CN101549927B - 水质净化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水质净化处理系统，以物理式杀菌处理进行水质净化程序，其至少包括有一加压装置及一降压装置，通过加压装置使得水液被转换成高压液体，并通过降压装置喷出口截面积的控制，并再被转换为高速流体，进而产生压降及剪切力等物理效应，以破坏流体中细菌的壁体造成细菌死亡，进而获得净化的水质。

Description

水质净化处理系统

技术领域

本发明涉及一种水处理系统，尤其涉及一种水质净化处理系统。

背景技术

现代人注重生活质量的意识抬头，对休闲活动的安排越来越多元化，其中，游泳池和温泉是现今相当常见的休闲活动去处，而由于大众和水直接有所接触，一方面由于泳客们在使用当中所带来的汗水、油脂、化妆品、尿液等，另一方面也会由外界所带来的灰尘、树叶等污染物，造成水质受到污染混浊，故对于水质的安全与质量必须有更高的要求。因此，游泳池和温泉管理单位须采用各种不同方式来进行水质消毒的工作以确保符合规定，而一般常见的消毒方式不外乎为加氯消毒、臭氧消毒及紫外线消毒。

目前所采用的消毒方式几乎是以加氯消毒为主，加氯消毒的型态以往最常使用的是氯气，但是因为危险性高目前已少被使用，取而代之的是俗称漂白水的次氯酸钠，以及通称为氯锭、氯粉的氯化三聚异氰酸。行政院卫生署疾病管制局所颁布的“营业卫生基准”中明订游泳池水质自由余氯量应保持1ppm至3ppm，且大肠杆菌总菌落数应保持在每100ml水的含量低于1CFU的标准，然而，自由余氯除了发挥杀菌的功能外，其高氧化能力(-1.49V)也能同时将水中的有机物及无机物予以氧化。这个氧化过程中造成了两种影响，一是消耗掉自由余氯的浓度，另一是氧化作用产生了结合氯胺的产品。这些结合氯胺除了部份为致癌物如三卤甲烷(Trihalomethanes，THMs)外，有些更会造成皮肤红肿、眼睛刺痛、呼吸道不舒服等影响，当结合氯胺浓度过高时泳池水质会产生极大的变化，使用一般的加氯量将无法提高自由余氯浓度，水质也会急速恶化、混浊。

为了解决水质处理上杀菌的问题，如中国专利公告第CN2727152Y号专利案揭露了一种洗浴、泳池水净化循环处理装置，采用离心排污、逆渗透、活性碳等过滤流程，最后通过紫外线杀菌，完成水质处理；或如中国专利公告第CN1702048A号专利案揭露了一种游泳池(馆)水循环物生化处理系统，通过物理(过滤)、化学(消毒杀菌)及生物(污水处理)三种处理方式，达到水质处理的目的。

然而，现有技术所揭露的水质处理方式，第CN2727152Y号专利案具有紫外线杀菌效率和处理量之限制，无法进行大量水质消毒杀菌处理步骤的问题，而第CN1702048A号专利案的消毒杀菌是使用二氧化氯，则有残余物伤害人体疑虑的问题。

而在家用净水器方面，目前市面上的种类繁多，例如RO逆渗透、电解式、活性碳等，所谓逆渗透是在来源水一方施加大于渗透的压力时，即产生逆渗透作用，此时水中的无机盐、重金属、有机物、菌体、颗粒等无法通过半透膜，仅水分子及较小分子的盐类渗过薄膜，流向净水的一边，而污染成份会浓缩于来源水。而所谓电解水，就是在水电解时，使用隔膜或盐桥，刻意阻止离子进行交换，使水的酸碱值改变，同时也造成氧化还原电位变化、解离常数变化，如此便产生了所谓酸性水或碱性水。另外、活性碳系一种多孔的含碳物质，多空隙结构，使它具有很大的表面积，具有极强的吸附能力，可是有一定的吸附量，当活性碳孔的吸附量已达饱和状态，吸附效果则会大大降低，因此，使用一段时间后必须更换，否则活性碳孔上会阻截留下水中的物质，并开始滋生细菌，成为细菌的繁殖温床。

然而，逆渗透将水中的矿物质完全过滤掉，长期饮用会使体内细胞因内外渗透压的关系，造成细胞内的一些离子为了平衡渗透压而跑到细胞外，久而久之身体就会出毛病，例如钙离子的流失，会出现肌肉无力，严重时还会出现骨质疏松；再者，由于逆渗透排放出过多的废水，造成水资源的浪费；另外，逆渗透并无法对水中的细菌病毒有效的过滤，因此无法直接饮用。

至于电解式的净水方式，来源水必须干净无污染，否则经电解出来的水会是重金属浓缩水，因为正负离子的关系，会把许多重金属浓缩到碱性的一方去，而喝到重金属浓缩液。

因此，上述各种家用净水器除所净化的水并不一定适合人体饮用外，各种家用净水器还必须定期的更换滤材，对于使用者而言仍是相当的不便。

氯的消毒杀菌功能不容否定，然而，游泳池中的污染物会在游泳池中被自由余氯氧化，故氯的氧化作用所带来的负面影响一直是水质处理上多年来无解的困扰，而饮用水方面则是需要喝的干净且喝的安心。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种物理式杀菌处理的水质净化处理系统。

为实现上述目的，根据本发明所揭露的水质净化处理系统，其包括有一水槽、一过滤装置、一加压装置以及一降压装置，需净化的水液由水槽经过滤装置滤除大型污染物后，续经由加压装置将水液加压至34.475×10⁶牛顿/每平方米(Pa)～275.8×10⁶牛顿/每平方米(Pa)转换成高压液体，降压装置以开设微孔洞、沟槽、尺寸差异或位置差异构成喷出口，而由喷出口截面积缩减的设计使高压液体快速地喷出，以将高压水液体转换为高速流体，进而通过压降和剪切力等效应，破坏流体中菌体的壁体，达到水质净化的目的。

本发明的功效在于通过加压装置及降压装置来产生压降和剪切力的物理效应，即可破坏水液中细菌壁体而造成死亡，在无须添加化学药剂，即可使水质净化，以避免化学药剂或其反应下的残余物残留于流体中，对人体产生伤害，因而可应用于如游泳池等大型净水处理，也可应用于家庭用水的小型净水处理。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的水质净化处理系统第一实施例；

图2A为本发明的水质净化处理系统的降压装置结构图；

图2B为本发明的水质净化处理系统的降压装置结构图；

图2C为本发明的水质净化处理系统的降压装置结构图；

图3A为本发明的水质净化处理系统的降压装置第一组合结构图；

图3B为本发明的水质净化处理系统的降压装置第二组合结构图；

图4为本发明的水质净化处理系统附加检测装置及投剂装置；以及

图5为本发明的水质净化处理系统第二实施例。

其中，附图标记：

10、10’：水质净化系统

100：水槽

101’：进水口

102’：出水口

200  ：过滤装置

300、300’：加压装置

400、400’：降压装置

401a、401b、401c：接口

402a、402b、402c：阻挡体

4021a、403b、403c：：喷出口

500：检测装置

600：投剂装置

700’：前段过滤装置

800’：后段过滤装置

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

根据本发明所揭露的水质净化处理系统，可应用于如游泳池、浴池、温泉等大型水循环处理系统，也可应用于如家用净水器等饮用水处理系统，然并不限于上述的实施例。

根据本发明所揭露的水质净化处理系统的第一实施例，如图1所示，应用于如游泳池的大型水质净化处理系统，其中水质净化处理系统10包含有一水槽100、一过滤装置200、一加压装置300以及一降压装置400。

水槽100为一可容置水液的储存槽，根据本发明第一实施例，其即为一游泳池，意即为一开放式的水槽100，水槽100至少具有一出口及入口(图中未示)，并通过管路(即图中的实线)连接过滤装置200、加压装置300及降压装置400，而构成一循环的水路径。

过滤装置200以管路与水槽100的出口连接，过滤装置200可为一层或多数层滤网而通过隔离、渗透等方式将来自水槽100的污染物予以阻隔，以作为第一次净水处理；而加压装置300连接于过滤装置200，加压装置300为一柱塞式高压泵，水液经由加压装置300而增压至34.475×10⁶牛顿/每平方米(Pa)～275.8×10⁶牛顿/每平方米(Pa)形成高压液体。

降压装置400以管路连接于加压装置300，请一并参阅图2A所示，降压装置400包含有一接口401a及一阻挡体402a，接口401a一端连接于管路，而阻挡体402a封闭住接口401a的另一端，于阻挡体402a上设有一个以上的喷出口4021a，喷出口4021a的内径远小于接口401a的内径，降压装置400即通过截面积的差异使得来自于加压装置300的高压液体自喷出口4021a高速喷出而形成高速流体，并且高压液体在高速喷出时，水液的压力骤降，形成急速压降及高速流体产生剪切力的物理效应，如此存在于水液中的细胞即通过压降效应与剪切力效应而使得细胞的壁体破裂进而死亡。其中的喷出口4021a可以为微孔洞、沟槽等孔洞的型态，而通过喷出口4021a与接口401a尺寸差异的控制及设计，即可控制压降及剪切力的程度，以根据不同的细菌菌种特性来杀死细菌。

另外，为避免喷出口4021a与接口401a尺寸差异因高压液体产生变形，接口401a与阻挡体402a可以为金属、陶瓷、钻石等高硬度材料，或是以高硬度材料镀膜。

而根据本发明所揭露的水质净化处理系统，其系通过降压装置400截面积尺寸差异的设计达到急速压降的物理效应，因此降压装置400除如图2A的设计外，也可为图2B、图2C的截面积设计，如图2B所示，阻挡体402b的外径小于接口401b的内径并且伸入于接口401b内，以使阻挡体402b与接口401b之间相隔一间距而形成喷出口403b，同理，喷出口403b的口径小于接口401b的内径，因此来自于加压装置300的高压液体自喷出口403b高速喷出而形成高速流体，而产生急速压降及剪切力的物理效应。

如图2C所示，阻挡体402c的外径大于接口401c的内径，阻挡体402c设置于接口401c外侧并且相隔一间距，以使阻挡体402c与接口401c之间形成喷出口403c。同理，喷出口403c的口径小于接口401c的内径，因此来自于加压装置300的高压液体自喷出口403c高速喷出而形成高速流体，而产生急速压降的物理效应，并且由喷出口403c转换高速流体喷出方向，而使得高速流体产生剪切力的物理效应，也可通过压降与剪切力效应破坏细胞壁体而杀死细菌。

根据本发明所揭露的水质净化处理系统，其中上述图2A、图2B、图2C的各种降压装置的截面积设计也可相互组合排列，续请参阅图3A所示，图中所示即是组合图2A及图2B的型态(标号沿用图2A、图2B)，其降压装置包含有二喷出口4021a、403b、二阻挡体402a、402b及二接口401a、401b。其中一阻挡体402b伸入一接口401b中并相隔一间距，以形成喷出口403b，另一阻挡体402a上的喷出口4021a将高压液体进行第一次压降，而高速流体撞击至阻挡体402b的表面，并再经喷出口403b喷出而进行第二次压降，除了上述通过剪切力，并可于高速流体撞击至阻挡体402b时将形成撞击力的物理效应，也可通过撞击力破坏细胞壁体而杀死细菌。如图3B所示，图中所示即是组合图2A及图2C的型态(标号沿用图2A、图2C)，其降压装置包含有二喷出口4021a、403c、二阻挡体402a、402c及二接口401a、401c。其中一阻挡体402c设置于接口401c外侧并且相隔一间距，以形成喷出口403c，另一阻挡体402a上的喷出口4021a将高压液体进行第一次压降，而高速流体撞击至阻挡体402c的表面，并再经喷出口403c喷出而进行第二次压降，使得高速流体分别产生压降、撞击力及剪切力的物理效应而杀死细菌。

根据本发明所揭露的水质净化处理系统，经由降压装置400的高速流体通过管路连接至水槽100的入口，即可构成一循环式的水质净化处理系统，以物理式的杀菌处理方式达到水质净化的目的；而由于细菌的种类繁多，菌种的特性不一，如通过本发明的水质净化处理流程所残留的细菌，即可依据所残留细菌菌种施以特定的化学杀菌，请参阅图4所示，如图所示，可于降压装置400后端连接一检测装置500及一投剂装置600，检测装置500用以检测水流中的菌体数或是进行采样，而根据检测或采样的结果，令投剂装置600以少量或特定的化学杀菌药剂进行化学杀菌，借此增强杀菌效果。

再者，根据本发明所揭露的水质净化处理系统，高速流体会因水分子彼此之间以及水流和固体接触面的摩擦力和其它因素使的水液的温度会上升，进而通过流速的控制可以控制水温，因此，根据本发明所揭露的水质净化处理系统也具有提升水温的功效，而可应用于温水游泳池中，降低温水游泳加温所需的能量。

根据本发明所揭露的水质净化处理系统的第二实施例，如图5所示，应用于如家用净水器的饮用水处理系统，其中水质净化处理系统10’包含有一进水口101’、一前段过滤装置700’、一加压装置300’、一降压装置400’、一后段过滤装置800’及一出水口102’。有关本发明第二实施例的净水流程如第一实施例不再赘述，而应用于家用饮用水处理系统，其进水口101’即连接于家庭中的水管管路(如水龙头)，前段过滤装置700’可为过滤绵，滤除水中的杂质，而后段过滤装置800’可为活性碳，由于中段的加压装置300’及降压装置400’以物理式杀菌方式杀死细菌，因此即可延长后端过滤装置800’的使用寿命，延长更换滤材的时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (23)

1.一种水质净化处理系统，其特征在于，包括有：

一加压装置，连接于一水槽，将来自该水槽的水液加压为高压液体；以及

一降压装置，连接于加压装置，该降压装置具有至少一喷出口，该高压液体自该喷出口高速喷出形成高速流体，并产生压降效应，

其中，该加压装置是将该水液增压至34.475×10⁶牛顿/每平方米(Pa)至275.8×10⁶牛顿/每平方米(Pa)，以形成该高压液体。

2.根据权利要求1所述的水质净化处理系统，其特征在于，还包括有一过滤装置，该过滤装置连接于该水槽及该加压装置，该过滤装置阻隔来自该水槽水液中的大型污染物。

3.根据权利要求1所述的水质净化处理系统，其特征在于，该加压装置为一柱塞式高压泵。

4.根据权利要求1所述的水质净化处理系统，其特征在于，该降压装置包含有至少一接口及至少一阻挡体。

5.根据权利要求4所述的水质净化处理系统，其特征在于，该阻挡体封闭该接口一端，该喷出口设于该阻挡体上，该喷出口的内径小于该接口的内径。

6.根据权利要求4所述的水质净化处理系统，其特征在于，该阻挡体的外径小于该接口的内径，该阻挡体伸入该接口内并与该接口之间相隔一间距，以形成该喷出口，且该喷出口的内径小于该接口的内径。

7.根据权利要求4所述的水质净化处理系统，其特征在于，该阻挡体的外径大于该接口的内径，该阻挡体设置于该接口外侧并且相隔一间距，以形成该喷出口，且该喷出口的内径小于该接口的内径。

8.根据权利要求4所述的水质净化处理系统，其特征在于，该降压装置包含有二该喷出口、二该接口及二该阻挡体，该一喷出口设于该其中一阻挡体上，另一该阻挡体的外径小于该二接口的内径，该另一阻挡体系伸入该其中一接口内，并与该接口之间相隔一间距，以形成另一该喷出口，且该二喷出口的内径小于该二接口的内径。

9.根据权利要求4所述的水质净化处理系统，其特征在于，该降压装置包含有二该喷出口、二该接口及二该阻挡体，该其中一喷出口设于该其中一阻挡体上，另一该阻挡体的外径大于该二接口的内径，该另一阻挡体设置于该其中一接口外侧并且相隔一间距，以形成另一该喷出口，且该二喷出口的内径小于该二接口的内径。

10.根据权利要求1所述的水质净化处理系统，其特征在于，该喷出口将高压液体高速喷出而形成高速流体。

11.根据权利要求1所述的水质净化处理系统，其特征在于，还包括有连接于该降压装置后端的一投剂装置。

12.根据权利要求1所述的水质净化处理系统，其特征在于，还包括有连接于该降压装置后端的一检测装置及一投剂装置。

13.一种水质净化处理系统，其特征在于，包括有：

一进水口，用以连接一水管管路；

一前段过滤装置，连接于该进水口；

一加压装置，连接于该前段过滤装置，将水液加压为高压液体；

一降压装置，连接于加压装置，该降压装置具有至少一喷出口，该高压液体自该喷出口高速喷出形成高速流体，并产生压降效应；

一后段过滤装置，连接于该降压装置；以及

一出水口，连接于该后段过滤装置，

其中，该加压装置是将该水液增压至34.475×10⁶牛顿/每平方米(Pa)至275.8×10⁶牛顿/每平方米(Pa)，以形成该高压液体。

14.根据权利要求13所述的水质净化处理系统，其特征在于，该加压装置为一柱塞式高压泵。

15.根据权利要求13所述的水质净化处理系统，其特征在于，该降压装置包含有至少一接口及至少一阻挡体。

16.根据权利要求15所述的水质净化处理系统，其特征在于，该阻挡体封闭该接口一端，该喷出口设于该阻挡体上，该喷出口的内径小于该接口的内径。

17.根据权利要求15所述的水质净化处理系统，其特征在于，该阻挡体的外径小于该接口的内径，该阻挡体伸入该接口内并与该接口之间相隔一间距，以形成该喷出口，且该喷出口的内径小于该接口的内径。

18.根据权利要求1615所述的水质净化处理系统，其特征在于，该阻挡体的外径大于该接口的内径，该阻挡体设置于该接口外侧并且相隔一间距，以形成该喷出口，且该喷出口的内径小于该接口的内径。

19.根据权利要求15所述的水质净化处理系统，其特征在于，该降压装置包含有二该喷出口、二该接口及二该阻挡体，该其中一喷出口设于该其中一阻挡体上，另一该阻挡体的外径小于该二接口的内径，该另一阻挡体系伸入该其中一接口内，并与该接口之间相隔一间距，以形成另一该喷出口，且该二喷出口的内径小于该二接口的内径。

20.根据权利要求15所述的水质净化处理系统，其特征在于，该降压装置包含有二该喷出口、二该接口及二该阻挡体，该其中一喷出口设于该其中一阻挡体上，另一该阻挡体的外径大于该二接口的内径，该另一阻挡体系设置于该其中一接口外侧并且相隔一间距，以形成另一该喷出口，且该二喷出口的内径小于该二接口的内径。

21.根据权利要求13所述的水质净化处理系统，其特征在于，该喷出口将高压液体高速喷出而形成高速流体。

22.根据权利要求13所述的水质净化处理系统，其特征在于，还包括有连接于该降压装置后端的一投剂装置。

23.根据权利要求13所述的水质净化处理系统，其特征在于，还包括有连接于该降压装置后端的一检测装置及一投剂装置。

Images