括電極電催化、電-Fenton、電_〇3、聲-電、光-電等。
[0012] 電化學水處理離不開電極作用，具體分為電極直接反應和電極間接反應。電極直 接反應是指污染物在電極上直接被氧化或還原而從水中去除。直接電解可分為陽極過程和 陰極過程。陽極過程就是污染物在陽極表面氧化而轉(zhuǎn)化成毒性較小的物質(zhì)或易生物降解的 物質(zhì)，甚至發(fā)生有機物無機化，從而達到削減、去除污染物的目的。陰極過程就是污染物在 陰極表面還原而得以去除。
[0013] 電極間接反應則是利用電化學產(chǎn)生的氧化還原物質(zhì)作為反應劑或催化劑，使污染 物轉(zhuǎn)化成毒性更小的物質(zhì)。陽極間接反應，在水中所產(chǎn)生的氧化還原物質(zhì)，通常包括以下幾 類：（1)具有強氧化性的氯酸鹽、次氯酸鹽等；負電性，可以被陽極除去；（2)H 202、〇3(標準電 極電勢2.07,半衰期30-60min)等強氧化因子；（3)電化學反應產(chǎn)生的強氧化性且壽命極短 的中間體，包括e(溶劑化電子）、· 〇H、H〇2 ·、· O2等自由基，以· OH為主，可以降解有機物。
[0014] 但是，電化學本質(zhì)上仍屬化學處理工藝，哪怕毒副作用再小，仍有使水的生物指標 降低之風險。在水環(huán)境前所未有嚴重污染、在傳統(tǒng)物理凈水器已力不從心的今天，重新審視 研究化學水處理一一尤其是電化學水處理技術在生活飲用水凈化處理應用的可能性，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)物的電化學處理工藝、乃至電化學水處理 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)實意 義。
[0015] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明的發(fā)明人在上述認識的基礎上提出如下技術方 案： 一種市供自來水深度凈化裝置，包括至少一對陰陽電極、透水性隔膜、為所述陰陽電極 供電的電解電源和有水的容器，所述透水性隔膜將彼此成對的陰電極和陽電極隔開，所述 透水性隔膜是非導電性材料制成的透水性隔膜，所述透水性隔膜具有均勻孔徑的透水微 孔，在使用時，所述陰電極與所述容器內(nèi)的水接觸，所述陽電極僅與所述容器內(nèi)滲透通過所 述透水性隔膜的滲透水接觸。
[0016] 需要說明的是，本發(fā)明裝置處理的對像是市供自來水，正如【背景技術】中所述，現(xiàn)在 水污染日益嚴重，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。
[0017] 上述本發(fā)明公開的市供自來水深度凈化裝置技術方案的工作機理及有益效果陳 述如下。
[0018] 本發(fā)明裝置的結構特征，具體舉例如下:參見圖1，以透水性隔膜為分界，分設在透 水性隔膜兩側(cè)的陰陽電極對：陰電極設于盛水容器內(nèi)部且陽電極設于盛水容器外部，或者， 參見圖3,容器為中間制有貫通孔的圓筒形，透水性隔膜沿貫通孔周圈設置成一圈并將容器 內(nèi)外隔開，陽電極設于容器外并位于一圈透水性隔膜內(nèi)。
[0019] 當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 電壓降落關系： 膜外陽電極(+)-陽電極與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-透水性隔膜與容器內(nèi)的陰電極之間水阻抗產(chǎn)生的壓降U3。
[0020] 首先，本發(fā)明裝置的陰電極與容器內(nèi)的水接觸，陽電極僅與容器內(nèi)滲透通過透水 性隔膜的滲透水接觸，在保證本發(fā)明裝置的電解反應正常進行的基礎上，把陽極直接氧化 反應轉(zhuǎn)移到容器外進行，陽極反應產(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等，受陽極電壓作用，也可以從容器內(nèi)水中透過透水性隔膜，迀 移到容器外陽極區(qū)域。
[0021] 需要特別指出的是：陽極直接氧化反應不是不需要，而是陽極反應生成物(例如臭 氧)可能產(chǎn)生毒副作用，包括陰性污染物受陽極直接氧化反應生成物仍可能具有某些毒性， 本發(fā)明將陽極設置到容器外部，上述毒副產(chǎn)物直接就外排了；并給出了源水電解在陽電極 上的反應產(chǎn)物如氧氣、臭氧、氯氣等極大的排出空間，可以通過外面直接排放掉，不會透過 隔膜再返回容器內(nèi)污染容器內(nèi)的水質(zhì)，不會殘留在容器內(nèi)水中，從而大大減輕了上述強氧 化物的毒副作用。
[0022] 其次，在本發(fā)明中，透水性隔膜的作用不僅僅是將容器內(nèi)外隔離，由于自身的結 構:透水性隔膜是非導電性材料制成的透水性隔膜，微觀上表現(xiàn)為無數(shù)均勻微孔的過水通 道區(qū)域(具有均勻孔徑的微孔），還可以在電解電壓作用下，在透水性隔膜內(nèi)微孔中形成水 體低壓冷等離子放電反應。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 子有很高的反應活性，可以使通常條件下難以進行或速度很難的化學反應變得十分迅速。 [0023]傳統(tǒng)的水體等離子放電技術，為產(chǎn)生水體等離子放電，往往通過外部向水中導入 氣體，并施以加高強度脈沖電壓或高溫條件。本發(fā)明則將等離子放電引導到透水性隔膜的 無數(shù)微小蓄水空間進行，依靠陽電極對水電解析氫、析氧反應生成的氣體，部分進入膜中誘 發(fā)水體自身氣化（由于陽電極與容器內(nèi)滲透通過透水性隔膜的滲透水接觸，這樣，陽電極貼 近透水性隔膜，陽極反應的氧氣等容易進入膜微孔并在微孔水中生成氣泡，在膜微孔狹小 環(huán)境中，氣泡破碎產(chǎn)生局部高溫高壓），進而以極小電壓激發(fā)出高效的水體等離子放電，在 水中生成羥基自由基類暫態(tài)氧化因子，該羥基自由基暫態(tài)氧化因子的氧化性極強(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物(如細菌)等污染 物形成極強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。
[0024] 由于常規(guī)化學水處理工藝在凈化處理民眾日常生活飲用水時，生成的各類強氧化 因子基本是無選擇性、不可控的，危及飲水安全，還原反應生成的強致癌物亞硝酸鹽等，不 適合應用在民眾日常生活飲用水凈化處理場合。因此，現(xiàn)實條件和常規(guī)思路限制了化學水 處理工藝在民眾日常生活飲用水方面的應用。本發(fā)明將常規(guī)電化學水生成的各類強氧化因 子的不可控變成了可控，本發(fā)明正是利用羥自由基的這些特性，針對市供自來水這種特殊 微污染水水質(zhì)特點，通過結構上巧妙設計，一方面將陽極直接氧化反應引出到容器內(nèi)水的 外部發(fā)生，排除氧化反應毒副產(chǎn)物。另一方面將陽極間接氧化作用發(fā)揮到極致，實現(xiàn)對源水 極其深度且安全的凈化！ 概括上述本發(fā)明的市供自來水深度凈化裝置技術方案的有益效果是：1)充分利用電化 學水處理技術，以達到現(xiàn)有物理水處理工藝無法達到、對源水中污染物的深度降解、高效去 除的效果，將陽極直接氧化反應引出到裝置外部進行，同時將可能生成的氯酸鹽、次氯酸鹽 類強氧化因子排出，抑制臭氧生成，以降低在容器內(nèi)水中生成毒副產(chǎn)物的風險;2)主要依靠 羥基類強氧化性且壽命極短、且無毒副作用的間接電化學中間體，來實現(xiàn)所期望的電化學 水處理效果;3)容器內(nèi)的源水中殘留余氯和各種有害陰離子向陽電極迀移，穿出透水性隔 膜進入陽電極與膜之間水體并排出；4)容器內(nèi)水中的微生物，受透水性隔膜與容器內(nèi)的陰 電極之間U3的電場作用而滅活。
[0025] 本發(fā)明在上述技術方案基礎上的改進是：所述透水性隔膜是親水性的透水性隔 膜。
[0026] 親水性膜表面能與水形成氫鍵有序結構，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)進行。
[0027] 本發(fā)明在上述技術方案基礎上的進一步改進是:在使用放電時，所述透水微孔中 形成等離子放電。
[0028] 本發(fā)明在上述技術方案基礎上的更進一步改進是:在使用放電時，每個透水微孔 中均形成等離子放電。
[0029]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。均勻 孔徑的透水微孔是孔徑大小和孔的形狀大致均勻，比如，一張膜中都是同一形狀的孔，比如 都是橢圓形的孔、三角形的孔，等等。一張膜中的孔徑大小都是同一尺寸的孔，等等。為能在 超低放電電壓下高效生成等離子群，如圖6所示，本發(fā)明中所采用的透水性隔膜，在使用放 電時，電場方向透過每個透水微孔，兩電極間電解電流經(jīng)膜中各個微孔流通，相當于把一個 大面積電極分割成了眾多個針尖狀的小電極，使得電極的放電曲率減小，放電效率得以提 高，同時，本發(fā)明將等離子放電引導到透水性隔膜的無數(shù)微小蓄水空間進行，依靠對水電解 析氫、析氧反應生成的氣體，部分進入膜中誘發(fā)水體自身氣化，進而以極小電壓激發(fā)出高效 的水體等離子放電，即可激發(fā)出水體等離子放電，在水中生成極具殺菌能力的暫態(tài)氧化因 子，大大提高水體中污染物的降解效率。
[0030] 上述本發(fā)明技術方案的完善一是:所述透水性隔膜的透水孔徑均小于等于2毫米 且大于等于1納米且所述透水性隔膜中所有微孔的透水孔徑尺寸相互之間彼此相差小于 20% 〇
[0031] 本發(fā)明裝置中，如果透水性隔膜的透水孔徑過大（即微孔空間過大)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的比表面積。而透水性隔膜的透水孔徑過?。次⒖卓臻g過小）， 會使電解產(chǎn)氣無法發(fā)生或是產(chǎn)氣效率極其低下，小到一定程度會導致隔膜內(nèi)各微孔中無數(shù) 個小曲率半徑電極的尖端放電無法正常進行。因此，經(jīng)過發(fā)明人的反復試驗，確定透水孔徑 范圍是2毫米-1納米。
[0032] 上述本發(fā)明技術方案的完善二是:所述容器的側(cè)壁上開設有窗口，所述透水性隔 膜滿遮布設在所述窗口上，所述陰電極設于所述容器內(nèi)部且所述陽電極設于容器外部。
[0033] 上述本發(fā)明技術方案的完善三是:所述陰電極設于容器內(nèi)部的相鄰所述透水性隔 膜的一側(cè)。
[0034] 上述本發(fā)明技術方案的完善四是:所述陰電極設于容器內(nèi)部的遠離所述透水性隔 膜的另一側(cè)。
[0035] 由于陰電極和透水性隔膜之間的距離變大，使得透水性隔膜與容器內(nèi)的陰電極之 間U3的電場作用范圍變大，可以更好的對容器內(nèi)水中的微生物進行殺滅。
[0036] 上述本發(fā)明技術方案的完善六是:所述透水性隔膜是通過按照以下步驟制成的隔 膜： 1) 將納米二氧化鈦溶液在溫度為40 °C-60 °C的紫外箱內(nèi)輻照10-30分鐘； 2) 由以下質(zhì)量比的原料組成膜液： PVDF：20%-30% 致孔劑:2-5% 步驟1)輻照后的納米二氧化鈦:2%-4% 表面活性劑:3%-5% 溶劑：70%-80%; 3) 將配置好的膜液通過超聲波振蕩20-40分鐘； 4) 用刮膜機刮成液膜，將液膜在空氣中靜置10-30秒，然后浸入凝固液中凝固成隔膜； 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； 6) 將所述隔膜置于施加有IOkv直流脈沖高壓的純水箱內(nèi)處理1小時。
[0037] 具體實用效果是:為使膜中放電易于進行，需要使得透水性隔膜具有均勻孔徑的 微孔，這可以通過對現(xiàn)有的透水性隔膜進行改性獲得，透水性隔膜采用二氧化鈦改性技術， 通過采用輻照技術在超濾膜表面增加納米二氧化鈦親水單體，提高超濾膜親水性，增強膜 的抗污能力、延長膜使用壽命。同時與水中冷等離子放電相互促進，可有效提高水中有機物 降解率，還有效防止了因電流密度過大易導致生物性指標的惡化。
【附圖說明】
[0038]下面結合附圖對本發(fā)明的市供自來水深度凈化裝置作進一步說明。
[0039] 圖1是本發(fā)明實施例一的市供自來水深度凈化裝置的內(nèi)部局部結構示意圖一。
[0040] 圖2是本發(fā)明實施例一的市供自來水深度凈化裝置的內(nèi)部局部結構示意圖二。 [0041]圖3是本發(fā)明實施例四的市供自來水深度凈化裝置的內(nèi)部局部結構示意圖。
[0042] 圖4是本發(fā)明實施例五的市供自來水深度凈化裝置的內(nèi)部局部結構示意圖。
[0043] 圖5是本發(fā)明實施例六的市供自來水深度凈化裝置的內(nèi)部局部結構示意圖。
[0044] 圖6是圖1的透水性隔膜中的透水微孔結構示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 實施例一 本實施例的市供自來水深度凈化裝置，參見圖1，包括少一對陰電極22和陽電極23、透 水性隔膜21、為陰陽電極供電的電解電源3和有水的容器1，透水性隔膜21將彼此成對的陰 電極22和陽電極23隔開，透水性隔膜21是非導電性材料制成的透水性隔膜，透水性隔膜21 具有均勻孔徑的透水微孔。均勻孔徑的透水微孔是孔徑大小和孔的形狀大致均勻，比如，一 張膜中都是同一形狀的孔，比如都是橢圓形的孔、三角形的孔，等等。一張膜中的孔徑大小 都是同一尺寸的孔，等等。
[0046] 在使用時，陰電極22與容器1內(nèi)的水接觸，陽電極23僅與容器1內(nèi)滲透通過透水性 隔膜21的滲透水接觸。
[0047] 本發(fā)明裝置的滲透水是連續(xù)不斷產(chǎn)生。本發(fā)明裝置的陽電極23與透水性隔膜21之 間僅夾持有一層水膜，這樣，本發(fā)明裝置的陽電極其余側(cè)面上是沒有水的，可以在電解反應 正常進行外，還特別減弱了源水電解在陽電極上的反應。同時，陽電極貼近透水性隔膜，陽 極反應的氧氣等容易進入膜微孔并在微孔水中生成氣泡，在膜微孔狹小環(huán)境中，氣泡破碎 產(chǎn)生局部高溫高壓，部分進入膜中誘發(fā)水體自身氣化，進而以極小電壓激發(fā)出高效的水體 等離子放電，在水中生成羥基自由基類暫態(tài)氧化因子。
[0048] 本實施例的結構如下:容器1的側(cè)壁上開設有窗口，透水性隔膜21滿遮布設在窗口 上，陰電極22設于容器1內(nèi)部且陽電極23設于容器1外部。本發(fā)明的容器1的側(cè)壁是包括容器 的頂壁、底壁以及連接頂壁和底壁的側(cè)壁。實際使用中，可以將容器1的底部制作成呈一定 的斜坡錐度，因此絮凝物逐步滑向底部，并可設置一個手動排渣閘閥，視絮凝物沉積情況， 定期手動打開排渣口將絮凝物排出。
[0049] 本實施例的透水性隔膜21為單層微濾-納濾等非導電材質(zhì)過濾膜。在使用放電時， 透水微孔中形成等離子放電。為了更好更多的生成羥基自由基等離子群，在使用放電時，每 個透水微孔中均形成等離子放電。
[0050] 為了透水性隔膜21獲得均勻孔徑的微孔，以使得在膜中等離子更好的放電，可以 通過對透水性隔膜21進行改性制取獲得，透水性隔膜21具有均勻孔徑的微孔是通過按照以 下步驟制成的隔膜： 1) 將納米二氧化鈦溶液在溫度為40 °C-60 °C的紫外箱內(nèi)輻照10-30分鐘； 2) 由以下質(zhì)量比的原料組成膜液： PVDF：20%-30% 致孔劑:2-5% 步驟1)輻照后的納米二氧化鈦:2%-4% 表面活性劑:3%-5% 溶劑：70%-80%; 3) 將配置好的膜液通過超聲波振蕩20-40分鐘； 4) 用刮膜機刮成液膜，將液膜在空氣中靜置10-30秒，然后浸入凝固液中凝固成隔膜； 5) 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； 6)將隔膜置于施加有IOkv直流脈沖高壓的純水箱內(nèi)處理1小時。
[0051] 如圖2所示，容器1為方形。本實施例的透水性隔膜21選用親水性的透水性隔膜。本 實施例的透水性隔膜21的透水孔徑均小于等于2毫米且大于等于1納米且透水性隔膜21中 所有微孔的透水孔徑尺寸相互之間彼此相差小于20%。優(yōu)選超濾膜。
[0052] 一、實驗 1 在容器1中手動注滿自來水，以中國大連地區(qū)的市供自來水為例，電解電源3采用平均 電壓為40V的高電平窄脈寬的直流電源，提供恒定電流800mA，透水性隔膜21采用超濾膜，陰 電極22設于容器1內(nèi)部的相鄰透水性隔膜21的一側(cè)。
[0053] 源水中殘留余氯和各種有害陰離子向陽極迀移，穿出隔膜進入陽極與膜之間水體 并排出掉。
由上表可見，市供自來水經(jīng)本實驗裝置處理后，水質(zhì)凈化程度大大提高。
[0055]為了防止陰、陽離子析出物在電極和透水性隔膜21表面的沉積結垢，在電解過程 中適當?shù)箵Q施加給成對的電極的電解電源3極性。
[0056]為了提高電解效率，本實施例中的容器1上可以設置多個窗口，每一個窗口處均滿 覆布設有透水性隔膜21，且陰電極22設于容器1內(nèi)部且陽電極23設于容器1外部。
[0057] 實施例二 本實施例的市供自來水深度凈化裝置是在實施例一基礎上的改進，與實施例一的不同 之處在于： 本實施例在容器1中手動注滿自來水，仍以中國大連地區(qū)的市供自來水為例，電解電源 3采用正向電壓電平大于反向電壓電平的交變脈沖電源，平均電壓為15V，透水性隔膜21采 用微濾膜，微濾膜與位于膜外側(cè)的陽電極23之間的間距δ是15毫米。
[0058] 實施例三 本實施例的市供自來水深度凈化裝置是在實施例一基礎上的改進，與實施例一的不同 之處在于:本實施例中位于透水性隔膜21外側(cè)的陽電極23上開有若干通孔，透水性隔膜21 米用納濾膜。
[0059] 本實施例仍以中國大連地區(qū)的市供自來水為例，透水性隔膜21與位于隔膜外側(cè)的 陽電極23之間的間距δ分別是〇毫米、10毫米進行實驗。
[0060] 實施例四 本實施例的市供自來水深度凈化裝置是在上述實施例基礎上的改進，與上述實施例的 不同之處在于:如圖3所示，容器1為中間制有貫通孔的圓筒形，透水性隔膜21沿貫通孔周圈 設置成一圈并將容器1內(nèi)外隔開，陽電極23設于容器1外并位于一圈透水性隔膜21內(nèi)。
[0061 ] 實施例五 本實施例的市供自來水深度凈化裝置是在上述實施例基礎上的改進，與上述實施例的 不同之處在于:如圖4所示，陰電極22設于容器1內(nèi)部的遠離透水性隔膜21的另一側(cè)。
[0062] 實施例六 本實施例的市供自來水深度凈化裝置是在上述實施例基礎上的改進，與上述實施例的 不同之處在于:如圖5所示，容器1由金屬材料制成，陰電極22與容器1制為一體。
[0063] 本發(fā)明的市供自來水深度凈化裝置不局限于上述實施例所述的具體技術方案，比 如：1)電解電源3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;2 )容器1為設有進水口和出水口的承壓封閉容器，源水從容器1進水口注入，經(jīng) 過凈化處理后的污水透過透水性隔膜21從進出水調(diào)節(jié)閥4排出；3)陽電極23是由活性炭或 活性炭與鈦材涂覆鉑族氧化物復合而成;4)本發(fā)明的上述各個實施例的技術方案彼此可以 交叉組合形成新的技術方案，等等。凡采用等同替換形成的技術方案均為本發(fā)明要求的保 護范圍。
【主權項】
1. 一種市供自來水深度凈化裝置，包括至少一對陰陽電極、透水性隔膜、為所述陰陽電 極供電的電解電源和有水的容器，所述透水性隔膜將彼此成對的陰電極和陽電極隔開，其 特征在于:所述透水性隔膜是非導電性材料制成的透水性隔膜，所述透水性隔膜具有均勻 孔徑的透水微孔，在使用時，所述陰電極與所述容器內(nèi)的水接觸，所述陽電極僅與所述容器 內(nèi)滲透通過所述透水性隔膜的滲透水接觸。2. 根據(jù)權利要求1所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:所述透水性隔膜是親水 性的透水性隔膜。3. 根據(jù)權利要求2所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:在使用放電時，所述透 水微孔中形成等離子放電。4. 根據(jù)權利要求3所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:在使用放電時，每個透 水微孔中均形成等離子放電。5. 根據(jù)權利要求1至4之任一所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:所述透水性 隔膜的透水孔徑均小于等于2毫米且大于等于1納米且所述透水性隔膜中所有微孔的透水 孔徑尺寸相互之間彼此相差小于20%。6. 根據(jù)權利要求1至4之任一所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:所述容器的 側(cè)壁上開設有窗口，所述透水性隔膜滿遮布設在所述窗口上，所述陰電極設于所述容器內(nèi) 部且所述陽電極設于容器外部。7. 根據(jù)權利要求1至4之任一所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:所述陰電極 設于容器內(nèi)部的相鄰所述透水性隔膜的一側(cè)。8. 根據(jù)權利要求1至4之任一所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:所述陰電極 設于容器內(nèi)部的遠離所述透水性隔膜的另一側(cè)。9. 根據(jù)權利要求1至4之任一所述市供自來水深度凈化裝置，其特征在于:所述透水性 隔膜是通過按照以下步驟制成的隔膜： 1)將納米二氧化鈦溶液在溫度為40 °C-60 °C的紫外箱內(nèi)輻照10-30分鐘； 2 )由以下質(zhì)量比的原料組成膜液： PVDF：20%-30% 致孔劑:2-5% 步驟1)輻照后的納米二氧化鈦:2%-4% 表面活性劑:3%-5% 溶劑:70%-80%; 3) 將配置好的膜液通過超聲波振蕩20-40分鐘； 4) 用刮膜機刮成液膜，將液膜在空氣中靜置10-30秒，然后浸入凝固液中凝固成隔膜； 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； 6) 將所述隔膜置于施加有10kv直流脈沖高壓的純水箱內(nèi)處理1小時。
【文檔編號】C02F1/469GK105858827SQ201610215344
【公開日】2016年8月17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