CN202400924U

CN202400924U - 一种饮用水自制机

Info

Publication number: CN202400924U
Application number: CN2011205700469U
Authority: CN
Inventors: 梁书博
Original assignee: 梁书博
Current assignee: Ningbo Hui Shi Kang Health Science and Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2021-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种饮用水自制机，包括由主仓和副仓组成的机体；所述主仓上设置有进、出水口，主仓内设置有曝气装置及紫外灯；副仓内设置有臭氧发生装置、水泵及活性炭过滤柱；臭氧发生装置通过管道与设置在主仓底部的曝气装置连接，紫外灯设置在曝气装置上方；水泵的一端通过管道与活性炭过滤柱底部连接，另一端通过管道与主仓底部连通，活性炭过滤柱的顶部通过管道与主仓上部连通；机体上还设置有与紫外灯、臭氧发生装置及水泵连接的控制开关；本实用新型还公开了采用高级氧化能力的水冲洗活性炭过滤柱的饮用水的制备方法；本实用新型可以有效地去除水中的细菌、异味、残余氯和有害化学物质，又不去除水中矿物质，且制水效率高。

Description

一种饮用水自制机

技术领域

本实用新型涉及饮水机领域，具体地，涉及一种饮用水自制机。

背景技术

世界上水质污染严重，加热消毒已经不能有效清除饮用水中的有害化学物质。因此，一种冷消毒技术，能有效地杀灭水中微生物和去除水中有害化学物质，又不去除水中矿物质的水处理方法是理想的水处理方法。

目前多数家庭和办公室用水处理方法是加热，除加热外主要是采用超滤(可以清除水中微生物，但不可以清除水中有害化学物质)和反渗透(可以清除水中微生物和有害化学物质，但也同时将水中的矿物质清除)。反渗透是最有效的水净化方法，但反渗透所制的水电导率极低，接近于纯水，失去了对人体有益的矿物质。使用反渗透结合矿化柱可以部分恢复水中的矿化物质，但矿化柱和矿化后的水容易长细菌，不能达到制造无菌水的目的。另外，使用反渗透方法，每制一份水失去三份水，没有达到节约水的目的。

臭氧消毒结合前置和后置活性碳过滤柱是目前大规模制造饮用水的有效方法。然而，活性碳是细菌生长的载体之一，前置和后置活性碳柱容易生长细菌。因此，前置和后置活性碳柱的细菌生长减少了活性碳柱的滤水效率，形成饮用水的细菌污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种饮用水自制机，采用其制备饮用水可以有效地去除水中的细菌、异味、残余氯和有害化学物质，又不去除水中矿物质，且制水效率高。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种饮用水自制机，包括由主仓和副仓组成的机体；所述主仓上设置有进、出水口，主仓内设置有曝气装置及紫外灯；所述副仓内设置有臭氧发生装置、水泵及活性炭过滤柱；所述臭氧发生装置通过管道与设置在主仓底部的曝气装置连接，所述紫外灯设置在曝气装置上方；所述水泵的一端通过管道与活性炭过滤柱底部连接，另一端通过管道与主仓底部连通，所述活性碳过滤柱的顶部通过管道与主仓上部连通；所述机体上还设置有与紫外灯、臭氧发生装置及水泵连接的控制开关。

进一步地，所述主仓上部为尾气仓，下部为水仓，所述紫外灯上部暴露在尾气仓内，紫外灯下部位于水仓内。

进一步地，所述副仓内还设置有尾气吸附或降解柱，且所述尾气吸附或降解柱通过管道与主仓上部连通。

进一步地，所述尾气吸附柱为活性碳吸附柱，所述尾气降解柱为光触媒降解柱或加热降解柱。

进一步地，所述臭氧发生装置包括臭氧发生管及与臭氧发生管连接的气泵、排热风扇。

进一步地，所述控制开关为定时旋钮开关，所述定时旋钮开关与臭氧发生装置的气泵连接。

进一步地，所述曝气装置为微孔曝气器。

进一步地，所述副仓外侧还设置有手柄，所述进水口设置在主仓顶部，进水口处设置有上盖，所述出水口设置在主仓上部外侧，出水口处还设置有出水口盖。

一种饮用水的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过曝气在水中产生溶解臭氧，部分溶解臭氧通过紫外照射产生羟基自由基；

(2)含有溶解臭氧和羟基自由基的具有高级氧化能力的处理水循环冲洗活性炭过滤柱，得到的水即为饮用水。

进一步地，所述通过曝气产生的未利用的尾气臭氧通过吸附和/或降解处理。

本实用新型采用有高级氧化能力的水冲洗活性碳过滤柱，可以去除水中细菌、异味、残余氯和有害化学物质。有高级氧化能力的水是采用曝气方法将气体臭氧传入水中制造水中的溶解臭氧，再由紫外线照射形成羟基自由基。一方面高级氧化可以杀灭水中的细菌，除掉水中的异味(臭氧是最有效的除异味试剂之一)、残余氯和水中有害的化学物质，另一方面有高级氧化能力的水不断冲洗活性碳过滤柱以达到杀灭和清除活性碳过滤柱中生长的细菌的目的。活性碳过滤柱的作用是过滤掉水中的有害物质达到饮用水标准。没有被利用的臭氧尾气利用吸附和/或降解处理，形成一个安全的无气体臭氧泄漏的饮用水自制机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的饮用水自制机在关闭紫外灯时产生有效浓度的溶解臭氧，在开启紫外灯后大部分臭氧被转化为羟基自由基，即臭氧和紫外共同作用产生了有高级氧化能力的水。尾气中的臭氧经过尾气仓紫外降解和臭氧尾气吸附或降解柱后无泄漏。

2、本实用新型的饮用水自制机，同时开启臭氧、紫外和活性碳过滤柱10分钟后，可以保持水中无菌，说明开启的活性碳过滤柱过滤水中的有害物质并没有影响臭氧和紫外杀灭细菌的效果。

3、本实用新型的饮用水自制机的臭氧和紫外所形成的有高级氧化能力的水可以有效的氧化绝大部分农药，开启活性碳过滤柱后100％去除水中残留的农药。

4、本实用新型的饮用水自制机的臭氧和紫外所形成的有高级氧化能力的水可以有效的去除水中的重金属离子砷。

5、本实用新型的饮用水自制机无论在开启或关闭活性碳过滤柱的情况下均未产生过量的溴酸盐，说明本机使用的臭氧量安全。

6、本实用新型的饮用水自制机无论在开启或关闭活性碳过滤柱的情况下均使人感觉不到自来水中氯气及游离氯的存在，说明本机可以有效去除水中氯气及游离氯，口感好。

7、不同地区的水口味不同，除掉水中异味是饮用水自制机最重要的功能之一，臭氧处理水是除去水中异味最好的方法之一。本实用新型的饮用水自制机无论在开启或关闭活性碳过滤柱的情况下均使人感觉不到自来水中异味的存在，说明本机可以有效去除水中异味，口感好。

8、本实用新型的饮用水自制机模拟长期运行后，水质检测符合相应的国家标准。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的饮用水自制机结构分解图；

图2为本实用新型的饮用水自制机结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的饮用水自制机，如图1、2所示(注：图2中箭头代表气和水的循环方向)，包括由主仓1和副仓2组成的机体；主仓1上设置有进、出水口，主仓1内设置有曝气装置3及紫外灯4；副仓2内设置有臭氧发生装置5、水泵6及活性炭过滤柱7；其中臭氧发生装置5包括臭氧发生管及与臭氧发生管连接的气泵、排热风扇；臭氧发生装置5的臭氧发生管通过管道与设置在主仓1底部的曝气装置3连接，紫外灯4设置在曝气装置3上方；水泵6的一端通过管道与活性炭过滤柱7底部连接，另一端通过管道与主仓1底部连通，活性碳过滤柱7的顶部通过管道与主仓1上部连通；机体上还设置有与紫外灯4、臭氧发生装置5的气泵及水泵6连接的控制开关8，控制开关8为旋钮控制开关。

上述曝气装置3将臭氧发生装置5产生的臭氧有效的传入水中并制造高浓度的水中溶解臭氧。紫外灯4将水中的溶解臭氧进一步转化成羟基自由基，和臭氧自由基一起形成具有高级氧化能力的水，直接杀灭水中的微生物。使用水泵6使水循环冲洗活性碳过滤柱7，一方面可以过滤掉水中的有害化学物质，另一方面可以杀灭活性碳过滤柱7中的微生物，提高活性碳过滤柱7的使用效率。定时开关8可以控制水泵6、紫外灯4、臭氧发生装置5的开关及控制处理时间(10、15、20分钟)，进行高级氧化水冲洗活性碳过滤柱水处理。

本实用新型的饮用水自制机，其主仓1上部为尾气仓9，下部为水仓10，紫外灯4上部暴露在尾气仓9内，紫外灯4下部位于水仓10内。紫外线4灯管在尾气仓9的部分是用来将尾气仓9的臭氧尾气降解减少和辐照消毒尾气仓9内壁。

为了实现臭氧的完全安全无泄漏，在本实用新型饮用水自制机的副仓2中内还设置有尾气吸附或降解柱11，该柱通过管道与主仓1上部连通。尾气吸附或降解柱11是用来彻底吸附和降解尾气中的气体臭氧，可选择活性碳或其他吸附剂作为吸附材料，也可以采用光触媒降解或加热降解。

本实用新型饮用水自制机的曝气装置3采用微孔曝气器，可在水中产生高浓度的溶解臭氧。

在本实用新型饮用水自制机的副仓2外侧还设置有手柄12，进水口13设置在主仓1顶部，进水口13处设置有上盖14，出水口15设置在主仓1上部外侧，出水口15处还设置有出水口盖16。

本实用新型的饮用水的制备方法，包括如下步骤：

通过曝气产生的未利用的尾气臭氧可通过吸附和/或降解处理。

实验例1

目的：本实用新型的饮用水自制机的高级氧化处理方法氧化能力实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机，打开或关闭紫外灯，水泵开启和臭氧、紫外同时运行。溶解臭氧(O₃)是强氧化剂，与碘化钾(KI)水溶液反应游离出碘单质。用淀粉溶液作为指示剂，碘单质与淀粉反应显现蓝色，用一定浓度硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)标准溶液进行滴定，根据硫代硫酸钠标准溶液的消耗量便可计算出臭氧量。其反应式为：

O₃+2KI+H₂O——O₂+I₂+2KOH (1)

I₂+2Na₂S₂O₃——2NaI+Na₂S₄O₆ (2)

表1实验基本参数记录表

表2测定水中溶解臭氧

结论：本实用新型的饮用水自制机在关闭紫外灯时产生有效浓度的溶解臭氧，在开启紫外灯后大部分臭氧被转化为羟基自由基，提示臭氧和紫外共同作用形成高级氧化能力，并产生了有高级氧化能力的水。实验结果还提示尾气中的臭氧经过尾气仓紫外降解和尾气吸附或降解柱后无泄漏。

实验例2

目的：本实用新型的饮用水自制机的高级氧化处理方法净化水中细菌实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机，将大肠杆菌接种到自来水中，控制细菌密度在1.5×10⁴cfu/ml，进行净化实验。

表3实验基本参数记录表

表4细菌去除率(％)

结论：本实用新型的饮用水自制机，同时开启臭氧、紫外和活性碳过滤柱10分钟后，可以保持水中无菌，提示开启的活性碳过滤柱过滤水中的有害物质并没有影响臭氧和紫外杀灭细菌的效果。

实验例3

目的：本实用新型的饮用水自制机的高级氧化处理方法净化水中残留农药实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机，将自来水中人为添加有机磷农药，使得测定值农药抑制率为100％(说明农药超标)，分别开启和关闭活性碳过滤柱，进行净化实验。

在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶正常功能抑制，其抑制率与农药的浓度呈正相关性。正常情况下，酶催化神经传导介质水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄色物质，用TMYQ-108农药残留快速检测仪(根据国家标准《GB/T5009.199-2003》标准的技术要求设计)测定吸光度随时间的变化值(ΔA)计算出抑制率(I)，通过抑制率可以判断出样品中是否有高剂量的有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。测量值小于50％说明符合标准。

I＝(ΔA₀-ΔA_t)/ΔA₀×100％

其中：

I：酶抑制率

ΔA₀：对照溶液吸光度随时间的变化值

ΔA_t：样品溶液吸光度随时间的变化值

表5实验基本参数记录表

表6酶抑制率(％)

结论：实验结果表明，本实用新型的饮用水自制机的臭氧和紫外所形成的高级氧化能力可以有效的氧化绝大部分农药，开启活性碳过滤柱后100％去除水中残留的农药。

实验例4：

目的：本实用新型的饮用水自制机的重金属离子去除实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机，开启臭氧和紫外灯，同时开启活性碳过滤柱，在自来水中添加一定浓度(0.1mg/l)的砷，根据《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006方法测定其重金属离子的去除情况实验。

表7实验基本参数记录表

表8砷去除结果

结论：重金属离子砷在有微量铁元素存在情况下可以迅速被臭氧氧化为砷酸铁，通过活性碳过滤柱可以被迅速吸附。因此，臭氧加活性碳是处理水中重金属离子砷最有效的方法。实验结果表明，本实用新型的饮用水自制机的臭氧和紫外所形成的高级氧化能力可以有效的去除水中的重金属离子砷。

实验例5：

目的：过度使用臭氧处理水产生溴酸盐是可能出现的有害副产物，本实用新型的饮用水自制机的高级氧化处理方法净化水测定水中溴酸盐产生量实验。

方法：使用本实用新型的空气源臭氧发生装置的直饮水机，关闭或开启活性碳过滤柱，测定处理后的水中溴酸盐产生量。

表9实验基本参数记录表

表10净化过程中溴酸盐生成量

结论：实验结果表明本实用新型的饮用水自制机无论在开启或关闭活性碳过滤柱的情况下均未产生过量的溴酸盐，提示本机使用的臭氧量安全。

实验例6：

目的：本实用新型的饮用水自制机的水中氯气及游离氯的去除实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机，开启紫外和臭氧装置，同时开启或关闭活性碳过滤柱，实验选取7人尝试处理后的水中氯气及游离氯情况。

表11实验基本参数记录表

表12净化过程中氯气及游离氯的去除情况

结论：实验结果表明本实用新型的饮用水自制机无论在开启或关闭活性碳过滤柱的情况下均使人感觉不到自来水中氯气及游离氯的存在，提示本机可以有效去除水中氯气及游离氯，口感好。

实验例7：

目的：不同地区的水口味不同，除掉水中异味是饮用水自制机最重要的功能之一，臭氧处理水是除去水中异味最好的方法之一。本实用新型的饮用水自制机的水中异味的去除实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机，开启紫外和臭氧装置，同时开启或关闭活性碳过滤柱，实验选取7人尝试处理后的水中异味情况。

表13实验基本参数记录表

表14净化过程中异味的去除情况

水样	处理前异味	对照组矿泉水	处理后异味
				结果	有	无	无

结论：实验结果表明本实用新型的饮用水自制机无论在开启或关闭活性碳过滤柱的情况下均使人感觉不到自来水中异味的存在，提示本机可以有效去除水中异味，口感好。

实验例8：

目的：本实用新型的饮用水自制机的水质检测实验。

方法：使用本实用新型的饮用水自制机用于楼房顶部水箱内流出的自来水，开启紫外和臭氧装置，同时开启活性碳过滤柱，按照每天运行一次，每次3.1L，运行三个月处理90，180和270L的水量计算，根据《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006方法进行水质检测实验。

表15实验基本参数记录表

表16饮用水自制机水质检测结果

结论：实验结果表明本实用新型的饮用水自制机模拟长期运行后，水质检测符合相应的国家标准，提示三个月应更换活性碳过滤柱。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种饮用水自制机，其特征在于，包括由主仓和副仓组成的机体；

所述主仓上设置有进、出水口，主仓内设置有曝气装置及紫外灯；

所述副仓内设置有臭氧发生装置、水泵及活性炭过滤柱；

所述臭氧发生装置通过管道与设置在主仓底部的曝气装置连接，所述紫外灯设置在曝气装置上方；

所述水泵的一端通过管道与活性炭过滤柱底部连接，另一端通过管道与主仓底部连通，所述活性碳过滤柱的顶部通过管道与主仓上部连通；

所述机体上还设置有与紫外灯、臭氧发生装置及水泵连接的控制开关。

2.根据权利要求1所述的饮用水自制机，其特征在于，所述主仓上部为尾气仓，下部为水仓，所述紫外灯上部暴露在尾气仓内，紫外灯下部位于水仓内。

3.根据权利要求1或2所述的饮用水自制机，其特征在于，所述副仓内还设置有尾气吸附或降解柱，且所述尾气吸附或降解柱通过管道与主仓上部连通。

4.根据权利要求3所述的饮用水自制机，其特征在于，所述尾气吸附柱为活性碳吸附柱，所述尾气降解柱为光触媒降解柱或加热降解柱。

5.根据权利要求3所述的饮用水自制机，其特征在于，所述臭氧发生装置包括臭氧发生管及与臭氧发生管连接的气泵、排热风扇。

6.根据权利要求5所述的饮用水自制机，其特征在于，所述控制开关为定时旋钮开关，所述定时旋钮开关与臭氧发生装置的气泵连接。

7.根据权利要求3所述的饮用水自制机，其特征在于，所述曝气装置为微孔曝气器。

8.根据权利要求3所述的饮用水自制机，其特征在于，所述副仓外侧还设置有手柄，所述进水口设置在主仓顶部，进水口处设置有上盖，所述出水口设置在主仓上部外侧，出水口处还设置有出水口盖。