CN2464727Y

CN2464727Y - 一种连续出水的整水器

Info

Publication number: CN2464727Y
Application number: CN 01210008
Authority: CN
Inventors: 顾宗义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-02
Filing date: 2001-01-02
Publication date: 2001-12-12
Anticipated expiration: 2011-01-02

Abstract

一种连续出水的整水器,属于水处理领域。它由进水系统、电解槽系统、电器系统和出水系统组成。特征是电解槽系统由在密封电解槽中,中间用微孔隔膜隔成两半室,两半室各放置一电极板,并在两半室中加上若干隔板,以增加水流路径和电解时间,两出水管与出水系统通过一个二位四通阀相连,二位四通阀切换和电控器联动实现正、负电极同步切换的,因而在阳极和阴极切换时两个出水管流出的保健饮用水和美容消毒用水不变。由于在电器系统中设有电解定时器增加电解时间,因此本专利技术可以克服市售连续式整水器不能去除水中重金属离子和不能使硬水软化的缺点。

Description

一种连续出水的整水器

本发明涉及一种连续出水的整水器，更确切地说涉及一种连续出水电解法水处理设备，属于水处理领域。

众所周知，现有的自来水经过中间有隔膜的电解槽电解后，在阴极可得碱性和还原性的水，从阳极可得酸性和氧化性水，这两种水分子团均比原先的小。阴极放出来的水作为饮用水能促进人体新陈代谢，清除氧自由基是一种保健饮用水；阳极放出的水有美容和灭菌功效。这二种水均具有一定功能，所以又称之为“功能水”。这种水处理设备通常称之谓整水器。从20世纪80年代起，风行日本、韩国和东南亚以及我国台湾省。我国大陆也从90年代起迅速发展，陆续不断有产品推出，目前国内生产厂已达20多家。例如日本松下、三洋、我国沈阳东宇、上海豪斯都是连续式整水器，其特征是电解槽中的隔膜都是有机薄膜，电解电压低于36V，且采取瞬时(几秒)电解方式，因此均不能除去溶于水中的盐类使硬水软化和去除重金属离子，这是这类整水器的缺点。

本发明的目的在于提供一种经改进的连续出水的整水器，它通过采用微孔陶瓷或微孔玻璃膜作电解槽隔膜，并用高电解电压和增加电解时间的方法达到克服前述整水器存在的缺点。

本发明的目的是通过下述方法实施的。首先，根据使用地的自来水不同水质，进行预处理，其采用的技术是目前通用的活性炭或中空纤维膜过滤；其二是经预处理的自来水进入密封结构的电解槽，它由隔膜分隔成二半室，隔膜是由特种微孔陶瓷或微孔玻璃制成。在两个半室中各放置一电极板。为加强电解效果，在两半室中加上若干组隔板，使水沿一定方向流动，电解电压应大于80V，电解时间增加可降低出水的硬度和重金属离子去除率，两出水管通过一个二位四通阀与出水系统相连，两电极通过接线柱与电器系统相连，二位四通阀切换与和它联动的电器系统的正负极切换同步进行，使出水管流出的保健饮用水和美容消毒用水通道不变。

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的实质性特点和显著的进步以及本发明的优点。

图1是本发明提供的连续出水整水器的系统示意总图。

图2是图1所示电解槽的具体结构示意图。

图3是图1中电器系统的方框图。

图4是电解过程示意图。

图中：A-进水系统；B-电解槽系统；C-电器系统；D-出水系统；

1-进水阀；2-水压继电器；3-过滤器；4-电解槽；5-二位四通阀；6-阳极水出水管；7-阴极水出水管；8-电控器；9-进水接管；10-电极接线柱；11-隔板；12-电极；13-隔膜；14-电解槽壳体；15-第一出水接管；16-第二出水接管；17-阳极出水调节阀；18-阴极出水调节阀。

由图1可知，本发明提供的连续出水整水器是由进水系统A、电解槽系统B、电器系统C和出水系统D组成的。分别详述如下：

(1)进水系统A可根据使用地自来水水质不同进行预处理，自来水经进水阀(1)进入系统后由过滤器3进行预处理。过滤器3可以采取活性炭、中空纤维膜等通用技术。处理后的水经水压继电器2进入电解槽系统B。

(2)电解槽系统B为本发明实质性部分，该系统是由电解槽壳体、14电极12、隔膜13、隔板11、进水接管9、第一出水接管15和第二出水接管16组成。进水接管9通过水压继电器2与进水系统A相接；第一出水接管15和第二出水接管16与出水系统D相接；电极12通过接线柱10与电器系统C直流输出线相接。

电解槽壳体14为一密封结构，由食品级塑料制作，中间用隔膜13分隔成两半室。隔膜13由特种微孔陶瓷或微孔玻璃制作，14应有一定量的水容积，其最佳设计为4-10升，两半室中各放置一电极板12，电极板12由钛合金加涂钌或铂制作，其最佳设计电极板制作成网孔状板，电极板由接线柱10引出。为了加强电解效果，在两半室中加上若干组隔板11，水由2个进水接管9进入，使水流沿箭头方向强制流动，增加水流路径和电解时间。经电解后，两半室的水分别由第一出水接管15和第二出水管16流出。由于在电解过程中水中含有的杂质会电离，金属离子会沉积到阴极表面，类似于电镀，经过一段时间沉积后会影响水的电解效果，故本发明中电控器中有正负电极切换功能，当阴极转换成阳极后，沉积在电极表面的一层金属会迅速变成离子转移到水中，而电极板12本体由于涂有惰性金属钌或铂则不受腐蚀。2个电极板在长时间工作周期中，由于不断交替为正极负极，故电极板表面不会沉积太多金属。

当左面的电极为阳极，右面为阴极时，第一出水接管15输出的是美容或消毒的酸性水，第二出水接管16输出的是碱性保健饮用水。这两路水分别接入二位四通阀5，然后由阳极出水管6，流出美容或消毒用的酸性水。由阴极出水管7流出的碱性保健饮用水。电极切换时，左面成阴极右面成阳极，二位四通阀同时同步切换故阳极出水管6和阴极出水管流出的水不变。实际上是先由二位四通阀切换后再由和它联动控制电控器8实现正负电极切换的。

(3)电器系统C如图3所示，交流输入整流电源经过调压后再经过延迟断开器和开关及倒极器后直流输出线接到图2的电解槽接线柱10。在水压继电器2输出信号后，接通开关线路，水压继电器停止输出信号后经延时断开的定时器设定时间后，开关线路断开。二位四通阀切换时，阀上的触点联动切换正、负极。整流后的直流电压应大于80V，其最佳设计为150±30V。

(4)出水系统D除包括附图1中所示的二位四通阀5和阳极出水管6和阴极出水管7外还在2个出水管中接上调节阀17和18，以分别调节两种出水的流量，还可以装上数字显示的流量计(图中未表示出)。只要打开进水阀1，通过阀1可以调节总水流量，当水流经水压继电器2时，电器系统C输出直流电压，电解槽系统B开始电解，阳极出水管6和阴极出水管7就会出水，当关闭阀1后，出水虽然停止，但电解仍继续进行，直到经过设定的定时器延迟时间后，才停止电解。

下面用附图4的电解槽的电解过程中的电化学反应和化学反应过程来进一步阐明本发明的特点。电解槽中盛满自来水，由于自来水中的溶解性杂质大都是电解质，当加上直流电压后，水中即发生电解反应。

(1)

在阳极侧 (2)

在阴极侧 (3)

在阳极侧由于OH^-的减少H⁺浓度增加水的PH值降低。水呈酸性和氧化性ORP为正值。在阴极一侧由于H⁺减少OH^-离子浓度增加，PH值就增加，水呈碱性和还原性ORP值为负值。(ORP称之氧化还原电位)。同时阳离子穿过隔膜的微孔向阴极侧移动，阴离子向阳极侧移动。移向阴极一侧的重金属离子以Pb²⁺为例

在阴极上还原 (4)

一部分与OH^-作用 (5)

其它重金属也产生同样反应故得以从水中除去，实验结果除Cd和Hg外其余去除率都可在90％以上。

水中的钙镁离子产生如下反应： (6) (7) (8) (9) (10) (11)

因此大部分钙镁离子沉殿使硬水软化，实验结果可使水硬度降低50-80％。

水中的高分子有机物大部分由过滤器3中的活性碳所吸附，存下的一部分电解时也产生电离，并破坏了水中胶体颗粒的稳定性，在高分子链的末端因吸附胶体颗粒而相互联接形成长链，使胶体颗粒由高分子链的粘结架桥作用而形成絮凝体，在实验中可以看到阴极一侧电解时产生大量絮状物，电解结束后絮状物会慢慢沉殿，最终阴极一侧水的色度和浊度会大幅改善。(1)、(2)和(3)的反应在电解的瞬间就发生，故一开始阳极就冒出O₂气泡，而阴极上冒出H₂气泡，几秒钟内阴阳极两侧水PH值ORP值就会显著变化。而(4)→(10)的反应重金属离子和钙镁离子的去除率，则与电解时间与电解电压成正比。在现有国内外的连续式整水器的电解槽由于电压小于36V，电解时间仅几秒钟，所以无法除去水中的重金属离子和溶于水中的盐类使硬水软化，在本发明中电解电压为80-200V，最佳设计为150±30V。电解时间可达半小时以上，所以(4)-(10)的反应和胶体颗粒与有机高分子的凝聚反应都能发生。

为了增加水流经电解槽的电解时间，故电解槽需要有一定的容积最佳设计为4-10升。容积过小，电解时间过短，容积过大使设备体积与重量过大。如以6升为例，每侧容积为3升，如以出水流量1升/分计，则水流经电解槽电解时间为3分钟，这个时间要除去重金属和使硬水软化也是不足的，所以在电控器的设计中，包含有可延时断开的电解定时器，在前一次放水后只要设定延迟断开时间，则水压继电器虽然断开，但电解仍继续进行，直到定时器断开。由于电解时间增加，可使硬水软化和除去重金属离子，因此用本发明的连续式整水器可以连续放出优质的保健饮用水和美容和消毒用水。

用本发明技术处理自来水，即使原水中存在大量细菌，由于出水的PH值和ORP值微生物都无法生存，故出水也能达到完全无菌，能直接饮用。

实施例1：电解槽容积蓄水为6L，电解电压为80-180V，流量为0.8-2.5L/min，其阴极出水的PH值和氧化还原电位(ORP)值见表1和表2。表1连续式整水器阴极出水实测PH值

表2连续式整水器阴极出水ORP实测值

ORP值(即氧化还原电位)当其为负值时为还原电位。能清除人体内过剩的氧自由基，日本产品的ORP值一般在-250mV左右，本发明的ORP值远远低于-250mV。所以从表2可见本发明的优点。

当电解时间增加到1小时时可使自来水的总硬度降低50-80％。

重金属去除率见附表3。

表3重金属离子实测去除率单位mg/L

元素	自来水中添加量	残留量	去除率	元素	自来水中添加量	残留量	去除率
元素	自来水中添加量	残留量	去除率	元素	自来水中添加量	残留量	去除率	Mn	0.46	＜0.01	＞98％	Ag	0.11	＜0.01	＞90.9％
Fe	1.10	＜0.05	＞95％	As	13.7	＜0.5	＞99.6％	Mn	0.46	＜0.01	＞98％	Ag	0.11	＜0.01	＞90.9％
Fe	1.10	＜0.05	＞95％	As	13.7	＜0.5	＞99.6％	Zn	3.77	＜0.01	＞99.7％	Pb	0.68	＜0.3	＞95％
Cu	1.67	0.015	＞99％	Hg	0.32	＜0.3	＞6.6％	Zn	3.77	＜0.01	＞99.7％	Pb	0.68	＜0.3	＞95％
Cu	1.67	0.015	＞99％	Hg	0.32	＜0.3	＞6.6％	Cd	0.16	＜0.05	＞68.7％

Claims

1. 一种由进水系统、电解槽系统、出水系统和电器系统组成的连续出水的整水器，其特征在于：

(1)电解槽系统中电解槽为一密封结构，它由食品级塑料制成，中间由隔膜隔成两半室，两半室中各放置一电极板，在两半室中加上若干组隔板，使水流沿一定方向强制流动；

(2)电解槽二个出水接管和出水系统的一个二位四通阀相连接，二位四通阀切换和电控系统的正负极切换同步联动；

(3)电器系统包括整流调压电源、开关及倒极和延时断开电解定时器；直流电压大于80V；

(4)进水系统通过过滤器和水压继电器与电解槽系统进水管相连，电解槽系统由二个出水管与出水系统的二位四通阀相接。

2. 按权利要求1所述的连续出水的整水器，其特征在于密封结构的电解槽壳体应有一定的容积，最佳设计为4-10L。

3. 按权利要求1所述的连续出水的整水器，其特征在于所述的隔膜为特种微孔陶瓷或微孔玻璃。

4. 按权利要求1所述的连续出水的整水器，其特征在于电器系统整流后的直流电压最佳值为150±30V。

5. 按权利要求1所述的连续出水的整水器，其特征在于出水系统的流量可通过二个出水管的调节阀予以调节。

6. 按权利要求1所述的连续出水的整水器，其特征在于电器系统中装有定时器可延时断开。

7. 按权利要求1所述的连续出水的整水器，其特征在于电解槽中的电极板由钛合金加涂钌或铂制成，其最佳设计是制成网孔状板。