CN201180096Y - 全惰性电极碱溶液电解净水器 - Google Patents
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Abstract
一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其包括设有容器、容器盖、出水阀、数对金属棒、数对石墨电极板、联接用导线、两脚插座、两眼插头、低压稳压电源、绿色指示灯等组成，整个外形是一只电解槽和一只低压稳压电源箱。本实用新型是通过电解pH值约为8.5之碱溶液，在阳极板上产生原子氧，利用原子氧，能闪电式快速地在水中起反应，产生的O3、HO·自由基和HO2·自由基等等具高电极电势产物。这些产物能强烈地去臭、灭菌，特别是能去除致癌性有机毒物。本实用新型，结构非常简单、造价极其低廉，且操作方便、绝对安全，对水质遭污染地区(包括蓝藻暴发地区)尤为需要。
Description
所属技术领域
一种净水器，其主要由一对或数对用惰性材料作电极的电解槽和一只低压稳压电源等两部分组成。是应用电解碱溶液在阳极产生原子氧，从而引起一系列反应，产生高电极电势物质，使达到去臭、杀菌，特别是去除水中含有的致癌性有机毒物的作用。同时，也去除了重金属离子。
技术背景
早在上世纪七、八十年代，就发现由于工业发展，江、河、湖泊的水质遭到严重污染，而且对已被检验出的不少致癌性有机毒物也得到公认。同时，学术界也发现，应用传统的氯气处理水质对去除致癌性有机毒物已无可适从。
由于染污使我国七大江河水系，至今劣五类水质已占40.9％，不宜饮用。2007年度，太湖地区暴发了蓝藻，国家采取应急措施用KMnO4处理水质进行应对，然而，这些饮用水达65℃时仍有臭味，显然，这不是理想的办法。
本实用新型就用简单的结构，低廉的材料，解决了这一疑难问题。
发明内容
本实用新型是应用电解碱溶液的办法来净化水质。净化对象为经过水厂传统的氯气净化的自来水。把水注入电解槽后，配成符合国家常规指标PH值约为8.5的稀溶液。槽内配置有一对或数对惰性电极(石墨、玻璃碳、半导体氧化物都可作惰性电极)其中，石墨价廉物美作为首选，当电源接通后，电极上立即发生电极反应如下：
在阳极：
2OH--2e＝＝H2O+[O]
原子氧O一经产生，便与周围物质发生闪电式一系列快速反应如：
O+O→O2
3O→O3
O2+O＝＝＝O3
O+H2O→2HO·
O3+OH-→HO2·+O2 -
O3+HO2·→HO·+2O2
2HO2·→O3+H2O
在阴极
2H++2e＝H2↑
O2+2H++2e→H2O2
H2O2+2H++2e→2H2O
从理论和实践证明，在水质处理过程中，药剂的标准电极电势愈高，其杀菌、消毒、氧化和降解有机毒物的能力愈强。
几种标准电极电势较高的物质如下表：
| 化工药剂 | HO·自由基 | F2 | O3 | KMnO4 | ClO2 | Cl2 | O2 |
| 标准电极电势(V) | 2.80 | 2.65 | 2.07 | 1.67 | 1.50 | 1.36 | 0.40 |
在电极反应中所产生的O、O3、HO·自由基、HO2·自由基中，O3与HO·自由基已被确认比传统处理水质的Cl2标准电极电势高出0.71V和1.44V，尽管原子氧O和HO2·自由基如今还未测得其标准电极电势，然而它们都是最终产生具能使有机毒物氧化和降解的HO·自由基的中间反应物。
HO·自由基具有比O3更强的氧化和降解有机物的能力，本实用新型就是利用了这一特有的性能。HO·自由基与有机物发生反应的过程如下：
HO·+RH→R·+H2O
R·+O2→RO2·
RO2·+RH→ROOH+R·
ROOH+HO·→CO2+H2O+其他氧化产物
RH为有机物，R·、RO2·为有机自由基
归纳起来，O、O3、HO·自由基，他们氧化有机物的机理大致分三类：
(1)夺取氢原子，并使链烃羰基化，生成醛、酮、醇或酸。芳香化合物先被氧化为酚，再氧化为酸；
(2)打开双键发生加成反应；
(3)氧原子进入芳香环发生取代反应。
本实用新型的杀菌机理是：组成细菌的有机质，遭到标准电极电势较高的物质的降解，变成了结构简单的物质。
本实用新型去重金属离子的机理是：在溶液中的重金属离子，在溶液内的电场力的作用下，都跑向阴极板，并在其上获得电子而析出。
附图说明
图1：是本实用新型的外形示意图；
图2：是本实用新型的电路结构示意图；
图3：是插头、插座部分剖视外形示意图；
图4：是石墨电极板部分剖视示意图
具体实施方式
下面结合上述附图实施例对本实用新型再作详细说明。
图1-4中1、容器；2、惰性电极板；3、惰性电极板；4、出水阀；5、惰性电极板；6、惰性电极板；7、碱溶液；8、容器盖；9、金属棒；10、金属棒；11、金属棒；12、金属棒；13、两脚插座；14、两眼插头；15、稳压电源箱；16、转柄开关；17、指示灯；18、外接电源插头；19、低压稳压电源；20、桥式整流器；21、导线1；22、导线2；23、插脚1；24、插脚2；25、插孔1；26、插孔2；27、金属钩1；28、金属钩2；
容器(1)用玻璃或有机玻璃制成，透明、清晰、绝缘性能好。
惰性电极板(2)、(3)、(5)、(6)用石墨制成，其底部与容器底靠近，其顶部必须高出液面，极板中嵌有伸出的金属钩(27)、(28)。
出水阀(4)用不锈钢制成。
碱溶液(7)注入水后，用氢氧化钙或氢氧化钾配成PH值约为8.5的碱溶液。
容器盖(8)用有机玻璃制成。
金属棒(9)、(10)、(11)、(12)用不锈钢管即可。
两脚插座(13)用酚醛塑料(电木)制成。
两眼插头(14)用酚醛塑料(电木)制成。
稳压电源箱(15)用酚醛塑料(电木)制成。
转柄开关(16)导电部分用铜、与手接触部分用酚醛塑料(电木)制成。
指示灯(17)用发绿光的发光二极管。
外接电源插头(18)市上有售，常用的220V插头
低压稳压电源(19)原线圈接220V市电，次级线圈6个抽头，即0V、6V、12V、18V、24V、36V，可随电解需要选用。另设有专供指示灯(17)之次级回路，插上外接电源插头(18)，绿色指示灯(17)即亮，显示电源接通。
桥式整流器(20)，是稳压电源必要之部件，a端输出、b端回入：
导线1(21)、导线2(22)为普通照明之电线即可
插脚1(23)、插脚2(24)铜制成
插孔1(25)、插孔2(26)用铜制成
插脚1(23)与插孔1(25)相匹配，它们的直径远小于相匹配的插脚2(24)与插孔2(26)的直径，使各石墨电极板的极性能固定下来。
金属钩1(27)、金属钩2(28)用铝或不锈钢制成，金属钩切勿没入溶液中。
由于电解能力或去污去毒能力随PH值的增大而增强，因此务必提高PH值，PH值8.5尚属国家饮用水水质常规范围。
配制PH值约为8.5的碱溶液，可采用氢氧化钙Ca(OH)2和氢氧化钾KOH进行配制，而不宜用NaOH配制。
氢氧化钙Ca(OH)2便宜易得。在国家生活饮用水卫生标准中，有硬度(以碳酸钙计)应＜450mg/L之规定，这是因硬水影响工业产品的质量，如饮料、酿酒工业、纺织、印染、造纸工业等，日常生活中用硬水洗涤多耗肥皂、硬水还使锅炉产生锅垢，严重的要引起锅炉爆炸等等。
但对人体来讲，饮用一定硬度的水，却有利于健康，据统计死于心脏病、癌症和慢性病的概率要比常饮软水的低大约10％-15％，然而，硬度过高的水饮用就不适口。
氢氧化钾KOH钾不但对人体无害，而且可以对抗血的升压和养护已损伤的血管。
氢氧化钠NaOH人体的钠的摄入量应加以控制，特别是对心肾功能不好的患者，多摄入钠会使病情加重，并使大量钾随尿排出。有人建议，从婴儿起就应尽量避免钠的摄入。
使用本实用新型时，注入自来水后即配制成PH值约为8.5的碱溶液(可用万用试纸来测定)，插上外接电源插头(18)，电源接通，绿色指示灯(17)亮，电流从桥式整流器(20)的a端出发，经过两眼插头(14)的插孔1(25)和两脚插座(13)的插脚1(23)，再经导线1(21)与金属棒(12)、金属棒(10)，至惰性电极板(2)和惰性电极板(5)。惰性电极板(2)和惰性电极板(5)便成阳极板。然后，电流通过碱溶液至惰性电极板(3)和惰性电极板(6)。惰性电极板(3)和惰性电极板(6)便成阴极。电流再通过金属棒(11)、金属棒(9)和导线2(22)，两脚插座(13)的插脚2(24)、两眼插头(14)的插孔2(26)回到桥式整流器(20)。
本实用新型的惰性电极板用石墨制成，不会损耗，也不会老化可永久使用，不过要注意，作为阴极板使用的石墨电极因上面已有重金属析出，因此，不宜再作阳极板使用。
本实用新型使用时，在一定电压下，电解电流将随水位的降低而减小，因此，在低水位时要把转柄开关(16)拨到较高电压档才能获得较大电流。
本实用新型用电极省，十分安全，成本很低，功效卓著，且能适合千家万户的购买能力。
参考资料：
1、《普通化学》[原苏联]涅克拉索夫著 商务印书馆出版
2、《电化学基础》高颖 邬冰主编
3、《水处理新技术原理与应用》苑宝玲 王洪杰主编 化学工业出版社出版
4、《供水水源保护与微污染水体净化》朱亮主编 化学工业出版社出版
Claims (6)
1、一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其包含设有容器(1)、容器盖(8)。容器(1)的上部边沿搁置着金属棒(9)、(10)、(11)、(12)，其上挂着惰性电极板(2)、(3)、(5)、(6)。容器(1)的下部设有出水阀(4)。容器(1)上部的外侧面上安装有两脚插座(13)。再是设置了稳压电源箱(15)，作为低压稳压电源(19)的壳体，其上有转柄开关(16)、指示灯(17)、可与两脚插座(13)相连接的两眼插头(14)以及可与高压电源相接的外接电源插头(18)。
2、根据权利要求1所述的一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其特征在于惰性电极板(2)、(3)、(5)、(6)每块都有两只金属钩，即金属钩(27)和金属钩(28)。
3、根据权利要求1所述的一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其特征在于容器(1)上部边沿设有多个小缺口，其上搁置着相互平行的金属棒(9)、(10)、(11)、(12)，惰性电极板(2)、(3)、(5)、(6)就依次挂于金属棒上。
4、根据权利要求1所述的一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其特征在于稳压电源箱(15)上所设置的转柄开关(16)，可在0V、6V、12V、18V、24V、36V等中选用。
5、根据权利要求1所述的一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其特征在于容器(1)与低压稳压电源(19)的电路连接，用两脚插座(13)与两眼插头(14)相插接，其插脚1(23)与插孔1(25)的直径，远小于另一插脚2(24)与插孔2(26)的直径。
6、根据权利要求1所述的一种全惰性电极碱溶液电解净水器，其特征在于两脚插座(13)与金属棒(10)、(12)，用导线1(21)相连；两脚插座(13)的插脚2(24)与金属棒(9)、(11)用导线2(22)相连。
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| CN106630039A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-05-10 | 陈雷 | 一种河湖蓝藻净化设备 |
| CN106976934A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-25 | 陈雷 | 一种蓝藻净化器 |
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