[发明专利]水体自发电电解还原模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解还原模块，特别是一种具有自发电能力的水体电解还原模块。

背景技术

在一般工业用水或民生用水的水体的输送或贮存过程中，会受到输送或贮存环境中的无机物质或有机物质的污染，而存在大量的细菌、病毒或其他造成水质劣化的微生物等对人体有害的物质。如以自来水、山泉水、地下水或井水等一般常见的民生用水为例，这些民生用水先由水源处经输送管路输送并贮存于储水槽内，然后再由储水槽所衔接的输水管路输出至用水端。

为了使民生用水在输出至用水端时能达到适于使用的标准，通常会定期添加化学药品(杀菌剂或除垢剂)于储水槽的水体内，例如在水体中投入次氯酸钠或通入氯气，并通过次氯酸钠或氯气于水体内产生氧化作用，使水体中能存在自由余氯(HOCl+OCl^-)等氧化性物质，以确保水体在用水端使用前没有细菌滋生及后续危害。虽然自由余氯在水体中能产生杀菌、消毒作用，但是当水体中所含有的自由余氯浓度达到约2～3ppm(mg/L，毫克/公升)时，即会使水体的水质劣化，并且让使用者感受到自由余氯所具有的特殊刺激气味。因此，世界卫生组织(world health organization，WHO)在考量多数人的感觉以及确保自由余氯残余剂量的消毒效力的情况下，推荐以自由余氯浓度为0.1ppm以下做为适饮性考虑所订定的基准，并建议各国依国情状况不同自行调整。

然而在某些国家中所订定的自由余氯标准仍然高于此一订定基准，更有甚者，在部份地区或受到大雨发生的区域，由于水源污染的关系，使水体中所含有的自由余氯平均浓度增加10倍左右，如此虽可确保水体为无菌的水质，但对于人体接触与饮用而言，也是生活中另一高风险来源。此外，根据科学研究证明，具有高氧化性的自由余氯除了可经由食物的摄取外，也可经由皮肤吸收而对人体产生影响，轻微程度而言，自由余氯会酸化并破坏头发和肌肤的蛋白质，使头发与肌肤受到损害；严重者则使人体产生心脏疾病、动脉硬化、高血压等慢性疾病和过敏等症状。

有鉴于此，虽然在水体中的确需要存在适量的自由余氯，以达到对水体产生杀菌与消毒的作用，但在水体经由输水管线输送至用水端时，则需尽可能的使水体中所含的自由余氯及其他氧化性物质的浓度降至最低或自水体中去除，以避免对人体产生危害。

目前对于水体中自由余氯或其他氧化性物质的去除方法上，通常会在储水槽及用水端之间装设一过滤(或净水)装置，使含有氧化性物质(如自由余氯)的水体先流通至过滤装置，以通过过滤装置内所填充的吸附剂吸附氧化性物质，例如以多孔性陶瓷球、活性碳或其他化学药剂等吸附氧化性物质或与氧化性物质进行理化反应，进而使氧化性物质自水体内去除。

然而，在现有过滤装置的使用上，由于过滤装置的组成结构复杂并占有一定的体积，使过滤装置仅能装设于某些特定的区域使用，例如在一般家庭中大多安装于水槽下的容置空间内，用以对饮用水进行过滤，因此使过滤装置受限于本身所具有的体积，而无法广泛的应用于其他输水设备上。

此外，过滤装置中所填充的吸附剂在长期与水体接触后，存在有污染水体的水质的疑虑，而需定期的更换吸附剂，并且在过滤装置的操作上需额外的提供操作电源才能顺利运转，进而使过滤装置的使用成本大幅上升，并造成能源的过度损耗。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种水体自发电电解还原模块，从而改进现有用于过滤(或去除)水体中的氧化性物质的水体净化装置，改善现有装置的组成结构复杂、体积庞大，并且需额外提供电源才能进行操作的现况，并解决现有的水体净化设备无论在制造生产或使用上都存在有的成本过高、组装不易以及能源过度损耗的问题。同时去除现有的水体净化装置需使用吸附剂及/或添加化学药剂来去除水体中的氧化性物质，而存在有吸附剂及/或化学药剂污染水质的疑虑。

本发明揭露一种水体自发电电解还原模块，应用于含有氧化性物质的水体，此水体自发电电解还原模块包括一中空管、一自发电单元及一电解单元，自发电单元及电解单元分别配置于中空管内，且自发电单元耦接于电解单元，自发电单元具有至少一叶片，当水体流通于中空管时，水体带动叶片或涡轮等水力承受设备转动，使自发电单元产生一电力传送至电解单元，电解单元于接收电力后，对流通至电解单元的水体进行电解作用，从而让存在于水体内的氧化性物质产生一还原反应。