申请日2017.04.27
公开(公告)日2017.11.28
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F101/30; C02F101/14
摘要
本实用新型专利公开了一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，属于水处理 领域。本实用新型的水处理装置包括进水部分、水处理部分和出水部分，所述进水部分的出口与水处理模块部分进口连通，水处理模块部分出口与出水部分进口相连通，所述进水部分是旋拧型的杯盖;所述水处理部分由多个模块单元组成;所述出水部分包括阀门、导管和底部支架。本实用新型解决了传统净水器必须整机配合才能工作、体积大、质量重、难以随身携带、难以高效深度处理污染物的问题，适用于野外出游、极端环境科研考察、部队行军、城市供水紧急情况等，具有轻便小巧、易于携带、取水方便、可按需求组装等优点。
权利要求书
1.一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：包括依次连接的进水部分(101)、水处理部分(102)和出水部分(103)，其中，所述进水部分(101)为旋拧型的杯盖结构，所述水处理部分(102)包括相互分隔的多个处理模块，相邻模块之间以及水处理部分(102)与进水部分(101)、出水部分(103)之间均为可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述进水部分(101)、水处理部分(102)和出水部分(103)的外壳(10)均采用不锈钢材质，且进水部分(101)外壳的下边缘、出水部分(103)外壳(10)的上边缘及水处理部分(102)外壳的上下边缘分别加工有相互匹配的接口螺纹(5)，相邻处理模块之间以及水处理部分(102)与进水部分(101)、出水部分(103)之间均通过螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述水处理部分(102)的各处理模块均设有压入式砂芯(2)、嵌入式砂芯(3)和底面圆阀(4)，其中压入式砂芯(2)安装于对应外壳的顶侧，与外壳(10)内壁可拆卸连接，嵌入式砂芯(3)安装于对应外壳的底侧，固定镶嵌于外壳(10)内壁;所述底面圆阀(4)安装于嵌入式砂芯(3)下方并紧靠嵌入式砂芯(3)。
4.根据权利要求3所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述的水处理部分(102)包括通用水处理模块和专用水处理模块，其中通用水处理模块包括有机物处理模块、砷氟处理模块、重金属阳离子处理模块和消毒模块，专用水处理模块包括高含量有机物砷氟处理模块和三价砷处理模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述有机物处理模块中填充有活性炭颗粒，砷氟处理模块中填充有阴离子交换树脂基纳米水合氧化锆复合材料，重金属阳离子处理模块中填充有阳离子交换树脂基纳米磷酸锆复合材料，杀菌模块中填充有聚丙烯纤维，且聚丙烯纤维的孔径为1-10μm，孔内均匀负载有纳米银颗粒，纳米银颗粒的粒径为5-80nm;所述高含量有机物砷氟处理模块中填充有叔胺化超高交联树脂基纳米水合氧化锆复合材料，三价砷处理模块中填充有氧化树脂基纳米水合氧化铁复合材料。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述出水部分(103)设有出水阀门(6)和导管(9)，出水阀门(6)镶接于出水部分(103)外壳外侧，该出水阀门(6)与导管(9)相连。
7.根据权利要求6所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述导管(9)为硅胶管。
8.根据权利要求6所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述进水部分(101)外壳上相对称的两侧及出水部分(103)外壳的底边一侧均设有壁钩挂点(1)，通过双层背带连接进水部分的两个壁钩挂点(1)，然后再通过其中一点与出水部分的壁钩挂点(1)相连。
9.根据权利要求8所述的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，其特征在于：所述出水部分(103)的底部还设有支架(7)，该支架包括三个，均匀安装于出水部分(103)外壳的外侧，并形成三角支撑结构。
说明书
一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，属于水处理技术领域。
背景技术
净水器，是一种能够按照对水的使用要求对水质进行深度净化处理的小型水处理设备，一般的净水器主要作家庭使用的小型过滤器，净水器的使用能够有效的帮助人们使用洁净的水资源，有利于身体健康。
随着现代人们户外活动的不断增多，传统的净水器使用与携带面临着诸多问题，一方面，由于野外水资源的污染因素较多，传统的净水器对于野外水资源的净化并不彻底，对于人们的直接使用有着较大的威胁，另一方面，传统的家庭式净水器，大多需要连接电源工作，工作使用条件并不适合于野外使用，使用较为麻烦，净水效果也较差，严重威胁着人们的使用健康，从而促进了户外便携式水处理装置的研究发展。
户外便携式水处理装置对于保障户外人员(户外运动者、旅游者、部队等)的安全用水具有重要意义，市场前景广阔。目前已有的户外便携式水处理装置所采用的主要技术可分为两类：一类为活性炭吸附法，一类为超滤法。其中，活性炭吸附法可有效去除水中的有机污染物，但却无法实现对重金属、砷、氟等有毒无机污染物的有效去除;超滤法仅可去除细菌、胶体等大颗粒物质，却无法去除分子量较小、水溶性强的污染物，且能耗较大、膜孔易堵塞，实际应用效果有待提高。另一方面，目前已有的可拆卸水处理装置多为整芯拆卸结构，从而导致处理具备不同水质特点的水源水时针对性不强、处理效果不佳，造成滤芯有效成分的无谓损耗，并会增加产品体积与重量、降低便携性能。
经检索，中国专利申请号为201520915423.6的申请案公开了一种随身携带净水器，其净水器本体包括上壳体、下壳体以及盒盖，所述上壳体与所述下壳体通过连接密封圈进行连接，所述盒盖设在所述上壳体的顶部，所述上壳体包括第一可拆卸过滤器、第二可拆卸过滤器以及第三可拆卸过滤器，且所述第一可拆卸过滤器、所述第二可拆卸过滤器以及所述第三可拆卸过滤器依次装置在所述上壳体上，所述第一可拆卸过滤器内部设有PP棉过滤层，所述第二可拆卸过滤器内部设有颗粒活性碳滤芯过滤层，所述第三可拆卸过滤器内部设有精密活性碳滤芯过滤层;所述下壳体上还设有可拆卸盛水器。该申请案通过三层过滤器的设置提高了对野外水的净化能力，同时也能够方便的对净水器进行拆卸组装，使用较为简单。但采用该申请案的净水器对待处理水质的种类相对较少，当水质较为复杂时，其处理效果难以满足要求。
纳米技术经过几十年的发展，由于可实现对水中污染物的快速、深度去除，已在水处理领域展现出巨大的应用潜力。为克服纳米颗粒易团聚失活、易流失、潜在二次风险等瓶颈，南京大学潘丙才教授团队发明了“前驱体导入-纳米网孔限域成核”的制备技术，开发了一系列树脂基纳米复合材料(ZL200610041365.4，ZL 200710190974.0，ZL200710191355.3，ZL 201010139529.3，ZL2012105276856)，将纳米颗粒的高活性与大颗粒树脂载体的高稳定性、易操作性有机地结合起来，已被应用于大规模的工业水处理中(Environ Sci Pollut Res,2014,21,6729;Front Environ Sci Eng,2013,7,435)。
针对于此，本实用新型旨在开发一种基于纳米技术的轻便小巧、易于携带、取水方便，且可根据水源水质特点选取针对性处理模块的水处理装置。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服目前已有便捷式水处理装置主要基于活性炭吸附法与超滤膜法，无法有效去除重金属离子与砷氟等污染物或能耗较大、操作不便，且无法根据水质特点进行针对性处理，处理效果不佳的不足，提供了一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置。本实用新型的水处理装置轻便小巧、易于携带、取水方便，可实现对不同饮用水的深度处理，有效去除水中的微量污染物，保障用水安全，且能够适应野外出游、极端环境科研考察、部队行军、城市供水紧急等多种情景。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，包括依次连接的进水部分、水处理部分和出水部分，进水部分的出口与水处理部分的进口连通，水处理部分的出口与出水部分的进口相连通。所述进水部分是旋拧型的杯盖，进水部分可以拧下，将水源舀入进水部分进行处理;水源通过重力作用流经水处理部分，最后从出水部分流出。其中，上述水处理部分包括相互分隔的多个处理模块，相邻模块之间以及水处理部分与进水部分、出水部分之间均为可拆卸连接。
更进一步的，所述进水部分、水处理部分和出水部分的外壳均采用不锈钢材质，且进水部分外壳的下边缘、出水部分外壳的上边缘及水处理部分外壳的上下边缘分别加工有相互匹配的接口螺纹，相邻处理模块之间以及水处理部分与进水部分、出水部分之间均通过螺纹连接。
更进一步的，所述水处理部分的各模块单元均设有压入式砂芯、嵌入式砂芯和底面圆阀，其中压入式砂芯安装于对应外壳的顶侧，与外壳内壁可拆卸连接，嵌入式砂芯安装于对应外壳的底侧，固定镶嵌于外壳内壁;所述底面圆阀安装于嵌入式砂芯下方并紧靠嵌入式砂芯。
更进一步的，所述的水处理部分包括四类通用水处理模块和两类专用水处理模块，其中通用水处理模块包括有机物处理模块、砷氟处理模块、重金属阳离子处理模块和消毒模块，专用水处理模块包括高含量有机物砷氟处理模块与三价砷处理模块。
更进一步的，所述有机物处理模块中填充有活性炭颗粒，砷氟处理模块中填充有阴离子交换树脂基纳米水合氧化锆复合材料，重金属阳离子处理模块中填充有阳离子交换树脂基纳米磷酸锆复合材料，杀菌模块中填充有聚丙烯纤维，且聚丙烯纤维的孔径为1-10μm，孔内均匀负载有纳米银颗粒，纳米银颗粒的粒径为5-80nm;所述高含量有机物砷氟处理模块中填充有叔胺化超高交联树脂基纳米水合氧化锆复合材料，三价砷处理模块中填充有氧化树脂基纳米水合氧化铁复合材料。
更进一步的，所述出水部分设有出水阀门和导管，出水阀门镶接于出水部分外壳外侧，该出水阀门与导管相连。
更进一步的，所述导管为硅胶管。
更进一步的，所述进水部分外壳上相对称的两侧及出水部分外壳的底边一侧均设有壁钩挂点，通过双层背带连接进水部分的两个壁钩挂点，然后再通过其中一点与出水部分的壁钩挂点相连。
更进一步的，所述出水部分的底部还设有支架，该支架包括三个，均匀安装于出水部分外壳的外侧，并形成三角支撑结构。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，包括依次连接的进水部分、水处理部分和出水部分，其中水处理部分包括相互分隔的多个处理模块，从而可以对不同类型的水质进行净化处理，能够实现有机污染物、重金属阳离子、砷氟及病原菌等多种类型有害物质的深度去除，有利于保证处理效果，该水处理装置能够适应野外出游、极端环境科研考察、部队行军、城市供水紧急等多种情景，可实现对饮用水的深度处理，有效去除水中的微量污染物，保障用水安全。由于不同处理模块之间均为可拆卸连接，即通过水处理部分的可拆卸模块化拼装设计，可根据不同水质特点选取针对性的处理模块，在保障用水安全的基础上，节省了装置体积与重量。
(2)本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，相邻处理模块之间以及水处理部分与进水部分、出水部分之间均通过螺纹连接，即装置整体结构为螺旋钮帽式设计，从而使得净水器拆装更加方便、简单，无需任何外部工具，徒手即可拆卸、组装，且能够有效保证水处理装置组装结构的牢固性。
(3)本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，在水处理部分单模块的砂芯设计，能够更方便的对树脂材料进行再生，用户可以自行操作清洗或者再生不同处理模块的树脂材料，而无需对所有模块内的砂芯进行清洗或再生处理，有利于节约使用成本。
(4)本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，在水处理部分各模块的外壳顶部，使用压入式砂芯，能够更加方便拆卸砂芯，以对砂芯进行清洗;而各模块的外壳底部设有嵌入式砂芯，即砂芯镶嵌固定于外壳内壁，从而保证了相邻处理模块内部填充材料的分隔。
(5)本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，通过对各处理模块内的填料进行优化选择，从而能够有效保证水的净化效果;此外，上述填料均为毫米级大颗粒材料，流体力学性能优良、压头损失小，可依靠重力让水自行流下，使用方便、能耗较小。
(6)本实用新型的一种基于纳米技术的便携式可拆卸水处理装置，在出水部分采用硅胶管具有优良的耐腐蚀性能和抗氧化性能，保证使用寿命，并且底部独特的三角支撑结构，能够更好的应对不同的地势，增强其使用性;并且其三角结构还可收缩入底部，更好的节约了空间。