CN101817614A

CN101817614A - 一种微污染饮用水的处理方法及设备

Info

Publication number: CN101817614A
Application number: CN 201010173714
Authority: CN
Inventors: 易明
Original assignee: SHANGHAI SHUIJING BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SHUIJING BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2030-05-14
Also published as: CN101817614B

Abstract

本发明提供了一种微污染饮用水的处理方法和设备。所述方法，具体步骤为：将微污染饮用水依次用负电位PP棉功能滤芯和负电位陶瓷膜进行过滤。本发明还提供了两种微污染饮用水的处理设备。本发明的优点是：使用范围广、过滤精度高、能提供负电位功能化饮用水。

Description

一种微污染饮用水的处理方法及设备

技术领域

本发明涉及一种微污染饮用水的处理方法方法及设备，属于水处理技术领域。

背景技术

影响我国农村饮用水安全的主要因素主要有：1、一些农村地区饮水井条件简陋，工厂、生活污水无序排放，集中供水率低，给人民群众的身体健康造成恶劣影响，打乱了正常的生产生活秩序。2、农业面源污染日趋严重。面源污染是指在农民生活与农业生产过程中，由于不合理使用农药化肥等化学投入品，以及人畜粪便和垃圾随意排放，使氮素和磷素等营养物质、农药及其他有机或无机污染物质，通过地表径流和农田渗漏，造成对江、河、湖泊等水体污染。3、农业固体废弃物未得到合理回收和利用。农作物秸秆是农业主要固体废物之一。农业秸秆大都没有经过综合利用，与生活垃圾一起四处堆放或沿河湖岸堆放，在降雨的冲刷下，其大量渗滤液排入水体或直接被冲入河道。每年大量农膜残存于耕地、土壤和流入沟河中，成为严重的环境问题。

当今农村主要是以地下水及湖水为主要饮用水源，但以上两种水源需凭检测报告数据进行深度处理，根据不同的水质配备不同的工艺流程，过滤这些水主要滤材有：反渗透(RO)膜、PVC合金超滤膜、锰沙、凯得菲(KDF)、活性碳、软水树脂、碟片过滤器、矿化石等。但是如果单独使用一种过滤材料不能起到彻底的过滤作用。如何把这些过滤材料结合起来，研发适应不同的水质、应用广泛的净水器就成了各国研究的对象。

我国土资源部对地下水进行长期监测，发现我国地下水污染问题非常严重。地下水中不仅检出污染成份越来越多，而且污染程度和深度也在不断增加。有些地区深层地下水中已有污染物检出，已出现水质不良与地方病。据统计，农村因天然水质不良导致水型氟中毒2297.78万人，碘缺乏病、克山病567.5万人，患大骨节病102.5万人。成千上万的村民正在遭受饮水不洁带来的疾病痛苦。目前，大部分农村都是以村为单位打井取水更偏远的地区还存在饮用泉水河水的情况，通过管道直接连到村民家中，中间没有经过任何水净化处理。村民饮用的水中，最明显特征就是铁锈及水垢高。看不见的有机物、细菌及重金属也很严重。村民长期饮用这样的地下水，会对身体造成不利影响。而我国北方城市污染更严重，不仅污染元素多，且超标率高。据有关部门评价，我市符合地下水水质Ⅰ、Ⅱ类标准的优质地下水仅占28％，符合Ⅲ类水标准的一般水占39％，水质较差的占到33％。

在水处理技术领域，常用的水处理包括：污水处理和饮用水处理两种，在处理过程中都是通过化学、物理和生化的方式进行处理。化学处理就是利用水处理药剂、离子交换树脂等进行化学反应的处理方式，物理手段处理是采用去除部分或全部杂质来获取所需水质，生化处理主要用于污水处理。利用其中一种处理方式对含有杂质重金属微生物有机物等高氟、高砷的复杂的水质进行处理是不能达到，就必须采取多种方式处理。目前所有的净水方法都只采用部分技术，对不同的水质进行分类处理，就导致北方能用的处理设备到南方就达不到使用效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用广泛且过滤精度高的微污染饮用水的处理方法及设备。

为了达到上述目的，本发明提供了一种微污染饮用水的处理方法，其特征在于，具体步骤为：将微污染饮用水依次用负电位PP棉功能滤芯和负电位陶瓷膜进行过滤。

所述负电位PP棉功能滤芯包括由聚丙烯纤维构成的PP棉滤芯本体，所述聚丙烯纤维中含有负电位材料。所述负电位材料由电气石粉5～15重量份、美酒玉粉5～15重量份、氧化镁粉20～25重量份、氧化硅粉15～20重量份、蛇纹石粉15～20重量份、金属镁粉1～5重量份、金属钛粉1～5重量份、金属镍粉1～5重量份和金属锌粉1～5重量份组成。

所述的负电位陶瓷膜由陶瓷膜本体以及分散于陶瓷膜本体中的负电位材料组成，其过滤孔径为0.01μm。所述负电位材料由电气石粉5～15重量份、美酒玉粉5～15重量份、氧化镁粉20～25重量份、氧化硅粉15～20重量份、蛇纹石粉15～20重量份组成。

本发明还提供了采用上述方法的一种微污染饮用水的处理设备，包括外桶体及其上盖，其特征在于，外桶体内上部设有负电位PP棉功能滤芯、下部设有内桶体，内桶体与外桶体之间密封，内桶体的上侧入口处设有陶瓷过滤器，陶瓷过滤器外侧设有过滤罩，内桶体内设有紫外线辐射装置和滤芯杯，滤芯杯位于紫外线辐射装置的四周，滤芯杯顶部与内桶体之间设有密封圈，滤芯杯内部从上到下依次设有活性炭滤层、KDF滤层、负电位陶瓷膜、阳离子树脂层、载银活性炭层以及陶瓷过滤片，滤芯杯底部设有滤芯底板，外桶体底部设有止回阀，止回阀内设有阀芯。

本发明还提供了采用上述方法的另一种微污染饮用水的处理设备，包括不锈钢支架，其特征在于，不锈钢支架上固定有负电位PP棉功能滤芯、混合离子交换器、颗粒活性炭过滤器、烧结活性炭过滤器、负电位陶瓷膜和载银活性炭过滤器，负电位PP棉功能滤芯、混合离子交换器、颗粒活性炭过滤器、烧结活性炭过滤器、载银活性炭过滤器和负电位陶瓷膜依次经由管道连接。

本发明以物理过滤为基础化学与生物过滤为辅，其优点是：

1、使用寿命长，独有的结构便于拆卸清洗和更换滤芯，有效的延长使用寿命。

2、性能稳定纳污量大，每一个过滤层的结构和滤料均采用增大纳污量的设计。

3、适用范围广，此过滤方式既能满足城市污染较轻的自来水，同时能满足农村和一些重金属超标苦咸水的高污染的地区

4、过滤精度高，采用由聚砜材料加工而成的孔径只有0.01微米亲水超滤膜。

5、处理效果好，处理后水完全符合国家生活饮用水标准

6、性能稳定安全，所有的材料均采用食品级的ABS PC材料

7、安装方便，此装置基本不需要专业的安装人员，加水即能使用

8、节能环保，有效的节约水源的浪费，所有材料均无毒无害同样不会产生污染

9、使用简单，老少皆宜都能使用。

附图说明

图1为一种微污染饮用水处理设备结构示意图；

图2为一种微污染饮用水处理设备结构分解图；

图3为另一种微污染饮用水处理设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

实施例1

如图1所示，为一种微污染饮用水处理设备结构示意图，图2为其分解图，所述的微污染饮用水处理设备，包括外桶体11及其上盖1，外桶体11内上部设有PPF(PP棉)还原滤芯2、下部设有内桶体5，内桶体5与外桶体11之间密封，内桶体5的上侧入口处设有陶瓷过滤器4，陶瓷过滤器4外侧设有过滤罩3，内桶体5内设有紫外线辐射装置8和滤芯杯7，滤芯杯7位于紫外线辐射装置8的四周，滤芯杯7顶部与内桶体5之间设有密封圈6，滤芯杯7内部从上到下依次设有活性炭滤层14、KDF(铜锌合金)滤层15、负电位陶瓷膜16、阳离子树脂层17、载银活性炭层18以及陶瓷过滤片9，滤芯杯7底部设有滤芯底板10，外桶体11底部设有止回阀13，止回阀13内设有阀芯12。

负电位PP棉功能滤芯2的过滤孔径为1微米，陶瓷过滤器4的过滤孔径为0.1微米，负电位陶瓷膜16的过滤孔径为0.01微米，陶瓷过滤片9的过滤孔径为0.1微米。所述陶瓷过滤器4和陶瓷过滤片9采用普通陶瓷材料。

所述负电位PP棉功能滤芯2包括由聚丙烯纤维构成的PP棉滤芯本体，所述聚丙烯纤维中含有负电位材料。所述负电位材料由电气石粉5重量份、美酒玉粉5重量份、氧化镁粉20重量份、氧化硅粉15重量份、蛇纹石粉15重量份、金属镁粉1重量份、金属钛粉5重量份、金属镍粉1～5重量份和金属锌粉1～5重量份组成。其制备方法为：将电气石和美酒玉分别水洗，在100℃～170℃烘干24小时至含水量为1～3wt％，用气流粉碎机粉碎成200～800目粉，气流粉碎速度500mm-700mm/s，在气流粉碎机粉碎过程中，在粉碎气流中加入硅烷5×10^-9m³/s，以防止气流粉碎太细而结团，起到解团聚作用在-100℃干燥至含水量为1～3wt％，采用直径为0.8mm～1mm的氧化锆球作磨珠、用砂磨机水磨成1000～1200目粉；将粒径皆为70μm氧化镁、氧化硅和蛇纹石分别在回转炉中于130℃焙烧24小时进行预活化；将电气石粉、美酒玉粉、氧化镁粉、氧化硅粉、蛇纹石粉、粒径为300目-1000目的金属镁粉、粒径为300目-1000目的金属钛粉、粒径为300目-1000目的金属镍粉和粒径为300目-1000目的金属锌粉进行混合得到负电位材料。将聚丙烯粒子加热熔融，与负电位材料按重量比80∶20混合，经喷丝、牵引、冷却、成型得到使用寿命6-12个月、过滤精度达到1微米的负电位PP棉功能滤芯2。

所述负电位陶瓷膜16由陶瓷膜本体以及分散于陶瓷膜本体中的负电位材料组成，其过滤孔径为0.01μm。所述负电位材料由粒径为1800～2000目的电气石粉5重量份、粒径为1800～2000目的美酒玉粉5重量份、粒径为70μm的氧化镁粉20重量份、粒径为70μm的氧化硅粉15重量份、粒径为70μm的蛇纹石粉15重量份混合而成。所述负电位陶瓷膜16由以下方法制成：将负电位材料10重量份、瓷泥(三氧化二铝比重20％-47％)70重量份、水5重量份以及易燃性填充剂椰壳10重量份机械搅拌混合成复合基料，将复合基料在模具内压制成型得到陶瓷膜生坯，脱模、常温干燥，800℃烧结8h，自然冷却得到精密负电位陶瓷膜16。

阳离子树脂层17采用弱酸性阳离子树脂。紫外线辐射装置8的辐射波长250-260nm。

上述装置应用的水处理方法为：手动打开上盖1倒入待处理水，水会因为重力的作用通过负电位PP棉功能滤芯2，去除水中的杂质、胶体、微生物、铁锈等。再通过由过滤罩3固定的陶瓷过滤器4，彻底去除水中的悬浮物质，水再通过装有滤料的滤杯，水在此滤杯中首先通过活性炭滤层14有效的去除有机物、余氯农药及其他放射性物质，并有脱色、去除异味的功效，再通过KDF滤层15，水在通过KDF滤层15的时候可以有效的还原掉水中的重金属，水再通过高精度的负电位陶瓷膜16来有效的去除细菌达到国家饮用水标准，再通过阳离子树脂层17来置换出水中的钙镁离子，达到软化水质的目的，最后再通过载银活性炭层18，达到再次除菌再次出味的目的，保证口感甘甜。处理好的水在桶内不断受到紫外线辐射装置8的照射防止细菌滋生，保证使用者随时都能用到干净好水。采用止回阀13是为了使用时不用取下饮水机的聪明座，直接安装，方便快捷。可以放在普通的饮水机上使用，也可以在其他的储水装置中使用。

实施例2

所述负电位PP棉功能滤芯2包括由聚丙烯纤维构成的PP棉滤芯本体，所述聚丙烯纤维中含有负电位材料。所述负电位材料由电气石粉15重量份、美酒玉粉15重量份、氧化镁粉25重量份、氧化硅粉20重量份、蛇纹石粉20重量份、金属镁粉5重量份、金属钛粉5重量份、金属镍粉5重量份和金属锌粉5重量份组成。其制备方法为：将电气石和美酒玉分别水洗，在100℃～170℃烘干24小时至含水量为1～3wt％，用气流粉碎机粉碎成200～800目粉，气流粉碎速度500mm-700mm/s，在气流粉碎机粉碎过程中，在粉碎气流中加入硅烷5×10^-9m³/s，以防止气流粉碎太细而结团，起到解团聚作用在-100℃干燥至含水量为1～3wt％，采用直径为0.8mm～1mm的氧化锆球作磨珠、用砂磨机水磨成1000～1200目粉；将粒径皆为70μm氧化镁、氧化硅和蛇纹石分别在回转炉中于130℃焙烧24小时进行预活化；将电气石粉、美酒玉粉、氧化镁粉、氧化硅粉、蛇纹石粉、粒径为300目-1000目的金属镁粉、粒径为300目-1000目的金属钛粉、粒径为300目-1000目的金属镍粉和粒径为300目-1000目的金属锌粉进行混合得到负电位材料。将聚丙烯粒子加热熔融，与负电位材料按重量比80∶20混合，经喷丝、牵引、冷却、成型得到使用寿命6-12个月、过滤精度达到1微米的负电位PP棉功能滤芯2。

所述负电位陶瓷膜16由陶瓷膜本体以及分散于陶瓷膜本体中的负电位材料组成，其过滤孔径为0.01μm。所述负电位材料由粒径为1800～2000目的电气石粉15重量份、粒径为1800～2000目的美酒玉粉15重量份、粒径为70μm的氧化镁粉25重量份、粒径为70μm的氧化硅粉20重量份、粒径为70μm的蛇纹石粉20重量份混合而成。所述负电位陶瓷膜16由以下方法制成：将负电位材料10重量份、瓷泥(三氧化二铝比重20％-47％)70重量份、水5重量份以及易燃性填充剂椰壳10重量份机械搅拌混合成复合基料，将复合基料在模具内压制成型得到陶瓷膜生坯，脱模、常温干燥，800℃烧结8h，自然冷却得到精密负电位陶瓷膜16。

实施例3

所述负电位PP棉功能滤芯2包括由聚丙烯纤维构成的PP棉滤芯本体，所述聚丙烯纤维中含有负电位材料。所述负电位材料由电气石粉10重量份、美酒玉粉10重量份、氧化镁粉22重量份、氧化硅粉17重量份、蛇纹石粉18重量份、金属镁粉3重量份、金属钛粉3重量份、金属镍粉3重量份和金属锌粉3重量份组成。其制备方法为：将电气石和美酒玉分别水洗，在100℃～170℃烘干24小时至含水量为1～3wt％，用气流粉碎机粉碎成200～800目粉，气流粉碎速度500mm-700mm/s，在气流粉碎机粉碎过程中，在粉碎气流中加入硅烷5×10^-9m³/s，以防止气流粉碎太细而结团，起到解团聚作用在-100℃干燥至含水量为1～3wt％，采用直径为0.8mm～1mm的氧化锆球作磨珠、用砂磨机水磨成1000～1200目粉；将粒径皆为70μm氧化镁、氧化硅和蛇纹石分别在回转炉中于130℃焙烧24小时进行预活化；将电气石粉、美酒玉粉、氧化镁粉、氧化硅粉、蛇纹石粉、粒径为300目-1000目的金属镁粉、粒径为300目-1000目的金属钛粉、粒径为300目-1000目的金属镍粉和粒径为300目-1000目的金属锌粉进行混合得到负电位材料。将聚丙烯粒子加热熔融，与负电位材料按重量比80∶20混合，经喷丝、牵引、冷却、成型得到使用寿命6-12个月、过滤精度达到1微米的负电位PP棉功能滤芯2。

所述负电位陶瓷膜16由陶瓷膜本体以及分散于陶瓷膜本体中的负电位材料组成，其过滤孔径为0.01μm。所述负电位材料由粒径为1800～2000目的电气石粉10重量份、粒径为1800～2000目的美酒玉粉10重量份、粒径为70μm的氧化镁粉22重量份、粒径为70μm的氧化硅粉17重量份、粒径为70μm的蛇纹石粉17重量份混合而成。所述负电位陶瓷膜16由以下方法制成：将负电位材料10重量份、瓷泥(三氧化二铝比重20％-47％)70重量份、水5重量份以及易燃性填充剂椰壳10重量份机械搅拌混合成复合基料，将复合基料在模具内压制成型得到陶瓷膜生坯，脱模、常温干燥，800℃烧结8h，自然冷却得到精密负电位陶瓷膜16。

本发明的方法除应用于上述小型桶式净水器外，也可用于管道式净水器和大型的水处理设备。

实施例4

如图3所示，为另一种微污染饮用水处理设备结构示意图，所述的微污染饮用水处理设备包括不锈钢支架22，不锈钢支架22上固定有负电位PP棉功能滤芯2、混合离子交换器19、颗粒活性炭过滤器20、烧结活性炭过滤器21、负电位陶瓷膜16和载银活性炭过滤器23，负电位PP棉功能滤芯2、混合离子交换器19、颗粒活性炭过滤器20、烧结活性炭过滤器21、载银活性炭过滤器23和负电位陶瓷膜16依次经由管道连接。

上述设备的过滤方法为：将微污染饮用水依次经过负电位PP棉功能滤芯2、混合离子交换器19、颗粒活性炭过滤器20、烧结活性炭过滤器21、载银活性炭过滤器23和负电位陶瓷膜16进行过滤，过滤后的水用于饮用。

Claims

1.一种微污染饮用水的处理方法，其特征在于，具体步骤为：将微污染饮用水依次用负电位PP棉功能滤芯(2)和负电位陶瓷膜(16)进行过滤。

2.如权利要求1所述的微污染饮用水的处理方法，其特征在于，所述负电位PP棉功能滤芯(2)包括由聚丙烯纤维构成的PP棉滤芯本体，所述聚丙烯纤维中含有负电位材料。

3.如权利要求2所述的微污染饮用水的处理方法，其特征在于，所述负电位材料由电气石粉5～15重量份、美酒玉粉5～15重量份、氧化镁粉20～25重量份、氧化硅粉15～20重量份、蛇纹石粉15～20重量份、金属镁粉1～5重量份、金属钛粉1～5重量份、金属镍粉1～5重量份和金属锌粉1～5重量份组成。

4.如权利要求1所述的微污染饮用水的处理方法，其特征在于，所述的负电位陶瓷膜(16)由陶瓷膜本体以及分散于陶瓷膜本体中的负电位材料组成，其过滤孔径为0.01μm。

5.如权利要求4所述的微污染饮用水的处理方法，其特征在于，所述负电位材料由电气石粉5～15重量份、美酒玉粉5～15重量份、氧化镁粉20～25重量份、氧化硅粉15～20重量份、蛇纹石粉15～20重量份组成。

6.采用权利要求1所述方法的微污染饮用水的处理设备，包括外桶体(11)及其上盖(1)，其特征在于，外桶体(11)内上部设有负电位PP棉功能滤芯(2)、下部设有内桶体(5)，内桶体(5)与外桶体(11)之间密封，内桶体(5)的上侧入口处设有陶瓷过滤器(4)，陶瓷过滤器(4)外侧设有过滤罩(3)，内桶体(5)内设有紫外线辐射装置(8)和滤芯杯(7)，滤芯杯(7)位于紫外线辐射装置(8)的四周，滤芯杯(7)顶部与内桶体(5)之间设有密封圈(6)，滤芯杯(7)内部从上到下依次设有活性炭滤层(14)、KDF滤层(15)、负电位陶瓷膜(16)、阳离子树脂层(17)、载银活性炭层(18)以及陶瓷过滤片(9)，滤芯杯(7)底部设有滤芯底板(10)，外桶体(11)底部设有止回阀(13)，止回阀(13)内设有阀芯(12)。

7.采用权利要求1所述方法的微污染饮用水的处理设备，包括不锈钢支架(22)，其特征在于，不锈钢支架(22)上固定有负电位PP棉功能滤芯(2)、混合离子交换器(19)、颗粒活性炭过滤器(20)、烧结活性炭过滤器(21)、负电位陶瓷膜(16)和载银活性炭过滤器(23)，负电位PP棉功能滤芯(2)、混合离子交换器(19)、颗粒活性炭过滤器(20)、烧结活性炭过滤器(21)、载银活性炭过滤器(23)和负电位陶瓷膜(16)依次经由管道连接。