CN101679075A

CN101679075A - 便携式组合型净水装置

Info

Publication number: CN101679075A
Application number: CN200780050571A
Authority: CN
Inventors: 米凯尔·韦斯特高·凡德森
Original assignee: VESTERGAARD SA
Current assignee: Vestergaard Frandsen SA
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2010-03-24
Also published as: WO2008067816A3; US20100032358A1; MX2009005957A; ZA200904072B; BRPI0720147A2; WO2008067816A2; AP2009004892A0; KR20090111811A

Abstract

一种便携式净水装置具有一刚性的管状壳体，该壳体设有一个供水进入管状壳体的第一末端，其另一末端设有一个吸嘴。该管状壳体包括至少一个第一组件和一个与之相连接的装有不同净水颗粒状树脂的第二组件。所述第一组件或第二组件设有至少一个透水滤网，网孔尺寸小于树脂粒径以避免不同树脂间发生混合。

Description

便携式组合型净水装置

技术领域

本发明涉及一种便携式的管状净水装置，水流经该装置后可被直接饮用。

背景技术

世界上大部分地区都没有干净的饮用水，从而使低成本的供水系统备受关注。一种解决方法是饮水机，人们可通过销售获得干净的水。另一种解决方法是基于便携式净水系统，例如，市售的商品名为

的产品。

虽然具有普及性及多功能性，但仍然存在着对设备进行改进的需求，以提供一种低成本、高净化效率并且在实际应用中能够适用的设备，而这种需求会由于净水装置的应用地区不同而有所不同。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有高度灵活性、能够满足用户特殊需求的净水装置。

该目的通过以下技术方案实现：一种具有管状壳体的便携式净水装置，优选地，其刚性壳体的长度小于50cm，宽度小于80mm。该管状壳体在其第一末端上具有一个用于进水的第一开口，在相对的另一末端上具有一个吸嘴用来吸取流过管状壳体的水。该吸嘴的另一端具有一个狭窄的部位，并且适配于人的嘴部。该管状壳体包括一个第一组件和一个第二组件，并且可选地还包括更多的组件，这些组件装有类型互不相同的颗粒状净水树脂。第一组件带有一个第一连接部，第二组件带有一个第二连接部，两个组件都是管状的，相互连接在一起从而将水限制在这些组件中流动。第一组件和/或第二组件具有至少一个透水的滤网，网孔的尺寸小于树脂的粒径以免树脂之间发生混合。

根据本发明所述的净水装置的组合概念，产品的制造更容易且更可靠，使其易于为特别需求而定制。例如，根据水净化的需求，可以依照需要去除的水中所含的杂质而选择不同的组件连接方式。如果要除砷，可以连接一个或多个装有除砷树脂的特定组件。另外，还可以连接含有添加剂，如维生素、氟或其它有益试剂的特定组件。

在一个优选实施例中，那些含有颗粒状树脂或具有预过滤功能的组件，在其一端上设有一个滤网。在组件中填充颗粒状介质后，前一组件由后一组件的滤网所封闭，该滤网焊接或粘接于前一组件的顶部。最后一个室一般由一个环形组件所封闭。

本发明也可以使用一些不在末端上设置一体化滤网的组件，例如装有中空纤维的组件或装有纳米纤维过滤器的组件，如公司销售的

重要的特征在于所有的组件都具有相同的连接性，这样才可以与其它部件叠接组合起来，例如用以适配

产品的装配结构。

例如，具有相同外径但不同长度的圆柱状塑料组件，可以彼此叠接延伸装配在一起，形成一根优选地具有恒定外径的圆管。在另一个实施例中，组件的连接部为螺纹连接部，扣合连接部，或锥形套管。优选地，组件的外侧构成管状壳体的外表面。然而，组件也可以套进一个管状外壳内。组件可拆分地安装在一起，虽然为了安全起见，优选的是组件不可拆分地续接在一起，例如采用超声焊接或粘合或其它类型的焊接工艺。本发明适用于直接插入上述

产品的小型净水装置。

在另一个实施例中，滤网成为管状组件整体结构中的一部分。例如，滤网被铸合在组件的管体部分的一端或两端上。在另一个实施例中，圆柱状组件由注塑成形并由一滤网封闭在一端，优选的是织物滤网。在一种生产方法中，该滤网是一条织带，被引入注塑模具中。闭合模具，注入多聚物，滤网即在注塑过程中与组件一并成形。打开模具，多余的滤网被自动切除，组件准备被填充。当每一个组件/筒体装入专用的介质后，由下一组件的滤网所封闭，下一组件叠接于前一组件顶部。

通过一体注塑成形，滤网与管状的塑胶体成为一体，若不破坏组件就不能将其分离，这可以避免对本发明所述的净水装置进行不当修改。

组件末端的滤网可以是织物滤网。在这种方式中，值得注意的是细菌在滤网中滋生的风险要高于在塑料表面，因为在织线之间存在可滋生细菌的网袋结构。为了避免细菌在滤网内滋生，滤网可设抗菌剂以防止细菌、病毒或其它微生物在滤网上或滤网内生长。抗菌剂可用作表面处理，例如注入滤网中，或作为滤网材料的复合剂，这种复合剂可迁移至滤网材料的表层以延长抗菌反应。

本发明所述装置中的组装组件可构成一个组合壳体。作为可选方案，虽然并非优选，组件可置于一个外管内，该外管作为装置壳体的外部。在另一个实施例中，至少壳体的局部或吸嘴的局部或至少两者的局部具有抗菌表面。如果吸嘴，或至少吸嘴的局部，优选的是喝水时嘴部的接触部位，具有抗菌表面，则饮用者通过吸嘴喝水时所带来的细菌在接触时被杀死，这样后一位使用者使用吸嘴时就不会受感染。如果壳体，或至少壳体的局部，优选的是用于握持的壳体部位，具有抗菌表面，则使用者握持壳体而带来的细菌在接触时被杀死，这样后一位使用者接触壳体时就不会受感染。

抗菌表面的一个实现方法是涂沫一层抗菌物质。可选用的涂料种类繁多。例如专利号为6,762,172、6,632,805、6,469,120、6,120,587、5,959,014、5,954,869、6,113,815、6,712,121、6,528,472和4,282,366的美国专利所公开的抗菌有机硅涂料。

另一种可行方案是含银的抗菌涂料，例如含胶态银的抗菌涂料。含有银纳米粒(1nm至100nm)的胶态银可悬浮于基质中。例如，银胶体能够从具有开放式多孔结构的矿石，如沸石中释放出来。银还可以嵌埋在基质中，如聚合物表面薄膜。作为一种可选方式，银可以在塑料成形过程中，典型的如注塑、挤塑或吹塑成形，嵌埋在整个聚合物的基质中。

由Qian申请的专利号为6,924,325的美国专利公开了一种含有陶瓷的银。由Souter等人申请的专利号为6,827,874的美国专利，由King申请的专利号为6,551,609的美国专利分别公开了银在水处理中的应用，众所周知，银可用于增强颗粒碳的作用以净化水。公告号为EP1647527的欧洲专利申请公开了银涂料在水罐中的应用。

其它的抗菌金属有铜和锌，它们可单独或同时添加到抗菌涂料中。由Edwards申请的专利号为4,906,466的美国专利及其参考文献公开了一种含有银和其它金属的抗菌涂料。

涂料可以同时或单独加入二氧化钛。二氧化钛可用作一层由溶胶-凝胶法合成的薄膜。由于锐钛矿TiO₂是一种光催化剂，含二氧化钛的薄膜在暴露于UV光和环境光的外表面上很有用。同样，二氧化钛的纳米晶体可以嵌埋在聚合物内。另外，银纳米粒能够与二氧化钛络合以增强其效果。

例如，薄膜涂料的厚度能薄至数微米。涂料可同时或单独含有活性的季铵化硅烷化合物，如

公司生产的商标为Microbe Shield^TM的用于空气调节的产品。当作为液体应用在材料上时，AEGIS抗菌剂中的活性成分形成一种无色、无味、带正电荷的聚合物涂料，与处理表面发生化学结合而且几乎无法从处理表面除去。

某些抗菌物质能够在聚合物基质中进行迁移。这意味着抗菌物质从涂料内部向涂料表面的迁移，使得聚合物涂料所含有的抗菌物质可得到持续的更新。具有这种性质的材料适合用作滤网材料，以及用于制造组件的管状部分。

在另一个实施例中，吸嘴的材料，或材料的一部分，优选的是饮用时与嘴部接触的部位，采用带抗菌物质的材料制造。同时或单独地，壳体或至少壳体的局部，优选的是用于握持的部位，采用带抗菌物质的材料制造。

抗菌物质具有从材料内部迁移至材料外部的性质。如果壳体用这种材料制造，则灭菌剂同样可以迁移至壳体的内表面。依靠涂抹技术，内表面的涂抹也可通过浸入溶液中而实现，其结果是内外表面都得到抗菌剂处理。如果只对内表面或只对外表面进行处理，或对内外表面采用不同的处理，可采用喷涂工艺对相关的专用表面进行处理。作为一种可选方案，壳体可包含一内层，制造该内层的材料中的抗菌物质可迁移至壳体的内表面。这意味着液体，尤其是水，在壳体内也能得到灭菌处理。这点非常重要，将在后面作更详细地解释。

某些净水装置具有对流过内置过滤器的水进行化学处理的功能。然而，如专利号为5,045,198、5,705,067的美国专利以及公告号为WO93/02781和WO2004/050205的国际专利申请中所公开的技术方案，中空纤维作为过滤器可应用于阻挡微生物穿过过滤器，这在很大程度上取代了化学处理。如果没有采取预防措施，这些过滤器的内部会滋生细菌，这意味着若微生物从中空纤维泄漏出去则会危害健康。因此，可以使用抑菌纤维。根据本发明，抗菌物质在材料中迁移并迁移至材料内表面的性质可与中空纤维过滤器结合使用，或大体用于减少本发明所述的分配器或净化器内部的微生物含量。在这种情况下，中空纤维本身的抗菌涂抹可能会被忽略。

当应用基质中使用了纳米纤维的过滤器时，如专利号为EP1401571的欧洲专利，专利号为6,838,005的美国专利所公开的技术方案或者

公司出售的商品名为

的产品，抗菌内涂层也可以作为与本发明结合应用的一种可选方案。

因此，采用一种含有可迁移抗菌剂的材料来制造本发明所述的装置，就可以避免来自设备内部和外部的感染。另外，壳体内的滤网也经过抗菌剂处理。

在一个特定的实施例中，净化器的吸嘴和壳体的抗菌表面，具有相同的抗菌性。然而，它们也可以具有不同的抗菌性。同样，壳体内部的抗菌性可与壳体外部的抗菌性不相同。在壳体内的微生物与壳体外的微生物属于不同种类的情况下，这是有利的。例如，壳体和/或吸嘴由结合或注入了第一种可迁移至表面的抗菌物质的聚合物所制造。另外，内部或外部结合或注入或涂抹第二种甚至更多种灭菌剂于其上，以达到有效的抗菌效果，例如从而达到协同效果。在这种结合应用的情况下，配合剂如PBO可结合使用或单独作为第二种灭菌剂供选择使用。

抗菌剂可以在生产过程中结合在材料之中，例如，在浇铸或挤出聚合物前把抗菌剂混合在聚合物材料中。作为一种可选方案，抗菌剂可以注入材料中，例如在高温下扩散进入材料中。作为另一个可选方案，材料可以是分层的材料，例如以层叠薄片的形式，在内层与外层之间形成一个空隙，该空隙填充有抗菌剂，该抗菌剂可以迁移穿过外层，也可以迁移穿过内层，使之得以存在于壳体和/或吸嘴的外表面，也可存在于壳体的内表面。

另一种获得表面涂层的可行方法是分子蒸汽沉积法(MVD)，可行的是在已通过紫外灯照射和暴露于臭氧或氧等离子体中进行活化的聚合物表面上进行涂抹。

砷是一种自然存在的污染物，存在于大量的地下水中，尤其是在孟加拉国及美国的许多州内。因为砷无色无味，在含砷水的使用过程中人们不会意识到危险。特别在孟加拉国，许多人正遭受着慢性中毒所带来的疼痛、皮肤色素沉着紊乱、掌部及手部硬瘤。例如，根据www.sos-arsenic.net，在印度，48.7％的水样品中砷浓度超过10ppb，23.8％的水样品中砷浓度超过50ppb。在孟加拉国，这些数值分别是43.0％和31.0％。在印度，几乎9百万人正在饮用含砷量超过10ppb的水，而几乎7百万人正在饮用含砷量超过50ppb的水。这些事实使得人们越来越关注那些低成本但有效的，用于从地下水中除去砷的方法。

从水中除砷的典型方法包括氧化铁和氧化铝。

和

等公司已经开发了一些带有除砷树脂的系统，这些除砷树脂含有上述的氧化物。

通常，砷以三价态和五价态存在于水中，三价的亚砷酸盐(As⁺³)被认为毒性更大，而五价的砷酸盐(As⁺⁵)较易去除。所以，在传统的处理方法中，将As⁺³氧化成As⁺⁵，以便将整体的As含量降低至一定的水平，典型的是降低至10微克每升以下，相当于10ppb。

由de Esparza申请的专利号为6,461,535的美国专利公开了一种用于从地下水中除去砷的系统。在该方案中，粘土、凝结剂(如氯化铁和硫酸铝)以及氧化剂(如次氯酸钙)被用于将砷吸收到凝结的胶体混合物中。为了在用水前使粘土在水中沉降，需要等待15～20分钟。

公告号为EP1568660的欧洲专利申请公开了一种不同的除砷系统，该系统具有一种强碱性阴离子交换树脂，该树脂含有至少一种金属离子或含金属的离子，其砷酸盐的Ksp值不大于10^-5。

在农村地区，干净的饮用水是稀有的，以上提及的市售的净水装置

日益受欢迎。该装置用于对水进行过滤，从水源中吸取水后直接通过装置并用于饮用，其结构紧凑，吸嘴仅有25cm长和2.9cm宽。为了饮用者的安全，水吸入并通过该装置的过程在瞬间完成。该装置含有一种特别改进的卤素树脂、一些织物预过滤器以及活性碳。在接触下，卤素树脂对于杀灭细菌，如志贺氏菌、沙门氏菌、肠球菌、金葡菌和大肠杆菌特别有效；预过滤器可以除去粒径大于6微米的颗粒；而活性碳可以吸附多余的碘和不愉快的气味及味道。该装置有效地去除传播腹泻、痢疾、伤寒及霍乱的致病微生物。尽管该装置拥有许多优点，如几乎能够即时净化水、重量轻、具有便携式的结构及成本低，因而适合在贫困地区推广，然而该装置无法用于从水中除去砷。

在另一个实施例中，本发明所述的净水装置在组件中设置多个隔室，用于使水连续流过这些组件，该装置包括：

-一个装有碘释放树脂的隔室，用于杀灭水中的微生物，

-一个装有碘清除剂的下游隔室，该碘清除剂在清除碘的过程中释放氯，氯的释放量可将三价砷化物氧化成五价砷化物，

-一个装有除砷树脂的更下游隔室，用于去除水中的砷。

本发明所述的净化装置采用了

的形式，提供了一种结构紧凑、适应用户需求的设备，不但实现了基本意义上的水净化，还实现了除砷功能。结构紧凑的特性是通过使用氯来实现的——氯在中是个废品——氯成功地氧化了砷从而促进了砷的去除。所以，不需要额外添加物质来氧化砷，而在现有技术中为了氧化砷需要额外添加多种物质。所以，本发明结合了完全不同领域的知识，即将贫穷热带国家的净化水的技术与如

的结构紧凑型便携式装置以及现代家用器械或更大型设备中的除砷技术结合在一起。

应当肯定的是本发明的成本低，使其能在贫穷地区推广，不但能获得生物学意义上的净化水，而且同时还能获得不含砷的水。

产品在难以获得净化水的偏远地区越来越受欢迎，而具有除砷功能的改进型

产品并不会给最终的用户带来更高的费用。

对于本发明，离子交换和活性碳可同时使用，这在下面的论述中将会更清楚，但这在成本和结构紧凑性上都不会妨碍偏远地区甚至十分贫穷的地区获得净化水。所以，由于饮用劣质水而传播疾病的可能性将大大地减少，特别是当政府或非政府组织能支持这种小型装置在贫穷地区推广的时候。

然而，应当注意的是本发明的应用不限于贫穷及偏远地区，还可用于各种应用场合。例如，由于结构紧凑，它也适合于一般的户外活动。特别在美国山区，水表面看上去干净适于饮用，但实际上含有无色无味而且有害的砷，而使用这种重量轻的便携式装置，如一种能够除砷的改进型

产品，可以保证使用者免于遭受由砷引起的疾病，这是由于本发明具有双重功能，即同时实现生物及化学净化，使得水经过本发明所述的装置净化后能直接饮用。

在一个优选实施例中，碘清除树脂是一种强离子交换树脂，例如，一种强碱性阴离子交换树脂。选择这种树脂可促使装置的结构更紧凑。而众所周知，活性碳可以用于除碘。然而，这种物质不如强离子交换树脂有效，而且所需要的用量很大。为了获得一种结构紧凑的装置，特别在使用产品的情况下，人们转向对强碱性阴离子交换树脂进行研究。如上所述，这一树脂的使用，既能实现氧化砷的目的又能保持结构的紧凑性。

在一种可行的方案中，除砷树脂含有活性氧化铝，如众所周知的商品名为AAFS50^TM的

树脂。作为另一种选择，除砷树脂含有氧化铁，如众所周知的商品名为AD33R^TM或AD33L^TM的

树脂。作为进一步的选择，Kemira CPH0180，是一种具有很高的砷吸收能力的氧化铁。这些市场上销售的树脂含有用于氧化砷的物质。所以若本发明与这些商用树脂一起使用，利用氯将三价As氧化成五价As，可减少这些商用树脂的用量，这主要是利用了五价As易于去除的特性。考虑到这些商用树脂的实际成本，其用量的减少具有很大的意义。因此，氧化铁薄层，可能与氧化铝富集在一起或由氧化铝所代替，被认为是一个有用的解决方法。

碘需要在一定的时间内发挥作用以达到理想的生物净化效果。作用时间取决于从碘释放树脂到碘清除剂的流程。对于

从受污染的水源中吸取水，通过装置后直接用于饮用，其作用的时间必须延长，这可以通过在碘释放树脂与碘清除树脂之间设置一个空室来实现。在这种情况下，空室的容积必须能实质性的延长当用口吸取时，水流通过设备典型容积的过程中，碘和水中污染物的反应时间。“实质性的延长”包括水流时间的延长，这主要是水流过含有碘释放树脂的隔室的时间。因此，空室的容积可与含有碘释放树脂的隔室的容积相当。对于

产品，流速为100～150ml/分，在采用相似设计的情况下这也适用于本发明。

除了从水中去除多余的氯和其它味道或气味外，可选择性地设置一个含有活性碳的隔室以除去碘，例如以颗粒状活性碳(GAC)的形式。作为可选方案，GAC可载有银。

活性碳可设置在碘清除树脂的下游。该设计具有一个好处，即清除树脂基本吸收了碘并相应地释放出氯以氧化砷，例如以次氯酸盐的形式提供大量的活性氯。作为可选方案，活性碳与碘清除树脂混合。在这种情况下，活性碳吸收部分碘而不释放出氯。由于活性碳吸收碘而不释放氯，而碘清除树脂在吸收碘后能释放氯，根据适当的砷氧化所必需的预定量以及长期的低成本的目标，通过对两者进行混合，可以获得一个理想的碘吸收量与氯释放量之间的比例，以保证有效的碘释放和清除。

由于活性碳同样吸收氯，所以必须确保氯在水中有足够长的时间将三价As转化成五价As。所以，最好将活性碳设置在除砷隔室的上游。

本发明采用净水装置形式时，无论是否具有除砷功能，都能应用在大量实际例子中。然而，优选的解决方式是利用高紧凑性的潜能，提供一种便携式的净水装置，例如

产品的管状结构。为了方便外出携带，装置短于40cm，或甚至短于35cm。例如，

的长度为25cm，宽为2.9cm，净重为95克。相应地，便携式实施例中的装置优选为外径小于50mm，甚至小于40mm。这样的管可设置一个吸嘴，用以通过装置吸取水，正如

一样。

碘释放树脂的用量及效率应调校以达到一定的除砷率，例如使砷含量降低至低于10ppb的水平。达到此效果所需要的树脂量依赖于水中的砷含量以及最终想要达到的含砷水平。所以，本发明所述的装置可设置成在水中释放一定量的碘，碘清除树脂的用量和效率可因此被设定为——根据碘的释放量——在水中释放出一定量的活性氯；活性氯的量设定为砷的实际氧化量。为了安全起见，尽管可能只存在少量的砷，树脂可以设定为在砷含量很高的情况下，例如高至1000或2000ppb的级别，仍可以保证工作。相比之下，值得一提的是，在孟加拉国的许多水源中，砷含量为1200ppb，远远超出50ppb的孟加拉国可接受的饮用水标准。

本发明所述的装置可使用上述除砷方法作为第二清除阶段的预备阶段。例如，碘清除剂可释放足够的氯来去除50％以上的砷，例如99％甚至99.9％。而在第二阶段，例如，包括上述

公司的AD33或

公司的AFSS50产品，余下的砷含量可降低至一个非常低的水平。

在以下这种情况下，设置多重处理阶段将是有帮助的，即第一种产品用于去除一部分的砷，例如95％，而第二阶段将砷含量降至非常低的水平。采用两阶段清除系统的原因是第一种产品的成本远低于第二种产品的成本。所以，低成本的第一阶段可用于初步粗略去除含砷物，而成本更高的第二阶段可用于去除余下部分的砷，使其含量低于预定水平，如10ppb。

例如，Shaban W.Al Rmalli等人在环境监测杂志(J.Environ.Mont，2005，7，279-282)上发表的“一种用生物材料从水中除去砷的方法”，提到生物材料可用于砷的去除。生物材料如水葫芦的干燥根可以从水中去除砷。在该文章的例子中，96％的砷被去除了。虽然去除的速度非常缓慢，即30分钟去除80％而60分钟去除96％的砷，但由于在除砷性质上作出了改进，其结果是让人看好并富有潜力的。这种低成本的生物材料可考虑用作以上讨论的第一除砷阶段的备选材料。

其它有趣的除砷材料有美国VeeTech，P.C.公司销售的，商品名为G2和HIX的产品。这些产品可作为一步除砷系统或本发明所述的两阶段除砷系统的备选材料。

不论是采用一个阶段还是多个阶段来除砷，其目的都是为了把砷的含量降至非常低的水平，例如，国际认可的低于10ppb的标准。

以下的典型数据有助于对本发明所述装置内的树脂的相对量留下印象。就是说，碘释放树脂的用量，典型地来说，介于装置内容积的5％至30％之间，优选的是介于15％至25％之间。碘清除树脂的用量，典型地来说，介于装置内容积的5％至40％之间，优选的是介于20％至30％之间。除砷树脂的用量，典型地来说，介于装置内容积的5％至50％之间。若设有活性碳，则活性碳的用量，典型地来说，介于装置内容积的20％至40％之间。

与

产品相比，本发明所述净水装置的一种优选方式是一种便携式组合装置，该装置设有用于吸水的抗菌吸嘴，装置的长度小于40cm，直径小于50mm。碘释放树脂的用量介于装置内容积的5％至50％之间，碘清除树脂的用量介于装置内容积的5％至50％之间，除砷树脂的用量介于装置内容积的5％至50％之间。

在一种更佳的解决方案中，净水装置的长度约为25cm，直径约为30mm。碘释放树脂的用量为装置内容积的10％～30％；碘清除树脂是一种强碱性阴离子交换树脂，其体积为装置内容积的10％～30％；除砷树脂为AD33或AAFS50或AD33与AAFS50的混合，其体积为装置内容积的5％～50％。另外，净化装置可包括一个装有活性碳的隔室，用于除碘。活性碳的用量介于装置内容积的5％～50％，介于20％～40％更佳。碳中可载有银。

对于碘释放树脂和碘清除树脂，市场上均有大量产品供应。使用Dow Chemical公司生产的Dowex^TM Marathon^TM A可达到理想的除碘效果，例如，结合后续步骤中的颗粒状活性碳一起使用。

在本发明所述的装置中，另外一个可结合使用的可选净化方案是使用紫外(UV)灯，如申请号为2005/258108的美国专利申请所公开的。这种灯可附加用于上述的设备中对水进行净化。例如，在装置中的化学品用量不足的情况下UV LED灯可用于消毒。所以，当装置内的化学品相对较少时，甚至当污染物突然超过预计的污染物水平时，装置仍能达到令人满意的效果。

UV LED灯的开关程序需要配置一些用于测量实际的污染物水平的设备或用于记录未除去的污染物含量的设备。后者可通过一电路来实现，其中电流的传导取决于污染物。在这种情况下，必须考虑由于释放清洁剂而存在于水中的离子含量。然而，在GAC处理后，水会变干净，水中的高电传导率则意味着清洁程度不能让人满意。

净水装置内的电路，例如在出口侧，可同时用于指示净化过程是否在总体上达到令人满意的预期水平。例如，一个小型电路和一个电池或电阳能电池可使指示灯发光或改变指示器的颜色以提示操作出错，例如当化学剂耗尽时。

附图说明

下面将结合附图对本发明作更详细的解释，其中

图1是对本组合系统与现有技术进行比较的示意图，

图2是本发明所述的组合系统示意图，

图3是本发明所述的改进型组合系统的示意图，

图4是本组合系统的详解图，

图5是另一种可选的组合系统的示意图，

图6是一个实施例的示意图，其中该净水装置用于除砷，

图7是另一个实施例的示意图，其中该净水装置用于除砷。

具体实施方式

图1显示了位于图片上部的现有的净水装置

与位于图片下部的本发明所述的组合系统的对比。应当注意的是，两个系统都没有显示出吸嘴。该组合系统包括两个安设于装置左端的过滤组件，如图中的深色部位所示，还包括三个长得多的附加组件。图2中更清楚地显示了其中的两个组件和一个粗过滤器及一个精过滤器。组件的上端覆盖有滤网，焊接或粘接于圆柱形组件的侧壁。图3中显示了图2的四个组件与另外两个附加组件。那两个长的附加组件用深色表示，可插入一个构成壳体主要部分的更长的管内。

图4示出了本发明所述的净水装置1的一个具体的实施例。装置1具有一壳体4，由3个组件4’、4”、4”’构成，其中至少两个装有净化树脂。装置1设有一进水口2，污水3由此流入，还设有一采用吸嘴5形式的出水口，供干净的水流出。吸嘴5可以是最后一组件4”’的一部分，或作为一个独立的组件。作为可选方案，壳体4和/或吸嘴5可设有抗菌表面。

为了对水进行化学处理，如图5所示，装置1包括一设有隔室6的第一组件，其内装有可释放碘的碘释放树脂。碘主要用于杀死微生物。含碘的水流入一位于下游的设有隔室7的第二组件，其内装有除碘树脂，碘在此被从水中清除。除碘树脂可以是颗粒状活性碳(GAC)，可同时去除气味或味道并具有抗菌性。为了使碘对微生物的处理时间足够长以达到适当的效果，可在碘释放树脂6与碘清除剂7之间设置一个空室14，空室14的大小根据水流与预设的所需反应时间而调整。空室可以是第一组件的一部分或是第二组件的一部分或是一个独立的组件。另外，壳体4内可设有其它过滤器和起化学作用的隔室。

作为替换方案或同时采用的方案，还可以使用窄纤维通过微过滤对水进行处理，例如采用专利号为5,045,198、5,705067的美国专利以及公告号为WO93/02781和WO2004/050205的国际专利申请所公开的方法和系统。

图6示出了本发明所述装置的第一个实施例。装置1设有一进水口2，供含砷污水3流入，还设有一出水口4，以流出干净的无砷水5。装置1包括一设有第一隔室6的第一组件，隔室内填充有可释放碘的碘释放树脂，如箭头11所示。碘主要用于杀死微生物。含碘的水流入设有隔室7的下游组件中，隔室7内填充有除碘树脂，碘在此去除——如箭头11的终点所示，同时氯被释放出来——如箭头12所示。隔室7内的氯将三价As氧化成五价As，三价As的量逐步减少——如箭头9所示。五价As被隔室8内的除砷树脂去除——如箭头10所示。图3进一步显示了一个作为出水口的吸嘴5，吸嘴5可设有抗菌表面。

图6所示的装置可用于水净化和除砷，虽然图6只显示了基本的原件，但可添加其它设备以最优化其功能。

图7示出了一种改进的系统。例如，装置1可添加一除氯隔室13。隔室13内的树脂可以是颗粒状的活性碳(GAC)，还可以载有银。为了碘有足够长的时间作用于微生物以取得适当的效果，可在碘释放树脂6与碘清除剂7之间设置一空室14，空室14的大小依据水流与预设所需反应时间作出调整。

另外，进水口2后可设有一机械过滤器15，以滤除大颗粒或微生物。例如，该机械过滤器可以是如

产品中所使用的织物过滤器，用于去除尺寸大于6微米的颗粒或微生物。

Claims

1、一种便携式净水装置，具有一长度小于50cm，宽度小于80mm的管状壳体，所述的管状壳体在其第一末端上设有一供水流入管状壳体的第一开口，并在另一末端上设有一吸嘴供饮用者从管状壳体中吸水，所述吸嘴的另一端设有一狭窄部以适配饮用者的口部，其特征在于：所述管状壳体包括至少一个第一组件和一个装有不同颗粒状净水树脂的第二组件，第一组件设有一第一连接部，第二组件设有一第二连接部，所述第一及第二连接部都呈管状，且相互连接起来以将水流限制在第一及第二组件中流动，第一和/或第二组件设有至少一个透水滤网，网孔的尺寸小于树脂的粒径以免树脂之间发生混合。

2、根据权利要求1所述的便携式净水装置，其特征在于：所述第一组件和/或第二组件构成管状壳体的至少一部分。

3、根据权利要求1或2所述的便携式净水装置，其特征在于：所述第一和/或第二组件至少部分插设于一管状壳体内。

4、根据权利要求1、2或3所述的便携式净水装置，其特征在于：一滤网与所述管状组件一体成形。

5、根据权利要求1、2或3所述的便携式净水装置，其特征在于：所述组件的管状部分的一端或两端铸设有滤网。

6、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述的组件可拆卸地相互连接在一起。

7、根据权利要求6所述的便携式净水装置，其特征在于：所述连接部是螺纹连接部、扣合连接部或带有锥形套管。

8、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置设有若干个接续连接的组件，形成一大致恒径少于5cm，长度小于40cm的管。

9、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：至少一个滤网带有抗菌剂，以避免细菌、病毒和其它微生物滋生于滤网之内或之上。

10、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：至少壳体和/或吸嘴的局部涂设有抗菌表面。

11、根据权利要求10所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌表面至少设于壳体上供握持的部位。

12、根据权利要求10和11所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌表面至少设于饮水时口部接触的部位。

13、根据权利要求11或12任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌表面是以抗菌剂涂抹的抗菌涂层。

14、根据权利要求9或13所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌涂层含有抗菌银。

15、根据权利要求14所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌银是胶态的。

16、根据权利要求14所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌涂层含有释放银的沸石。

17、根据权利要求13所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌表面含有抗菌的有机硅涂料。

18、根据权利要求9或13所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂含有二氧化钛。

19、根据权利要求18所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂含有嵌埋在聚合物基质中的二氧化钛纳米晶。

20、根据权利要求18所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌涂层包含有与二氧化钛络合的银纳米粒。

21、根据前述权利要求9或13任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂含有铜。

22、根据前述权利要求9或13所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂含有锌。

23、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：至少壳体的局部或至少吸嘴的局部或至少滤网的局部由内部含有抗菌剂的材料制成，抗菌剂可从材料的内部迁移至材料的表面。

24、根据权利要求23所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂被注入所述材料中。

25、根据权利要求23所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂结合在所述材料中。

26、根据权利要求23所述的便携式净水装置，其特征在于：吸嘴的材料和/或管状壳体的材料为分层的材料，在其内层与外层之间设有空室，空室内装有可迁移穿过外层的抗菌剂。

27、根据权利要求26所述的便携式净水装置，其特征在于：所述抗菌剂还可以迁移穿过内层，使抗菌剂存在于壳体内部。

28、根据权利要求26或27所述的便携式净水装置，其特征在于：所述材料采用层叠薄片的形式。

29、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述净水装置包括微孔中空纤维，用以阻止微生物穿越装置。

30、根据权利要求29所述的便携式净水装置，其特征在于：所述中空纤维具有抗菌涂层。

31、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述净水装置包括带正电荷的氧化铝纳米纤维的过滤介质，用以阻止微生物穿越装置。

32、根据权利要求29所述的便携式净水装置，其特征在于：所述含有带正电荷的氧化铝纳米纤维的介质的装置具有一抗菌涂层。

33、根据前述任一权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述净水装置具有一填充有碘释放树脂的组件，用以杀死水中的微生物。

34、根据权利要求33所述的便携式净水装置，其特征在于：所述净水装置具有一填充有碘清除剂的组件，位于碘隔室的下游。

35、根据权利要求34所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置在第一末端上设有一粗过滤器，用以过滤流经装置的水中的粗颗粒，在所述粗过滤器的下游还设有一精过滤器。

36、根据权利要求35所述的便携式净水装置，其特征在于：碘清除剂是强阴离子树脂。

37、根据权利要求36所述的便携式净水装置，其特征在于：所述强阴离子树脂为Dowex^TM Marathon^TM A.

38、根据权利要求36所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置具有一装填有颗粒状活性碳的组件，位于所述强阴离子树脂的下游。

39、根据权利要求34所述的便携式净水装置，其特征在于：在装有碘释放树脂的组件与装有碘清除树脂的组件之间设有一空室，用以充分地延长碘与水中污染物之间的反应时间。

40、根据权利要求34所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置具有一装填有强阴离子树脂的组件，位于碘释放树脂组件的下游，所述强阴离子树脂是碘清除剂，用于在碘清除过程中释放氯，氯的释放量足可将三价的砷化物氧化成五价的砷化物。

41、根据权利要求40所述的便携式净水装置，其特征在于：所述碘清除树脂为强碱性阴离子交换树脂。

42、根据权利要求41所述的便携式净水装置，其特征在于：所述强碱性阴离子交换树脂含有活性氧化铝。

43、根据权利要求41所述的便携式净水装置，其特征在于：所述强碱性阴离子交换树脂含有氧化铁。

44、根据权利要求38～41的其中之一所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置设有一位于更下游的填充有除砷树脂的组件，用以除去水中的砷化物。

45、根据权利要求38～42的其中之一所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置设有一装填有活性碳的组件，位于碘清除树脂的下游。

46、根据权利要求45所述的便携式净水装置，其特征在于：所述活性碳载有银。

47、根据任何前述权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置设有紫外灯。

48、根据权利要求47所述的便携式净水装置，其特征在于：所述紫外灯为LED。

49、根据任何前述权利要求所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置包括一电路，用以指示净化过程是否达到预期的水平。

50、根据权利要求49所述的便携式净水装置，其特征在于：所述电路用以测量水中的导电率，该导电率取决于水中的污染物。

51、根据权利要求50所述的便携式净水装置，其特征在于：所述装置包括一太阳能电池，用于供电给所述电路。

52、一种用于生产任何前述权利要求所述的便携式净水装置的生产方法，包括以下步骤：

——以管状组件的形式提供一具有内腔的模具，

——提供一滤网材质的织带，

——将所述滤网材质导入一注塑模具中，

——闭合模具，

——注入聚合物以形成第一管状组件并去除滤网突出于聚合物的边缘，

——在第一组件中装填专用的介质，

——在第一组件的延伸方向上叠接另一组件，从而以另一组件的滤网封闭第一组件的开口端。