[发明专利]一种基于离子相互作用的漂洗节水装置及洗衣机

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于离子相互作用的漂洗节水装置及洗衣机。

背景技术

目前，洗衣机洗衣过程中存在极大的水资源浪费。市面上的洗衣机在洗衣过程中，洗涤和漂洗一般都采用全充注水和全排水的过程。以三次漂洗为例，洗衣过程中，洗涤用水约为总水量的1/4，漂洗用水为3/4，可见节省漂洗过程的用水可以起到较为显著的结果。

此外，目前的洗衣过程，无论是洗涤废水还是漂洗废水均不经任何处理排到环境中，其中既含残余洗涤剂成分如碳酸钠、三聚磷酸钠、硅酸钠以及各种表面活性剂，也含有各种成分的污渍，如各种油脂、矿物油等。含有这些物质的废水，会对环境造成恶劣的影响。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种基于离子相互作用的漂洗节水装置及洗衣机，起到洗涤废水净化，截留油污并吸附洗涤剂的作用，从而达到洗涤用水可被循环利用并用于漂洗以节省漂洗用水的目的。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：一种基于离子相互作用的漂洗节水装置，包括腔体，所述腔体上开有一入水总口和一出水总口，所述腔体内设置若干平行布置的隔板，隔板将腔体分成若干腔室，每个腔室具有一个子入口和一个子出口，子入口和子出口之间设置过滤层；所有子入口均与入水总口相通，所有子出口均与出水总口相通；所述过滤层由第一层、第二层和第三层依次设置构成，所述第一层和第三层均填充棉花，所述第二层填充强碱阴离子交换树脂微球。

进一步的，所述强碱阴离子交换树脂微球采用D201强碱阴离子交换树脂微球。

本发明的另一目的是提供一种洗衣机，包括洗衣机、水泵、上述的漂洗节水装置，所述洗衣机的排水口与漂洗节水装置的入水总口相连，所述出水总口与水泵的入口相连，所述水泵的出口与洗衣机的洗衣桶相通。

本发明的有益效果如下：漂洗结束后，将洗涤废水流经过滤结构，过滤结构中主要采用D201强碱阴离子交换树脂(骨架为交联聚苯乙烯，离子化功能基团为季铵根阳离子，反离子为氯离子)。当洗涤废水流经D201强碱阴离子交换树脂时，洗涤剂由于离子相互作用而被吸附，并导致油污在水溶液中相互团聚而形成更大粒径的油滴而截留，从而达到净化洗涤废水的目的。经过净化后的洗涤废水通过循环重新回到洗衣机中,使得衣物上残留的洗涤剂进一步溶解。经过多次循环，即可达到符合国家标准的漂洗效果。经过我们的相关实验验证，漂洗率达到99％以上(波轮洗衣机漂洗率为85％，滚筒洗衣机漂洗率为95％)，可以基本认为无洗涤剂与油污残留。考虑树脂再生用水，漂洗节水率为99.56％，洗涤总用水节水率为74.67％。

附图说明

图1是D201强碱阴离子交换树脂的结构图；

图2是D201强碱阴离子交换树脂的离子交换作用示意图；

图3是本发明漂洗节水装置剖面平面结构图；

图4是本发明漂洗节水装置剖面立体结构图；

图5是四组滤液与洗涤废水模拟液的紫外可见吸收曲线图；

图中：腔体1、入水总口2、出水总口3、隔板4、腔室5、子入口6、子出口7、过滤层8、第一层9、第二层10、第三层11。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细描述。

本发明的关键在于D201强碱阴离子交换树脂，故对其结构及作用原理进行详细介绍。其结构见附图1，骨架为聚苯乙烯，形成立体三维网状结构。骨架上通过共价键连接功能基——带有正电荷的季铵根阳离子，并通过离子相互作用结合反离子——氯离子(图中未表示出)。聚苯乙烯骨架和功能基不能自由移动,但反离子在溶液中可以离解成自由移动的离子，在一定条件下能和溶液中带有同种电荷的其它反离子相互交换，并且该过程是可逆的，这决定了D201强碱阴离子交换树脂的离子交换性能。

通过《GB/T4288-2008家用和类似用途电动洗衣机》里所提供的两种洗涤剂的成分可知，洗涤剂成分中绝大部分为弱酸根的钠盐(在水溶液中解离成钠离子和弱酸根阴离子，并显碱性)，而起到除去污渍作用的是阴离子表面活性剂——线型烷基苯磺酸钠。此外，通过《GB/T4288-2008家用和类似用途电动洗衣机》中提供的三种污染液——碳黑油污染液、蛋白污染液、皮脂污染液——可知，污渍的主要成分为油。阴离子表面活性剂起到除油污作用的原理是形成胶束，亲水端(即苯磺酸根一端)向外，疏水端(烷基链一端)向内，并将油污包裹在内。

综上可知，洗涤废水的组成可简化为：

(1)水(溶剂)；

(2)由阴离子表面活性剂自组装形成的胶束，胶束中包裹着油污；