CN108203199A - 一种银离子消毒器及对应水系统的消毒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种银离子消毒器及对应水系统的消毒方法，属于生活用水消毒技术领域；其中，一种银离子消毒器，包括机箱、银离子发生器、银离子浓度检测装置和控制模块，所述机箱上开设有进、出水口。该银离子消毒器与水系统中的循环泵、温度传感器、水加热器等部件共同对系统内的水进行消毒；消毒过程中，要求系统水温为25‑60℃，用水端银离子浓度为0.02‑0.05mg/L，银离子发生器出口处的银离子浓度至多为0.08mg/L。本发明提供了消毒效果极佳、消毒效果可持续、便于推广应用，并能充分保障生活用水安全性的一种银离子消毒器及对应水系统的消毒方法。

Description

一种银离子消毒器及对应水系统的消毒方法

技术领域

本发明涉及生活用水消毒技术领域，具体地说，它涉及一种银离子消毒器及对应水系统的消毒方法。

背景技术

城市二次供水系统作为城市供水系统的终端，其安全性直接关系到居民的身体健康。生活用水是城市二次供水的重要组成部分，目前我国生活用水系统存在军团菌等生物安全性问题，逐渐引起社会的广泛关注。

军团菌，系需氧革兰氏阴性杆菌，以嗜肺军团菌最易致病。现已提出了超过30种军团杆菌，其中至少有19种是人类肺炎的病原。近年来，国内外经常采用的军团菌消毒技术主要有物理方法和化学方法等，包括热冲击法、纳米二氧化钛光催化技术、臭氧消毒、氯消毒等；热冲击法不足的地方是其灭菌效果不能持续，还有烫伤人和管道结垢的缺陷；纳米二氧化钛光催化、臭氧不仅无法持续，而且无法抑制军团菌的再生；氯消毒具有腐蚀性，使用含氯制剂易腐蚀管道、产生消毒副产物，且其处理浓度也不适用于生活用水。针对军团菌等微生物所引发的安全性问题，目前急需一种更为有效的消毒措施。

发明内容

本发明的第一技术目的是提供一种银离子消毒器，综合利用控制模块、银离子发生器及银离子浓度检测装置，提高生活用水的消毒效果，保障生活用水的安全性。

本发明的上述第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种银离子消毒器，包括机箱及控制模块，所述机箱内设有银离子发生器，所述银离子发生器连通有进水口和出水口；所述银离子发生器与控制模块呈电性连接，且所述机箱内靠近出水口的管道上开设有取样口，所述取样口处设有银离子浓度检测装置。

通过采用上述技术方案，生活用水由进水口进入银离子消毒器，并在流经银离子发生器后，由出水口排出银离子消毒器；在此过程中，控制模块持续向银离子发生器输出直流电，并使得银离子发生器持续向生活用水中电解出银离子，银离子不仅能够有效杀灭生活用水中的军团菌等微生物，还能有效抑制管道内壁上生物膜的形成；同时，借助取样口处的银离子浓度检测装置，用户能够实时监控生活用水中的银离子浓度，配合控制模块，有效避免生活用水中银离子超标。可见，通过上述设置，在保证生活用水中银离子浓度适当的基础上，该银离子消毒器能够有效杀灭生活用水中军团菌等微生物，解决生活用水的生物安全性问题，极大提高生活用水的安全性。

本发明进一步设置为：所述进水口处设有流量计，所述流量计与控制模块呈电性连接。

通过采用上述技术方案，借助流量计采集进入银离子发生器的瞬时流量和累计流量，根据该流量数据，控制模块能够自动调整消毒功率输出值；当瞬时流量较大时，需提高系统中的银离子浓度，故控制模块会自动增大消毒功率输出值；而当瞬时流量较小时，消毒功率输出值自动减小。通过这种方式，能够将系统中银离子浓度控制在合适范围内，在保证消毒效果的同时，避免出现银离子超标的问题，保障用水安全性。

本发明进一步设置为：所述银离子发生器输入电压为24V，其输入电流为0-450mA。

通过采用上述技术方案，将银离子发生器的输入电流控制在0-450mA，避免银离子发生器的输入功率过大而导致系统中银离子浓度超标。

本发明进一步设置为：所述控制模块的输出电流属于直流电，且所述控制模块输出端电压正负极呈周期性变化设置。

通过采用上述技术方案，控制模块输出电压正负极周期性变化，能够避免消毒银电极游离氧化不均，不仅能够使得两银电极消耗均匀，而且还有助于清除粘附于银电极上的积垢。

本发明进一步设置为：所述银离子检测装置包括储液罐，所述储液罐与取样口连通，且所述取样口处设有取样阀。

通过采用上述技术方案，储液罐在必要时能够储存待检测的水，使得用户不仅限于监测某一瞬时的银离子浓度，而是能够持续监测某一段时间内多个时间节点的银离子浓度，便于用户掌控系统中银离子浓度的变化，为判定银离子消毒器是否正常工作提供依据，间接保证用水的安全性。

本发明进一步设置为：所述储液罐上开设有检测口，所述检测口处设有银离子浓度测定仪，且所述银离子浓度测定仪与控制模块呈电性连接。

通过采用上述技术方案，银离子浓度测定仪能够较为准确的测量水中银离子的浓度；同时，将银离子浓度测定仪与控制模块电性连接，当银离子浓度测定仪检测到银离子浓度超标时，它能够将数据模拟信号返回给控制模块，控制模块会自动减少输出功率，减少银离子发生器电解出的银离子；当银离子浓度测定仪检测到银离子浓度过低时，它会将数据模拟信号返回给控制模块，控制模块能够自动增大输出功率，使得银离子发生器电解出更多的银离子。通过这种方式，有助于将系统中银离子的浓度控制在合适范围内，在保证消毒效果的同时，避免银离子超标，保障生活用水的安全性。

本发明进一步设置为：所述银离子发生器连通有排污口，且所述排污口处设有排污阀。

通过采用上述技术方案，借助排污口及排污阀，银离子发生器能够及时排出其中的积垢等，有助于提高银离子发生器内部的清洁度，保证该银离子消毒器能够长时间正常工作。

本发明的第二技术目的是提供一种水系统的消毒方法。

本发明的上述第二技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水系统的消毒方法，包括以下步骤：

S1、将银离子消毒器接入水系统，并利用系统中的水加热器，将系统水温控制在25-60℃；

S2、分别启动系统中的循环泵和银离子消毒器，在银离子发生器持续电解出银离子同时，利用循环泵使得生活用水在银离子消毒器、水加热器及用水端之间循环流动；

S3、利用银离子消毒器中的控制模块和银离子检测装置，将银离子消毒器出水口处银离子的浓度控制在0.08mg/L或以下，而用水端银离子浓度为0.02-0.05mg/L；

S4、利用银离子消毒器中的控制模块将银离子发生器的工作时间控制在3h或以上。

通过采用上述技术方案，在系统水温保持25-60℃的基础上，循环泵使得生活用水在水加热器、银离子发生器及用水端之间循环流动，并配合控制模块和银离子检测装置将银离子消毒器出水口处银离子的浓度控制在0.08mg/L或以下，而用水端银离子浓度为0.02-0.05mg/L，在经过3h或以上时长的消毒后，该生活用水的灭菌率可达99%以上；同时，银离子还能有效延长管道内壁上生物膜的形成时间，对生活用水起到充分而持续性的消毒作用，保障生活用水的安全性。

本发明进一步设置为：所述水系统中设有温度传感器，所述温度传感器与银离子消毒器中的控制模块呈电性连接。

通过采用上述技术方案，利用系统中的温度传感器，配合银离子消毒器中的控制模块，能够对系统水温实现实时监测；当系统水温过低时，控制模块控制水加热器开始启动，自动提高系统水温；当系统水温过高时，控制模块控制水加热器关停，避免系统水温继续升高。通过这种方式，能够将系统水温有效控制在25-60℃范围内，保证银离子对军团菌的杀菌效果。

本发明进一步设置为：所述循环泵与银离子消毒器中的控制模块呈电性连接。

通过采用上述技术方案，将循环泵与控制模块电性连接，能够实现循环泵与银离子发生器运行连锁，即二者能够实现同步启停；当银离子发生器启动时，循环泵自动开启，进而使得银离子能够流动至整个水系统，保证该银离子消毒器能够对整个水系统实现消毒杀菌；当循环泵关停时，银离子消毒器随之关停，避免系统内局部银离子浓度过高，并能实现节能效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在25-60℃的水温条件下，借助浓度为0.02-0.05mg/L的银离子对循环流动的生活用水进行3h或以上的充分消毒，生活用水的灭菌率可达99%以上，有效解决了生活用水的生物安全性问题，极大提高生活用水的消毒效果，并充分保障生活用水的安全性；

2、通过将整个银离子消毒器集成在同一机箱中，实现集成式的效果，使得该银离子消毒器能够适用任意水系统，不仅有助于降低制造成本，而且便于产品化和推广应用；

3、借助水加热器、银离子发生器、温度传感器、流量计及循环泵，配合银离子消毒器中的控制模块，实现了对系统水温、银离子浓度等的精确控制，具备高度自动化、智能化的特点，极大提高生活用水消毒的便捷性，有助于普及和推广。

附图说明

图1是实施例1主要用于体现银离子消毒器内部结构的结构示意图；

图2是主要用于体现银离子消毒器工作原理的原理示意图；

图3是实施例2主要用于体现带有生活用水系统的结构示意图；

图4是实施例2主要用于验证该消毒方法消毒效果的折线图。

附图标记：1、机箱；101、控制箱；102、消毒箱；103、支撑底架；2、进水口；3、出水口；4、控制模块；41、单片机模块；42、显示模块；43、操作模块；44、电气执行元件；5、银离子发生器；51、银电极；6、信号线；7、排污管；71、排污口；8、排污阀；9、流量计；10、取样口；11、储液罐；111、检测口；12、取样阀；13、银离子浓度测定仪；14、水加热器；15、银离子消毒器；16、用水端；17、温度传感器；18、循环泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参见附图1，一种银离子消毒器，主要用于生活用水的消毒，该银离子消毒器15整体呈集成式结构，它包括机箱1，机箱1上相对的两侧分别开设有进水口2和出水口3；并且，机箱1由上至下依次包括控制箱101、消毒箱102和支撑底架103。其中，控制箱101中设有控制模块4，而消毒箱102中通过卡箍固定有银离子发生器5，该银离子发生器5通过管道与分别与进水口2和出水口3连通，并通过信号线6与控制模块4形成电性连接。

在实际使用中，生活用水通过进水口2进入银离子发生器5，并经出水口3流入对应水系统；在此过程中，控制模块4持续向银离子发生器5输出直流电，并控制银离子发生器5持续在水中电解出银离子，进而通过银离子对生活用水实现消毒杀菌。

参见附图1-2，上述控制模块4包括单片机模块41、显示模块42、操作模块43和电气执行元件44；显示模块42、操作模块43及电气执行元件44均与单片机模块41电性连接。其中，单片机模块41主要起控制作用，显示模块42能够实时显示系统中各项关键数据，操作模块43能够提供人机互动，而电气执行元件44主要用于驱动系统中其他电气元件。

银离子发生器5内设置有两组银电极51，且该银离子发生器5通过信号线6与上述单片机模块41形成电连接。工作中，利用单片机模块41不仅能够控制银离子发生器5的工作时间，还能精确控制银离子发生器5的输入电压和输入电流。

为保证消毒效果，在每一工作循环中，该银离子发生器5的工作时长均不应小于3h。同时，为确保将系统内银离子浓度控制在合适范围（用水端16银离子浓度为0.02-0.05mg/L，出水口3处银离子浓度不超过0.08mg/L）内，该银离子发生器5的输入电压为24V，而其输入电流为0-450mA。输入电流的具体数值需根据系统中银离子的实时浓度进行调节；当系统中银离子的浓度超标后，应适当减小银离子发生器5的输入电流，以减少该银离子发生器5在系统水中电解的银离子；当系统中银离子浓度过低时，应增大银离子发生器5的输入电流，以增加该银离子发生器5在水中电解的银离子。

同时，考虑到在实际工作中两银电极51容易吸附水垢，上述控制模块4输出端的直流电压正负极将周期性互换；当两银电极51的正负极颠倒后，两银电极51将同时排斥原本被吸附于其上的水垢，进而避免两银电极51大量结垢，有助于提高两银电极51消耗的均匀性。

参见附图1，上述银离子发生器5底部连接有排污管7，排污管7远离银离子发生器5的一端伸出机箱1，并构成排污口71；排污管7上还设有排污阀8，该排污阀8与上述单片机模块41电性连接。实际工作中，控制模块4通过单片机模块41及电气执行元件44能够控制排污阀8的开闭，便于排出银离子发生器5中的积垢等杂物，有助于提高水质。

消毒箱102中靠近进水口2处的管道上设有流量计9，流量计9与上述单片机模块41电性连接。在实际工作中，流量计9能够采集瞬时流量和累计流量，并将相关数据通过模拟信号返回给单片机模块41；如果某一时刻的瞬时流量及这一段时间内的累计流量均大大超过预定值，单片机模块41将增大银离子发生器5的输入功率，以增加银离子发生器5在水中电解的银离子，避免系统内银离子浓度急剧下降；相反，单片机模块41将减小银离子发生器5的输入功率，以减少银离子发生器5在水中电解的银离子，避免系统内银离子浓度超标。

消毒箱102中靠近出水口3的管道上开设有取样口10，取样口10下方连通有储液罐11，且取样口10与储液罐11之间的管路上设有取样阀12；同时，储液罐11上开设有检测口111，检测口111处设有银离子浓度测定仪13，银离子浓度测定仪13可选用HANNAHI96737银离子浓度测定仪13；并且，上述取样阀12和银离子浓度测定仪13均与单片机模块41电性连接。上述储液罐11、取样阀12及银离子浓度测定仪13共同构成用于出水口3出银离子浓度的银离子浓度检测装置。

实际工作中，单片机模块41可控制取样阀12周期性开闭；当取样阀12打开后，由银离子发生器5排出的水可通过取样口10进入储液罐11，并在储液罐11中实现储存和等待检测；借助储液罐11，用户不仅能够检测某一瞬时出水口3处的银离子浓度，还能有效监控多个时间节点上出水口3处的银离子浓度，为判定该银离子消毒器15是否正常工作提供参考。同时，由于银离子浓度测定仪13与单片机模块41电性连接，银离子浓度测定仪13能够实时将所检测到的银离子浓度数据通过模拟信号返回给单片机模块41；当银离子浓度测定仪13检测到出水口3出银离子浓度在15-30min内持续超过0.08mg/L时，单片机模块41将减小银离子发生器5的输入功率，以减少电解银离子的产生；相反，单片机模块41将增大银离子发生器5的输入功率，避免系统内银离子浓度过低。

此外，控制模块4可使用数字通信和模拟通讯，满足能读取系统中温度传感器17和流量计9数据的功能，并由输出端控制电气执行元件44，使得系统能整体实现智能化自动运作。并且，银离子消毒器15预留通信端口，方便其和其它设备进行通讯，以此满足远程监控设备的功能。

实施例2：

参见附图2-3，一种水系统的消毒方法，包括以下步骤：

S1、将银离子消毒器15接入水系统，并利用系统中的水加热器14，将系统水温控制在25-60℃；

该水系统中设有温度传感器17，该温度传感器17与银离子消毒器15中的单片机模块41电性连接，温度传感器17能够将系统水温实时数据通过模拟信号返回给单片机模块41；故综合利用温度传感器17和控制模块4，能够对系统水温实现实时监测。当系统水温过低时，控制模块4控制水加热器14开始启动，自动提高系统水温；当系统水温过高时，控制模块4控制水加热器14关停，避免系统水温继续升高。通过这种方式，能够将系统水温有效控制在25-60℃范围内，保证银离子对军团菌的杀菌效果。

S2、分别启动系统中的循环泵18和银离子消毒器15，在银离子发生器5持续电解出银离子同时，利用循环泵18使得生活用水在银离子消毒器15、水加热器14及用水端16之间循环流动；

该水系统中的循环泵18与银离子消毒器15中的电气执行元件44电连接，而电气执行元件44与单片机模块41电性相连；并且，上述银离子发生器5同样与单片机模块41电性连接。因此，在实际工作中，能够实现循环泵18与银离子发生器5运行连锁，即二者能够实现同步启停；当银离子发生器5启动时，循环泵18自动开启，进而使得银离子能够流动至整个水系统，保证该银离子消毒器15能够对整个水系统实现消毒杀菌；当循环泵18关停时，银离子消毒器15随之关停，避免系统内局部银离子浓度过高，并能实现节能效果。

S3、利用银离子消毒器15中的控制模块4和银离子检测装置，将银离子消毒器15出水口3处银离子的浓度控制在0.08mg/L或以下，而用水端16银离子浓度为0.02-0.05mg/L；

在该水系统中，银离子检测装置中的银离子浓度测定仪13与单片机模块41呈电性连接；根据银离子浓度测定仪13返回给单片机模块41的银离子浓度数据，该控制模块4能够通过控制银离子发生器5的输入功率来控制系统内银离子的浓度。

S4、利用银离子消毒器15中的控制模块4将银离子发生器5的工作时间控制在3h或以上。

为验证该消毒方法的消毒效果，本发明设置了如下试验：在军团菌最为活跃的温度（35℃）条件下，将银离子浓度控制在0.08mg/L左右，初始军团菌浓度为1200cfu/mL，在0-210min的时间内，军团菌的灭活率如附图4所示。

可见，在水温为35℃、银离子浓度为0.08mg/L的条件下，在灭火时间达到210min后，军团菌的灭活率达到了99.92%。因此，可以得出结论，该消毒方法能够有效杀灭水系统中军团菌，极大提高生活用水的消毒效果。

本实施例的工作原理：在25-60℃水温条件下，借助浓度为25-60℃的银离子对循环流动的生活用水进行充分消毒，在经过3h或以上消毒时长后，生活用水的灭菌率可达99%以上，解决了生活用水的生物安全性问题，极大提高生活用水的消毒效果，并充分保障了生活用水的安全性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种银离子消毒器，包括机箱（1）及控制模块（4），其特征在于，所述机箱（1）内设有银离子发生器（5），所述银离子发生器（5）连通有进水口（2）和出水口（3）；所述银离子发生器（5）与控制模块（4）呈电性连接，且所述机箱（1）内靠近出水口（3）的管道上开设有取样口（10），所述取样口（10）处设有银离子浓度检测装置。

2.根据权利要求1所述的一种银离子消毒器，其特征在于，所述进水口（2）处设有流量计（9），所述流量计（9）与控制模块（4）呈电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种银离子消毒器，其特征在于，所述银离子发生器（5）输入电压为24V，其输入电流为0-450mA。

4.根据权利要求1所述的一种银离子消毒器，其特征在于，所述控制模块（4）的输出电流属于直流电，且所述控制模块（4）输出端电压正负极呈周期性变化设置。

5.根据权利要求1所述的一种银离子消毒器，其特征在于，所述银离子检测装置包括储液罐（11），所述储液罐（11）与取样口（10）连通，且所述取样口（10）处设有取样阀（12）。

6.根据权利要求5所述的一种银离子消毒器，其特征在于，所述储液罐（11）上开设有检测口（111），所述检测口（111）处设有银离子浓度测定仪（13），且所述银离子浓度测定仪（13）与控制模块（4）呈电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种银离子消毒器，其特征在于，所述银离子发生器（5）连通有排污口（71），且所述排污口（71）处设有排污阀（8）。

8.一种水系统的消毒方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将银离子消毒器（15）接入水系统，并利用系统中的水加热器（14），将系统水温控制在25-60℃；

S2、分别启动系统中的循环泵（18）和银离子消毒器（15），在银离子发生器（5）持续电解出银离子同时，利用循环泵（18）使得生活用水在银离子消毒器（15）、水加热器（14）及用水端（16）之间循环流动；

S3、利用银离子消毒器（15）中的控制模块（4）和银离子检测装置，将银离子消毒器（15）出水口（3）处银离子的浓度控制在0.08mg/L或以下，而用水端（16）银离子浓度为0.02-0.05mg/L；

S4、利用银离子消毒器（15）中的控制模块（4）将银离子发生器（5）的工作时间控制在3h或以上。

9.根据权利要求8所述的水系统的消毒方法，其特征在于，所述水系统中设有温度传感器（17），所述温度传感器（17）与银离子消毒器（15）中的控制模块（4）呈电性连接。

10.根据权利要求9所述的水系统的消毒方法，其特征在于，所述循环泵（18）与银离子消毒器（15）中的控制模块（4）呈电性连接。