CN109133271A - 便携式电过滤应急净水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了净水器以及净水方法。具体的，该净水器包括：第一壳体，第一壳体的顶部设置有通孔；驱动组件，驱动组件设置在第一壳体中，驱动组件包括：螺杆，螺杆穿越通孔并向第一壳体外部延伸，螺杆伸入第一壳体内部的一端设置有压板，螺杆的另一端设置有旋钮；过滤组件，过滤组件设置在第一壳体的底部，且压板以及过滤组件在第一壳体中限定出进水空间，过滤组件包括高压过滤膜；以及电化学组件，电化学组件设置在第一壳体中，并且设置在过滤组件靠近进水空间的一侧。由此，该净水器耦合了加压系统、电化学系统、过滤系统以及消毒系统，可使用一般污水、河水、海水作为水源，将其净化为可直接饮用的水，可作为野外便携式应急净水装置。

Description

便携式电过滤应急净水器

技术领域

本发明涉及净水领域，具体地，涉及一种便携式电过滤应急净水器，更具体地，涉及净水器及净水方法。

背景技术

水是生命的起源，人类生存生活都离不开水。然而当今世界，人类面临着严峻的水资源短缺与水污染问题。膜分离技术作为一种常见的污水处理技术，具有工艺简单、操作方便等优点。膜分离技术，是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过膜时，实现选择性分离的技术。膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离可以实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩等，它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。依据其孔径的不同(或称为截留分子量)，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。净水器作为一种饮用水供应装置，在水污染严重的当今社会尤为重要，膜分离技术也被广泛的应用在净水器中。

然而，目前的净水器及净水方法，特别是野外应急饮用水净水器与净水方法，仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

发明人发现，目前的净水器普遍需要外部供电、存在外出携带及使用不便等问题。目前的净水器中普遍使用过滤膜对水进行净化，膜过滤时需要一定的压力驱动，并且，膜的孔径越小，过滤所需要的驱动压力就越大。因此，目前的净水器在工作时普遍需要外部供能量(例如需要接通电源给加压泵提供电能进而给待处理的水加压，或依靠复杂的机械结构给待处理的水加压等)，来提供足以驱动膜分离过程的压力，保证过滤过程顺利进行，也即是说，目前的净水器要实现净水效果，需要依赖外加的电源以及加压泵等，因此，该净水器不能随时随地地实现净水功能，尤其在户外环境不便充电时，使用时极为不便。此外，发明人还发现，目前的净水器普遍采用单一的膜过滤方式对水进行净化，其净化效果比较有限，尤其净水器在户外使用时，需要能将雨水、溪水、河水、湖水等天然水净化成无菌、无重金属离子、无悬浮污染物等有害物质的可直接饮用的水，对净水水质的要求较高，采用单一的膜过滤方式对天然水进行净化，净化效果有限并且过滤膜截留的污染物容易造成膜污染，降低了净水器的出水水质和使用寿命。因此，如果能提出一种新的净水器，无需外部供电、携带方便、可在户外使用并且可以多方位对水进行净化、降低膜污染、净水效果良好，将在很大程度上解决上述问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种净水器。根据本发明的实施例，该净水器包括：第一壳体，所述第一壳体的顶部设置有通孔；驱动组件，所述驱动组件设置在所述第一壳体中，所述驱动组件包括：螺杆，所述螺杆穿越所述通孔并向所述第一壳体外部延伸，所述螺杆伸入所述第一壳体内部的一端设置有压板，所述螺杆的另一端设置有旋钮，所述旋钮被配置为可带动所述螺杆旋转，并推动所述压板在所述第一壳体内部上下运动；以及过滤组件，所述过滤组件设置在所述第一壳体的底部，且所述压板以及所述过滤组件在所述第一壳体中限定出进水空间，所述过滤组件包括高压过滤膜；以及电化学组件，所述电化学组件设置在所述第一壳体中，并且设置在所述过滤组件靠近所述进水空间的一侧，其中，所述电化学组件中具有水流通路，且包括由导电碳膜形成的电极。由此，该净水器在工作时无需外部供电，仅仅通过旋转旋钮即可提供膜过滤需要的驱动力，可以依靠膜过滤对原水进行净化，节省能耗，携带方便，可在户外使用，并且，该净水器还可以预先对原水中的污染物进行电化学氧化去除、电极尖端放电杀菌等，从而进一步提升了出水水质，并且可以减轻过滤组件中的膜污染，提高净水器的使用寿命，进一步提高净水效果。

根据本发明的实施例，所述驱动组件被配置为可向所述进水空间提供不小于20kg的压力。由此，该驱动组件可以提供较大的膜过滤压力，该压力可以满足微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜的过滤需求，因此，该净水器不仅使用方便，而且适用范围广，对水的净化效果良好。

根据本发明的实施例，所述净水器的出水速度不小于3mL/min。由此，该净水器的出水速度较快，使用方便，省时省力，尤其适合户外使用。

根据本发明的实施例，所述过滤组件包括高压过滤膜。由此，该净水器的净水效果良好，使用性能较佳。

根据本发明的实施例，所述高压过滤膜包括纳滤膜或者反渗透膜。由此，进一步提高了该净水器的净水效果。

根据本发明的实施例，所述过滤组件进一步包括：微滤膜以及超滤膜的至少之一，所述微滤膜或所述超滤膜设置在所述高压过滤膜朝向所述进水空间的一侧。由此，该微滤膜或超滤膜不仅可以过滤原水，提高净水效果，并且，该微滤膜或超滤膜设置在高压过滤膜之前，可以减轻高压过滤膜的膜污染，提高使用寿命。

根据本发明的实施例，所述过滤组件包括多个过滤膜，所述多个过滤膜层叠设置，多个过滤膜层叠设置，沿着由所述第一壳体的顶部至所述第一壳体的底部的方向，所述多个过滤膜的孔径依次降低，其中，所述过滤膜包括所述高压过滤膜、所述微滤膜以及所述超滤膜的至少之一。由此，多个过滤膜可以实现多级净水功能，并可以按从大到小的顺序逐级截留污水中的颗粒物、细菌、有机物、盐离子等，不仅进一步提高了净水器的净水效果，还降低了每级膜的污染，延长过滤膜的使用寿命。

根据本发明的实施例，所述过滤组件进一步包括第一粗过滤膜，所述第一粗过滤膜设置在所述高压过滤膜朝向所述进水空间的一侧。由此，该第一粗过滤膜可以截留大颗粒物质，提高净水效果，并且该第一粗过滤膜设置在高压过滤膜之前，可以减轻高压过滤膜的膜污染，提高使用寿命。

根据本发明的实施例，所述第一粗过滤膜包括聚丙烯棉、纤维材料、不锈钢网、塑料网以及无纺布的至少之一。由此，该第一粗过滤膜来源较广，容易获得，并且使用效果良好。

根据本发明的实施例，所述过滤组件进一步包括：吸附材料，所述吸附材料设置在所述第一粗过滤膜朝向所述高压过滤膜的一侧。由此，吸附材料可以吸附污染物并且去除异味等，进一步提高了净水效果，并且可减轻高压过滤膜的膜污染。

根据本发明的实施例，所述吸附材料包括碳材料、颗粒活性炭、粉末活性炭、碳纤维材料、树脂以及沸石的至少之一。由此，该吸附材料来源较广，容易获得，进一步提高了净水效果。

根据本发明的实施例，所述碳纤维材料是通过静电纺丝法制备的。由此，可以将该碳纤维材料制成具有自支撑能力的层状材料，便于过滤组件的制备，并且，吸附性能良好。

根据本发明的实施例，所述过滤组件包括：第一粗过滤膜，所述第一粗过滤膜设置在所述过滤组件靠近所述进水空间的一侧；微滤膜，所述微滤膜设置在所述第一粗过滤膜远离所述进水空间的一侧；超滤膜，所述超滤膜设置在所述微滤膜远离所述第一粗过滤膜的一侧；吸附材料，所述吸附材料设置在所述超滤膜远离所述微滤膜的一侧；以及所述高压过滤膜设置在所述吸附材料远离所述超滤膜的一侧。由此，该过滤组件可以逐级截留污染物，净水效果良好，并且降低了对各级过滤膜，尤其是最后一级反渗透膜的膜污染，提高了该过滤组件的使用寿命。

根据本发明的实施例，所述过滤组件可拆卸地设置在所述第一壳体底部。由此，可以通过简单地拆卸所述过滤组件，向净水器中加入待净化的水，无需额外的进水泵、进水管等设备，简化了净水器的结构，户外携带和使用更加便捷；并且，也便于更换所述过滤组件中的膜等，进一步提高了净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，所述电化学组件进一步包括：电连接的第一电极以及第二电极，所述第一电极以及所述第二电极相对设置，所述第一电极和所述第二电极的至少之一是由所述导电碳膜形成的。由此，该电化学组件不仅可以对原水中的有机物等进行电化学氧化去除，可以对原水进行电极尖端放电杀菌消毒，还可以对原水进行电容去离子处理，吸附去除原水中的盐离子、重金属离子等，并且该导电碳膜本身还具有吸附以及去除异味等效果，进一步提高了该净水器的净水效果，并且可以减轻过滤组件中的过滤膜的膜污染，提高净水器使用寿命。

根据本发明的实施例，所述导电碳膜是由静电纺丝法制备的碳纤维形成的。由此，该碳纤维的直径较细，形成的导电碳膜比表面积大，导电性和稳定性良好，并且吸脱附速率快，因此该导电碳膜形成的电极电容去离子效果良好，并且尖端放电杀菌效果良好，该导电碳膜电极还可以催化氧气产生双氧水，进一步提高了对有机物的氧化去除效果。

根据本发明的实施例，所述碳纤维的直径为0.1-10μm；所述碳纤维的长度为0.2-100mm；所述碳纤维尖端处的直径为0.1-1μm。由此，该碳纤维形成的导电碳膜电极具有良好的尖端放电杀菌效果，进一步提高了净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，所述电化学组件进一步包括：离子交换树脂，所述离子交换树脂设置在所述第一电极以及所述第二电极之间。由此，该离子交换树脂可以吸附原水中在电场作用下迁移的阴、阳离子，提高了该电化学组件电容去离子的效果，进一步提高了净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，所述电化学组件进一步包括分隔材料，所述分隔材料设置在所述第一电极以及所述第二电极之间。由此，该分隔材料具有阻隔和支撑作用，进一步提高了该电化学组件的性能。

根据本发明的实施例，所述分隔材料包括玻璃纤维、尼龙布的至少之一。由此，该分隔材料来源较广，容易获得，进一步提高了净水效果。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：臭氧发生组件，所述臭氧发生组件设置在所述第一壳体外部，且与可向所述进水空间中供给臭氧的臭氧曝气口相连。由此，该臭氧发生组件可向电化学组件的电极提供臭氧，从而电极催化氧气产生的双氧水可以和臭氧作用产生羟基自由基，进而可以对污染物进行高级氧化去除，进一步提高了该净水器的净水效果，并且可以减轻过滤组件中的过滤膜的膜污染，提高净水器使用寿命。

根据本发明的实施例，所述净水器进一步包括隔膜，所述隔膜设置在所述臭氧曝气口朝向所述过滤组件的一侧，所述隔膜中具有水流通孔。由此，所述隔膜可以防止从臭氧曝气口进入进水空间中的臭氧对过滤组件中的过滤膜造成损害，同时又不影响过滤组件对经过电化学组件处理的水进行过滤。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：第二粗过滤膜，所述第二粗过滤膜设置在所述电化学组件远离所述过滤组件的一侧。由此，该第二粗过滤膜可以首先对原水进行粗过滤，可以简便地截留原水中的大颗粒物质等，避免了原水中的大颗粒有机物在后续臭氧氧化过程中对臭氧的消耗，节省能源，并且可以减轻对过滤组件中的过滤膜的膜污染，提高使用寿命。

根据本发明的实施例，所述第二粗过滤膜包括聚丙烯棉、纤维材料、不锈钢网、塑料网以及无纺布的至少之一。由此，该第二粗过滤膜来源较广，容易获得，并且使用效果良好。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：第二粗过滤膜，所述第二粗过滤膜设置在所述电化学组件靠近所述驱动组件的一侧；所述第一电极设置在所述第二粗过滤膜远离所述驱动组件的一侧；分隔材料，所述分隔材料设置在所述第一电极远离所述第二粗过滤膜的一侧；所述第二电极设置在所述分隔材料远离所述第一电极的一侧；臭氧曝气口，所述臭氧曝气口设置在所述第二电极远离所述分隔材料的一侧；隔膜，所述隔膜设置在所述臭氧曝气口远离所述第二电极的一侧；离子交换树脂，所述离子交换树脂设置在所述隔膜远离所述臭氧曝气口的一侧；以及所述过滤组件设置在所述离子交换树脂远离所述隔膜的一侧。由此，该净水器在工作时无需外部供电，仅仅通过旋转旋钮即可提供膜过滤需要的驱动力，可以依靠膜过程对原水进行净化实现净水目的，节省能耗，携带方便，可在户外使用；并且，该净水器还可以预先对原水中的污染物进行电化学氧化和高级氧化去除、电容去离子处理、电极尖端放电杀菌处理等，从而进一步提升了出水水质，并且可以减轻过滤组件中的膜污染，提高净水器的使用寿命，进一步提高净水效果。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：第二壳体，所述第二壳体可拆卸地设置在所述第一壳体的底部，且所述第二壳体中限定出储水空间。由此，经过过滤组件处理后的净水可以直接储存在该储水空间中待用，在户外使用时节省了储水容器，使用更加便捷。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：紫外灯，所述紫外灯设置在所述第二壳体的底部，所述第二壳体的底部具有透明挡板，所述紫外灯被配置为可通过所述透明挡板向所述第二壳体内部进行照射。由此，经过滤组件处理的净水可以继续在储水空间中进行紫外杀菌消毒，进一步提高了该净水器的净水效果。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：照明灯，所述照明灯设置在所述第二壳体的底部。由此，该净水器在户外使用时还可以作为手电筒，简便地实现照明功能，进一步方便了户外使用，进一步提高了净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，该净水器进一步包括：电池，所述电池分别独立地与所述电化学组件、所述臭氧发生组件、所述紫外灯和所述照明灯电连接。由此，该电池可以为电化学组件、臭氧发生组件、紫外灯和照明灯提供电能，进一步提高了净水器的使用性能。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述的净水器进行净水的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：给电化学组件中的电极供电，旋动旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的底部运动，将位于进水空间中的原水压向过滤组件，以便获得经过净化的水。由此，该方法通过旋动旋钮可以简便地实现净水目的，无需外部供电，操作简便，省时省力，便于户外使用；并且，该方法可以对原水中的污染物进行电化学处理，进一步提高了净水效果，并且可以减轻过滤组件中过滤膜的膜污染，提高净水器的使用寿命。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括：打开设置在第二壳体底部的紫外灯，所述紫外灯透过透明挡板对所述第二壳体的储水空间中的净水进行照射。由此，可以进一步对净水进行杀菌消毒处理，进一步提高了净水器的净水效果。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的净水器的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的第一壳体的俯视图；

图3显示了根据本发明一个实施例的过滤组件的结构示意图；

图4显示了根据本发明另一个实施例的过滤组件的结构示意图；

图5显示了根据本发明又一个实施例的过滤组件的结构示意图；

图6显示了根据本发明又一个实施例的过滤组件的结构示意图；

图7显示了根据本发明一个实施例的过滤组件的结构示意图；

图8显示了根据本发明另一个实施例的净水器的结构示意图；

图9显示了根据本发明一个实施例的电化学组件的结构示意图；

图10显示了根据本发明一个实施例的净水器的部分结构示意图；

图11显示了根据本发明又一个实施例的净水器的结构示意图；

图12显示了根据本发明一个实施例的净水器的部分结构示意图；以及

图13显示了根据本发明又一个实施例的净水器的结构示意图。

附图标记：

1000：净水器；100：第一壳体；110：通孔；200：驱动组件；210：螺杆；220：压板；230：旋钮；300：过滤组件；400：进水空间；500：电化学组件；510：第一电极；520：第二电极；530：离子交换树脂；540：分隔材料；550：隔膜；560：臭氧曝气口；570：臭氧发生组件；600：第二粗过滤膜；700：第二壳体；800：储水空间；900：透明挡板；10：高压过滤膜；20：吸附材料；30：第一粗过滤膜；40：第一过滤膜；50：微滤膜；60：超滤膜；1：紫外灯；2：照明灯。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种净水器。根据本发明的实施例，参考图1以及图2，该净水器1000包括：第一壳体100、设置在第一壳体100中的驱动组件200和电化学组件500以及设置在第一壳体100底部的过滤组件300，其中，第一壳体100的顶部设置有通孔110(通孔110如图2中所示出)，驱动组件200包括螺杆210、压板220以及旋钮230，螺杆210穿越通孔110并向第一壳体100外部延伸，螺杆210伸入第一壳体100内部的一端设置有压板220，螺杆210的另一端设置有旋钮230，旋钮230被配置为可带动螺杆210旋转，并推动压板220在第一壳体100内部上下运动(如图1中所示出的上、下方向)，压板220以及过滤组件300在第一壳体100中限定出进水空间400，电化学组件500设置在过滤组件300靠近进水空间400的一侧，电化学组件500中具有水流通路(图中未示出)，即电化学组件500不影响驱动组件200将进水空间400中的水压向过滤组件300进行膜过滤，电化学组件500包括由导电碳膜形成的电极(图中未示出)。由此，该净水器1000在工作时无需外部供电，仅仅通过旋转旋钮230即可提供膜过滤需要的驱动力，可以依靠膜过滤对原水进行净化，，节省能耗，操作便捷，携带方便，可在户外使用，并且，该净水器1000还可以预先对原水中的污染物进行电化学氧化去除、电极尖端放电杀菌、吸附除异味等，从而进一步提升了出水水质，并且可以减轻过滤组件中的膜污染，提高净水器的使用寿命，进一步提高净水效果。

为了便于理解，下面首先对根据本发明实施例的净水器进行简单说明：

一方面，如前所述，由于膜分离过程对驱动压力具有一定要求，特别是纳滤膜、反渗透滤膜等高压过滤膜对驱动压力的要求较高，因此目前的净水器在工作时普遍需要外部供电((例如需要接通电源给加压泵提供电能进而给待处理的水加压等)，来驱动膜分离过程的顺利进行，也即是说，目前的净水器要实现净水效果，需要依赖外加的电源以及加压泵等，因此，该净水器结构较为复杂，且不能随时随地地实现净水功能，尤其在户外充电不便时，使用极为不便。而根据本发明实施例的净水器，通过巧妙的设计，在第一壳体中设置了驱动组件，仅仅通过手动旋转该驱动组件的旋钮，即可带动螺杆旋转，并推动压板在第一壳体内部上下运动，进而为第一壳体底部的过滤组件提供过滤驱动力，实现净水功能。因此，根据本发明实施例的净水器，无需外部供电、携带方便、可在户外使用并且净水效果良好。而且，根据本发明实施例的驱动组件，在旋动旋钮时，带动螺杆向下旋动，进而将压板压向过滤组件，提供膜过滤所需的压力。根据本发明实施例的驱动组件，通过扭矩提供过滤压力，只需要较小的旋动旋钮的力，即可以产生较大的对原水的压力，实现膜过滤过程。由此，驱动组件不仅结构简单，有利于减小该净水器的体积，实现随身便携。并且在进行净水时，也可以将原本对压力要求极高、需要复杂的驱动机构才能够实现的高压过滤膜过滤过程引入该便携的净水器中，进而可以提高净水的效率和效果。并且，该驱动组件操作简便，而且省时省力，可操作性高，用户只需简单的旋动旋钮即可，且旋动该旋钮并不需要较大的力，一般用户也可以容易的进行操作。

另一方面，如前所述，目前的净水器普遍采用单一的膜过滤方式对水进行净化，其净化效果比较有限，并且过滤膜截留的污染物容易造成膜污染，降低了净水器的出水水质和使用寿命。尤其净水器在户外使用时，需要能将雨水、溪水、河水、湖水等天然水净化成无菌、无重金属离子、无悬浮污染物等有害物质的可直接饮用的水，对净水水质的要求较高，因此采用单一的膜过滤方式对天然水进行净化，净化效果有限，还不能满足户外净水的需求。而根据本发明实施例的净水器，通过设置电化学组件，由导电碳膜形成的电极可以预先对原水中的有机物等进行电化学氧化分解，并且该电极还可以尖端放电，对原水进行杀菌消毒处理，而且，该电化学组件还可以对原水进行电容去离子处理，可以高效地去除原水中的带电粒子，特别是天然水中的重金属离子等，进一步提高了净水效果，提升出水水质，尤其适合户外净水使用，并且还可以减轻过滤组件中的膜污染，提高净水器的使用寿命。

根据本发明的实施例，第一壳体的材料和形状不受特别限制，例如第一壳体可以是由塑料形成的，也可以是由金属形成的；例如第一壳体可以为圆柱形。根据本发明的实施例，本领域技术人员可以根据需求合理设计第一壳体的大小，例如，为了便于户外携带及使用，第一壳体的体积可以为0.05-0.5L，由此，不仅便于户外携带和使用，而且后续使用根据本发明实施例的驱动组件驱动膜过滤过程时，也比较省时省力。根据本发明的实施例，第一壳体的顶部设置有通孔，参考图1以及图2，通孔110的大小不受特别限制，只要能和螺杆210相互配合即可。如前所述，原水的过滤压力是通过旋转旋钮产生的扭矩转换的，因此，本领域技术人员可以理解的是，通孔110的内壁具有螺纹结构，以和螺杆210配合，通过旋动旋钮230，带动螺杆210向进水空间内部旋转，从而推动压板220向下运动，提供膜过滤过程的压力。由此，进一步提高了驱动组件200的使用性能。根据本发明的实施例，压板220设置在螺杆210伸入第一壳体100内部的一端，也即是说，压板220和螺杆210是互相连接的，螺杆210运动时，可带动压板220一起运动。优选地，压板220与第一壳体100的内壁互相接触。根据本发明的实施例，过滤组件300设置在第一壳体100的底部，并且，压板220以及过滤组件300在第一壳体100中限定出进水空间400。根据本发明的实施例，过滤组件300可拆卸地安装在第一壳体100的底部，由此，一方面，可以通过简单地通过拆卸过滤组件300，向第一壳体100中加入待净化的水，无需设置额外的进水泵、进水管等设备，进一步简化了净水器的结构，户外携带和使用更加便捷；另一方面，也便于更换过滤组件300中的过滤膜等，进一步提高了净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，驱动组件300被配置为可向进水空间400提供不小于20kg的压力。由此，该驱动组件可以提供较大的膜过滤压力，该压力可以满足微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜的过滤需求，因此，该净水器不仅使用方便，而且适用范围广，对水的净化效果良好。需要说明的是，目前的净水器中主要使用的过滤膜为微滤膜或超滤膜，虽然微滤膜或超滤膜能截留水中较大的微粒、细菌及胶体等污染物，起到一定的净水效果，但是，其净水程度有限，水中的溶解盐离子、一些小分子的有机物以及细菌等，微滤膜或超滤膜不能有效截留。尤其净水器在户外使用时，需要能将雨水、溪水、河水、湖水等天然水净化成无菌、无悬浮污染物等有害物质的可直接饮用的水，对净水水质的要求较高，传统的净水器还不能满足户外净水的需求。而采用孔径较小的纳滤膜或反渗透膜时，虽然污染物截留作用增强，例如反渗透膜的孔径一般在0.5～10nm之间，能有效截留所有溶解盐离子、分子量大于100的有机物及细菌，且仅让水分子通过，因此反渗透膜的净水能力优良，但是，膜的孔径越小，过滤所需要的驱动压力就越大，例如，反渗透膜的驱动压力一般在0.1MPa以上，耗能较多。并且，净水器在户外使用时，供电不方便，因此很难提供反渗透膜所需要的过滤驱动压力，从而导致目前的户外净水器使用不便，并且净水效果不佳。而根据本发明实施例的净水器，其驱动组件向进水空间提供的驱动压力不小于20kg，因此，可以满足各种过滤膜的过滤要求，特别是能满足纳滤膜、反渗透膜等高压过滤膜的过滤要求，从而提高了净水效果，并且，该净水器无需外部供电，仅仅通过旋转旋钮，带动螺杆和压板运动，即可为过滤组件提供不小于20kg的驱动压力，因此，在户外携带和使用非常方便。

根据本发明的实施例，驱动组件的具体尺寸不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要的第一壳体的大小进行合理设计，只要可以提供上述不小于20kg的压力即可。发明人发现，根据本发明实施例的驱动组件，其压板的面积、螺杆的直径、螺杆的长度、螺纹间距以及螺杆与压板的接触面与压板面积的比值大小均会对驱动组件的使用性能产生影响，例如会对旋动旋钮所需要的力的大小以及压板对进水空间中的水提供的压力的大小等产生影响，进而影响净水器的使用便捷程度以及净水效果，并且上述驱动组件的各个参数之间还会互相影响和制约，例如压板面积增大时，进水空间也随之增大，则所需要的压力也增大。此时螺杆的直径和长度等也要相应地改变，以更好地将旋动旋钮产生的力转化为压板向下运动的动力。根据本发明的具体实施例，当第一壳体的体积为0.05-0.5L时，压板的面积可以为0.001-0.035m²，螺杆的长度可以为3-12cm，具体的，第一壳体的体积为0.1L时，压板的面积可以为0.002m²左右，螺杆的长度可以为5cm左右，由此，螺杆可以较好地带动压板向下运动，比较省力而且能够对压板产生较大的压力。根据本发明的实施例，螺杆与压板接触的一侧的表面积可以为压板面积的10-50％，例如，可以为压板面积的15-20％，可以为压板面积的16％。由此，可以充分地将旋钮旋动产生的扭矩转化为螺杆以及压板向下运动的压力，省时省力。当螺杆与压板接触的一侧的表面积过小或者过大，例如小于压板面积的10％，此时需要较大的力才能够旋动旋钮，不利于便携设备出水。当螺杆与压板接触的一侧的表面积大于压板面积的50％时，旋动旋钮产生的扭矩不能很好地转化为压板向下运动的压力。驱动组件较难向原水提供不小于20kg的压力，产水效率较低。根据本发明的实施例，螺杆的长度可以为3-12cm，可以为5cm，6cm等，具体的，螺杆的长度可以根据压板的面积以及第一壳体的长短进行选择。根据本发明的实施例，螺杆的螺纹间距可以为1-5mm，具体的可以为2.5mm，3mm，3.5mm等，由此，可以充分地将旋钮旋动产生的扭矩转化为螺杆以及压板向下运动的压力，省时省力，方便快捷。

根据本发明的实施例，净水器的出水速率不小于3mL/min，具体的，净水器的出水速率可以为不小于10mL/min，可以为不小于20mL/min。由此，该净水器的出水速度较快，使用方便，省时省力，尤其适合户外使用。根据本发明的具体实施例，第一壳体的容积约100mL的净水器，可以在5min内产出约100mL的净水，使用简便快捷。并且，旋转旋钮时只需要3-9kg左右的力，正常人都可以完成操作，因此，根据本发明实施例的净水器使用简便，且适用范围广。

根据本发明的实施例，过滤组件300包括高压过滤膜。需要说明的时，术语“高压过滤膜”应做广义理解，高压过滤膜泛指膜过滤时需要的驱动压力较高的膜材，例如，过滤时需要的驱动压力大于0.1MPa的膜。例如，高压过滤膜可以包括纳滤膜和反渗透膜。如前所述，由于根据本发明实施例的驱动组件可以为过滤组件提供不小于20kg的驱动压力，因此可以满足各种类型过滤膜的需求，本领域技术人员可以根据净水需求选择合适孔径的过滤膜。优选地，为了提高净水器的净水效果，使产出的净水更加纯净，过滤组件300可以包括纳滤膜或反渗透膜，纳滤膜和反渗透膜的孔径较小，污染物截留能力很强，尤其反渗透膜，只让水分子通过，净水效果较佳，并且，根据本发明实施例的驱动组件可以为纳滤膜或反渗透膜提供足够的过滤驱动压力，因此，根据本发明实施例的净水器不仅无需外部供电，携带和使用简便，并且，净水效果较佳，更适宜户外使用。

需要说明的是，如前所述，反渗透膜的孔径一般在0.5～10nm之间，能有效截留所有溶解盐离子、分子量大于100的有机物及细菌，且仅让水分子通过，因此反渗透膜的净水能力优良，制得的水可直接饮用。但是，反渗透膜的驱动压力要求很高，一般在0.1MPa以上，耗能较多，净水器在户外使用时，供电不方便，因此很难提供反渗透膜所需要的过滤驱动压力，从而导致反渗透膜很难应用到便携式的净水装置中。而根据本发明实施例的净水器，由于采用了前面所述的驱动组件，可以简便地通过旋动旋钮，产生不小于20kg的压力，可以满足反渗透膜的过滤压力要求，因此，在根据本发明实施例的净水器中可以引入净水效果良好的反渗透膜，经过反渗透膜处理的水可以直接饮用。根据本发明的具体实施例，经过该净水器处理的水可以达到国家生活饮用水水质标准(比如，国标GB5749-2006)。因此，该净水器不仅便携、使用便捷，而且净水效果良好，非常适合户外使用。根据本发明的实施例，该净水器在户外使用时，水源的类型不受特别限制，例如一般的污水、河水、湖水、海水等均可作为水源，因此，该净水器的适用范围很广，适合户外条件使用。根据本发明的实施例，水源的pH值可以在6.5-8.5之间，由此经过过滤后的净水的pH值也在该范围内，符合国家饮用水标准，可以直接饮用。根据本发明的另一些实施例，该净水器在户外使用时，如果水源的pH不在上述pH范围时，可以通过向水源中加入酸或碱将其pH调整至6.5-8.5范围，然后再利用根据本发明实施例的净水器将其进行过滤净化，即可得到可以直接饮用的饮用水。

根据本发明的实施例，过滤组件300可以包括多个高压过滤膜，多个高压过滤膜层叠设置。需要说明的是，过滤膜在水处理过程中，运行一段时间后很容易出现膜污染现象，即过滤膜截留的污染物会粘附在过滤膜表面，导致膜孔的堵塞等，尤其是膜孔径较小的纳滤膜和反渗透膜，在运行一段时间后很容易发生膜污染，导致净水效果变差，膜的使用寿命较短等。根据本发明实施例的净水器，通过在过滤组件中设置多个层叠的高压过滤膜，可以对待净化的水进行多级过滤，从而减轻了每一级高压过滤膜的膜污染，提高了净水效果，并且延长了使用寿命。根据本发明的实施例，多个高压过滤膜的具体数目和种类不受特别限制，本领域技术人选可以根据需要进行选择，例如，高压过滤膜的数目可以为2个，3个，4个等。

根据本发明的实施例，参考图3，过滤组件300可以进一步包括第一过滤膜40，第一过滤膜40包括微滤膜以及超滤膜的至少之一，且该微滤膜或超滤膜(即第一过滤膜40)设置在高压过滤膜10朝向进水空间的一侧(即图3中所示出的朝上的一侧)。由此，该微滤膜或超滤膜不仅可以过滤原水，提高净水效果，并且，该微滤膜和/或超滤膜设置在高压过滤膜之前，可以减轻高压过滤膜的膜污染，提高使用寿命。根据本发明的实施例，过滤组件可以包括多个过滤膜，多个过滤膜层叠设置。根据本发明的实施例，该过滤膜可以为微滤膜、超滤膜、纳滤膜或者反渗透膜，本领域技术人员可以根据过滤需求进行任意选择和组合。优选地，过滤组件包括多个不同类型的过滤膜时，沿着由第一壳体的顶部至第一壳体的底部的方向，多个过滤膜的孔径可以依次降低。也即是说，当过滤组件包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜的至少之二时，孔径较大的过滤膜设置在靠近第一壳体顶部的一侧，孔径较小的过滤膜设置在靠近第一壳体底部的一侧，由此，该净水器在工作时，可以按从大到小的顺序逐级截留污水中有机物、细菌、盐离子等，不仅提高了净水效果，降低了每一级过滤膜的膜污染，尤其可以降低最后一级纳滤膜或反渗透膜的膜污染，提高了过滤组件的使用寿命。

根据本发明的实施例，多个过滤膜之间可以设置有吸附材料。由此，吸附材料不仅可以吸附污染物、去除异味等，进一步提高了净水效果，并且可隔开多个过滤膜并且减轻过滤膜的膜污染。根据本发明的实施例，吸附材料可以设置一层，也可以设置多层，吸附材料可以和过滤膜间隔层叠设置，只要保证过滤组件的最后一级过滤材料为高压过滤膜，优选纳滤膜或反渗透膜即可。根据本发明的实施例，吸附材料的具体类型不受特别限制，例如，吸附材料可以包括碳材料、颗粒活性炭、粉末活性炭、碳纤维材料、树脂以及沸石的至少之一。由此，该吸附材料来源较广，容易获得，进一步提高了净水效果。根据本发明的实施例，碳纤维材料可以是通过静电纺丝法制备的。由此，可以将该碳纤维吸附材料制成具有自支撑能力的层状材料，便于过滤组件的制备，并且，吸附性能良好。具体的，参考图4，过滤组件300包括第一过滤膜40和高压过滤膜10时，还可以包括设置在高压过滤膜10和第一过滤膜40之间的吸附材料20B，以及设置在第一过滤膜40上表面的吸附材料20A。

根据本发明的实施例，参考图5，过滤组件300可以进一步包括第一粗过滤膜30，第一粗过滤膜30设置在高压过滤膜10朝向进水空间(即图5中所示出的朝上的一侧)的一侧。由此，该第一粗过滤膜30可以截留大颗粒物质，提高净水效果，并且该净水器工作时，待过滤的水首先经过第一粗过滤膜30，然后经过高压过滤膜10，减轻了高压过滤膜10的膜污染，提高使用寿命。优选地，高压过滤膜10可以为纳滤膜或反渗透膜，由此，可以进一步提高净水效果，提高出水水质。根据本发明的实施例，第一粗过滤膜的具体类型不受特别限制，只要能截留大颗粒物质即可。根据本发明的实施例，第一粗过滤膜30可以包括聚丙烯棉、纤维材料、不锈钢网、塑料网以及无纺布的至少之一。由此，该第一粗过滤膜来源较广，容易获得，并且使用效果良好。

根据本发明的实施例，参考图6，过滤组件300可以进一步包括吸附材料20，吸附材料20设置在第一粗过滤膜30朝向高压过滤膜10的一侧。由此，吸附材料可以吸附污染物并且去除异味等，进一步提高了净水效果，并且可进一步减轻高压过滤膜10的膜污染。根据本发明的实施例，吸附材料的具体类型可以与前面描述的相同，在此不再赘述。

根据本发明的具体实施例，参考图7，过滤组件300沿着从第一壳体的顶部到第一壳体的底部的方向(即图7中所示出的从上到下的方向)依次包括：第一粗过滤膜30、微滤膜50、超滤膜60、吸附材料20以及高压过滤膜10。由此，该过滤组件可以逐级截留污染物，净水效果良好，并且降低了对各级过滤膜，尤其是最后一级高压过滤膜的膜污染，提高了该过滤组件的使用寿命。具体的，该净水器在工作时，污水首先经过第一粗过滤膜30，第一粗过滤膜30可以截留污水中的大颗粒物质等；再经过微滤膜50，微滤膜50可以进一步截留颗粒较大的污染物质；再经过超滤膜60，超滤膜60可以进一步截留原水中较小的有机物、微生物等；再经过吸附材料20，吸附材料20可以进一步吸附原水的的污染物，并且可以去除异味改善口感等；最后再经过高压过滤膜10，进一步截留分子量较小的有机物、细菌、溶解盐离子等，进一步提高了净水效果，提升出水水质。并且，经过前面多级过滤介质的截留和净化，减小了对最后一级反渗透过滤膜的膜污染，进一步提升了出水水质，延长了使用寿命。

根据本发明的实施例，过滤组件可拆卸地设置在第一壳体底部。由此，可以通过简单地拆卸过滤组件，向净水器中加入待净化的水，无需额外的进水泵、进水管等设备，简化了净水器的结构，户外携带和使用更加便捷；并且，也便于更换所述过滤组件中的膜等，进一步提高了净水器的使用性能。根据本发明的实施例，过滤组件还可以进一步包括第三壳体，即前面所述的过滤组件包括的各个过滤膜可以层叠设置并固定在该第三壳体内，从而过滤组件为一个独立的结构，并且可拆卸地设置在第一壳体的底部。根据本发明的实施例，该第三壳体和第一壳体的直径以及外观可以相同，由此，便于过滤组件和第一壳体相配合进行安装，也提高了整个净水器的外观一致性。

根据本发明的实施例，参考图8，电化学组件500可以进一步包括电连接的第一电极510以及第二电极520，第一电极510以及第二电极520相对设置，并且第一电极510和第二电极520的至少之一是由导电碳膜形成的。由此，该电化学组件500设置在净水器1000中进行净水时，可以具有以下有益效果：

(1)可以对原水进行电极尖端放电杀菌消毒；

(2)可以对原水进行电容去离子处理，电吸附去除原水中部分盐离子、重金属离子等；

(3)可以对原水中的有机物等进行电化学催化氧化去除；

(4)该导电碳膜本身还具有吸附以及去除异味等效果。

由上可知，该电化学组件500进一步提高了该净水器1000的净水效果，并且可以减轻过滤组件300中的过滤膜的膜污染，提高净水器使用寿命。

为了便于理解，下面结合实施例对根据本发明实施例的电化学组件能实现上述净水效果的原理进行分别说明：

(1)可以对原水进行电极尖端放电杀菌消毒

根据本发明的实施例，形成第一电极510和/或第二电极520的导电碳膜是由静电纺丝法制备的碳纤维形成的。由此，该碳纤维的直径较细，导电性和稳定性良好，该碳纤维在电压作用下可以尖端放电，尖端放电时可以击穿空气，同时产生少量的臭氧以及紫外线C波段可以将细菌肢解及分化，使其失去繁殖能力，从而达到杀菌消毒的目的。根据本发明的实施例，碳纤维的直径可以为0.1-10μm，例如，可以为0.5μm，可以为1μm，可以为5μm等；碳纤维的长度可以为0.2-100mm，例如，可以为1mm，可以为10mm，可以为30mm。可以为50mm等；碳纤维尖端处的尺寸为直径可以为0.1-1μm，例如，可以为0.2μm，可以为0.25μm，可以为0.5μm，可以为0.8μm等。由此，该碳纤维很细，尖端处的尺寸很小，从而在较低的电压(例如在1V-9V的电压)下就可产生尖端放电，达到杀菌消毒的目的，由此，该碳纤维形成的导电碳膜电极具有良好的尖端放电杀菌效果，能耗较低，进一步提高了净水器的净水效果，并且可以减轻过滤组件中的过滤膜的膜污染，提高净水器使用寿命。

(2)可以对原水进行电容去离子处理

根据本发明的实施例，电连接的第一电极510以及第二电极520可以对原水进行电容去离子处理。根据本发明的实施例，在第一电极510以及第二电极520上施加电压后，原水中的污染物(例如阳离子、阴离子或带电粒子等)在电场力和浓度梯度作用下分别向两个电极迁移，并吸附于电极表面形成双电层，从而可以达到脱盐以及净化的目的，即实现电容去离子(Capacitive Deionization，CDI)过程。根据本发明的实施例，第一电极510和/或第二电极520是由导电碳膜形成的，具体的，导电碳膜可以是由静电纺丝法制备的碳纤维形成的，因此，该导电碳膜的比表面积大，导电性和稳定性良好，并且吸脱附速率快，因此该导电碳膜形成的电极电容去离子效果良好，可以较好地吸附除去原水中的部分带电粒子，如盐离子、重金属离子等，进一步提高了净水器的净水效果，并且可以减轻后续过滤组件中的膜污染，提高净水器的使用寿命。并且，电容去离子在较低的电压下就能实现，能耗较低，方便用户户外使用。

根据本发明的实施例，参考图9，电化学组件500可以进一步包括离子交换树脂530，离子交换树脂530设置在第一电极510以及第二电极520之间。由此，该离子交换树脂530可以吸附原水中在电场作用下迁移的阴、阳离子，提高了该电化学组件500电容去离子的效果，进一步提高了净水器的使用性能。根据本发明的实施例，离子交换树脂530的具体类型不受特别限制，只要能吸附原水中随电场迁移的带电离子即可，具体的，离子交换树脂530可以为混合离子交换树脂，即离子交换树脂530可以将阳、阴两种离子交换树脂充分地混合在一起并填充在同一装置中，因此，离子交换树脂530可以同时吸附阳离子和阴离子，结构简单，操作简便。

根据本发明的实施例，参考图9，电化学组件500可以进一步包括分隔材料540，分隔材料540设置在第一电极510以及第二电极520之间。由此，该分隔材料540具有阻隔和支撑作用，进一步提高了该电化学组件的性能。如图10所示出的，电化学组件500可以包括设置在第一电极510和离子交换树脂530之间的第一分隔材料540A，以及设置在第二电极520和离子交换树脂530之间的第二分隔材料540B。根据本发明的实施例，分隔材料540包括玻璃纤维、尼龙布的至少之一。由此，该分隔材料来源较广，容易获得，进一步提高了净水效果。

(3)可以对原水中的有机物等进行电化学催化氧化去除

根据本发明的实施例，电连接的第一电极510和第二电极520可以对原水中的有机物等进行电化学催化氧化分解去除，从而进一步提高了净水器的净水效果。根据本发明的实施例，在第一电极510以及第二电极520之间施加电压后，原水中的污染物在电流作用下，可以在原水和阳极(第一电极510和第二电极520中的一个)的界面上发生氧化反应，进而被氧化降解。根据本发明的实施例，第一电极510和/或第二电极520是由导电碳膜形成的，具体的，导电碳膜可以是由静电纺丝法制备的碳纤维形成的，由此，该电极可以催化空气中的氧气产生双氧水，进而可以对原水中的污染物进行催化氧化去除。并且，根据本发明实施例的净水器，还可以向电极提供臭氧，进而臭氧和过氧化氢相互作用，可以产生羟基自由基，进而可以对原水中的有机物进行高级氧化处理，进一步提高了净水效果。

根据本发明的具体实施例，净水器可以进一步包括设置在第一壳体外部的臭氧发生组件，臭氧发生组件可通过臭氧曝气口向第一壳体中(电极附近)供给臭氧，臭氧在电极的催化作用下，产生羟基自由基，进而可以进一步对原水中有机物进行臭氧催化氧化分解。根据本发明的实施例，臭氧曝气口的具体类型不受特别限制，例如，臭氧曝气口可以是与臭氧发生组件相连的管路的出口。如前所述，过滤组件可拆卸地连接在第一壳体的底部，当需要向第一壳体中(电极附近)供给臭氧时，可以先将第一壳体底部的过滤组件拆卸下来，然后将原水通过进水口装入第一壳体以及电化学组件(包括至少一个电极)限定出的容纳空间中，随后臭氧发生组件产生的臭氧可以直接通过该出口(即臭氧曝气口)供给至该电极的表面，在电极的催化作用下，臭氧可以产生羟基自由基，进而可以对原水中有机物进行臭氧催化氧化分解，反应一定时间，例如反应30s-5min后，停止供给臭氧，再将过滤组件组装至第一壳体中，构成封闭的进水空间，随后旋动旋钮，进行膜过滤。

根据本发明的实施例，臭氧曝气口也可以是设置在第一壳体上的开口，例如，参考图10，净水器可以进一步包括置在第一壳体外部的臭氧发生组件570，臭氧发生组件570与可向进水空间中供给臭氧的臭氧曝气口560相连，其中，臭氧曝气口560设置在电化学组件朝向过滤组件的一侧(即图中所示出的朝下的一侧)。此时无需对过滤组件进行拆卸，臭氧发生组件570可以直接通过该臭氧曝气口560向电化学组件的电极(例如第二电极520)提供臭氧，从而电极催化氧气产生的双氧水可以和臭氧作用产生羟基自由基，进而可以对污染物进行高级氧化去除，此时，臭氧曝气口560和臭氧发生组件570之间可以设置有开关(图中未示出)，该开关可以控制臭氧发生组件是否向进水空间内供给臭氧，以及调节供给至进水空间内部的臭氧的量等。需要说明的是，为了避免臭氧对过滤组件中的过滤膜造成损害，通过该臭氧曝气口560向进水空间内部供给臭氧和旋动旋钮促进膜过滤不同时进行。具体的，向进水空间中供给臭氧后，可以先令臭氧和原水中的有机物等反应一定时间，例如反应30s-5min，之后，关闭上述开关，臭氧发生组件停止向进水空间中供给臭氧，然后再旋动旋钮，为过滤组件提供膜过滤压力，促进原水被过滤组件中的过滤膜过滤净化。

根据本发明的实施例，臭氧发生组件570的具体类型不受特别限制，只要能将空气中的氧气转化为臭氧即可。具体的，臭氧发生组件可为一个独立的结构，并且设置在第一壳体外侧。具体的，为了便携以及方便户外使用，臭氧发生组件的体积可以设计的比较小巧，只要能为进水空间提供适量的臭氧即可。具体的，可以在臭氧发生组件中内置一个电池，为臭氧发生组件提供电能，需要说明的是，臭氧发生组件工作时所需要的电能较小，此处的电池所需要的功率也较小，例如，可以用常规的3-12V的蓄电池，因此只需要在臭氧发生组件中设置一个常规的电池即可满足臭氧发生组件的需要，方便用户户外使用。

根据本发明的实施例，参考图10，净水器可以进一步包括隔膜550，隔膜550设置在臭氧曝气口560朝向过滤组件的一侧(即图10中所示出的朝下的一侧)，隔膜550中具有水流通孔。由此，隔膜550可以防止从臭氧曝气口560进入进水空间中的臭氧对过滤组件中的过滤膜造成损害，同时又不影响过滤组件对经过电化学组件处理的水进行过滤。根据本发明的实施例，隔膜550的材质不受特别限制，只要能阻止进水空间中的臭氧向下扩散进入过滤组件中即可，并且，隔膜550中还具有水流通孔，即隔膜550不影响驱动组件将进水空间中的水压向过滤组件进行膜过滤。具体的，隔膜550可以为含有碳材料的网状结构，例如含有活性炭的网状结构，由此，活性炭可以促进臭氧转化为羟基自由基而被分解，从而避免了臭氧进入过滤组件中损害过滤膜。需要说明的是，参考图10，当净水器中包括臭氧发生组件时，电化学组件可以只包括第一电极510、第二电极520以及设置在第一电极510和第二电极420之间的分隔材料540，由于臭氧会对离子交换树脂造成损害，因此，在第一电极510和第二电极520之间可以不设置离子交换树脂，离子交换树脂530可以设置在隔膜550的下方，进而该离子交换树脂530可以吸附原水中的离子，进一步提升出水水质。

(4)该导电碳膜本身还具有吸附以及去除异味等效果

根据本发明的实施例，第一电极510和/或第二电极520是由导电碳膜形成的，由此，该第一电极和第二电极还可以进一步对原水中的污染物进行吸附，并且还能去除异味，进一步提高了净水器的使用性能。

综上可知，根据本发明实施例的净水器，通过在第一壳体中设置简单的电化学组件，可以同时实现多重净水效果，例如同时实现了电极尖端放电杀菌、电容去离子、电化学氧化、高级氧化去除有机物以及吸附除异味的效果，可以多方位地对原水进行净化处理，尤其净水器在户外使用时，原水通常为雨水、溪水、河水、湖水等天然水，里面含有的细菌、重金属离子、有机物等有害污染物较多，利用根据本发明实施例的电化学组件，可以对原水进行良好的杀菌消毒、去除重金属离子、氧化分解有机物等处理，从未可以简便地对原水进行净化，后续通过过滤组件，以及过滤组件底部的高压过滤膜的过滤，可以将原水净化成无菌、无重金属离子、无悬浮污染物等有害物质的可直接饮用的水，方便用户直接饮用。并且经过电化学组件对原水的预处理，可以减轻后续过滤组件中的膜污染，进一步提升了净水器的出水水质和使用寿命。

根据本发明的实施例，参考图11，该净水器1000可以进一步包括第二粗过滤膜600，第二粗过滤膜600可以设置在电化学组件500远离过滤组件300的一侧。由此，该第二粗过滤膜600可以首先对原水进行粗过滤，可以简便地截留原水中的大颗粒物质等，避免了原水中的大颗粒有机物在后续电化学处理过程中对电能的消耗，节省能源，并且可以减轻对过滤组件中的过滤膜的膜污染，提高使用寿命。具体的，形成第二粗过滤膜的材料不受特别限制，可以包括聚丙烯棉、纤维材料、不锈钢网、塑料网以及无纺布的至少之一。由此，该第二粗过滤膜来源较广，容易获得，并且使用效果良好。

根据本发明的具体实施例，参考图10以及图11，该净水器1000包括第一壳体100、设置在第一壳体内部的驱动组件200和电化学组件500、设置在第一壳体外部的臭氧发生组件570，并且，沿图10以及11中所示出的自上而下的方向，该第一壳体100内部依次设置有第二粗过滤膜600、第一电极510、分隔材料540、第二电极520、臭氧曝气口560、隔膜550、离子交换树脂530以及过滤组件300，过滤组件300的底部设置有高压过滤膜10，臭氧曝气口560和臭氧发生组件570相连通，第二粗过滤膜600和压板220在第一壳体100中限定出进水空间400，电化学组件500中具有水流通孔，隔膜550中具有水流通路。由此，该净水器1000在工作时无需外部供电，仅仅通过旋转旋钮即可提供膜过滤需要的驱动力，可以依靠膜过程对原水进行净化实现净水目的，节省能耗，携带方便，可在户外使用；并且，该净水器还可以预先对原水中的污染物进行电化学氧化和高级氧化去除、电容去离子处理、电极尖端放电杀菌处理等，从而进一步提升了出水水质，并且可以减轻过滤组件中的膜污染，提高净水器的使用寿命，进一步提高净水效果。根据本发明的实施例，参考图12，净水器1000可以进一步包括第二壳体700，第二壳体700可拆卸地设置在第一壳体100的底部，即可拆卸地设置在过滤组件300的底部，且第二壳体700中限定出储水空间800。由此，经过过滤组件300处理后的净水可以直接储存在储水空间800中待用，从而该净水器兼具净水和储水的功能，功能更加丰富，使用更加便捷，尤其在户外使用时，该第二壳体700还可以作为“水杯”使用，极大地方便了用户。

根据本发明的实施例，参考图13，净水器1000还可以进一步包括紫外灯1，由此，可以对经过过滤组件300处理的净水进行紫外杀菌消毒，进一步提高了该净水器的净水效果。具体的，第二壳体700的底部可以具有透明挡板900，透明挡板900、第二壳体700以及过滤组件300之间可以形成储水空间800，紫外灯1可以设置在第二壳体700的底部，即可以设置在透明挡板900之下，紫外灯1可以通过透明挡板900向储水空间800内进行照射。由此，该净水器简便地集成了膜过滤净水以及紫外杀菌消毒净水，进一步提高了该净水器的净水效果以及使用性能。具体的，透明挡板900可以为石英玻璃，由此，进一步提高了净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，净水器1000可以进一步包括：照明灯2，照明灯2可以设置在第二壳体700的底部，具体的，照明灯2可以设置在透明挡板900以下的空间内。由此，该净水器在户外使用时还可以作为手电筒，简便地实现照明功能，进一步方便了户外使用，进一步丰富了净水器的使用性能。具体的，照明灯2可以为LED灯，由此，可以尽量减少能耗，方便用户户外使用。具体的，当第二壳体700的底部设置照明灯时，第二壳体700的底面也可以是由透明材料形成的，由此便于光线透出，进一步提高净水器的使用性能。

根据本发明的实施例，净水器1000可以进一步包括电池(图中未示出)，电池可以分别独立地与电化学组件、臭氧发生组件、紫外灯和照明灯电连接。由此，由此，该电池可以为电化学组件、臭氧发生组件、紫外灯和照明灯提供电能，进一步提高了净水器的使用性能。需要说明的时，当臭氧发生组件自身内置电池时，则无需该处的电池向其供电，当臭氧发生组件自身没有电池时，可以利用该电池向其供电。需要说明的时，此处的电池所需要的功率较小，只要能为紫外灯、照明灯、电化学组件以及臭氧发生组件提供一定的电能即可，例如，可以用常规的1V-12V的蓄电池，或者可以用充电电池，如前所述，电化学组件以及臭氧发生组件的耗能较小，紫外灯以及照明灯的电能消耗也较小，因此在净水器中设置体积较小的电池即可满足净水器的正常需要，方便用户户外使用。

综上可知，根据本发明实施例的净水器至少具有以下优点：

(1)无需外部供电，仅通过手动旋转旋钮即可产生较大的驱动压力，可以满足微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜的过滤需求，提高了净水效果，节省能源，便于携带，可在户外使用；

(2)多方位净水，耦合了膜过滤净水和电化学净水，在原水进入过滤膜之前，对原水中的带电粒子进行电容去离子去除、对原水中的有机物进行电化学氧化以及高级氧化去除，并对原水中的细菌等进行电极尖端放电去除，从而进一步提升了净水效果和出水水质，并可减轻过滤膜的膜污染，提高净水器使用寿命；

(3)结构紧凑，集净水和储水于一体，并且还集成了紫外杀菌消毒和照明的功能，净水效果好，便于携带，方便用户户外使用；

(4)可采用多级过滤，在保证出水水质的同时，减轻了最后一级反渗透膜的过滤负荷，延缓其污染，延长使用寿命。

由此，该净水器在使用时无需外部供电，携带方便，并且耦合了加压系统(即驱动组件)、过滤系统(即过滤组件)以及消毒系统(电极尖端放电、紫外灯)，同时可以利用电化学组件的电化学氧化过程进行净化。可使用一般污水、河水、湖水、海水作为水源，将其净化为可直接饮用的水，可以作为野外便携式应急净水装置。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述的净水器进行净水的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：给电化学组件中的电极供电，旋动旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的底部运动，将位于进水空间中的原水压向过滤组件，以便获得经过净化的水。由此，该方法通过旋动旋钮可以简便地实现净水目的，无需外部供电，操作简便，省时省力，便于户外使用；并且，该方法可以对原水中的污染物进行电化学处理，进一步提高了净水效果，并且可以减轻过滤组件中过滤膜的膜污染，提高净水器的使用寿命。

需要说明的是，该净水器在使用时，可以先旋转旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的顶部运动，即可以首先让压板尽可能靠近第一壳体的顶部，由此，第一壳体内部的进水空间的体积较大，可以一次装入体积较大的原水。根据本发明的一些实施例，向第一壳体中装入原水后，可以通过臭氧曝气口向该第一壳体内供给臭氧，反应一段时间，以便臭氧对原水中的有机物等进行臭氧氧化去除，然后停止向第一壳体内供给臭氧，将过滤组件安装在第一壳体的底部，给电化学组件中的电极供电，反方向旋转旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的底部运动，从而可以将位于进水空间中并经过臭氧氧化处理的原水压向过滤组件，原水经过滤组件过滤后排出。根据本发明的另一些实施例，向第一壳体中装入原水后，可以先将过滤组件安装在第一壳体的底部，然后将臭氧发生组件产生的臭氧通过设置在第一壳体上的臭氧曝气口供给至进水空间内，以便臭氧对原水中的有机物进行氧化去除，然后给电化学组件中的电极供电，反方向旋转旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的底部运动，从而可以将位于进水空间中并经过臭氧氧化处理的原水压向过滤组件，原水经过滤组件过滤后排出。然后将过滤组件安装在第一壳体的底部，给电化学组件中的电极供电，然后反方向旋转旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的底部运动，从而可以将位于进水空间中并经过电化学组件处理的原水压向过滤组件，原水经过滤组件过滤后排出。由此，该方法操作简便，无需外部供电，节省能源，便于户外使用。

根据本发明的具体实施例，利用如图10以及图11所示的净水器1000净水时，该方法可以进一步包括：在第一壳体上进水空间400对应处的侧壁上设置进水口(图中未示出)，通过该进水口将待处理的原水加入进水空间400中，原水可以首先经过第二粗过滤膜600的粗过滤，流动至第二粗过滤膜的下方，给电化学组件500中的电极供电，并将臭氧发生组件570产生的臭氧通过臭氧曝气口560供给至第一壳体内部，并且臭氧从第二电极520的下方曝气，导电碳膜形成的第二电极520催化空气中的氧气产生双氧水，并在臭氧的作用下，产生羟基自由基，进而对水中的有机物进行氧化去除，并且多余的臭氧可以通过隔膜550进行转化去除，水流可以通过隔膜550中的水流通孔进入过滤组件300中，进行膜过滤，最后经过过滤组件300底部的高压过滤膜10过滤之后排出，得到净水。

根据本发明的实施例，该方法可以进一步包括：打开设置在第二壳体底部的紫外灯，所述紫外灯透过透明挡板对所述第二壳体的储水空间中的净水进行照射。由此，可以进一步对净水进行杀菌消毒处理，进一步提高了净水器的净水效果。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1：六级介质过滤

在该实施例中，净水器的过滤组件的结构可以参考图7中所示出的部分结构，包括六级过滤介质，过滤组件包括从上到下依次设置的不锈钢网(上面放置粗滤材料)、微滤膜、玻璃纤维(分隔材料)、超滤膜、吸附材料以及高压过滤膜(反渗透膜)。净水器的进水容积约为100mL。电化学组件包括相对设置的第一电极以及第二电极，第一电极和第二电极均为碳纤维电极。净水器的结构可以参考图10以及图11。具体的，第一壳体的容积为100mL左右，驱动组件中的压板的面积为0.002m²左右，螺杆的长度之间约为5cm，螺杆的直径约为3.2cm²，螺纹的间距为3mm，把前面所述的包括六级介质过滤的过滤组件拧在第一壳体上，组成净水器。

在第一壳体上进水空间400对应处的侧壁上设置进水口，通过该进水口将待处理的原水加入进水空间400中(原水的pH值在6.5-8.5范围内)。旋转旋钮，使驱动组件的压板向上移动至靠近第一壳体的顶部，人为转动螺杆(旋动旋钮的力约为3-9kg左右)，带动压板从第一壳体的顶部向第一壳体的底部移动，原水首先经过第二粗过滤膜600的粗过滤，流动至第二粗过滤膜的下方，给电化学组件500中的电极供电，并将臭氧发生组件570产生的臭氧通过臭氧曝气口560供给至第一壳体内部，并且臭氧从第二电极520的下方曝气，导电碳膜形成的第二电极520催化空气中的氧气产生双氧水，并在臭氧的作用下，产生羟基自由基，进而对水中的有机物进行氧化去除，并且多余的臭氧通过隔膜550进行转化去除，水流可以通过隔膜550中的水流通孔进入过滤组件300中，进行膜过滤。过滤5分钟后，出水量约为100mL。

实施例2：单膜过滤

在该实施例中，其他净水器结构以及净水方式同实施例1，所不同的是，在该实施例中，净水器的过滤组件直接采用不锈钢网耦合反渗透膜/纳滤膜组合。并且，电化学组件中进一步包括离子交换树脂，离子交换树脂设置隔膜和过滤组件之间。

实施例3：双膜过滤

在该实施例中，其他净水器结构以及净水方式同实施例1，所不同的是，在该实施例中，净水器的过滤组件为不锈钢网耦合微滤膜/超滤膜、反渗透膜。并且，电化学组件中的两个电极之间具有玻璃纤维(分隔材料)。

实施例4：三膜过滤

在该实施例中，其他净水器结构以及净水方式同实施例1，所不同的是，在该实施例中，净水器的过滤组件为不锈钢网耦合微滤膜、超滤膜、反渗透膜。并且，电化学组件中进一步包括离子交换树脂，离子交换树脂设置在第一电极和第二电极之间，净水器中不设置臭氧曝气口以及隔膜，即，原水首先经过第二粗过滤膜的粗过滤，流动至第二粗过滤膜的下方，给电化学组件中的电极供电，对原水进行电化学处理(例如电容去离子，离子交换树脂可吸附离子)，之后水流通过第二电极中的水流通路进入过滤组件中，进行膜过滤。过滤5分钟后，出水量约为100mL。

实施例5：三膜过滤耦合吸附

在该实施例中，其他净水器结构以及净水方式同实施例4，所不同的是，在该实施例中，净水器的过滤组件为不锈钢网耦合微滤膜、超滤膜、反渗透膜，且在微滤膜与超滤膜之间加入吸附层。并且，电化学组件中的两个电极之间具有层叠设置的离子交换树脂和玻璃纤维(分隔材料)。

净水效果测试

分别收集上述实施例1-实施例5获得的净水，测试出水水质。

利用国标GB5749-2006的方法，分别对实施例1-5的净水器的出水水质进行测试，测试结果表明，经过实施例1-5的净水器处理的净水，均达到了国标GB5749-2006的标准。、以上详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种净水器，其特征在于，包括：

第一壳体，所述第一壳体的顶部设置有通孔；

驱动组件，所述驱动组件设置在所述第一壳体中，所述驱动组件包括：

螺杆，所述螺杆穿越所述通孔并向所述第一壳体外部延伸，所述螺杆伸入所述第一壳体内部的一端设置有压板，所述螺杆的另一端设置有旋钮，所述旋钮被配置为可带动所述螺杆旋转，并推动所述压板在所述第一壳体内部上下运动；以及

过滤组件，所述过滤组件设置在所述第一壳体的底部，且所述压板以及所述过滤组件在所述第一壳体中限定出进水空间，所述过滤组件包括高压过滤膜；以及

电化学组件，所述电化学组件设置在所述第一壳体中，并且设置在所述过滤组件靠近所述进水空间的一侧，其中，所述电化学组件中具有水流通路，且包括由导电碳膜形成的电极。

2.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述驱动组件被配置为可向所述进水空间提供不小于20kg的压力。

3.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述净水器的出水速度不小于3mL/min。

4.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述高压过滤膜包括纳滤膜或者反渗透膜。

5.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述过滤组件进一步包括：

微滤膜以及超滤膜的至少之一，所述微滤膜或所述超滤膜设置在所述高压过滤膜朝向所述进水空间的一侧。

6.根据权利要求5所述的净水器，其特征在于，所述过滤组件包括多个过滤膜，所述多个过滤膜层叠设置，沿着由所述第一壳体的顶部至所述第一壳体的底部的方向，所述多个过滤膜的孔径依次降低，

其中，所述过滤膜包括所述高压过滤膜、所述微滤膜以及所述超滤膜的至少之一。

7.根据权利要1所述的净水器，其特征在于，所述过滤组件进一步包括第一粗过滤膜，所述第一粗过滤膜设置在所述高压过滤膜朝向所述进水空间的一侧；

任选地，所述粗过滤膜包括聚丙烯棉、纤维材料、不锈钢网、塑料网以及无纺布的至少之一。

8.根据权利要求7所述的净水器，其特征在于，所述过滤组件进一步包括：

吸附材料，所述吸附材料设置在所述第一粗过滤膜朝向所述高压过滤膜的一侧；

任选地，所述吸附材料包括碳材料、颗粒活性炭、粉末活性炭、碳纤维材料、树脂以及沸石的至少之一；

任选地，所述碳纤维材料是通过静电纺丝法制备的。

9.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述过滤组件进一步包括：

第一粗过滤膜，所述第一粗过滤膜设置在所述过滤组件靠近所述进水空间的一侧；

微滤膜，所述微滤膜设置在所述第一粗过滤膜远离所述进水空间的一侧；

超滤膜，所述超滤膜设置在所述微滤膜远离所述第一粗过滤膜的一侧；

吸附材料，所述吸附材料设置在所述超滤膜远离所述微滤膜的一侧；以及

所述高压过滤膜设置在所述吸附材料远离所述超滤膜的一侧。

10.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述过滤组件可拆卸地设置在所述第一壳体底部。

11.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，所述电化学组件进一步包括：电连接的第一电极以及第二电极，所述第一电极以及所述第二电极相对设置，所述第一电极和所述第二电极的至少之一是由所述导电碳膜形成的；

任选地，所述导电碳膜是由静电纺丝法制备的碳纤维形成的。

12.根据权利要求11所述的净水器，其特征在于，所述碳纤维的直径为0.1-10μm；所述碳纤维的长度为0.2-100mm；所述碳纤维尖端处的直径为0.1-1μm。

13.根据权利要求11所述的净水器，其特征在于，所述电化学组件进一步包括：

离子交换树脂，所述离子交换树脂设置在所述第一电极以及所述第二电极之间；

任选地，所述电化学组件进一步包括分隔材料，所述分隔材料设置在所述第一电极以及所述第二电极之间；

任选地，所述分隔材料包括玻璃纤维、尼龙布的至少之一。

14.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

臭氧发生组件，所述臭氧发生组件设置在所述第一壳体外部，且与可向所述进水空间中供给臭氧的臭氧曝气口相连；

任选地，所述净水器进一步包括隔膜，所述隔膜设置在所述臭氧曝气口朝向所述过滤组件的一侧，所述隔膜中具有水流通孔。

15.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

第二粗过滤膜，所述第二粗过滤膜设置在所述电化学组件远离所述过滤组件的一侧；

任选地，所述第二粗过滤膜包括聚丙烯棉、纤维材料、不锈钢网、塑料网以及无纺布的至少之一。

16.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

第二粗过滤膜，所述第二粗过滤膜设置在所述电化学组件靠近所述驱动组件的一侧；

所述第一电极设置在所述第二粗过滤膜远离所述驱动组件的一侧；

分隔材料，所述分隔材料设置在所述第一电极远离所述第二粗过滤膜的一侧；

所述第二电极设置在所述分隔材料远离所述第一电极的一侧；

臭氧曝气口，所述臭氧曝气口设置在所述第二电极远离所述分隔材料的一侧；

隔膜，所述隔膜设置在所述臭氧曝气口远离所述第二电极的一侧；

离子交换树脂，所述离子交换树脂设置在所述隔膜远离所述臭氧曝气口的一侧；以及

所述过滤组件设置在所述离子交换树脂远离所述隔膜的一侧。

17.根据权利要求1所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

第二壳体，所述第二壳体可拆卸地设置在所述第一壳体的底部，且所述第二壳体中限定出储水空间。

18.根据权利要求17所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

紫外灯，所述紫外灯设置在所述第二壳体的底部，所述第二壳体的底部具有透明挡板，所述紫外灯被配置为可通过所述透明挡板向所述第二壳体内部进行照射。

19.根据权利要求17所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

照明灯，所述照明灯设置在所述第二壳体的底部。

20.根据权利要求1-19任一项所述的净水器，其特征在于，进一步包括：

电池，所述电池分别独立地与所述电化学组件、所述臭氧发生组件、所述紫外灯和所述照明灯电连接。

21.一种利用权利要求1-20任一项所述的净水器进行净水的方法，其特征在于，包括：

给电化学组件中的电极供电，旋动旋钮，令螺杆带动压板向第一壳体的底部运动，将位于进水空间中的原水压向过滤组件，以便获得经过净化的水。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括：

打开设置在第二壳体底部的紫外灯，所述紫外灯透过透明挡板对所述第二壳体的储水空间中的净水进行照射。