CN214004313U - 一种用于饮用水的电化学净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于饮用水的电化学净化装置，包括直流电源以及依次连通的物理过滤箱和电化学净化箱，所述电化学净化箱的内腔依次设置有第一石墨板、电化学滤膜组件和第二石墨板，所述直流电源的正极同时与所述第一石墨板和所述第二石墨板电连接，所述直流电源的负极与所述电化学滤膜组件电连接。通过设置电化学净化箱，可在不使用消毒剂的情况下实现对饮用水的杀菌消毒，成本相对较低且不易产生二次污染；同时由于设置了两个石墨板作为阴极，且两个石墨板错位布置，不仅可以提升水在反应腔的停留时间，而且有效避免水从电极旁绕开，净化效率相对较高且净化效果相对较好。

Description

一种用于饮用水的电化学净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置，尤其是一种用于饮用水的电化学净化装置。

背景技术

随着工业的发展，水污染问题也越来越严重，研究表明，人类多数疾病的病因与饮用水有关，而饮用水中含有的大量激素、抗生素和微生物就是罪魁祸首，因此对饮用水进行处理至关重要。

传统的饮用水处理装置主要是利用氯气、臭氧等作为消毒剂进行杀菌消毒，不仅成本相对较高，而且在配水过程中也容易出现二次污染。为此，目前市场上出现了许多电化学净化装置，其机理主要有两种，一种是直接氧化，即通过阳极直接养护降解有机物或通过阴极对卤代烃进行还原脱卤并吸附重金属，另一种是间接氧化，即利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性更小的物质。然而，现有的电化学净化装置通常是直接将电极杆穿入水中实现电化学处理，如果将饮用水灌入独立的容器中进行电化学处理后再倒出，则净化效率相对较低，而如果采用动态的水流经穿插有电极杆的腔室进行电化学处理，又难以保证电化学处理的效果面积净化效果相对较差。

有鉴于此，本申请人对用于饮用水的电化学净化装置的结构进行了深入的研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成本相对较低、不易产生二次污染、净化效率相对较高且净化效果相对较好的用于饮用水的电化学净化装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于饮用水的电化学净化装置，包括直流电源以及依次连通的物理过滤箱和电化学净化箱，所述物理过滤箱的下部连接有进水管，上部连接有同时与所述电化学净化箱的上部连接的连接管，所述电化学净化箱远离所述连接管的一侧设置有出水管，且所述电化学净化箱的内腔从相对靠近所述连接管的一侧向另一侧方向依次设置有第一石墨板、电化学滤膜组件和第二石墨板，所述第一石墨板的上端固定连接在所述电化学净化箱的内腔顶壁上，下端与所述电化学净化箱的内腔底壁之间形成有第一通道，所述第二石墨板的下端固定连接在所述电化学净化箱的内腔底壁上，上端与所述电化学净化箱的内腔顶壁之间形成有第二通道，且所述第一石墨板和所述第二石墨板将所述电化学净化箱的内腔分隔为进水腔、反应腔和出水腔，所述直流电源的正极同时与所述第一石墨板和所述第二石墨板电连接，所述直流电源的负极与所述电化学滤膜组件电连接。

作为本实用新型的一种改进，所述物理过滤箱内填充有稀土瓷砂填料。

作为本实用新型的一种改进，所述电化学滤膜组件包括不锈钢丝网以及分别设置在所述不锈钢丝网两侧的聚偏氟乙烯滤膜，所述聚偏氟乙烯滤膜嵌设在所述不锈钢丝网中。

作为本实用新型的一种改进，所述出水管和所述电化学净化箱之间连接有防电墙。

作为本实用新型的一种改进，所述出水腔内设置有紫外光源。

作为本实用新型的一种改进，所述直流电源上电连接有用于控制所述直流电源的电流大小的控制模块，所述控制模块上电连接有穿插在所述反应腔内的电流密度计。

作为本实用新型的一种改进，所述电流密度计包括竖直穿插在所述反应腔内的PCB板、包覆在所述PCB板上的绝缘层、多个从下至上依次固定连接在所述绝缘层外表面的导电片以及多个设置在所述电化学净化箱外侧且分别与各所述导电片一对一电连接的电流表，各所述电流表的信号输出端分别与所述控制模块电连接。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过设置电化学净化箱，可在不使用消毒剂的情况下实现对饮用水的杀菌消毒，成本相对较低且不易产生二次污染；同时由于设置了两个石墨板作为阴极，且两个石墨板错位布置，不仅可以提升水在反应腔的停留时间，而且有效避免水从电极旁绕开，净化效率相对较高且净化效果相对较好。

2、通过设置物理过滤箱，可预先过来水中可能存在的大颗粒杂质，提高电化学净化箱的使用寿命。

3、本实用新型提供的电化学净化装置步进能够杀菌消毒，而且能够有效去除遗传毒性、激素、抗生素及微污染物。

4、通过设置电流密度计，便于控制电化学反应过程，有效降低电化学反应所产生的氢气、氧气或氯气等副产品，同时有助于降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型用于饮用水的电化学净化装置的结构示意图，图中省略电流密度计；

图2为本实用新型中电流密度计的结构示意图；

图3为本实用新型中电流密度计的电路原理示意图。

图中对应标示如下：

10-直流电源； 11-控制模块；

20-物理过滤箱； 21-进水管；

22-连接管； 30-电化学净化箱；

31-出水管； 32-第一石墨板；

33-电化学滤膜组件； 34-第二石墨板；

35-第一通道； 36-第二通道；

37-进水腔； 38-反应腔；

39-出水腔； 40-电流密度计；

41-PCB板； 42-导电片；

43-电流表； 50-紫外光源。

具体实施方式

下面结合具体实施例对实用新型做进一步的说明：

如图1-图3所示，本实施例提供一种用于饮用水的电化学净化装置，包括直流电源10以及依次连通的物理过滤箱20和电化学净化箱30，其中，直流电源10可以采用常规的电源，也可以利用整流器将市电转换为直流电作为电源使用，此处不再详述。

物理过滤箱20的下部连接有进水管21，主要用于向电化学净化装置供应待消杀的饮用水，物理过滤箱20的上部连接有同时与电化学净化箱30的上部连接的连接管22，主要用于将经过物理过滤的饮用水供应到电化学净化箱30中。物理过滤箱20内填充的过滤介质可以根据实际需要选择，在本实施例中，物理过滤箱20内填充有稀土瓷砂填料，稀土瓷砂填料可直接从市场上购买获得。需要说明的是，由于进水管21的水平位置低于连接管22的水平位置，物理过滤箱20在利用过滤介质对水进行吸附过滤的同时，还能够利用重力作用沉淀大颗粒杂质。

电化学净化箱30呈长方体状，其远离连接管22的一侧的下部位置设置有出水管31，用于输出完成净化的饮用水。电化学净化箱30的内腔从相对靠近连接管22的一侧向另一侧方向依次设置有第一石墨板32、电化学滤膜组件33和第二石墨板34，也可以采用钛合金板代替石墨板，其中，第一石墨板32的上端固定连接在电化学净化箱30的内腔顶壁上，下端与电化学净化箱30的内腔底壁之间形成有第一通道35，第二石墨板34的下端固定连接在电化学净化箱30的内腔底壁上，上端与电化学净化箱30的内腔顶壁之间形成有第二通道36，即第一通道35和第二通道36上下错位布置，而电化学滤膜组件33的周缘都与电化学净化箱30的内腔侧壁固定连接，这样，第一石墨板32和第二石墨板34可将电化学净化箱30的内腔分隔为进水腔37、反应腔38和出水腔39，电化学滤膜组件33位于反应腔38内。需要说明的是，各石墨板没有形成对应通道的一侧都与电化学净化箱30的侧壁固定连接。

电化学滤膜组件33可以采用常规的导电过滤膜，在本实施例中，电化学滤膜组件33包括厚度为0.5-1cm左右的不锈钢丝网以及分别设置在不锈钢丝网两侧的聚偏氟乙烯滤膜，聚偏氟乙烯滤膜的滤孔孔径为(0.062±0.024)um，且聚偏氟乙烯滤膜嵌设在不锈钢丝网中，以便利用不锈钢丝网作为载体和导体。

直流电源10的正极同时与第一石墨板32和第二石墨板34电连接，直流电源10的负极与电化学滤膜组件33电连接，即第一石墨板32和第二石墨板34作为阴极，而电化学滤膜组件33作为阳极。由于采用的是直流电源，电压通常相对较低，即使漏电也不存在触电风险，为了避免误接市电时发生漏电的风险，也可以在出水管31和电化学净化箱30之间连接防电墙（图中未示出），该防电墙可以为常规的热水器所采用的防电墙，此处不再详述。

此外，出水腔39内设置有可从市场上之间购买获得的条状的紫外光源50，紫外光源50也通过直流电源10进行供电，这样可以对电化学净化之后的水进行进一步消杀及光解净化，提高净化效果。

优选的，在本实施例中，直流电源10上电连接有用于控制直流电源10的电流大小的控制模块11，该控制模块11可以为PLC控制模块或微电脑板，控制模块11上电连接有穿插在反应腔39内的电流密度计40，该电流密度计40包括竖直穿插在反应腔39内的PCB板41、包覆在PCB板41上的绝缘层（图中未示出）、多个从下至上依次固定连接在绝缘层外表面的导电片42以及多个设置在电化学净化箱30外侧且分别与各所述导电片42一对一电连接的电流表43，具体的，PCB板的下端穿插在反应腔39内，上端从反应腔39的内腔顶壁穿出到电化学净化箱30外部，各电流表43都固定连接在PCB板位于电化学净化箱30外侧壁上，且导电片42和对应的电流表43的连接导线位于PCB板上。各电流表43的信号输出端分别与控制模块11电连接，且各电流表43同时与电流的负极连接。通过不同上下位置的导电片42可以采集反应腔39内不同位置的电流密度值，然后取其平均值，当然，导电片42的面积是已知的（即预先设定好的），这样才能够通过对应的电流表43测得的电流值处于导电片42的面积来获得单位面积的电流密度值，进而借助控制模块11根据电流密度值控制直流电源10的输出电流。

使用时，饮用水依次流经物理过滤箱20和电化学净化箱30实现净化。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，包括直流电源以及依次连通的物理过滤箱和电化学净化箱，所述物理过滤箱的下部连接有进水管，上部连接有同时与所述电化学净化箱的上部连接的连接管，所述电化学净化箱远离所述连接管的一侧设置有出水管，且所述电化学净化箱的内腔从相对靠近所述连接管的一侧向另一侧方向依次设置有第一石墨板、电化学滤膜组件和第二石墨板，所述第一石墨板的上端固定连接在所述电化学净化箱的内腔顶壁上，下端与所述电化学净化箱的内腔底壁之间形成有第一通道，所述第二石墨板的下端固定连接在所述电化学净化箱的内腔底壁上，上端与所述电化学净化箱的内腔顶壁之间形成有第二通道，且所述第一石墨板和所述第二石墨板将所述电化学净化箱的内腔分隔为进水腔、反应腔和出水腔，所述直流电源的正极同时与所述第一石墨板和所述第二石墨板电连接，所述直流电源的负极与所述电化学滤膜组件电连接。

2.如权利要求1所述的用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，所述物理过滤箱内填充有稀土瓷砂填料。

3.如权利要求1所述的用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，所述电化学滤膜组件包括不锈钢丝网以及分别设置在所述不锈钢丝网两侧的聚偏氟乙烯滤膜，所述聚偏氟乙烯滤膜嵌设在所述不锈钢丝网中。

4.如权利要求1所述的用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，所述出水管和所述电化学净化箱之间连接有防电墙。

5.如权利要求1所述的用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，所述出水腔内设置有紫外光源。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，所述直流电源上电连接有用于控制所述直流电源的电流大小的控制模块，所述控制模块上电连接有穿插在所述反应腔内的电流密度计。

7.如权利要求6所述的用于饮用水的电化学净化装置，其特征在于，所述电流密度计包括竖直穿插在所述反应腔内的PCB板、包覆在所述PCB板上的绝缘层、多个从下至上依次固定连接在所述绝缘层外表面的导电片以及多个设置在所述电化学净化箱外侧且分别与各所述导电片一对一电连接的电流表，各所述电流表的信号输出端分别与所述控制模块电连接。

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