CN114680348B - 一种清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种清洗装置，装置包括：入水口，用于引入原水；出水口，入水口和出水口之间形成水流通路；处理组件，设置于水流通路上，用于对流经的原水进行电解，并对电解产生的过氧酸根离子进行催化，生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗。通过这样的方式，能够有效提高清洗效率，并且使用便捷。

Description

一种清洗装置
技术领域
本申请涉及清洗设备技术领域，具体涉及一种清洗装置。
背景技术
随着社会发展，人们愈发重视身体健康与生活质量，环境问题就越发成为人们关注的热点。而从上世纪开始不停应用的农药、兽药、抗生素其生产量与使用量日益增加，如果出现不当使用，在浪费了资源的同时，也会发生药害，污染环境。每年因农药兽药残留量超标而导致的事故频频发生。这引发了人们对果蔬、肉类中的细菌、农残、兽药残留的担忧。
通常对果蔬进行清洗的技术多为超声、电解水、臭氧等方式，不仅需要浸泡至少10分钟以上，而且真实的效果相比与自来水也没有绝对优势，因此如何研究开发一种简单易操作且能够高效去除果蔬食材表面农药残留、微生物的技术，成为目前亟待解决的技术问题，以满足对生活用水和食品安全有较多顾虑的成年中高端家庭的需求。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供一种清洗装置，能够有效提高清洗效率，并且使用便捷。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种清洗装置，装置包括：入水口，用于引入原水；出水口，入水口和出水口之间形成水流通路；处理组件，设置于水流通路上，用于对流经的原水进行电解，并对电解产生的过氧酸根离子进行催化，生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗。
其中，处理组件包括：电解组件，设置于水流通路上，用于对流经的原水进行电解，形成含有过氧酸根离子的第一清洗水；催化组件，设置于电解组件和出水口之间的水流通路上，用于对流经的第一清洗水中的过氧酸根离子进行催化，形成含有氧化活性物质的第二清洗水。
其中，电解组件包括：第一电极；第二电极，与第一电极相对设置，以使原水流经第一电极和第二电极之间的区域；其中，在第一电极和第二电极之间施加电压差，以对流经的原水进行电解，形成含有过氧酸根离子的第一清洗水。
其中，电解组件还包括辅助电极，辅助电极设置于第一电极和第二电极之间，用于产生金属阳离子。
其中，催化组件为滤芯；滤芯包括滤布和喷涂在滤布上的催化剂，或滤芯包括活性炭颗粒和负载于活性炭颗粒上的催化剂。
其中，催化剂为β-氧化锰；β-氧化锰是在80-150℃下，利用高锰酸钾和还原性物质置于水浴或水热条件下制备得到；或β-氧化锰是在200-220℃下，利用锰酸盐和氧化性物质制备得到。
其中，清洗装置还包括：清洗容器，具有一清洗空间，用于放置待清洗物品；其中，出水口连通清洗空间，以使出水口流出的清洗水对待清洗物品进行清洗。
其中，清洗装置还包括：升降隔板，设置于清洗空间内，用于放置待清洗物品，并可沿高度方向进行升降；排水口，设置于清洗容器上，并连通清洗空间的底部；其中，控制升降隔板下降，以利用清洗空间底部的原水对升降隔板上的待清洗物品进行初步清洗；或控制升降隔板上升，以利用出水口流出的清洗水对升降隔板上的待清洗物品进行清洗，并开启排水口，以排出清洗空间底部的原水和清洗水。
其中，清洗容器的底部还设置有搅拌机构，用于对清洗空间底部的原水进行搅拌。
其中，清洗装置还包括：加热组件，连接出水口，用于对清洗水进行加热；和/或雾化组件，连接出水口，用于对清洗水进行雾化。
本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的清洗装置，通过在入水口和出水口之间的水流通路中，设置有处理组件，以利用处理组件对流经的原水进行电解，并对电解产生的过氧酸根离子进行催化，从而生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗。通过这样的方式，能够在一条简单完整的水流通路中，在较短的时间内将原水变为具有氧化杀菌能力的清洗水，可以根据用户需要即开即用，能够有效提高清洗效率，并且使用便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请提供的清洗装置第一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的清洗装置第二实施例的结构示意图；
图3是本申请提供的清洗装置第三实施例的结构示意图；
图4是本申请提供的四环素降解的时间变化趋势图；
图5是本申请提供的清洗装置第四实施例的结构示意图；
图6是本申请提供的清洗装置第五实施例的结构示意图；
图7是本申请提供的葡萄杀菌效果的时间变化趋势图；
图8是本申请提供的小白菜杀菌效果的时间变化趋势图；
图9是本申请提供的清洗装置第六实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
随着社会的发展，人们愈发重视身体健康与生活质量，对于果蔬肉类中可能残留的农药、兽药等问题也是十分担忧，还包括果蔬肉类中的细菌等，对于果蔬的清洗，现有清洗技术通常包括超声、电解水、臭氧、水触媒、光催化、等离子技术等方式，但这些方式通常仍然具有各种暂时无法避免的缺陷。
例如对于超声技术，只能以物理方式去除果蔬的表面脏污，而其空化产生的活性基团很有限，去除农残的效果一般，且不能将脱落到水中的农残分解，可能会导致环境二次污染，此外超声的噪音刺耳，容易引起用户不悦；例如对于电解技术，其同质化严重，电解中阳极产生的羟基自由基有限，降解农药残留需较长时间，浸泡十几分钟甚至二十几分钟，才能有较好的作用效果，若进一步采用加盐电解的方式则会产生次氯酸，次氯酸和小分子有机物会生成有害的消毒副产物；例如对于臭氧技术，通常需要十几分钟的接触时间才能达到一定的效果，但是臭氧容易泄露出来，其刺激性的气味不仅令人不悦，而且会影响用户身体健康；对于水触媒、光催化以及等离子等技术，则是能耗成本过高，其作用效果相比基础技术却没有显著提升。基于此，本申请发明人提出以下实施例：
参阅图1，图1是本申请提供的清洗装置第一实施例的结构示意图，如图所示，清洗装置10包括入水口101、出水口102以及处理组件103，其中，入水口101用于引入原水，原水可以包括自来水或初级净化水；入水口101与出水口102之间形成有水流通路，可以通过例如管道(图未示)对水流通路进行承载，原水通过水流通路可以实现从出水口102处流出；处理组件103设置于水流通路上，具体设置于入水口101和出水口102之间，通过承载水流通路的管道分别与入水口101和出水口102连接，处理组件103用于对流经的原水加入过硫酸盐，并对由过硫酸盐产生的过硫酸根离子进行催化，生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗，在本实施例以及后续实施例中，待清洗物品将以果蔬为例进行说明。
其中，过硫酸盐可以颗粒状的物质，例如可以为过一硫酸氢钾(PMS，Potassiumperoxymonosulfate)，过一硫酸氢钾具体可以与螯合剂或稳定剂复合制片而成，得到易于添加的安全辅助药剂。可以知道，由于过一硫酸氢钾具有极强的水溶性，因此将过硫酸盐加入自来水或净化水的溶液中，即可电离得到含有过硫酸根的原水，这一过程无需通电即可实现；而在处理组件103中还设置有具有催化作用的物质，例如二氧化锰，进一步在催化剂的催化作用下，过硫酸根会得到激发从而产生更多的活性基团，也即含有氧化活性的物质，具体包括硫酸根自由基(SO4-·)、羟基自由基(Hydroxyl radical，·OH)以及单线态氧(Singlet oxygen，1O2)等活性物质，这些活性物质都具有一定的氧化性，能够用于将水果蔬菜等待清洗物品表面所残余的农药进行降解消除。
具体地说，硫酸根自由基和羟基自由基都是具有较强氧化性的自由基，而硫酸根自由基和羟基自由基能够选择性和非选择性地氧化分解有机分子，使得难降解的农药大分子或抗生素分子氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至能够直接氧化成无机的H2O和CO2，因此利用这样的方式产生的清洗水，能够在一定程度上避免二次污染；而单线态氧具有稍弱于羟基自由基和硫酸根自由基的氧化性，其标准电极电势为+2.20V，因此单线态氧对污染物的降解具有很好的选择性，可以提高氧化剂的使用效率。
在杀菌方面，羟基自由基可以通过电子转移、加成以及脱氢等方式与生物体内的多种分子作用，造成生物体内糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等物质的氧化损伤，以使生物体的细胞坏死；同时硫酸根自由基具有很高的氧化电势，能够破坏微生物的通透性屏障，破坏病原微生物的蛋白质、酶和核酸，从而导致病原微生物的死亡，最终达到果蔬表面杀菌的效果。
在本实施例中，处理组件103实际上也是相当于一个水流通路，以实现原水从入水口101流向出水口102，也即是说，原水流经处理组件103时不会受到太多阻碍而影响流量或流速，可能会因为电离或催化的反应需要而设置一定的缓释时间。其中，过硫酸盐和用于催化的催化剂在处理组件103中可以设置与流经原水相接触的先后顺序，以保证能够先产生含有过硫酸根离子的原水，而后利用催化剂及时对过硫酸根离子进行催化，以生成含有氧化活性物质的清洗水。因此，在水流动的过程中加入过硫酸盐，再与催化剂接触反应，能够产生高效去除降解农残、杀灭细菌的活性清洁用水。
可选地，清洗装置10还可以包括淋喷组件(图未示)，淋喷组件连接出水口102，用于利用清洗水直接对待清洗物品进行喷洒清洗，淋喷组件例如可以类似于花洒，当原水经过水流通路流经处理组件103得到含有氧化活性物质的清洗水之后，通过出水口102流入淋喷组件，并从淋喷组件处喷洒而出，以淋喷的方式对待清洗物品进行大范围清洗，提高了与待清洗物品之间的有效清洗面积。
在一个应用场景中，当用户需要对新鲜购买或采摘的果蔬进行清洗时，可以在入水口101处连接一个生活水龙头或净水龙头，通过打开水龙头引入自来水或净化水，自来水通过入水口101引入清洗装置10内，并随着清洗装置10内的水流通路流入处理组件103，由于处理组件103内设置的过硫酸盐的性质，能够在自来水中电离出过硫酸根离子，并继续随着流经的自来水与处理组件103中的催化剂进行催化反应，生成含有氧化活性物质的清洗水后，继续随着清洗装置10中的水流通路流向出水口102，并最终从淋喷组件处喷出，以利用清洗水对果蔬进行消毒杀菌。
区别于现有技术，本实施例提供的清洗装置10，通过在入水口101和出水口102之间的水流通路中，设置有处理组件103，以利用处理组件103对流经的原水加入过硫酸盐，并对由过硫酸盐产生的过硫酸根离子进行催化，从而生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗。通过这样的方式，能够在一条简单完整的水流通路中，在较短的时间内将原水变为具有氧化杀菌能力的清洗水，可以根据用户需要即开即用，能够有效提高清洗效率，并且使用便捷。
进一步参阅图2，图2是本申请提供的清洗装置第二实施例的结构示意图，在本实施例中，对过硫酸盐的投放以及催化剂的使用可以采用两个不同的组件分别实现，如图所示，处理组件103包括缓释组件1031和催化组件1032，其中，缓释组件1031设置于水流通路上，具体可以设置于靠近入水口101一侧，用于对流经的原水加入过硫酸盐，从而形成含有过硫酸根离子的第一清洗水；具体地，在原水流经缓释组件1031的过程中，缓释组件1031用于向水流通路中缓释地加入过硫酸盐，这样便于控制过硫酸盐的释放速率，提高缓释组件1031的缓释性能，能够延长过硫酸盐的使用时间，避免直接将过硫酸盐投放入缓释组件1031内时，在水流的作用下被快速冲走而未进行充分电离。
其中，缓释组件1031可以包括缓释入水口和缓释出水口(图未示)，催化组件1032可以包括催化入水口和催化出水口(图未示)，缓释组件1031的缓释入水口连接清洗装置10的入水口101，用于引入原水；缓释组件1031的缓释出水口连接催化组件1032的催化入水口，以实现第一清洗水从缓释组件1031流动至催化组件1032；催化组件1032的催化出水口连接清洗装置10的出水口102，以实现第二清洗水从催化组件1032流动至出水口102，以对果蔬进行清洗。
可选地，缓释组件1031可以为第一滤芯1031，第一滤芯1031中填充有如上所述的过硫酸盐颗粒，也即是过硫酸盐与螯合剂(或稳定剂)复合所制成的片剂，过硫酸盐颗粒至少部分溶于流经的原水中，形成含有过硫酸根离子的第一清洗水。其中，第一滤芯1031中过硫酸盐颗粒的填充量可以是100-200g，待缓慢消耗完之后再进行更换，可以通过例如设置于第一滤芯1031上的加料口(图未示)由人工进行添加投放，也可以在第一滤芯1031上的加料口连接设置一个加料箱，可以根据需要自动添加定量的过硫酸盐，在此不做赘述。
其中，催化组件1032设置于缓释组件1031和出水口102之间的水流通路上，用于对流经的第一清洗水中的过硫酸根离子进行催化，形成含有氧化活性物质的第二清洗水，即可直接用于对果蔬进行清洗。
可选地，催化组件1032可以为第二滤芯1032，第二滤芯1032可以包括滤布(图未示)和喷涂在滤布上的催化剂，其中滤布可以是纤维布，也可以称无纺布，滤布是由聚丙烯(polypropylene，PP)为原料制成，催化剂则是分散且均匀地固定于滤布上，与滤布之间存在一定的接触面积，以使得第一清洗水在随着水流流经第二滤芯1032时，能够与滤布上均匀喷涂的催化剂进行充分反应，以将第一清洗水中的过硫酸根离子催化生成具有杀菌、去除农药效果的多种活性基团，并最终得到包含多种活性基团的第二清洗水。
可选地，第二滤芯1032还可以包括活性炭颗粒(图未示)和负载于活性炭颗粒上的催化剂，具体可以先将催化剂负载在活性炭颗粒上，再将活性炭颗粒填充于第二滤芯1032中，以使得第一清洗水在随着水流流经第二滤芯1032时，能够与附着于活性炭颗粒上的催化剂进行充分反应，以将第一清洗水中的过硫酸根离子催化生成具有杀菌、去除农药效果的多种活性基团，并最终得到包含多种活性基团的第二清洗水。
其中，催化剂可以是氧化锰催化剂，具体可以是β-氧化锰催化剂，经过试验证明，β-氧化锰相较于α-MnOx和γ-MnOx，对于过硫酸根的催化作用较好，也即是更能增强过硫酸根的活性，从而激发产生更多的活性基团。
在本实施例的清洗装置10中，对于第二滤芯1032中催化剂的合成制备是整个装置实施的关键，因此β-氧化锰催化剂的合成方案尤为重要，具体的合成方案可以根据应用方案进行选择，例如对于使用滤布的第二滤芯1032，则直接合成锰氧化物的纳米粉体，再将纳米粉体分散固定于滤布上；而对于使用活性炭颗粒的第二滤芯1032，合成过程中则可以直接将锰氧化物负载到活性炭颗粒上。
可选地，β-氧化锰催化剂的具体制备方案在本实施例中可以有两个，制备方案其一是在80-150℃下，利用高锰酸钾和还原性物质置于水浴或水热条件下制备得到，其中，高锰酸钾和还原性物质均为溶液，还原性物质例如碳、石墨烯、HF等，对于不同的还原剂，进行制备的水热温度也不同，在水热合成后进行烘干即可得到；制备方案其二是在200-220℃下，利用锰酸钾和氧化性物质制备得到，其中，氧化性物质例如是次氯酸盐。通过这样的方式，即可制得β-氧化锰催化剂，并根据应用方案的需要采用滤布或活性炭颗粒的设置方式将催化剂设置于第二滤芯1032中。
可选地，处理组件103中的第一滤芯1031和第二滤芯1032可以是可拆卸式的滤芯，以便于清洗或添加催化剂，也可以根据实际情况的需要，在处理组件103中设置更多的滤芯或其余组件，以能够在额外的一条或多条水流通路中得到相应效果的清洗水，例如设置第三滤芯(图未示)，第三滤芯设置于第一滤芯1031和出水口102之间的水流通路上，与第二滤芯1032，分别位于两条并列的水流通路中，通过在第三滤芯中填充与第二滤芯1032不同的催化剂或物质，而获得不同水流通路上具有不同效果的清洗水。
可以理解，在利用含有氧化活性物质的清洗水对果蔬进行清洗后，通常还需要利用自来水或净化水对果蔬进行二次清洗，以将可能残留在果蔬表面的活性因子和反应产物冲洗干净，因此，还可以在第一滤芯1031与入水口101之间设置一个原水出水口(图未示)，以能够获得未经过滤芯的原水，以对果蔬进行二次清洗。
本实施例的装置已经经过试验测试，应具有较高的农残去除率或杀菌率，下面通过一个试验数据体现本实施例中清洗装置10的效果：在第一滤芯1031中添加100-200g的过硫酸盐颗粒，以将过硫酸根的缓释浓度控制在0.5-1g/L，在催化氧化过程中，为了增加原水停留时间，设置5-10g的催化剂分散固定在滤布或负载在活性炭颗粒上，以获得的含有氧化活性物质的清洗水，并利用这样试验条件下的清洗水对果蔬进行清洗，持续1分钟的清洗时间，1分钟结束后，对果蔬的农药残留(以吡虫啉为例)进行检测，可以得到农残的去除率达到了90％以上，果蔬表面的细菌(以初始浓度为108cfu/mL的大肠杆菌为例)的杀灭率达到了99％以上。
因此，在本实施例的清洗装置10中，所使用的过硫酸根和催化材料相较于其他传统技术，具有低成本的优势，刺激性小，原料易获得；并且能够将整个装置集成到水龙头或水器，清洗水的反应体系应用更加便捷，可以根据用户需要即开即用，清洗时间更短且杀菌/去除农残的效率更高，还具有安全优势。
进一步参阅图3，图3是本申请提供的清洗装置第三实施例的结构示意图，如图所示，清洗装置10包括有入水口101、出水口102、第一通道104、第二通道105、容置箱106、添加组件107以及清洗槽108。
其中，第一通道104具有入水口101，通过入水口101引入原水至第一通道104内；第二通道105连接第一通道104，第二通道105具有出水口102，通过出水口102将入水口101引入的原水排出，第二通道105中填充有催化剂，催化剂能够用于对原水中的离子进行催化。
其中，容置箱106用于容置过硫酸盐，添加组件107的一端连接容置箱106，另一端连接第一通道104，用于将容置箱106内存储的过硫酸盐添加至第一通道104中，添加组件107具体可以是自动添加的工作方式，在用户需要使用清洗装置10时，添加组件107即可自动将容置箱106内的过硫酸盐添加至第一通道104内；也可以通过按压的方式，在需要添加时由用户手动按压。在另一些实施例中，容置箱106和添加组件107可以设置为配套一体式，固定安装于清洗装置10内。
本实施例中，添加组件107将过硫酸盐添加至第一通道104后，过硫酸盐在第一通道104中则与入水口101所引入的原水进行溶解、电离，以产生过硫酸根离子，而后含有过硫酸根离子的原水随着水流或由于重力进入第二通道105，并与第二通道105内填充的催化剂充分反应，由前述可知，过硫酸根在催化剂的活化作用下，能够生成含有氧化活性物质的清洗水，也即是含有硫酸根自由基、羟基自由基以及单线态氧等物质的清洗水。
可选地，第一通道104和第二通道105可以是方体状的通道，也可以是管道状的通道，由于需要容置待使用的过硫酸盐，其空间大小应当需要至少满足预设反应量的过硫酸盐，以及还需要保证拥有原水的自由流动的少量空间。
可选地，第一通道104和第二通道105之间可以设置滤网，用于过滤添加组件107添加至第一通道104内的过硫酸盐，以防止过硫酸盐进入第二通道105内。
其中，清洗槽108通过出水口102与第二通道105连通，用于容置清洗水，以及容置待清洗物品以进行清洗；具体地，原水在经过第一通道104和第二通道105之后，会在第二通道105内生成含有氧化活性物质的清洗水，清洗水将进一步通过出水口102排出而进入清洗槽108内，从而实现对清洗水的容置，此时，当清洗槽108内所容置的清洗水到达目标水位时，即可将待清洗物品放入清洗槽108内进行浸泡清洗。在本实施例中，出水口102可以为透水格栅102，一方面用于让清洗水能够顺利流入清洗槽108内，另一方面能够防止第二通道105内的催化剂误入清洗槽108中，影响催化剂的清理或更换。
其中，果蔬等待清洗物品在清洗槽108内的浸泡清洗时间可以为5-15分钟，在浸泡结束后，再对果蔬进行二次清洗，以将果蔬表面可能残留的活性因子和反应产物冲洗干净。
可选地，清洗装置10还可以包括搅拌机构109，搅拌机构109设置于清洗槽108内，具体可以设置于清洗槽108的多个内壁，例如底壁，用于对清洗水进行搅拌操作，以使得果蔬等待清洗物品放入清洗槽108后，在搅拌机构109的搅拌下，增加对果蔬的清洗力度。
可选地，在清洗槽108内的清洗水未达到目标水位之前，也可以放入果蔬等待清洗物品，此时则可以进行手动式的简单洗涤，更加便捷，并能提高清洗效率。
本实施例的装置已经经过试验测试，应具有较高的农残去除率或杀菌率，下面通过一个具体应用场景和试验数据体现本实施例中清洗装置10的效果：当用户需要对新鲜购买或采摘的果蔬进行清洗时，可以先在入水口101处连接一个生活水龙头或净水龙头，并将果蔬放置在清洗槽108内，在添加组件107将容置箱106内的过硫酸盐添加至第一通道104，以及将1-5g的催化剂添加至第二通道105后，打开水龙头，原水从入水口101处引入至第一通道104内，第一通道104内的过硫酸盐与引入的原水发生溶解，得到含有过硫酸根离子的原水，进一步则随着水流进入第二通道105，原水中的过硫酸根离子在催化剂的催化下，生成含有氧化活性物质的清洗水，并直接通过透水格栅102进入清洗槽108，果蔬则在清洗水的不断累积中得到浸泡，持续5-15分钟，并可以在搅拌机构109的作用下加大清洁力度，最终完成果蔬的清洗。其中，浸泡清洗的时间延长有利于果蔬表面农残和细菌微生物的取出以及浸泡溶液中农残药残的降解，如图4所示，农残和药残的去除随着浸泡时间的延长，去除率不断升高，图中以抗生素(四环素)的降解效率为例，在浸泡15分钟时，农药和兽药降解效率能够达到90％以上，而细菌微生物也能杀灭99.9％以上。
参阅图5，图5是本申请提供的清洗装置第四实施例的结构示意图，如图所示，清洗装置50包括入水口501、出水口502以及处理组件503，其中，入水口501用于引入原水，原水可以包括自来水或初级净化水；入水口501与出水口502之间形成有水流通路，可以通过例如管道或槽体(图未示)对水流通路进行承载，原水通过水流通路可以实现从出水口502处流出；处理组件503设置于水流通路上，具体设置于入水口501和出水口502之间，通过承载水流通路的管道分别与入水口501和出水口502连接，处理组件503用于对流经的原水进行电解，并对电解产生的过氧酸根离子进行催化，生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗，在本实施例以及后续实施例中，待清洗物品将同样以果蔬为例进行说明。
其中，处理组件503包括一个电解槽(图未示)，在对处理组件503进行通电后，即可利用引入的原水中本身存在的离子，通过电解的方式产生过氧酸根，从而生成含有过氧酸根离子的原水；其中，过氧酸根离子具体可以为过硫酸根离子或者过氧化氢离子。
其中，处理组件503中设置有具有催化作用的物质，例如二氧化锰，原水中的过氧酸根离子，在二氧化锰等催化剂的催化作用下，过氧酸根离子会得到激发从而产生更多的活性基团，也即含有氧化活性的物质，具体包括硫酸根自由基、羟基自由基以及单线态氧等活性物质，这些活性物质都具有一定的氧化性，能够用于将水果蔬菜等带清洗物品表面所残余的农药进行降解消除。
具体地说，硫酸根自由基和羟基自由基都是具有较强氧化性的自由基，而硫酸根自由基和羟基自由基能够选择性和非选择性地氧化分解有机分子，使得难降解的农药大分子或抗生素分子氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至能够直接氧化成无机的H2O和CO2，因此利用这样的方式产生的清洗水，能够在一定程度上避免二次污染；而单线态氧具有稍弱于羟基自由基和硫酸根自由基的氧化性，其标准电极电势为+2.20V，因此单线态氧对污染物的降解具有很好的选择性，可以提高氧化剂的使用效率。
在杀菌方面，羟基自由基可以通过电子转移、加成以及脱氢等方式与生物体内的多种分子作用，造成生物体内糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等物质的氧化损伤，以使生物体的细胞坏死；同时硫酸根自由基具有很高的氧化电势，能够破坏微生物的通透性屏障，破坏病原微生物的蛋白质、酶和核酸，从而导致病原微生物的死亡，最终达到果蔬表面杀菌的效果。
在一个应用场景中，当用户需要对新鲜购买或采摘的果蔬进行清洗时，可以在入口处501连接一个生活水龙头或净水龙头，通过打开水龙头引入自来水或净化水，自来水通过入水口501引入清洗装置10内，并随着清洗装置50中的水流通路流入处理组件503，在通电的情况下，自来水会在处理组件503的电解槽中被电解产生过氧酸根离子，并继续随着流经的自来水与处理组件503中的催化剂进行催化反应，生成含有氧化活性物质的清洗水后，继续随着清洗装置50中的水流通路流向出水口502，以利用清洗水对果蔬进行消毒杀菌。
区别于现有技术，本实施例提供的清洗装置50，通过在入水口501和出水口502之间的水流通路中，设置有处理组件503，以利用处理组件503对流经的原水进行电解，并对电解产生的过氧酸根离子进行催化，从而生成含有氧化活性物质的清洗水，以对待清洗物品进行清洗。通过这样的方式，能够在一条简单完整的水流通路中，在较短的时间内将原水变为具有氧化杀菌能力的清洗水，可以根据用户需要即开即用，能够有效提高清洗效率，并且使用便捷。
进一步参阅图6，图6是本申请提供的清洗装置第五实施例的结构示意图，在本实施例中，对原水的电解以及催化剂的使用可以采用两个不同的组件分别实现，如图所示，处理组件503包括电解组件5031和催化组件5032，其中，电解组件5031设置于水流通路上，具体可以设置于靠近入水口501一侧，用于对流经的原水进行电解，从而形成含有过氧酸根离子的第一清洗水；催化组件5032设置于电解组件5031和出水口502之间的水流通路上，用于对流经的第一清洗水中的过氧酸根离子进行催化，从而形成含有氧化活性物质的第二清洗水，即可直接用于对果蔬进行清洗。
其中，电解组件5031可以是一个电解槽，具体包括电解入水口和电解出水口(图未示)，催化组件5032可以包括催化入水口和催化出水口(图未示)，电解组件5031的电解入水口连接清洗装置50的入水口501，用于引入原水；电解组件5031的电解出水口连接催化组件5032的催化入水口，以实现第一清洗水从电解组件5031流动至催化组件5032；催化组件5032的催化出水口连接清洗装置50的出水口502，以实现第二清洗水从催化组件5032流动至出水口502，以对果蔬进行清洗。
其中，电解组件5031还包括第一电极、第二电极以及外接电源(图均未示)，第一电极和第二电极相对设置，以使原水流经第一电极和第二电极之间的区域，并通过外接电源在第一电极和第二电极之间施加电压差，以对流经的原水进行电解，从而形成含有过氧酸根离子的第一清洗水。
在一些实施例中，第一电极和第二电极的排列方向，可以与电解组件5031的电解入水口和电解出水口之间水流通路的初始流动方向相同，此时第一电极和第二电极的连线，正好与水流通路的初始流动方向垂直，因此在该实施例中，水流通路中原水的流速不会受到第一电极或第二电极的阻挡而产生影响，而是直接从第一电极和第二电极之间或两侧以相同初始方向流出。
在另一些实施例中，第一电极和第二电极的排列方向，可以与电解组件5031的电解入水口和电解出水口之间水流通路的初始流动方向相反，此时第一电解和第二电极的连线，正好与水流通路的初始流动方向平行，因此在该实施例中，水流通路中原水的流速可能会受到第一电极或第二电极的阻挡而产生一定的影响，而得到一个较为缓慢的流速，在这样的情况下，能够为电解提供更多的时间，保证电解的充分进行而得到足量的过氧酸根离子。其中，水流通路的初始流动方向是指原水从电解入水口流经电解组件5031时的方向。
可选地，上述第一电极和第二电极的设置也可以根据实际情况进行调整，例如当用户想要快速得到最终的含有氧化活性物质的清洗水，则可以通过将电极排列方向与水流通路初始流动方向相同的方式对电极进行设置，可以理解，具体的设置方式还可以根据此次清洗所需要清洗水的量进行调整。
其中，第一电极例如为阳极，可以选用石墨、铂、钛基材以及氧化钌等材料作为阳极，第二电极例如为阴极，可以选用碳棒、多孔石墨等材料作为阴极。
在一实施例中，为了减少金属淤泥的产生，并提高电解效率，还可以在电解组件5031中设置一辅助电极(图未示)，辅助电极设置于第一电极和第二电极之间，用于产生金属阳离子，例如在第一电极和第二电极之间增加铁片辅助阳极，该铁片辅助阳极可以在电解过程中提供二价铁离子，从而能够减少铁淤泥的产生，进一步提高了电解效率。
可选地，为了进一步提高电解效率，还可以在从电解组件5031的电解入水口引入原水时，缓释地向电解组件5031内添加硫酸钠(食品级芒硝)，这样的方式能够增加第二电极区域附近过氧酸根的产生量。
可选地，在电解过程中，可以将原水的PH值调至弱酸性，以最佳反应PH＝3-4为例，在这一PH值下，能够较好地增加清洁用水的活性。其中，对于电解过程中原水的PH值调节，可以通过添加醋酸(食用醋)、柠檬酸进行调节，在此不做限制。
其中，催化组件5032可以为滤芯5032，滤芯5032可以包括滤布(图未示)和喷涂在滤布上的催化剂，其中滤布可以是纤维布，也可以称无纺布，滤布主要是由聚丙烯(polypropylene，PP)为原料制成，催化剂则是分散且均匀地固定于滤布上，与滤布之间存在一定的接触面积，以使得第一清洗水在随着水流流经滤芯5032时，能够与滤布上均匀喷涂的催化剂进行充分反应，以将第一清洗水中的过氧酸根离子催化生成具有杀菌、去除农药效果的多种活性基团，并最终得到包含多种活性基团的第二清洗水。
可选地，滤芯5032还可以包括活性炭颗粒(图未示)和负载于活性炭颗粒上的催化剂，具体可以先将催化剂负载在活性炭颗粒上，再将活性炭颗粒填充于滤芯5032中，以使得第一清洗水在随着水流流经滤芯5032时，能够与附着于活性炭颗粒上的催化剂进行充分反应，以将第一清洗水中的过氧酸根离子催化生成具有杀菌、去除农药效果的多种活性基团，并最终得到包含多种活性基团的第二清洗水。
其中，催化剂可以是锰氧化物作为催化剂，也可以是纳米氧化铜、锰铁氧化物等作为催化剂，本实施例中具体可以是β-氧化锰催化剂，可选地，β-氧化锰催化剂的具体制备方案可以有两个，制备方案其一是在80-150℃下，利用高锰酸钾和还原性物质置于水浴或水热条件下制备得到，其中，高锰酸钾和还原性物质均为溶液，还原性物质例如碳、石墨烯、HF等，对于不同的还原剂，进行制备的水热温度也不同，在水热合成后进行烘干即可得到；制备方案其二是在200-220℃下，利用锰酸钾和氧化性物质制备得到，其中，氧化性物质例如是次氯酸盐。通过这样的方式，即可制得β-氧化锰催化剂，并根据应用方案的需要采用滤布或活性炭颗粒的设置方式将催化剂设置于滤芯5032中。
可选地，滤芯5032可以是可拆卸的，以便于清洗或添加催化剂，也可以根据实际情况的需要，在处理组件503中设置更多的滤芯或其余组件，以能够在额外的一条或多条水流通路中得到相应效果的清洗水。
可以理解，在利用含有氧化活性物质的第二清洗水对果蔬进行清洗后，通常还需要利用自来水或净化水对果蔬进行二次清洗，以将可能残留在果蔬表面的活性因子和反应产物冲洗干净，因此，还可以在电解组件5031与入水口501之间设置一个原水出水口(图未示)，以能够获得未流经过电解或滤芯的原水，以对果蔬进行二次清洗。
本实施例的装置已经经过试验测试，应具有较高的农残去除率或杀菌率，下面通过一个试验数据体现本实施例中清洗装置50的效果：使用葡萄和小白菜作为待清洗物品进行检测，而葡萄和小白菜也是市面上最经常检测出农药残留且较难洗净的水果和蔬菜的代表，在试验中以铂电极作为电解组件5031的阳极，以石墨电极作为电解组件5031的阴极，并在催化组件5032的滤芯中填充5-15g的β-氧化锰催化剂，果蔬表面大肠杆菌的接种数量为8.18log cfu/mL，准备完毕后对电解组件5031进行通电并引入原水，在电解组件5031中将过氧酸根的浓度控制在0.1g-0.5g/L，并进一步利用催化剂获得含有氧化活性物质的清洗水，并利用这样试验条件下的清洗水对果蔬进行清洗，一共持续15分钟，15分钟对葡萄和小白菜表面大肠杆菌的杀菌情况，具体如图7和图8所示，可以看到，随着清洗杀菌时间的增加，果蔬表面的杀菌效果均显著提高，抗性较弱的则在5分钟以内被杀灭，抗性较强的则需要更长的时间杀灭，对于葡萄，在第15分钟时，所杀灭大肠杆菌的数量几乎与杀菌前相同，有99.99％的细菌被杀灭(星号表示接种的细菌完全杀灭)，而对于小白菜的杀菌表现，在4分钟以后在较为缓和的增长。
因此，本实施例的清洗装置50中，所使用的电解以及催化的材料相较于其他传统技术，具有低成本的优势，刺激性小，原料易获得，并且具有清洗时间短且杀菌/去除农残的效率更高的优势。
进一步参阅图9，图9是本申请提供的清洗装置第六实施例的结构示意图，如图所示，清洗装置50包括入水口501、出水口502、处理组件503、清洗容器504、升降隔板505。
其中，清洗容器504具有一清洗空间，用于放置待清洗物品，出水口502连通清洗空间，以使出水口502流出的清洗水对待清洗物品进行清洗。
可选地，清洗容器504的底部可以容置原水，用于对果蔬进行初步清洗，具体通过设置于清洗空间底部的进水口510向清洗容器504中输入原水，以使清洗空间底部容置有一定量的原水，同时，进水口510还可以为入水口501提供处理组件503所需要的原水。
其中，升降隔板505设置于清洗容器504的清洗空间内，具体可以设置于清洗空间的中部，待清洗物品可以放置于升降隔板505上，并且可以沿着高度方向进行升降，也即是沿着图中X方向进行升降，在需要利用原水对果蔬进行初步清洗使用时，通过控制升降隔板505下降，具体下降至底部原水的水面以下，以利用清洗空间底部的原水对升降隔板505上的待清洗物品进行初步清洗，以清洗掉果蔬表面的泥沙和附着物。其中，升降隔板505可以通过电力自动进行升起降下，也可以通过人力进行手动提起和降下。
可选地，清洗装置50还包括搅拌机构506，搅拌机构506设置于清洗容器504的相对底部位置，具体可以设置于容器的底壁或侧壁，用于对清洗空间底部的原水进行搅拌，以增加初步清洗泥沙附着物的力度。
可选地，清洗装置50还可以包括超声发生器(图未示)，超声发生器设置于清洗容器504的底部位置，通过超声波的方式对果蔬进行初步清洗，同样能够较好的清洗果蔬表面的泥沙和附着物。
进一步地，在初步清洗完毕后，可以开启处理组件503进行如前实施例所述的一系列工作，以生成含有氧化活性物质的清洗水，并从出水口502流出，此时，则通过控制升降隔板505上升，可以上升至下降前的原始位置，以利用出水口502流出的清洗水对升降隔板505上的待清洗物品(果蔬)进行清洗，以对果蔬表面的农药残留和细菌进行杀灭。
进一步地，清洗装置50还包括加热组件507，其中，加热组件507连接出水口502，具体设置于出水口502和处理组件503之间，用于对清洗水进行加热，在清洗装置50利用处理组件503生成的清洗水，准备对果蔬进行清洗时，可以通过加热组件507将清洗水加热，以提高清洗水中活性基团的活性，以使其具有更好的氧化性。其中，加热的温度可以为50℃。
进一步地，清洗装置50还包括雾化组件508，雾化组件508连接出水口502，具体设置于出水口502和处理组件503之间，用于对清洗水进行雾化，可选地，加热组件507和雾化组件508两者可同步或分开进行。在清洗装置50利用处理组件503生成的清洗水，准备对果蔬进行清洗时，可以通过雾化组件508将清洗水变成蒸汽，以蒸汽的形式对果蔬进行清洗，这样的方式，能够使蒸汽清洗水与果蔬之间充分接触，增大与果蔬的接触面积，提高清洗力度。
为进一步增大清洗水与果蔬之间的接触面积，出水口502可以设置为具有多个均匀细孔的柱状管，设置于柱状管的外表面，能够将清洗水或蒸汽清洗水进行有效的分散，从而使清洗水和果蔬之间充分接触。其中，出水口502的形状在此仅为举例，具体可以根据实际情况进行设置。
可选地，清洗装置50还包括喷淋组件509，喷淋组件509通过输水管连接进水口510，用于将进水口510引入的原水以喷淋的形式对果蔬进行冲洗，以将果蔬表面可能残留的活性因子和反应产物冲洗干净。
可选地，清洗装置50还包括排水口511，排水口511设置于清洗容器504上，连通清洗空间的底部，用于在待清洗物品的初步清洗以及清洗水清洗结束之后，开启排水口511以排除清洗空间底部的原水和清洗水。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种清洗装置，其特征在于，所述清洗装置包括：
入水口，用于引入原水；
出水口，所述入水口和所述出水口之间形成水流通路；
加热组件，连接所述出水口，用于对清洗水进行加热；和/或
雾化组件，连接所述出水口，用于对所述清洗水进行雾化；
缓释组件，所述缓释组件设置于所述水流通路上，用于对流经的所述原水加入过硫酸盐，形成含有过硫酸根离子的第一清洗水；
催化组件，设置于所述缓释组件和所述出水口之间的水流通路上，用于对流经的所述第一清洗水中的所述过硫酸根离子进行催化，形成含有氧化活性物质的第二清洗水，以对待清洗物品进行清洗；
其中，所述催化组件为第二滤芯；所述第二滤芯包括滤布和喷涂在所述滤布上的催化剂，或所述第二滤芯包括活性炭颗粒和负载于所述活性炭颗粒上的催化剂。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，
所述催化剂为β-氧化锰；
所述β-氧化锰是在80-150℃下，利用高锰酸钾和还原性物质置于水浴或水热条件下制备得到；或
所述β-氧化锰是在200-220℃下，利用锰酸盐和氧化性物质制备得到。
3.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，
所述清洗装置还包括：
清洗容器，具有一清洗空间，用于放置待清洗物品；
其中，所述出水口连通所述清洗空间，以使所述出水口流出的清洗水对所述待清洗物品进行清洗。
4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，
所述清洗装置还包括：
升降隔板，设置于所述清洗空间内，用于放置待清洗物品，并可沿高度方向进行升降；
排水口，设置于所述清洗容器上，并连通所述清洗空间的底部；
其中，控制所述升降隔板下降，以利用所述清洗空间底部的原水对所述升降隔板上的待清洗物品进行初步清洗；或控制所述升降隔板上升，以利用所述出水口流出的清洗水对所述升降隔板上的待清洗物品进行清洗，并开启所述排水口，以排出所述清洗空间底部的原水和清洗水。
5.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，
所述清洗容器的底部还设置有搅拌机构，用于对所述清洗空间底部的原水进行搅拌。
6.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，
所述缓释组件为第一滤芯，所述第一滤芯中填充有过硫酸盐颗粒，所述过硫酸盐颗粒
至少部分溶于流经的所述原水，形成含有过硫酸根离子的第一清洗水。
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