[发明专利]饮水电解制取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电解装置，属于水电解设备技术领域。

背景技术

现实中，日常用水尤其是生活用水所受污染越来越严重。现有以介质吸附或采用各种孔径的过滤膜将水中的有害物加以拦截滤除的物理方式处理工艺，由于吸附材料很容易饱和失效,而各种过滤膜又很容易被细菌污染或有机物阻塞或破损,实际情况是并不能达到理论设计所期望的水质净化效果，甚至连细菌超标问题都难以解决。另一方面，伴随社会的进步与生活水平的提高，人们也对日常用水健康指标提出更高要求。例如，期望饮水中富含氢、氧化还原电位比较低，以消除人体内号称“万病之源”的氧自由基，健康长寿。目前相对能满足上述日常用水综合需求的是电化学水处理技术。

电化学水处理，通过对水电解反应专门过程，既可制取得到氧化还原电位低富含氢的有益健康水，同时又通过阳极反应等过程，在水中生成强氧化因子，灭活细菌和降解水体中的各种污染物。例如已公示中国专利1（申请号201010120654.X）一种碱性还原水无隔膜电解装置，以及中国专利2（申请号201010525481.X）还原水无隔膜电解装置，主要以制取富氢水为目的，兼有一定杀菌净化作用（主要通过阳极直接氧化和活性炭的吸附）。不过，中国专利1电解效率较低，且易碱性超标；中国专利2针对前者不足，将阴、阳两电极之间距离δ范围减小限定为5m≥δ>0；但阴、阳两电极之间距离δ范围过小，又不可避免会发生因活性炭阳极表面破损剥落情况导致阴、阳极间短路。因此该专利现实应用中难以将δ范围减小至1mm以下。总之，上述两专利的制水效率及水质净化能力均显不足需要改进。

此外，日常饮水场合因及装置不同，水的污染程度也不同。既要制取出健康的水，又要净化杀菌确保饮水安全，还要防止过度消毒导致水的生物性指标变差。然而，迄今尚没有一种既能改善水的健康指标同时又可针对具体饮水场合，适当调整水的杀菌净化能力的水处理装置。

发明内容

通过上述背景技术的描述可以知道，现有水净化处理技术不能保证日常饮水的安全；现有水电解处理技术只能解决人们对日常饮水的单一需求，目前尚没有一种可以同时满足人们对日常饮水的安全和健康需求的水电解装置。具体说，就是目前还没有一种水电解装置可以在高效制取氧化还原电位低富含氢的水的同时可以有效调节和控制氧化因子的生成量，以便根据人们对日常饮水的安全和健康的不同需求，制取出和去具有一定杀菌能力的适宜饮用的水。

因此，本发明要解决的技术问题是：提出一种通过电解可以制取出氧化还原电位低富含氢且具有一定杀菌能力的适宜饮用的水的装置。

为了解决上述技术问题，本发明申请公开的技术方案是：一种饮水电解制取装置，包括盛水容器、设于盛水容器内的至少一对阴电极和阳电极、用于对阴电极和阳电极供电的电解电源；成对的阴电极和阳电极之间设有透水性隔膜，所述透水性隔膜覆盖在阳电极上，所述透水性隔膜与阴电极的间距δ范围是0≤δ≤10毫米。

上述技术方案中所述透水性隔膜也叫透水膜或透水性隔离膜，是指可以穿透水分子的隔膜，其透水孔径从毫米级到纳米级，包括日常水处理使用的各种过滤膜，如：超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和微滤膜（MF），等。

上述技术方案中所述透水性隔膜覆盖在阳电极上，是指透水性隔膜与阳电极之间基本是零间距。

上述本发明申请公开的技术方案工作机理陈述如下：

本发明装置中所述透水性隔膜并非常规采用的离子膜，而是在水电解领域中从未用过的一种隔离膜，本发明人创新地将该透水性隔膜引入水电解装置中作为阴、阳电极间的隔离膜。

对水电解的正常反应是，阴极析氢（气）、阳极析氧（气），H⁺离子趋向阴极区域，而OH^-离子则趋向阳极区域。本发明装置中，阴、阳电极之间设置有透水性隔膜，将电解池分割为阴极室和阳极室两个反应空间。

1）透水性隔膜与阴电极的间距δ大于零，即阴极室容积大于零，阴极析氢反应正常进行，生成氢气，阴极室、进而整个容器水的氧化还原电位下降

H⁺+e^-→H H+H→H₂↑H+e^-→H^-

2）阳极室析氧反应为

①从水里迁移到阳极表面的液相传质吸附

OH^-（水）→OH^-（阳极表面）

②在阳极表面发生的反应

OH^-→OH+e^-