日常用水电解制取装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种日常用水电解制取装置，属于水电解设备技术领域。该装置包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于2毫米且大于等于1纳米。该装置对水电解时可低耗、高效的生成大量安全可用的氧化因子并可以有效调节水中氧化因子，从而强化对水中污染物的洗涤清除效果，同时满足用户对于用水安全和功能性等多方面需求。

Daily water electrolysis preparation device

The invention relates to a daily water electrolysis preparation device, which belongs to the technical field of water electrolysis equipment. The device comprises a water container, a container at least one pair of negative electrode and positive electrode, negative electrode for electrolytic power supply to the power supply and a positive electrode; permeable diaphragm is arranged between the negative electrode and positive electrode pairs, the permeable membrane permeable aperture is less than or equal to 2 mm and greater than or equal to 1 nm. The device to generate low consumption and high efficiency water electrolysis of safe use and oxidation factor can effectively regulate the water oxidation factor, thereby strengthening the removal of contaminants in water washing, and meet the users for many aspects of water safety and functional requirements.

【技术实现步骤摘要】
日常用水电解制取装置
本专利技术涉及一种水电解装置，属于水电解设备
，不属于污水处理

技术介绍
现实中，日常用水（不含污水）尤其是生活用水所受污染越来越严重。现有以介质吸附或采用各种孔径的过滤膜将水中的有害物加以拦截滤除的物理方式处理工艺，由于吸附材料很容易饱和失效,而各种过滤膜又很容易被细菌污染或有机物阻塞或破损,实际情况是并不能达到理论设计所期望的水质净化效果，甚至连细菌超标问题都难以解决，有必要引入新的水质强效净化技术。另一方面，伴随社会的进步，人们也对日常用水提出一些功能性需求。例如，期望能够增强水的洗涤能力、清除被洗涤物中的污物、以节能减排，等等。针对上述对日常用水的需求，比较适宜的是水体等离子放电技术。等离子体是由大量自由电子和离子组成、且在整体上表现为电中性的物质第四态。所谓水体等离子放电技术，乃是通过适当方式诱发水中放电，促使水分子发生电离与激发。水体等离子放电技术具体形式有多种变化，共同特征是，水中存在大量气泡，以及生成大量强氧化因子（·OH、·H、H2O2、游离氧、臭氧等等）；显然对洗涤而言，水中的超微气泡可深度渗透到洗涤物内部将污垢冲洗剥落；而强氧化因子可将水体中的各种污染物高效降解。然而，现有水体等离子放电技术存在初始激发电压较高、电极侵蚀较严重、能耗过高等不足，尚难以在日常用水尤其是生活用水中应用。中国专利1（ZL200480007381.0）公示了一种以所谓“虚拟网孔点”水中放电方法制取离子化杀菌水的技术与装置，对于水体等离子放电技术用于日常生活用水作了十分有益的尝试。然而，该技术不仅受放电机理及实际制造工艺限制（阴阳电极间距不能保持很小）效率难以提高，尤其是不能根据日常用水不同场合的具体用水需求，对水中放电生成的强氧化因子类型及数量做相应调整；故应用范围有限。至于污水处理中通过电解生成强氧化因子的技术，由于污水与日常用水在水质上差距甚大，且污水电解处理属于高能耗工业技术，因此与日常用水电解的民用技术完全不同。
技术实现思路
通过上述
技术介绍
的描述可以知道，现有水处理技术只针对单一需求而且也难以达到，目前尚没有一种可以同时满足人们对日常用水的安全和功能性需求的水处理装置。在日常用水领域，需要寻求一种低功耗、高效和用水安全的微放电水体冷等离子体发生，同时能将产生的冷等离子体充分均匀释放而达到与水充分反应的技术或装置；或者说，需要一种可以低功耗、高效产生大量安全可用氧化因子的水处理装置，以便根据人们对日常用水的安全或功能性的不同需求，制取出去污力强适宜洗涤的水或具有一定杀菌能力的水。因此，本专利技术要解决的技术问题是：提出一种能够低功耗和高效电解产生大量安全可用氧化因子，从而制取出去污力强适宜洗涤的水或具有一定杀菌能力的水的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术申请公开的技术方案是：一种日常用水电解制取装置，包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于2毫米且大于等于1纳米。上述技术方案中所述透水性隔膜也叫透水膜或透水性隔离膜，是指可以穿透水分子的隔膜，其透水孔径从毫米级到纳米级（本专利技术限定透水孔径范围是2毫米-1纳米）的透水隔膜，包括日常水处理使用的各种过滤膜，如：超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和微滤膜（MF），等。上述本专利技术公开的日常用水电解制取装置技术方案的工作机理及有益效果陈述如下。本专利技术装置中所述透水性隔膜并非常规采用的离子膜，而是在水电解领域中从未用过的的一种隔膜，本专利技术人创新地将透水性隔膜引入水电解装置中作为阴、阳电极间的隔膜。由此我们认为本专利技术的日常用水电解制取装置在工作时的反应过程除了常规电解反应过程以外，产生了一个新的重要反应过程，即水体低压冷等离子放电反应过程。具体分析如下：1、电极尖端直径曲率与透水膜孔隙直径的等效模型在水体放电中，诱发水中等离子体产生往往需要给予一个激发的初始高电压，影响初始电压主要因素之一即为放电电极的参数。在同等条件下电极材质、放电间距、电极直径（电极曲率半径）对初始激发电压都有影响。随着电极直径的减小，起始激发电压降低。从另一个角度说，在外加相同电压条件下，电极直径越小越有利于增强离子体通道中自由基产生的剧烈程度。在本专利技术中，阴阳电极之间有一层透水性隔膜，隔膜拥有无数个透水直径很小（毫米级乃至纳米级）的孔隙，从宏观看可视为将大范围电极的水中放电反应等效分解为无数个极小曲率半径电极的尖端放电。进而极大的降低了激发等离子体反应的初始电压。水中电解时会生成大量超微气泡，其中有氢气泡也有氧气泡。而气泡的局部放电能大大增加反应活性分子的生成并且易于产生羟基等自由基，从而提高水中放电的反应效率。但是在气泡中产生放电需要气泡中的场强高于水中，要求整体电场较均匀；在本专利技术中，透水膜将阴阳两组大电极分解为无数组子电极，但是所有子电极的材质、电压均相同。这就保证在宏观领域整体电场均匀排布，电解所产生的气泡在上升过程中所受电场较均匀，保证了放电反应的高效率。2、增大接触面积，提高水中反应效率众所周知，总体积相同的同等物体，被分成的个体越多总体的比表面积越大。同理，本专利技术与不加透水隔膜的对电极放电情况对比，在产生等量气体的情况下，在无数个超微孔隙内水电解所产生的微气泡体积远远小于同等面积不加透水隔膜对电极电解所产生的气泡体积，而气泡数量也远远多于它。这就有效增加了气液两相接触的比表面积。而我们知道，等离子体次生成的各种氧化因子（如：羟基）主要发生在气液两相的接触面。也就是说：气液两相的接触面积越大，氧化因子的生成越多和反应越充分，水中有机物的降解、微生物杀菌效果更加优良，更进一步提高了水中放电反应的最终效率。传统的水体等离子放电技术，为产生水体等离子放电，往往通过外部向水中导入气体，并施以加高强度脉冲电压或高温条件。本专利技术则创新将等离子放电引导到透水性隔膜的无数微小蓄水空间进行，依靠对水电解析氢、析氧反应生成的气体，进入膜中诱发水体自身气化，进而以极小电压激发出高效的水体等离子放电，其意义不仅在于效率的提高，还有效防止了因电流密度过大易导致生物性指标的恶化。本专利技术装置中，如果透水性隔膜透水孔径过大（即微孔空间过大）等效于变相增大了电极直径（电极曲率半径）致使水中放电起始激发电压增高，并且使产生气泡体积变大减小了气液两相接触反应的比表面积。而透水性隔膜透水孔径过小（即微孔空间过小），会使电解产气无法发生或是产气效率极其低下，小到一定程度会导致隔膜内各微孔中无数个小曲率半径电极的尖端放电无法正常进行。因此，经过专利技术人的反复试验，确定透水孔径范围是2毫米-1纳米。概括上述本专利技术的日常用水电解制取装置技术方案的有益效果是：本专利技术通过将具有一定孔径的透水性隔膜设置在阴、阳极之间，在常规电解反应过程以外带来了在透水性隔膜内微孔中形成水体低压冷等离子放电反应，从而可以高效的在水中生成具杀菌能力的暂态氧化因子。具体实用效果是：水中氧化因子可强化对水中污染物的洗涤清除效果，同时满足用户对于用水安全和功能性等多方面需求。本专利技术在上述技术方案基础上的改进是：所述阴电极和阳电极的间距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米。本专利技术装置中，同等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种日常用水电解制取装置，包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源，所述阴电极是由钛基覆涂铂族氧化物制成的惰性电极，所述阳电极是由钛基覆涂铂族氧化物或碳质材料制成的惰性电极；其特征在于：成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜是超滤膜、纳滤膜或微滤膜，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于150微米且大于等于1纳米；所述阴电极和阳电极的间距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米；所述透水性隔膜是非导电性的透水性隔膜；所述透水性隔膜开有第二通孔，所述第二通孔的孔径大于2毫米；所述电解电源是高电平窄脉宽的直流或交变脉冲的低压电源。

【技术特征摘要】
1.一种日常用水电解制取装置，包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源，所述阴电极是由钛基覆涂铂族氧化物制成的惰性电极，所述阳电极是由钛基覆涂铂族氧化物或碳质材料制成的惰性电极；其特征在于：成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜是超滤膜、纳滤膜或微滤膜，所述透水性隔膜的透水孔径小于等于150微米且大于等于1纳米；所述阴电极和阳电极的间距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米；所述透水性隔膜是非导电性的透水性隔膜；所述透水性隔膜开有第二通孔，所述第二通孔的孔径大于2毫米；所述电解电源是高电平窄脉宽的直流或交变脉冲的低压电源。2.根据权利要求1所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述阴电极上开有第一通孔，所述第一通孔的孔径大于等于1毫米。3.根据权利要求1所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜是单层透水性隔膜。4.根据权利要求1所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述透水性隔膜是多层透水性隔膜。5.根据权利要求3所述日常用水电解制取装置，其特征在于：所述单层透水性隔膜是采用碳质材料制成的单层透水性隔膜。6.一种厨房清洗水槽，其特征在于含有如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志邦，
申请(专利权)人：大连双迪创新科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21