[發明專利]水體自發電電解還原模塊

有效

• 申請號: 201010192522.8
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN102115232A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 劉振邦;梁德明;胡伯瑜;陳致君;林東源;連文萍;褚柏胤
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;F03B13/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;靳強

技術領域

本發明涉及一種電解還原模塊，特別是一種具有自發電能力的水體電解還原模塊。

背景技術

在一般工業用水或民生用水的水體的輸送或貯存過程中，會受到輸送或貯存環境中的無機物質或有機物質的污染，而存在大量的細菌、病毒或其他造成水質劣化的微生物等對人體有害的物質。如以自來水、山泉水、地下水或井水等一般常見的民生用水為例，這些民生用水先由水源處經輸送管路輸送并貯存于儲水槽內，然后再由儲水槽所銜接的輸水管路輸出至用水端。

為了使民生用水在輸出至用水端時能達到適于使用的標準，通常會定期添加化學藥品(殺菌劑或除垢劑)于儲水槽的水體內，例如在水體中投入次氯酸鈉或通入氯氣，并通過次氯酸鈉或氯氣于水體內產生氧化作用，使水體中能存在自由余氯(HOCl+OCl^-)等氧化性物質，以確保水體在用水端使用前沒有細菌滋生及后續危害。雖然自由余氯在水體中能產生殺菌、消毒作用，但是當水體中所含有的自由余氯濃度達到約2～3ppm(mg/L，毫克/公升)時，即會使水體的水質劣化，并且讓使用者感受到自由余氯所具有的特殊刺激氣味。因此，世界衛生組織(world?health?organization，WHO)在考量多數人的感覺以及確保自由余氯殘余劑量的消毒效力的情況下，推薦以自由余氯濃度為0.1ppm以下做為適飲性考慮所訂定的基準，并建議各國依國情狀況不同自行調整。

然而在某些國家中所訂定的自由余氯標準仍然高于此一訂定基準，更有甚者，在部份地區或受到大雨發生的區域，由于水源污染的關系，使水體中所含有的自由余氯平均濃度增加10倍左右，如此雖可確保水體為無菌的水質，但對于人體接觸與飲用而言，也是生活中另一高風險來源。此外，根據科學研究證明，具有高氧化性的自由余氯除了可經由食物的攝取外，也可經由皮膚吸收而對人體產生影響，輕微程度而言，自由余氯會酸化并破壞頭發和肌膚的蛋白質，使頭發與肌膚受到損害；嚴重者則使人體產生心臟疾病、動脈硬化、高血壓等慢性疾病和過敏等癥狀。

有鑒于此，雖然在水體中的確需要存在適量的自由余氯，以達到對水體產生殺菌與消毒的作用，但在水體經由輸水管線輸送至用水端時，則需盡可能的使水體中所含的自由余氯及其他氧化性物質的濃度降至最低或自水體中去除，以避免對人體產生危害。

目前對于水體中自由余氯或其他氧化性物質的去除方法上，通常會在儲水槽及用水端之間裝設一過濾(或凈水)裝置，使含有氧化性物質(如自由余氯)的水體先流通至過濾裝置，以通過過濾裝置內所填充的吸附劑吸附氧化性物質，例如以多孔性陶瓷球、活性碳或其他化學藥劑等吸附氧化性物質或與氧化性物質進行理化反應，進而使氧化性物質自水體內去除。

然而，在現有過濾裝置的使用上，由于過濾裝置的組成結構復雜并占有一定的體積，使過濾裝置僅能裝設于某些特定的區域使用，例如在一般家庭中大多安裝于水槽下的容置空間內，用以對飲用水進行過濾，因此使過濾裝置受限于本身所具有的體積，而無法廣泛的應用于其他輸水設備上。

此外，過濾裝置中所填充的吸附劑在長期與水體接觸后，存在有污染水體的水質的疑慮，而需定期的更換吸附劑，并且在過濾裝置的操作上需額外的提供操作電源才能順利運轉，進而使過濾裝置的使用成本大幅上升，并造成能源的過度損耗。

發明內容

鑒于以上的問題，本發明提供一種水體自發電電解還原模塊，從而改進現有用于過濾(或去除)水體中的氧化性物質的水體凈化裝置，改善現有裝置的組成結構復雜、體積龐大，并且需額外提供電源才能進行操作的現況，并解決現有的水體凈化設備無論在制造生產或使用上都存在有的成本過高、組裝不易以及能源過度損耗的問題。同時去除現有的水體凈化裝置需使用吸附劑及/或添加化學藥劑來去除水體中的氧化性物質，而存在有吸附劑及/或化學藥劑污染水質的疑慮。

本發明揭露一種水體自發電電解還原模塊，應用于含有氧化性物質的水體，此水體自發電電解還原模塊包括一中空管、一自發電單元及一電解單元，自發電單元及電解單元分別配置于中空管內，且自發電單元耦接于電解單元，自發電單元具有至少一葉片，當水體流通于中空管時，水體帶動葉片或渦輪等水力承受設備轉動，使自發電單元產生一電力傳送至電解單元，電解單元于接收電力后，對流通至電解單元的水體進行電解作用，從而讓存在于水體內的氧化性物質產生一還原反應。