CN107500447A - 用于饮用水的净化及灭菌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于饮用水的净化及灭菌方法,通过设置在该管体两端的进水口进水；水进入管体内从上到下依次通过杀菌层、净水层以及重金属离子去除层，并从出水口排出，杀菌层由高聚碘树脂组成，净水层由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成；水流驱动出水口内的叶轮，叶轮驱动空气压缩机构，压缩气室内的空气；停止进水后的指定时间内关闭出水口；间隔指定时间，打开气室上的阀门向关闭的出水口内释放压缩后的空气，迫使出水口处的残水进入回流管，并经过回流管流入管体内，依次经过各层进行杀菌和过滤，直至再次开始进水。具有实施简单，灭菌效果好，且不会产生二次污染的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及饮用水净化技术领域，尤其是一种用于饮用水的净化及灭菌方法。
背景技术
现在人们的饮用水的原水大多采集自大自然，再通过净化灭菌等工艺得到符合标准的饮用水。
过去的饮用水净化和灭菌工艺所存在的一个重大隐患就是如果净水装置在一段时间内没有使用，或者仅仅是一个夜晚没有使用，由于细菌每几十分钟则滋生繁殖一代，净水装置的出口处甚至内部就会成几何倍数的滋生大量的细菌，使得出水的菌落总数达不到国家标准的要求。
现有技术中公开了紫外线杀菌、超滤除菌等净水技术先进的技术，虽然这些杀菌技术的效果很好，但最后的出水还是会被出口处的残水二次污染，出现细菌超标的问题，而且还势必会造成净水装置的结构和工艺变得更加的复杂，制造成本直线上升，增加电耗。
发明内容
本发明意在提供一种实施简单，灭菌效果好，且不会受残水影响，出现二次污染问题的用于饮用水的净化及灭菌方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
用于饮用水的净化及灭菌方法，包括以下内容
通过设置在管体上端的进水口进水；
水进入管体内从上到下依次通过杀菌层、净水层以及重金属离子去除层，并从出水口排出，杀菌层由高聚碘树脂组成，净水层由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成；
水流驱动出水口内的叶轮，叶轮驱动空气压缩机构压缩气室内的空气；
停止进水后的第一指定时间内关闭出水口；
间隔第二指定时间，打开气室上的阀门向关闭的出水口内释放压缩后的空气，通过出水口内的单向阀阻止空气向桶体内扩散，空气的压力迫使出水口处的残水进入回流管，并经过回流管流入管体内，依次经过各层进行杀菌和过滤，直至再次开始进水。
本发明的有益效果为：
1、本发明在停止净水工作后，再次开始进水前，将出水口的残水不断的回送至进水口进行过滤，进而将原来残存的“死水”变成了“活水”；回送的能量来源于进水过滤阶段水在重力作用下产生的水流，没有增加额外的能源消耗；考虑到能量的节约使用，采用间隔的回流，只需在细菌繁殖超过1代之前将残水回流，并循环往复的将残水进行过滤，这也就意味着，残水中滋生的新细菌每隔一段时间就会被杀灭，不会继续滋生更多的细菌，即可保证在长时间内没有过量的细菌在出水口处滋生。
2、本发明使用的杀菌层由高聚碘树脂组成，能在0.5秒内瞬间杀灭水中的各类危害人类健康的病菌和病毒，高聚碘树脂自身不会生长细菌，不产生二次污染，在相同灭菌效果的情况下，较传统的净水装置结构要简单得多，由颗粒活性炭和活性炭纤维组成的净水层将水中的游离碘中和吸附，而且它还会去除水体中有机污染物和余氯，改善水的口感，由重金属纳米球和阳离子交换树脂组成的重金属离子去除层能有效地去除溶解在水中的重金属离子和降低水的硬度，不易堵塞，使用寿命长，并且可与其它类型过滤方法配合使用。
进一步，叶轮驱动转轴旋转，转轴通过转轴上的螺纹驱动活塞压缩气室内的空气。
这样的结构简单，易于实现。
进一步，所述管体内的杀菌层、净水层和重金属离子去除层的上游侧和下游侧均设有致密层。
加强对水中杂质的过滤，防止高聚碘树脂、颗粒活性炭、阳离子交换树脂和重金属纳米球向出水口外部流出。
进一步，所述高聚碘树脂、颗粒活性炭、活性炭纤维、重金属纳米球颗粒、阳离子交换树脂的重量百分比为：高聚碘树脂：30%～40%，颗粒活性炭：15%～60%，活性炭纤维：15%～40%,重金属纳米球颗粒：5%～20%，阳离子交换树脂：5%～20%。
具有更好的杀菌效果。
进一步，所述杀菌层与净水层的重量配比比例按：1：0.5～1.5：0.5～1的比例。
使得过滤、杀菌后的水具有较好的口感。
进一步，本方法在水通过了过滤芯进行过滤后执行。
过滤芯对于滤除水中的其他有害物质，效果更好，本方法则可以缓解现有过滤芯无法解决的细菌二次污染的问题。
进一步，所述的过滤芯包括：能量石滤芯、精密陶瓷滤芯、PP棉滤芯、反渗透RO膜滤芯、内压式超滤膜滤芯、外压式超滤膜滤芯、活性炭滤芯、功能软化滤芯、离子交换树脂滤芯、纳米KDF滤芯。
这些滤芯简单易得，适合工业上使用。
附图说明
图1为本发明实施例中饮用水过滤器的结构示意图。
图2为本发明实施例中饮用水过滤器的出水口处的结构示意图。
具体实施方式
说明书附图中的附图标记包括：管体1、进水口2、出水口3、叶轮31、转轴32、气室33、活塞34、阀门35、回流管36、杀菌层4、净水层5、重金属离子去除层6、致密层7。
如图1所示,本发明实施例使用了，一种饮用水过滤器，包括管体1以及设置在该管体两端的进水口2和出水口3，管体1内设有沿进水口2向出水口3依次叠加的杀菌层4、净水层5以及重金属离子去除层6。
本实施例中的用于饮用水的净化及灭菌方法，包括如下内容：
水进入管体内从上到下依次通过杀菌层4、净水层5以及重金属离子去除层6，并从出水口3排出，杀菌层4由高聚碘树脂组成，净水层5由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层6由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成；
水流驱动出水口3内的叶轮31，叶轮31驱动空气压缩机构，压缩气室33内的空气；
停止进水后的第一指定时间内关闭出水口3；并利用夹紧环（图中未示出）夹在转轴上，挡住活塞的回退；
间隔第二指定时间，打开气室33上的阀门35向关闭的出水口3内释放压缩后的空气，通过出水口3内的单向阀（图中未示出）阻止空气向管体1内扩散，空气的压力迫使出水口3处的残水进入回流管36，并经过回流管36流入管体内，依次经过各层进行杀菌和过滤，由于单向阀允许液体向出水口内流动，过滤后的水可以回到出水口3内，直至再次开始进水。
本实施例在停止净水工作后，再次开始进水前，将出水口3的残水不断的回送至进水口2进行过滤，进而将原来残存的“死水”变成了“活水”；回送的能量来源于进水过滤阶段水在重力作用下产生的水流，没有增加额外的能源消耗；考虑到能量的节约使用，采用间隔的回流，只需在细菌繁殖超过一代之前将残水回流，并循环往复的将残水进行过滤，这也就意味着，残水中滋生的新细菌每隔一段时间就会被杀灭，不会继续滋生更多的细菌，即可保证在长时间内没有过量的细菌在出水口3处滋生。
如图2所示，叶轮31驱动转轴32旋转，转轴32通过转轴32上的螺纹驱动活塞34压缩气室33内的空气，起到了将水流的能量通过气压的方式储存起来的目的。转轴32和活塞34之间利用丝杠的驱动原理，这样的结构简单，易于实现。而阀门35本实施例中采用了可控阀门35，通过定时装置来实现对于该阀门35的定时开启和关闭。
在一些实施例中，在利用来自气室内的空气进行残水的回流的同时，还可取下夹紧环，利用气室内的压缩空气释放压力的原理反推活塞，进而带动转轴和转轴上的叶轮反转以产生另一股气流，促使残水进入回流管。
在本实施例中，为了去除过滤器进水口2处水中的氯、悬浮物、泥沙颗粒和杂质进一步保证过滤器出水口3处出水的洁净，在管体1中位于杀菌层4、净水层5和重金属离子去除层6的上游侧和下游侧均设有保证水洁净的致密层7。
致密层7目的在于防止高聚碘树脂、颗粒活性炭、阳离子交换树脂和重金属纳米球向出水口3外部流出。
在本实施例中，致密层7是由聚丙烯或聚酯等构成的无纺布滤片、利用热量及压力使陶瓷或塑料等粉末直接粘结而成的烧结滤片、薄膜滤片、缠绕有纤维的滤片、使塑料发泡产生比较系咪的孔径的滤片、由尼龙构成的筛网滤片等结构中的一种或两种以上的组合。
杀菌层4由高聚碘树脂组成，杀菌层4以过滤、杀灭、除去包含微生物及细菌、病毒
的微粒状体为目的。杀菌层4的高聚碘树脂是一种直径为0.35～1.2mm圆球状的黑色颗粒，是一类接触性、穿透性的消毒介质。其杀菌机理可简述为：当菌体蛋白质在水中直接与高聚碘树脂接触的瞬间，立即被进攻，发生变型、凝固、菌体酶系统被破坏，而致使病菌等微生物死亡。
净水层5由颗粒活性炭和活性炭纤维组成。
高聚碘树脂在水中释放的游离碘影响水的口感，必须由净水层5将其中和吸附，且它还要能够吸附去除影响水的口感和危害人体健康的其它有机和无机污染物，包括化合性余氨NH2CL、NHCL2及NCL2和游离性余氯、次氯酸根离子、次氯酸、氯气、三卤甲烷等，因此活性炭的选择就显得尤为重要。
作为活性炭可列举为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、纤维状活性炭、块状活性炭、挤出成型活性炭、烧结活性炭等。
作为活性炭的形态可使用粉末状活性炭、利用该粉末状活性炭造粒制成的颗粒状活性炭、颗粒状活性炭、纤维状活性炭、利用粘合剂使粉末或颗粒状活性炭固化的成型活性炭等。
重金属离子去除层6由重金属纳米球和阳离子交换树脂组成。
作为阳离子交换树脂应选择对溶解性金属的吸附和降低硬度优异的阳离子交换树脂，其中钠型强酸性阳离子交换树脂较为适用。当需要将高硬度的水进行软水化时，可增大阳离子交换树脂在所述净水装置中的的材料配比。
重金属离子去除层6也可不设置。尤其是该净水装置作为超滤、微滤、反渗透、紫外线
灯杀菌等其它过滤芯和过滤方式的终端杀菌过滤器时可不设置重金属离子去除层6。
本发明一实施例中，净水装置可作为其它过滤芯和过滤方法的终端杀菌过滤器解决其它过滤芯和过滤方法无法解决的细菌超标的二次污染问题。
作为其他过滤芯和过滤方法，可以使用如下方法：能量石滤芯、精密陶瓷滤芯、PP棉滤芯、反渗透RO膜滤芯、内压式超滤膜滤芯、外压式超滤膜滤芯、活性炭滤芯、功能软化滤
芯、离子交换树脂滤芯、纳米KDF滤芯及紫外线杀菌等；这些过滤芯和过滤方法可以按照使
用者的需求自由更换。
发明一实施例中，水处理材料的配比为：高聚碘树脂：30%～40%，颗粒活性炭：15%～60%，活性炭纤维：15%～40%,重金属纳米球颗粒：5%～20%，阳离子交换树脂：5%～20%。
其中高聚碘树脂、颗粒活性炭和活性炭纤维的配比比例按：1：0.5～1.5：0.5～1的特定配比。该配比比例中，如高聚碘树脂比例过高，经高聚碘树脂过滤后的水中游离碘浓度过高，
颗粒活性炭和活性炭纤维无法吸附去除，水中的游离碘浓度仍然偏高，依然影响水的口感；
如颗粒活性炭比例过高，因其吸附速度较慢，对小分子量的吸附质吸附效率差，对水中低浓
度的游离碘吸附效果差，故还会存在游离碘残余浓度高的问题；如活性炭纤维比例过高，虽
然净水效果和水的口感都会很好也不存在游离碘残余浓度高的问题，但其大大增加了生产成本，影响实用性。该过滤器的优点在于杀菌层4由高聚碘树脂组成，能在0.5秒内瞬间杀灭水中的各类危害人类健康的病菌和病毒，高聚碘树脂自身不会生长细菌，不产生二次污染，在相同灭菌效果的情况下，较传统的净水装置结构要简单得多，由颗粒活性炭和活性炭纤维组成的净水层5将水中的游离碘中和吸附，而且它还会去除水体中有机污染物和余氯，改善水的口感，由重金属纳米球和阳离子交换树脂组成的重金属离子去除层6能有效地去除溶解在水中的重金属离子和降低水的硬度，不易堵塞，使用寿命长，并且可与其它类型过滤方法配合使用。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.用于饮用水的净化及灭菌方法，包括以下内容：
通过设置在管体上端的进水口进水；
水进入管体内从上到下依次通过杀菌层、净水层以及重金属离子去除层，并从出水口排出，杀菌层由高聚碘树脂组成，净水层由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成；
其特征在于：
水流驱动出水口内的叶轮，叶轮驱动空气压缩机构压缩气室内的空气；
停止进水后的第一指定时间内关闭出水口；
间隔第二指定时间打开气室上的阀门向关闭的出水口内释放压缩后的空气，通过出水口内的单向阀阻止空气向桶体内扩散，空气的压力迫使出水口处的残水进入回流管，并经过回流管流入管体内，再依次经过各层进行杀菌和过滤，直至再次开始进水。
2.根据权利要求1所述的用于饮用水的净化及灭菌方法，其特征在于：叶轮驱动转轴旋转，转轴通过转轴上的螺纹驱动活塞压缩气室内的空气。
3.根据权利要求1所述的用于饮用水的净化及灭菌方法，其特征在于：所述管体内的杀菌层、净水层和重金属离子去除层的上游侧和下游侧均设有致密层。
4.根据权利要求1所述的用于饮用水的净化及灭菌方法，其特征在于：所述高聚碘树脂、颗粒活性炭、活性炭纤维、重金属纳米球颗粒、阳离子交换树脂的重量百分比为：高聚碘树脂：30%～40%，颗粒活性炭：15%～60%，活性炭纤维：15%～40%,重金属纳米球颗粒：5%～20%，阳离子交换树脂：5%～20%。
5.根据权利要求1所述的用于饮用水的净化及灭菌方法，其特征在于：所述杀菌层与净水层的重量配比比例按：1：0.5～1.5：0.5～1的比例。
6.根据权利要求1所述的用于饮用水的净化及灭菌方法，其特征在于：本方法在水通过了过滤芯进行过滤后执行。
7.根据权利要求6所述的用于饮用水的净化及灭菌方法，其特征在于：所述的过滤芯包括：能量石滤芯、精密陶瓷滤芯、PP棉滤芯、反渗透RO膜滤芯、内压式超滤膜滤芯、外压式超滤膜滤芯、活性炭滤芯、功能软化滤芯、离子交换树脂滤芯、纳米KDF滤芯中的一种或多种。
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