一種純水機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種純水機，屬于飲用水終端水質處理技術領域。
【背景技術】
[0002]當前，水環(huán)境加劇惡化，飲用水質衛(wèi)生安全事故頻發(fā)，已經嚴重危及人的生存。水污染主要是由人類活動產生的污染物造成，它包括工業(yè)污染源，農業(yè)污染源和生活污染源三大部分。日趨加劇的水污染，已對人類的生存安全構成重大威脅，成為人類健康、經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。據(jù)世界權威機構調查，每年因飲用不衛(wèi)生水至少造成全球2000萬人死亡，因此，水污染被稱作〃世界頭號殺手〃。
[0003]國內外大多數(shù)自來水廠至今仍采用沉淀、過濾、加氯消毒的陳舊工藝方法，將江河水或地下水簡單加工成可飲用水。然而，面對工業(yè)污水、農業(yè)污水和生活污水猖獗泛濫涌入生活水源，自來水廠已經不堪重負無能為力。再加上自來水從水廠經輸水管網及高層儲水箱到達飲用水終端所帶來的附加污染，市政自來水已不敢說是衛(wèi)生的了。尤其是，自來水加氯雖然可有效殺除病菌，但同時也會產生較多的鹵代烴化合物，這些含氯有機物的含量成倍增加，是引起人類患各種疾病的重大根源。即使是把自來水煮沸了，上述殘留物仍驅之不去，還會使亞硝酸鹽與三氯甲烷等致癌物增加。亦即，即便飲用開水的安全系數(shù)也是不高的。
[0004]現(xiàn)有水質凈化產品或涉水產品，主要為介質吸附或采用各種孔徑的過濾膜將水中的有害物加以攔截濾除的物理方式處理工藝。由于活性炭類吸附材料很容易飽和失效，而各種過濾膜又很容易被細菌污染或有機物阻塞或破損，因此實際情況是并不能如理論設計所期望那樣作到對水中污染物的充分凈化。面對日益嚴重的源水污染，現(xiàn)有的物理方式處理工藝已經遠遠不能保證水質達標。但物理方式水處理工藝也有一個優(yōu)點，就是不會生成毒副產物。因此傳統(tǒng)的RO膜反滲透過濾方法生產的水質最為安全，但為保安全所換取的代價則是高達40%_70%甚至更多的逆反濃水被白白浪費排入下水管道，造成巨大的水資源和電能浪費，而且RO膜堵塞后更換的成本非常高。為減少乃至達到零廢水排放，節(jié)約水資源，迄今已研發(fā)出各種專利技術。例如，將逆反濃水儲存它用，或將濃水中的污染物先經分子篩等過濾后循環(huán)回用，或調整廢水比例，或通過電氣控制減少清洗排污時間，或經逆止閥直接返回自來水主管路中稀釋，或以“雙膜雙水”模式，分質用水，等等。這些技術的共同不足，一是未從系統(tǒng)整體設計考慮，只是局部單一措施，往往使系統(tǒng)整體工作失衡;其二是均未考慮從改善膜元件的進水工況入手，減輕膜元件的工作負荷，可以說是“治標不治本”，故而迄今還未見真正實用商品化的產品問世。
[0005]相比而言，化學水處理工藝雖然具有廉價簡單高效等諸多優(yōu)點，是一種優(yōu)良的高級氧化工藝，但電化學處理本身存在一系列問題，不宜在民用終端生活飲用水處理場合單獨使用，迄今尚未見有在日常生活用水處理場合廣泛應用。究其原因，一是化學水處理工藝需要足夠的反應時間，而在日常生活用水場合，凈水器從開機到出水僅僅數(shù)秒鐘，污染物在凈水器中停留時間太短，根本來不及完成相關化學反應處理;其二是，化學水處理工藝有可能伴隨一定的毒副作用。例如，盡管化學氧化反應工藝可強效滅活細菌，深度降解有機物，去除水中的各種有害物質，但化學氧化法所生成的各類強氧化因子基本是無選擇性、不可控的，若處理不當極可能產生源水中沒有的新物質，反而危及飲水安全;正因為如此，在民眾日常生活飲用水凈化處理場合，對于化學水處理工藝的應用可以說是慎之又慎。
[0006]然而，在水環(huán)境前所未有嚴重污染、傳統(tǒng)物理凈水器已力不從心的今天，重新審視關注化學水處理在生活飲用水凈化處理應用的可能性，創(chuàng)新開發(fā)一種既能高效除去水中污染物又無毒副產物、高度安全的化學氧化水質凈化方法與裝置，將物理吸附-過濾處理工藝與電化學處理工藝聯(lián)用，發(fā)揮各自優(yōu)勢，取長補短，確保民眾生活飲用水質安全，具有十分重要的現(xiàn)實意義。
[0007]目前市售的電解離子水機水處理系統(tǒng)本質上雖然可視為將物理吸附-過濾處理工藝與電化學處理工藝聯(lián)用，但是其系統(tǒng)結構為物理吸附-膜過濾前置處理與電解制水單元后置的組合。遺憾的是，就水質凈化而言，這種“本末倒置”結構方式，沒有克服單純物理吸附-膜過濾處理能力的不足，例如通常用于前處理的活性炭，其多孔性高比表面積非極性吸附特性，具有較好的除臭、脫色、去除余氯、過濾懸浮物，以及濾除分子量大于3000的有機物效果。然而，對過濾膜的保護不夠，一些有機物吸附在過濾膜上不能分解造成膜失效，活性炭極易受細菌污染而飽和失效，甚至變成細菌滋生的溫床從而進一步堵塞過濾膜，等等。前處理不合格，使得反滲透膜或超濾膜受嚴重污染而破損失效。后置電化學處理工藝也會帶來諸多新問題，例如陰極還原會生成亞硝酸鹽、重金屬離子不能過濾掉而導致重金屬超標等，最終導致凈水器不達標。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明要解決技術問題是:提供一種可以在降低水的硬度、降解水中有機物、滅活水中細菌的同時不產生毒副產物且工作可靠使用壽命長的純水機。
[0009]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案是:一種純水機，包括電解單元和膜過濾單元;所述電解單元包括陰陽成對的電極、電解電源和水箱，所述水箱上設有第一進水口和第一出水口；所述陰陽成對的電極有兩對，分別是第一電極對和第二電極對，所述第一電極對的陰、陽電極之間設有非導電材料制成的第一透水性隔膜，所述第二電極對的陰、陽電極之間設有非導電材料制成的第二透水性隔膜，所述第一透水性隔膜將第一電極對的陽電極與水箱隔開，所述第二透水性隔膜將第二電極對的陰電極與水箱隔開，所述第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極均位于水箱內；所述第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極之間填充有成塊的多孔性吸附材料，所述第一出水口位于多孔性吸附材料上；所述膜過濾單元設有第二進水口和第二出水口，所述第一出水口與第二進水口連通;在使用時，所述第一電極對的陰電極和第二電極對的陽電極均與水箱內的水直接接觸，所述第一電極對的陽電極僅與水箱內通過所述第一透水性隔膜滲出的滲透水接觸，所述第二電極對的陰電極僅與水箱內通過所述第二透水性隔膜滲出的滲透水接觸。
[0010]本發(fā)明中所述膜過濾單元優(yōu)選微濾膜過濾單元、超濾膜過濾單元或納濾膜過濾單
J L ο
[0011]需要說明的是，本發(fā)明處理的對像是市供自來水，正如【背景技術】中所述，現(xiàn)在水污染日益嚴重，市供自來水已經成為一種微污染水(或者說是特殊污染水)，其污染源包括環(huán)境污染(如農藥殘留等)、氯消毒產生的污染以及管道二次污染等。
[0012]上述本發(fā)明公開的技術方案的工作機理及有益效果陳述如下。
[0013]所述水箱以第一、第二透水性隔膜為分界:所述第一電極對分設在第一透水性隔膜兩側，所述第一電極對的陰電極在水箱內，而其陽電極在水箱外;所述第二電極對分設在第二透水性隔膜兩側，所述第二電極對的陽電極在水箱內，而其陰電極在水箱外。當然，如水箱內部設有空腔，第一或第二透水性隔膜設置在空腔殼體上，則設置在空腔內的第二電極對的陰電極或第一電極對的陽電極視為設置在水箱外。
[0014]首先以第一電極對為例，第一電極對的陽電極僅與水箱內滲透通過第一透水性隔膜的滲透水接觸(陽電極不與水箱的水直接接觸)把陽極直接氧化反應轉移到水箱外進行，陽極反應產物在容器外排走，不致再返回容器內污染水質。同時，水中的陰性污染物例如余氯、各種有害陰離子等，受陽極電壓作用，也可以從容器內水中透過第一透水性隔膜，迀移到水箱外隨滲透水排出。
[0015]本發(fā)明中第一透水性隔膜的結構在微觀上表現(xiàn)為無數(shù)透水微孔的過水通道區(qū)域，由于第一透水性隔膜是非導電性材料制成，因而在透水微孔的過水通道內產生電壓降，即當電解電源的電解電壓施加于外電極(陽電極)和內電極(陰電極)后，形成如下的電壓降落關系:第一透水性隔膜外陽電極( + )—陽電極與第一透水性隔膜之間水膜的電壓降U1—透水性隔膜自身阻抗產生的壓降U2—第一透水性隔膜與水箱內的陰電極之間水阻抗產生的電壓降U3。
[0016]而第一電極對的陽電極僅與第一透水性隔膜的滲透水接觸，第一電極對的陽電極貼近第一透水性隔膜，這樣水電解時的析氫、析氧反應生成的氣體很容易進入透水微孔的過水通道內并在過水通道內的水中生成氣泡，在第一透水性隔膜的透水微孔的過水通道內的狹小環(huán)境中氣泡很容易破碎從而產生局部高溫高壓，進而