專利名稱：嵌入式水凈化裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌入式水凈化裝置及使用方法，尤其涉及熱水器前置的無(wú)動(dòng)力水
凈化裝置。
背景技術(shù)：
通常，家用、餐飲、美容美發(fā)和休閑健身等場(chǎng)所的熱水器，使用半年左右之后，在內(nèi) 加熱管上、管道內(nèi)、水龍頭內(nèi)都會(huì)積聚水垢、滋生細(xì)菌，尤其是采用二次加壓供水的高層住 宅和使用地下水的建筑內(nèi)安裝的熱水器更為嚴(yán)重。自來(lái)水中含有Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)2暫 時(shí)硬度時(shí)，在加熱過(guò)程中分解產(chǎn)生的不溶性沉淀物是水垢的主要成分，如反應(yīng)1、2所示。Ca (HCO3) 2 — CaCO3 J, +CO2 個(gè) +H2O (1)Mg (HCO3) 2 — Mg (OH) 2 J, +2C02 (2)加熱管結(jié)垢會(huì)使熱效率降低30%以上，既浪費(fèi)能源又增加使用費(fèi)用。而用戶則會(huì) 感覺(jué)到加熱時(shí)間變長(zhǎng)，管道或噴頭小孔結(jié)垢堵塞，會(huì)使水流變得細(xì)小或出現(xiàn)堵塞。這種情況 不僅影響正常使用，導(dǎo)致使用壽命下降，嚴(yán)重的還會(huì)損壞熱水器。因此，熱水器使用一段時(shí) 間需要清洗除垢，以保安全。但熱水器的清洗十分麻煩，費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢不算，還要排放高濃 度清洗劑來(lái)污染環(huán)境。2009年熱水器列為家電下鄉(xiāng)產(chǎn)品，其保有量已呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)之勢(shì)，部 分水源指標(biāo)業(yè)已超出預(yù)期，嚴(yán)重影響其進(jìn)一步的推廣使用。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，家用軟水機(jī)已相當(dāng)普及。我國(guó)對(duì)家用飲水機(jī)的消費(fèi)需求正呈上 升趨勢(shì)。一般軟水機(jī)為單純Na型樹(shù)脂軟化，水中的硬度離子，包括永久硬度幾乎都轉(zhuǎn)化成 了 Na+，并須按照用水流量進(jìn)行再生清洗。如1. 5噸流量型軟水機(jī)，用水達(dá)到1. 5噸后，樹(shù)脂 對(duì)水中鈣鎂離子的置換就達(dá)到飽和。這時(shí)軟水機(jī)就需要吸進(jìn)飽和食鹽溶液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行體內(nèi) 再生及清洗。對(duì)于家用的小型軟水機(jī)器，離子交換樹(shù)脂再清洗所需耐腐蝕的自動(dòng)輸液系統(tǒng) 成本遠(yuǎn)高于其軟水模塊，不僅自身利用率極低，并限制軟水模塊的容積利用率(為保證再 生效果，填充率須小于70%)和再生效率(顆粒污染物去除受樹(shù)脂展開(kāi)度限制)，也因永久 硬度去除導(dǎo)致周期產(chǎn)水量降低。再生清洗過(guò)程的消耗(鹽、水、電)是使用者支付運(yùn)行費(fèi)用 的主體，加之排放含鹽廢水對(duì)環(huán)境造成的不良影響，導(dǎo)致其所產(chǎn)生的積極效果大打折扣，成 為普及推廣的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種嵌入式水凈化裝置及其使用方法，旨在控制熱水器結(jié) 垢、降低能耗和減少二氧化碳及洗滌劑排放，并改善水質(zhì)的去污能力和護(hù)膚保健效果，延長(zhǎng) 洗浴設(shè)備的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種嵌入式水凈化裝置，包括桶體，其特征在于桶體上端裝有分配器，并與吸水 管螺紋連接，吸水管的下端連接一帽，所述桶體中滿填充均勻混合的離子交換樹(shù)脂，其中含 有弱酸性大孔陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，所述兩種樹(shù)脂的比例大于5。
所述的混合離子交換樹(shù)脂為鋁型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與三碘樹(shù)脂的均勻混合物。一種如權(quán)利要求1所述嵌入式水凈化裝置的使用方法，其特征在于包括下述步 驟(1)采用不銹鋼波紋軟管將所述分配器分別與供水線體和用水設(shè)施連接，當(dāng)所述 嵌入式水凈化裝置用作熱水器前置無(wú)動(dòng)力水凈化裝置時(shí)，應(yīng)使凈化水中含有適量的二氧化 碳及溶解已有水垢的物質(zhì)；(2)上述嵌入式水凈化裝置，須按規(guī)定周期進(jìn)行集中復(fù)蘇處理，用含有氧化鋁和碘 化鉀電解液進(jìn)行電化學(xué)處理，通過(guò)復(fù)蘇失效的離子交換樹(shù)脂來(lái)保證所述樹(shù)脂的再生程度和 水凈化裝置的周期凈水量及重現(xiàn)性。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的積極效果在于1、嵌入式凈化水模塊無(wú)需自動(dòng)輸液系統(tǒng)，降低了制備成本。滿填充的凈化水模塊 具有密封結(jié)構(gòu)，使運(yùn)輸和更新過(guò)程清潔快速，容積利用率更高。2、專門的集中復(fù)蘇，變提供產(chǎn)品為提供服務(wù)，免去了用戶樹(shù)脂再生清洗所用的系 統(tǒng)投資、場(chǎng)地和時(shí)間投入。3、鋁型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與三碘樹(shù)脂的均勻混合物凈化水，其防垢、抑菌、溶垢功效 更佳，并使復(fù)蘇溶液循環(huán)使用。4、延長(zhǎng)熱水器及相關(guān)設(shè)備壽命30-50 %，節(jié)電30 %，并有助于可減少洗滌劑及清 洗劑使用和排放，降低污水處理負(fù)荷與碳排放。


，本發(fā)明有附圖3幅，其中圖1是本發(fā)明凈化水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是集中復(fù)蘇分散使用模式框圖；圖3是水凈化工藝流程框圖。圖中1分配器、2吸水管、3桶體、4濾帽、5填充樹(shù)脂。
具體實(shí)施例方式如圖1-圖3所示的一種嵌入式水凈化裝置及其使用方法，其結(jié)構(gòu)包括一桶體3，其 上端裝有分配器1，并與吸水管2螺紋連接，吸水管2的下端螺紋連接濾帽4，所述桶體3中 滿填充均勻混合的離子交換樹(shù)脂，其中含弱酸性大孔陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與強(qiáng)堿性陰離子交換 樹(shù)脂，所述兩種樹(shù)脂的比例大于5。做為一種最佳選擇，桶內(nèi)填充鋁型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與三 碘樹(shù)脂的均勻混合物。其中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的水凈化原理與功效如下(RCOO) 3A1+Ca (HCO3) 2+2H20 — RCOOAl (OH) 2+ (RCOO) 2Ca+C02 (3)(RCOO) 3Al+CaCl2 — X(4)上述反應(yīng)與單純Na型樹(shù)脂軟化不同，在去除水中暫時(shí)硬度離子時(shí)降低陽(yáng)離子總 量和堿度，不與中性鹽作用。尤其是進(jìn)入熱水器中的二氧化碳對(duì)已有水垢也可逐漸溶解去 除CaCO3 I +C02+H20 — Ca (HCO3) 2 (5)Mg (OH) 2 J, +2C02 — Mg (HCO3) 2 (6)三碘樹(shù)脂是一種廣譜殺菌劑，它對(duì)革蘭氏陽(yáng)性、陰性桿菌、RNA、DNA濾過(guò)性病毒等 非常有效，用于飲用水消毒，具有殺菌效率高，速度快，經(jīng)處理的水色、嗅、味不受影響等特點(diǎn)。三碘樹(shù)脂的殺菌機(jī)制主要為直接破壞細(xì)菌的外膜，使細(xì)胞壁蛋白質(zhì)凝固而致其死亡； 樹(shù)脂表面少量碘發(fā)生水解，產(chǎn)生次碘酸，抑制細(xì)胞膜上的呼吸氧化酶，并且使磷酸轉(zhuǎn)移酶失 活，破壞膜的滲透壓而損傷細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)菌變形死亡；進(jìn)入細(xì)胞漿中的碘主要通過(guò)直接氧 化其中的有效生物功能單元如酶、輔酶、氫的載體和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到殺菌目的。本發(fā)明所述混合離子交換樹(shù)脂復(fù)蘇方法，其工藝過(guò)程在于用含有氯化鋁和碘化 鉀的電解液通過(guò)電化學(xué)處理復(fù)蘇失效離子交換樹(shù)脂，其陽(yáng)極電化學(xué)氧化反應(yīng)過(guò)程如下2Γ — I2+2e(7)2Γ+Ι2 — If(8)2CF — Cl2+2e(9)C12+H20 — HC10+HC1 ； (10)氯化鋁和碘化鉀電解液經(jīng)過(guò)陽(yáng)極濾芯的流出液復(fù)蘇失效離子交換樹(shù)脂的基本原 理如下RC00A1 (OH) 2+(RCOO) 2Ca+2H+— (RCOO) 3A1+Ca2+ (11)RN (CH3) 3C1+If — RN (CH3) 3I3+Cr(12)復(fù)蘇本質(zhì)是碘離子的氧化水解，氯化鋁起支持電解質(zhì)作用。復(fù)蘇過(guò)程只消耗少量 碘。所述弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)離子的選擇性次序=H+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ ； 所述強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂對(duì)離子的選擇性次序ι3- > Γ > Cl—，失效轉(zhuǎn)化為所需形式的 樹(shù)脂的程度得以保證，并具有持續(xù)利用基礎(chǔ)。尤其是復(fù)蘇液具有一定氧化性能，將樹(shù)脂上吸 附的有機(jī)污染物分解成易溶于水的物質(zhì)而從樹(shù)脂上剝離下來(lái)。本發(fā)明的實(shí)施方式還包括構(gòu)建專業(yè)集中復(fù)蘇中心。專業(yè)集中復(fù)蘇中心承擔(dān)嵌入式 凈化水模塊復(fù)蘇業(yè)務(wù)，并為用戶提供一站式技術(shù)服務(wù)。中心需建立用戶信息跟蹤與反饋渠 道，及時(shí)完成用戶“以舊換新”要求。返回復(fù)蘇中心的凈化水模塊，其中填充的混合離子交 換樹(shù)脂2通過(guò)體外電化學(xué)方式進(jìn)行復(fù)蘇，測(cè)試相關(guān)的技術(shù)和衛(wèi)生指標(biāo)，并滿足混合樹(shù)脂重 新填充的要求，保證凈水模塊的周期凈水量及重現(xiàn)性。
權(quán)利要求
一種嵌入式水凈化裝置，包括桶體(3)，其特征在于桶體(3)上端裝有分配器(1)，并與吸水管(2)螺紋連接，吸水管(2)的下端連接濾帽(4)，所述桶體(3)中滿填充均勻混合的離子交換樹(shù)脂，其中含有弱酸性大孔陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，所述兩種樹(shù)脂的比例大于5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式水凈化裝置，其特征在于所述的混合離子交換樹(shù)脂 為鋁型陽(yáng)極離子交換樹(shù)脂與三碘樹(shù)脂的均勻混合物。
3.—種如權(quán)利要求1所述嵌入式水凈化裝置的使用方法，其特征在于包括下述步驟(1)采用不銹鋼波紋軟管將所述分配器(1)分別與供水閥門和用水設(shè)施連接，當(dāng)所述 嵌入式水凈化裝置用作熱水器前置無(wú)動(dòng)力水凈化裝置時(shí)，應(yīng)使凈化水中含有適量的二氧化 碳及溶解已有水垢的物質(zhì)；(2)上述嵌入式水凈化裝置，須按規(guī)定周期進(jìn)行集中復(fù)蘇處理，用含有氯化鋁和碘化鉀 電解液進(jìn)行電化學(xué)處理，通過(guò)復(fù)蘇失效的離子交換樹(shù)脂來(lái)保證所述樹(shù)脂的再生程度和水凈 化裝置的周期凈水量及重現(xiàn)性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種嵌入式水凈化裝置及其使用方法，所述裝置包括一桶體，其上端裝有分配器，并與吸水管連接，吸水管的下端則螺紋連接濾帽，所述桶體中滿充填均勻混合的離子交換樹(shù)脂，其中含有弱酸性大孔陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，兩種樹(shù)脂的比列大于5。所述水凈化裝置的使用方法主要包括兩大步驟，首先采用不銹鋼波紋軟管將所述分配器分別與供水閥體和用水設(shè)備連接，當(dāng)所述嵌入式水凈化裝置用作熱水器的前置無(wú)動(dòng)力水凈化器時(shí)，應(yīng)使凈化水中含有適量的二氧化碳及能溶解已有水垢的物質(zhì)；其次，需按規(guī)定周期將嵌入式水凈化裝置送往復(fù)蘇中心，用含有氯化鋁和碘化鉀的電解液進(jìn)行電化學(xué)處理，進(jìn)而保證樹(shù)脂的再生程度和水凈化裝置的周期凈水量和重現(xiàn)性。
文檔編號(hào)C02F1/42GK101885519SQ20101022368
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者李剛, 李子辰, 李彥生 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)