一種新型除砷（氟）家用超濾凈水器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種可有效降低飲用水中砷（氟）含量的功能性超濾膜家用凈水器。根據(jù)本發(fā)明的新型除砷（氟）家用超濾凈水器，包括：進(jìn)水管（1）、洗脫液罐（2）、自動(dòng)控制與顯示裝置（3）、濾水凈化裝置（4）和出水管（5）組成。濾膜由特殊組分制成的濾芯可有效吸附水中的砷（氟）元素，自來水流經(jīng)濾芯時(shí)，其中的砷（氟）被濾膜吸附，產(chǎn)成水中砷（氟）的含量顯著減少；吸附在濾膜上的砷（氟）在彈簧開關(guān)與傳感器的控制下由洗脫液罐中洗脫液洗凈后排出。本專利采用物理吸附和篩分機(jī)理完成凈化，不產(chǎn)生廢棄污染物，產(chǎn)水砷（氟）濃度下降90%以上。本發(fā)明安裝使用簡(jiǎn)便、耗電低、使用成本低、適用范圍廣，可用于城鄉(xiāng)居民家庭以及單位含砷（氟）飲用水的凈化。
【專利說明】一種新型除砷(氟)家用超濾凈水器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飲用水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，本發(fā)明涉及一種新型除砷(氟)家用超濾凈水器。
【背景技術(shù)】[0002]我國(guó)本身地處高砷帶，寧夏平原、內(nèi)蒙古平原、山西大同盆地、新疆、吉林西部等地都是飲用水砷超標(biāo)的高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)。長(zhǎng)期飲用砷含量超標(biāo)的水會(huì)導(dǎo)致砷中毒，引起神經(jīng)衰弱癥候群，對(duì)胃腸道系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、皮膚和神經(jīng)系統(tǒng)都有著不同程度的損害，表現(xiàn)癥狀為疲乏無力、嘔吐、皮膚發(fā)黃、腹痛、頭痛及神經(jīng)痛，甚至引起昏迷，嚴(yán)重者表現(xiàn)為神經(jīng)異常、呼吸困難、心臟衰竭而死亡，并有一定的致癌性。與砷相比，氟在自然界中廣泛分布且與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)，氟中毒具有更高的流行性。我國(guó)是世界上地方性氟中毒分布最廣、病情極其嚴(yán)重的國(guó)家之一，除上海市與海南省外，其他各省(市、區(qū))均有不同程度的流行。人體氟中毒分為飲水型、燃煤型與飲茶型，其中飲水型氟中毒分布范圍最廣。氟中毒會(huì)導(dǎo)致以牙齒和骨骼損害為主并波及到心血管及神經(jīng)系統(tǒng)的全身性疾?。粌和卸局饕憩F(xiàn)為氟斑牙，成人主要表現(xiàn)為氟骨癥。氟斑牙(又稱斑釉齒、火山病)是氟中毒表現(xiàn)最明顯的病癥，是由于氟過多使牙齒鈣化酶的活性降低而導(dǎo)致牙齒的正常鈣化無法進(jìn)行，色素在牙釉質(zhì)表面上沉著而形成。氟骨癥是氟中毒的另一嚴(yán)重?fù)p害，病程可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，重者造成殘疾，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥引起死亡。此外，氟過多對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、內(nèi)分泌和免疫功能等都會(huì)產(chǎn)生一系列不良影響。
[0003]世界衛(wèi)生組織經(jīng)調(diào)查指出，人類80%的疾病與飲用水有關(guān)。一般來說，人體一天所需的水量約為2500毫升，其中1200毫升來自于飲水。而根據(jù)調(diào)查顯示，近年來，我國(guó)每年有超過500萬人因飲用不健康的水而致病身亡。飲用水質(zhì)量時(shí)時(shí)刻刻影響著我們的健康，但由于國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期落后，我國(guó)大部分城市每天生產(chǎn)出來的飲用水十分令人擔(dān)憂。據(jù)調(diào)查了解，我國(guó)現(xiàn)在99%的自來水廠用的仍然是100年前的常規(guī)工藝，其基本水處理流程為原水-一級(jí)泵房-加藥-絮凝池-沉淀或澄清池-濾池-消毒清水池-二級(jí)泵房-用戶。即原水經(jīng)過絮凝沉淀，通過石英砂、卵石過濾，再利用氯氣、漂白粉消毒，三個(gè)步驟后就可以輸送給用戶。這一傳統(tǒng)工藝主要是去除原水中的懸浮物、膠體和細(xì)菌，針對(duì)的是受輕度污染的II類水質(zhì)。但由于近20年中國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的急速發(fā)展，水源污染成了我國(guó)水質(zhì)安全的最大威脅，城市水源主要污染物由微生物轉(zhuǎn)為無機(jī)和有機(jī)污染物，城市自來水廠面對(duì)的原水污染類別與等級(jí)都已發(fā)生極大變化。再加上加氯消毒本身也會(huì)由于其余氯殘留形成“三致物質(zhì)”，我國(guó)現(xiàn)階段的自來水凈化水平不足以應(yīng)對(duì)現(xiàn)今的社會(huì)要求，飲用水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象十分普遍。
[0004]飲用未達(dá)到凈化標(biāo)準(zhǔn)的飲用水會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生巨大影響，各項(xiàng)指標(biāo)中，砷與氟的危害最大。在我國(guó)最新修訂的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，它們的毒理指標(biāo)分別為砷:
0.01mg/L，氟化物1.0mg/L。但由于自來水廠凈化水平十分有限，這兩種有毒物質(zhì)的超標(biāo)現(xiàn)象在我國(guó)十分普遍。[0005]目前，在水源污染未能徹底改善、自來水處理工藝沒有升級(jí)、管網(wǎng)污染問題不能解決的情況下，家用凈水器成為人們的首選?，F(xiàn)今市場(chǎng)上家用凈水器有很多種，例如:pp棉濾芯凈水器，也就是裝有各種PP棉濾芯的單筒凈水器，該凈水器一般價(jià)格低，但是濾芯更換頻率較高且容易堵塞，過濾的精度也不是很高，僅僅用于水的初步過濾，不能去除水中的砷(氟);活性炭過濾器，活性炭具有超強(qiáng)的吸附力，可以去除水中的異色和異味，但是無法消除水中的細(xì)菌、砷(氟)以及其他一些有害物質(zhì)，對(duì)泥沙、鐵銹的去除效果也比較差。與這兩種單純依靠過濾與活性炭吸附達(dá)到凈水效果的凈水器相比，更多消費(fèi)者選擇更輕便、效率更高的濾膜凈水器?，F(xiàn)今市場(chǎng)采用膜技術(shù)的家用凈水器有兩類，第一種是反滲透式家用凈水器，這種產(chǎn)品可除去水中的全部雜質(zhì)，包括Na+、Cl'F_、Ca2+、Mg2+等離子，制得純凈水，但其純水產(chǎn)率低，只有10~15%，此外，已有報(bào)道指出，長(zhǎng)期飲用純水會(huì)造成人體缺少微量元素，有害身體健康；因此，這種凈水器有一定的缺陷；第二種是超/微濾膜凈水器，可除去細(xì)菌、膠體、大分子物質(zhì)，但其對(duì)離子無去除作用，尤其是砷(氟)這種有害離子。我國(guó)市場(chǎng)上能夠有效除砷(氟)的家用凈水器種類有限，且凈化效率較低。
[0006]為了克服現(xiàn)有的家用超濾凈水器無法去除飲用水中有害元素砷(氟)的不足，本發(fā)明提供一種新型除砷(氟)家用超濾凈水器，不僅可以過濾水中細(xì)菌、膠體等雜質(zhì)，也可通過物理吸附有效去除自來水中低濃度砷(氟)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]針對(duì)現(xiàn)有家用凈水器存在的問題，本發(fā)明提供一種新型除砷(氟)家用超濾凈水器。不僅通過篩分機(jī)理去除水中細(xì)菌、膠體等雜質(zhì)，也可通過物理吸附機(jī)理有效降低自來水中砷(氟)的含量。
[0009]2、技術(shù)方案
[0010]一種新型除砷(氟)家用超濾凈水器，包括進(jìn)水管、洗脫液罐、自動(dòng)控制與顯示裝置、濾水凈化裝置和出水管。
[0011]其原理是自來水流經(jīng)濾芯時(shí)，其中的砷(氟)被由特殊組分制成的濾膜吸附，產(chǎn)成水中砷(氟)的含量顯著減少；關(guān)閉自來水時(shí)，吸附在濾膜上的砷(氟)在彈簧開關(guān)與傳感器的控制下由洗脫液罐中洗脫液洗凈后排出。這一過程中，通過自來水龍頭的開關(guān)即可聯(lián)動(dòng)彈簧開關(guān)來控制洗脫液與進(jìn)水管網(wǎng)的交替連通，并通過傳感器與顯示裝置顯示濾芯中洗脫液是否流盡，顯示流盡后即可接用產(chǎn)水。整個(gè)過程僅傳感器與顯示裝置需耗電能，其他裝置均依靠水壓作用。
[0012]3、有益效果
[0013]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0014](1)可有效除去家庭飲用水中的砷(氟)含量，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，本發(fā)明對(duì)飲用水中低濃度砷(氟)的脫除率達(dá)到90%以上，且表現(xiàn)穩(wěn)定。
[0015](2)本發(fā)明利用物理吸附與篩分原理，工作過程中不產(chǎn)生新的污染物，不增加生態(tài)負(fù)擔(dān)。
[0016](3)濾芯每次吸附有害物后均由洗脫液清洗，可保證濾芯的凈化效率，提高濾芯的使用壽命。[0017](4)濾芯制作只需調(diào)整制膜液組分，不增加制作難度、成本低廉，且使用成本低，可用于城鄉(xiāng)居民家庭以及單位含砷(氟)飲用水的凈化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019]圖1為本發(fā)明裝置連接示意圖
[0020]圖2為本發(fā)明自動(dòng)控制與顯示裝置結(jié)構(gòu)圖
[0021]圖3為本發(fā)明顯示裝置電路圖【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0023]實(shí)施例1
[0024]家用凈水器，如圖1所示，由進(jìn)水管(I)、洗脫液罐(2)、自動(dòng)控制與顯示裝置(3)、濾水凈化裝置(4 )和出水管(5 )組成。其中，洗脫液罐(2 )規(guī)格為2L，濾水凈化裝置(4 )中濾芯的內(nèi)徑為100暈米,長(zhǎng)度為250暈米,其他管道規(guī)格按家庭管網(wǎng)設(shè)置。使用時(shí),將家庭自來水管直接接在進(jìn)水管(I)處，流經(jīng)濾芯即可在出水管(5)處得到凈化水，使用安裝簡(jiǎn)單方便。
[0025]圖2為本發(fā)明自動(dòng)控制與顯示裝置結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)總開關(guān)(a)打開時(shí)，閥門(b)打開，閥門(C)關(guān)閉，此時(shí)自來水流入濾芯，但其中混有上一次使用中清洗濾膜的洗脫液，不可直接接用，在打開總開關(guān)(a) —段時(shí)間后混合液流盡，即可得到凈化水(即圖3中指示綠燈(IV)亮之后方可接用)。用戶接水完畢后關(guān)閉總開關(guān)(a)，此時(shí)閥門(b)關(guān)閉，閥門(C)和彈簧閥門(d)打開，洗脫液流入凈水器，待洗脫液充滿凈水器后彈簧閥門(d)關(guān)閉，下一次總開關(guān)(a)打開后再次接觸到彈簧閥門(d)以重復(fù)以上步驟。
[0026]圖3為開關(guān)處的電路控制圖，該電路主要由壓力傳感器(I)和脈沖計(jì)時(shí)器(II)組成，壓力傳感器(I)監(jiān)控洗脫液罐內(nèi)洗脫液是否充足，當(dāng)洗脫液罐內(nèi)洗脫液充足的時(shí)候輸出低電平，洗脫液不足時(shí)輸出高電平，此時(shí)指示紅燈(III)將長(zhǎng)亮且指示綠燈(IV)不會(huì)亮。脈沖計(jì)時(shí)器在洗脫液排除前輸出低電平，此時(shí)指示紅燈(III)亮，洗脫液排除后輸出高電平，此時(shí)若洗脫液罐內(nèi)洗脫液充足則指示紅燈(III)滅指示綠燈(IV)亮。
[0027]當(dāng)進(jìn)水含砷量〈0.05mg/L時(shí)，除砷率>90%，出水〈0.005mg/L,符合生活飲用水的最新標(biāo)準(zhǔn)。
[0028]實(shí)例2
[0029]家用凈水器，如圖1所示，由進(jìn)水管(I)、洗脫液罐(2)、自動(dòng)控制與顯示裝置(3)、濾水凈化裝置(4 )和出水管(5 )組成。其中，洗脫液罐(2 )規(guī)格為2L，濾水凈化裝置(4 )中濾芯的內(nèi)徑為100暈米,長(zhǎng)度為250暈米,其他管道規(guī)格按家庭管網(wǎng)設(shè)置。使用時(shí),將家庭自來水管直接接在進(jìn)水管(I)處，流經(jīng)濾芯即可在出水管(5)處得到凈化水，使用安裝簡(jiǎn)單方便。
[0030]圖2為本發(fā)明自動(dòng)控制與顯示裝置結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)總開關(guān)(a)打開時(shí)，閥門(b)打開，閥門(C)關(guān)閉，此時(shí)自來水流入濾芯，但其中混有上一次使用中清洗濾膜的洗脫液，不可直接接用，在打開總開關(guān)(a) —段時(shí)間后混合液流盡，即可得到凈化水(即圖3中指示綠燈(IV)亮之后方可接用)。用戶接水完畢后關(guān)閉總開關(guān)(a)，此時(shí)閥門(b)關(guān)閉，閥門(c)和彈簧閥門(d)打開，洗脫液流入凈水器，待洗脫液充滿凈水器后彈簧閥門(d)關(guān)閉，下一次總開關(guān)(a)打開后再次接觸到彈簧閥門(d)以重復(fù)以上步驟。[0031]圖3為開關(guān)處的電路控制圖，該電路主要由壓力傳感器(I)和脈沖計(jì)時(shí)器(II)組成，壓力傳感器(I)監(jiān)控洗脫液罐內(nèi)洗脫液是否充足，當(dāng)洗脫液罐內(nèi)洗脫液充足的時(shí)候輸出低電平，洗脫液不足時(shí)輸出高電平，此時(shí)指示紅燈(III)將長(zhǎng)亮且指示綠燈(IV)不會(huì)亮。脈沖計(jì)時(shí)器在洗脫液排除前輸出低電平，此時(shí)指示紅燈(III)亮，洗脫液排除后輸出高電平，此時(shí)若洗脫液罐內(nèi)洗脫液充足則指示紅燈(III)滅指示綠燈(IV)亮。
[0032]當(dāng)進(jìn)水含氟量<5mg/L時(shí)，除氟率>90%,出水〈0.5mg/L,符合生活飲用水的最新標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型除砷(氟)家用超濾凈水器，其特征在于，進(jìn)水管和出水管之間有濾水凈化裝置、洗脫液罐、自動(dòng)控制與顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所用的濾水凈化裝置中所包含的濾膜為功能性超濾膜，可以去除自來水中所含的低濃度砷(氟)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所用的洗脫液罐包含的洗脫液可以將濾膜中的砷(氟)洗脫。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所用的自動(dòng)控制與顯示裝置包含彈簧開關(guān)、脈沖傳感器和壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK103833108SQ201410101340
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】贠延濱, 武雪, 藍(lán)云龍 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)