[發(fā)明專利]飲水電解制取裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410145755.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN103936109A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖志邦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連雙迪創(chuàng)新科技研究院有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水電解裝置，屬于水電解設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)實(shí)中，日常用水尤其是生活用水所受污染越來越嚴(yán)重。現(xiàn)有以介質(zhì)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，由于吸附材料很容易飽和失效,而各種過濾膜又很容易被細(xì)菌污染或有機(jī)物阻塞或破損,實(shí)際情況是并不能達(dá)到理論設(shè)計(jì)所期望的水質(zhì)凈化效果，甚至連細(xì)菌超標(biāo)問題都難以解決。另一方面，伴隨社會(huì)的進(jìn)步與生活水平的提高，人們也對(duì)日常用水健康指標(biāo)提出更高要求。例如，期望飲水中富含氫、氧化還原電位比較低，以消除人體內(nèi)號(hào)稱“萬病之源”的氧自由基，健康長壽。目前相對(duì)能滿足上述日常用水綜合需求的是電化學(xué)水處理技術(shù)。

電化學(xué)水處理，通過對(duì)水電解反應(yīng)專門過程，既可制取得到氧化還原電位低富含氫的有益健康水，同時(shí)又通過陽極反應(yīng)等過程，在水中生成強(qiáng)氧化因子，滅活細(xì)菌和降解水體中的各種污染物。例如已公示中國專利1（申請(qǐng)?zhí)?01010120654.X）一種堿性還原水無隔膜電解裝置，以及中國專利2（申請(qǐng)?zhí)?01010525481.X）還原水無隔膜電解裝置，主要以制取富氫水為目的，兼有一定殺菌凈化作用（主要通過陽極直接氧化和活性炭的吸附）。不過，中國專利1電解效率較低，且易堿性超標(biāo)；中國專利2針對(duì)前者不足，將陰、陽兩電極之間距離δ范圍減小限定為5m≥δ>0；但陰、陽兩電極之間距離δ范圍過小，又不可避免會(huì)發(fā)生因活性炭陽極表面破損剝落情況導(dǎo)致陰、陽極間短路。因此該專利現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中難以將δ范圍減小至1mm以下。總之，上述兩專利的制水效率及水質(zhì)凈化能力均顯不足需要改進(jìn)。

此外，日常飲水場(chǎng)合因及裝置不同，水的污染程度也不同。既要制取出健康的水，又要凈化殺菌確保飲水安全，還要防止過度消毒導(dǎo)致水的生物性指標(biāo)變差。然而，迄今尚沒有一種既能改善水的健康指標(biāo)同時(shí)又可針對(duì)具體飲水場(chǎng)合，適當(dāng)調(diào)整水的殺菌凈化能力的水處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容

通過上述背景技術(shù)的描述可以知道，現(xiàn)有水凈化處理技術(shù)不能保證日常飲水的安全；現(xiàn)有水電解處理技術(shù)只能解決人們對(duì)日常飲水的單一需求，目前尚沒有一種可以同時(shí)滿足人們對(duì)日常飲水的安全和健康需求的水電解裝置。具體說，就是目前還沒有一種水電解裝置可以在高效制取氧化還原電位低富含氫的水的同時(shí)可以有效調(diào)節(jié)和控制氧化因子的生成量，以便根據(jù)人們對(duì)日常飲水的安全和健康的不同需求，制取出和去具有一定殺菌能力的適宜飲用的水。

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提出一種通過電解可以制取出氧化還原電位低富含氫且具有一定殺菌能力的適宜飲用的水的裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明申請(qǐng)公開的技術(shù)方案是：一種飲水電解制取裝置，包括盛水容器、設(shè)于盛水容器內(nèi)的至少一對(duì)陰電極和陽電極、用于對(duì)陰電極和陽電極供電的電解電源；成對(duì)的陰電極和陽電極之間設(shè)有透水性隔膜，所述透水性隔膜覆蓋在陽電極上，所述透水性隔膜與陰電極的間距δ范圍是0≤δ≤10毫米。

上述技術(shù)方案中所述透水性隔膜也叫透水膜或透水性隔離膜，是指可以穿透水分子的隔膜，其透水孔徑從毫米級(jí)到納米級(jí)，包括日常水處理使用的各種過濾膜，如：超濾膜（UF）、納濾膜（NF）和微濾膜（MF），等。

上述技術(shù)方案中所述透水性隔膜覆蓋在陽電極上，是指透水性隔膜與陽電極之間基本是零間距。

上述本發(fā)明申請(qǐng)公開的技術(shù)方案工作機(jī)理陳述如下：

本發(fā)明裝置中所述透水性隔膜并非常規(guī)采用的離子膜，而是在水電解領(lǐng)域中從未用過的一種隔離膜，本發(fā)明人創(chuàng)新地將該透水性隔膜引入水電解裝置中作為陰、陽電極間的隔離膜。

對(duì)水電解的正常反應(yīng)是，陰極析氫（氣）、陽極析氧（氣），H⁺離子趨向陰極區(qū)域，而OH^-離子則趨向陽極區(qū)域。本發(fā)明裝置中，陰、陽電極之間設(shè)置有透水性隔膜，將電解池分割為陰極室和陽極室兩個(gè)反應(yīng)空間。

1）透水性隔膜與陰電極的間距δ大于零，即陰極室容積大于零，陰極析氫反應(yīng)正常進(jìn)行，生成氫氣，陰極室、進(jìn)而整個(gè)容器水的氧化還原電位下降

H⁺+e^-→H?H+H→H₂↑H+e^-→H^-

2）陽極室析氧反應(yīng)為

①從水里遷移到陽極表面的液相傳質(zhì)吸附

OH^-（水）→OH^-（陽極表面）

②在陽極表面發(fā)生的反應(yīng)

OH^-→OH+e^-