CN103482731B - 扰流净水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种扰流净水装置，包括分别连接电源正负极的内外套设的两个金属套管，内金属管和外金属管之间留有水流通道，在内金属管外壁和/或外金属管内壁上设置有金属螺纹，水从所述水流通道的下方进入，从所述水流通道的上方流出。本发明所述的扰流净水装置，通过将电极设置为螺纹形，使得水在电极间流动时产生扰流，加速水中污染物、以及生物与电极的接触面积，使得水中的污染物和生物有更多的机会进行电解氧化或者还原反应，进而加速了污染物的处理速度，实现了水的充分净化。
Description
技术领域
本发明涉及一种净水装置，尤其涉及一种通过扰流电解方式净化水的净水装置。
背景技术
农业上常因使用受污染的农业用水而使农作物和养殖业遭受损失，例如若水源含有病菌和病毒，农地的农作物即受到病菌和病毒的感染，水源若含有残余农药，则无法进行有机或无公害蔬果种植，水源若含抗生素或激素，禽畜及水产养殖将受到影响。
针对因使用受污染的农业用水而受到病菌感染的农作物，传统整治的方法是在农地里先施用过量的农药以消灭病菌和病毒，然后再补肥料。这种整治的方法会使农地和农作物体内的农药残留过量，农地也无法达到有机或无公害种植标准。若采用膜过滤或逆渗透等净水处理方式，存在材料及能源消耗过高的弊端。若采用加氯消毒的处理方式，存在含氯的消毒灌溉水不适用所有农作物的弊端。若采用传统的平板电解方式，存在水处理量及效果低的弊端。由于许多地区水资源有限，所以，洁净的农业用水成为农场种植或养殖获利的主要条件。为此，寻求高效节能的洁净农业用水，是产业界努力的目标。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种扰流净水装置，以加速水中污染物的处理速度，实现水的充分净化。
于是，本发明提供了一种扰流净水装置，包括分别连接电源正负极的内外套设的两个金属套管，内金属管和外金属管之间留有水流通道，在内金属管外壁和/或外金属管内壁上设置有金属螺纹，水从所述水流通道的下方进入，从所述水流通道的上方流出。
优选的，所述金属螺纹以金属纹管/条的方式缠绕在金属管管壁上。
优选的，所述金属螺纹以金属管/条的方式缠绕并粘合在金属管管壁上。
优选的，所述金属管管壁上刻有金属螺纹，金属螺纹与金属管管壁为一体。
其中，所述金属螺纹的螺纹间距与其所属的金属管外管直径的比小于2。
其中，在外金属管的外管壁上还套设有绝缘管。
其中，在绝缘管上方和绝缘管下方分别套上一带水流出入口的支管。
其中，在内金属管和所述支管之间设置有防止水流出的塞头。
其中，在绝缘管的两端设置用于可使水流产生切线流向的上偏心支管和下偏心支管。
其中，所述上偏心支管和下偏心支管的偏心方向左右错开。
本发明所述的扰流净水装置，通过将电极设置为螺纹形，使得水在电极间流动时产生扰流，加速水中污染物、以及生物与电极的接触，使得水中的污染物和生物有更多的机会进行电解氧化或者还原反应，进而加速了污染物的处理速度，实现了水的充分净化。
附图说明
图1为本发明实施例一所述扰流净水装置结构示意图；
图2为图1的局部放大示意图；
图3为本发明实施例二所述扰流净水装置结构示意图；
图4为本发明实施例三所述扰流净水装置结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。
实施例一
如图1所示，扰流净水装置10，该装置包括：一圆形管11，该管为绝缘管，也可以表述为绝缘管11，其材质为非导电性材料。圆形管11的下部接一支管12，圆形管11的上部接一支管13。在圆形管11的内壁套装一金属管14，而在金属管14内另有一金属管15，其下端接塞头16，上端接塞头17，塞头的作用是防止水流出。
金属条18以螺旋方式在金属管15表面形成螺纹，使金属管15及其表面的金属条18成为一螺纹形状的电极，其螺纹间距和金属管15的外管直径比例小于2。接直流电源19的正极接金属管15设为阴极。直流电源19的负极接金属管14设为阳极。此外，金属管14和金属管15的极性可以互换，但是电解的效果差些。待处理的水，自支管12的进口流入，经金属管15和金属管14之间的空间通道20，流向位于支管13的出水口。
这里，所述金属条18以金属管或者条的方式缠绕在金属管管壁上。
水在金属管14和金属管15之间产生电解反应。金属管15及相连的金属条18为阴极，释出金属离子，吸附水中的负电价物质，并和水分子反应产生氧气。金属管14阳极，吸附金属离子和水中的正电价物质，并和水分子反应产生氢气。
图2是图1的局部放大示意图。它是金属管14、金属管15及金属条18的局部放大示意图。虚线21代表金属管14内壁及金属管15外壁之间的中心线。虚线21的左边较接近金属管15外壁，因此对水中的负电价物质有较大的吸附力。虚线21的右边较接近金属管14内壁，因此对水中的正电价物质有较大的吸附力。
在图2中，水流靠近金属管15外壁部分流速较缓，形成边界层，在向上流遇到金属条18阻碍时，此部分水转向而流向金属管14，产生扰流，如箭头22所示。水中含的正电价物质被转向扰流，这过程比传统的光滑面电极吸附设计，增加甚多正电价物质被负极的金属管14吸附的机会。因水中的正负电离子数需趋向平衡，在正电价物质被金属管14吸附时，多余的负电价物质将被推向正极的金属管15。而进入空间通道20的水无论是安排由下向上流或由上向下流，因其流向速度，在转向抛射造成的扰流能增加正电价物质被负极的金属管14吸附或负电价物质被正极的金属管15吸附的机率。
通常细菌在水中是含正电价，而病毒寄生在细菌体内。水若含有带正电价细菌，在流经空间通道20时，若它是在虚线21的右边，则容易被负极的金属管14直接吸附；若它是在虚线21的左边，经由转向的扰流被金属管14吸附。
金属管14及金属管15的材料，可以是铜、银、铜银混合材料或其它金属。铜和银的化学性质有灭菌作用。若金属管14及金属管15含铜或银材料，被吸附在表面的细菌受铜或银的侵蚀而使细菌体的组织结构受损。另外，自金属管15电解释出的铜或银金属离子，在流向金属管14管璧时，黏贴在细菌个体上，亦直接造成细菌体的结构受损，破坏其组织结构及繁殖能力。这机理亦适用于对病毒、真菌、霉菌、藻类、虫卵等。
若有些细菌在水中是含负电价的微生物，流经空间通道20时，被正极的金属管15外壁吸附，金属管15释出的金属离子直接进入细菌体内，破坏其组织结构。
实施例二
在图3中，金属条31黏贴在金属管14的管璧上形成螺纹，即金属条31以金属管或者条的方式缠绕并粘合在金属管管壁上。这样在金属管14管璧形成的边界层水流，亦可被转向抛射向金属管15。而金属条31在金属管14的管璧上形成螺纹，其螺纹间距和金属管14直径的比例亦小于2。
此外，还可以在金属管14和/或金属管15的管壁上刻有金属螺纹，金属螺纹与金属管管壁为一体。
实施例三
在图4中，圆形管11的下部接一偏心的支管41，上部接一偏心的支管42，即，在绝缘管11的两端设置用于可使水流产生切线流向的上偏心支管和下偏心支管，所以水自支管42流入圆形管11时，其偏心产生切线流向，成为螺旋方式的水流前进，最后从支管42的出口流出。这样能增加水在扰流净水装置内，电解反应的滞流时间。所述上偏心支管42和下偏心支管41的偏心方向左右错开，以便产生扰流。
上述三个实施例所述的扰流净水装置，若进水中含有机磷，通常有机磷是负电价物质，在流经空间通道20时，被金属管15的外壁吸附，而自金属管15释出的金属离子和有机磷反应，使有机磷的原分子结构改变，消除农药的毒性。若有机磷是正电价物质，在流经空间通道20时，被金属管14的内壁吸附，而自金属管15释出的金属离子和有机磷反应，降解农药的毒性。因在金属管15上金属条18组成的螺纹，转向的扰流可增加有机磷被电极吸附的机会。
若进水中含有氨氮，部份氨氮在在电解反应下，氨 (NH3) 直接被电极氧化，氨在负极，即金属管14，会失去三个电子被氧化成氮气和水或被部分分解。而铵 (NH4 +) 直接被电极还原，铵在正极被吸附，即金属管15，经金属电极的作用，吸收电子，形成氨，和释放金属离子。
综上所述，上述实施例所述扰流净水装置，通过螺纹形的电极，使水中产生扰流，增加水中正负电价物质和负正电极表面接触的机会。此扰流结构装于内管的外壁，亦可增加装于外管的内壁。扰流结构使边界层的水横向抛射，加速水中污染物与电极的接触，使得污染物有更多的机会进行氧化或者还原反应，进而加速了污染物的处理速度，实现了水的充分净化，并能减少不必要的电能损耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种扰流净水装置，包括分别连接电源正负极的内外套设的两个金属套管，内金属管和外金属管之间留有水流通道，其特征在于，在内金属管外壁和/或外金属管内壁上设置有金属螺纹，水从所述水流通道的下方进入，从所述水流通道的上方流出。
2. 根据权利要求1所述的扰流净水装置，其特征在于，所述金属螺纹以金属纹管/条的方式缠绕在金属管管壁上。
3. 根据权利要求1所述的扰流净水装置，其特征在于，所述金属螺纹以金属管/条的方式缠绕并粘合在金属管管壁上。
4. 根据权利要求1所述的扰流净水装置，其特征在于，所述金属管管壁上刻有金属螺纹，金属螺纹与金属管管壁为一体。
5. 根据权利要求1至4任意一项所述的扰流净水装置，其特征在于，所述金属螺纹的螺纹间距与其所属的金属管外管直径的比小于2。
6. 根据权利要求1至4任意一项所述的扰流净水装置，其特征在于，在外金属管的外管壁上还套设有绝缘管。
7. 根据权利要求6所述的扰流净水装置，其特征在于，在绝缘管上方和绝缘管下方分别套上一带水流出入口的支管。
8. 根据权利要求7所述的扰流净水装置，其特征在于，在内金属管和所述支管之间设置有防止水流出的塞头。
9. 根据权利要求1至4任意一项所述的扰流净水装置，其特征在于，在绝缘管的两端设置用于可使水流产生切线流向的上偏心支管和下偏心支管。
10. 根据权利要求9所述的扰流净水装置，其特征在于，所述上偏心支管和下偏心支管的偏心方向左右错开。
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