CN102475996A - 一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构滤芯，特别涉及一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法。本发明在制备过程中按原配方的质量百分比称取各原料，混合搅拌均匀，再以质量1～4g阴离子表面活性剂/kg原配方原料的比例混合，搅拌8～25分钟；置入蜂窝状模具中，在高温下经烧结后成型，晾凉后脱模，即得到多孔蜂窝状结构滤芯。本发明不仅净化了饮用水，也免除了饮用水中超标氯胺对人体产生危害的作用，非常适合家庭终端饮用水处理，特别是阴离子表面活性剂的加入所制备而成的结构滤芯对饮用水中氯胺去除具有较强选择性，经检测，该结构滤芯对饮用水中氯胺的去除率在99.9％以上。

Description

一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种结构滤芯，具体的说涉及一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法，属于水净化处理技术领域。

背景技术

加氯消毒虽然能使饮用水不存在细菌、病毒和寄生物等产生的疾病之患，但是容易形成氯胺等副产物，长期使用氯胺含量过高的饮用水会对人体产生危害，例如长时间和氯胺接触会引发人体神经系统和生育系统疾病，植物长期灌溉氯胺含量过高的水，会引起植物叶子变黄，果实腐烂，最后达到物种灭亡。因此，氯胺含量过高的饮用水的危害已经成为环境科学所关注的问题，世界卫生组织制定了氯胺在饮用水中的标准不得高于0.02mg/L。

目前，现有的去除氯胺技术主要有沉淀法、电解法、置换法、离子交换法和吸附法，沉淀法主要是利用硫化物或氯化物使氯胺沉淀，能使水中高浓度氯胺迅速降低，但处理深度难以达到生活饮用水标准。电解法多用于废定影液和镀银液，不引入杂质，但在低浓度氯胺条件下无法进行，显然无法用于饮用水中去除氯胺。置换法是通过还原剂置换去除氯胺使其还原沉积，但对于饮用水中微量氯胺，其处理效果显然不好，且易引起二次污染。常用的方法是利用活性炭的碳质材料从水流中去除氯胺，降低碳平均粒径和增加碳床接触时间以此增加氯胺的去除，但去除率只有75％，且反应时间较长。

公开号为02121509.X、发明名称为“用催化碳除去氯胺的方法”专利是利用从气体或液体介质中除去氯胺的改进方法，该方法是通过所述介质与活性二氧化硅接触进行，然而，在实践中发明，该发明产品不能从饮用水中有效去除氯胺，此外，还有公开号为02146476.5专利发明的固体块状产品，去除氯胺性能也较差，并未令人满意。

因此，本发明的目的是提供一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法，该结构滤芯的发明方法不仅净化了饮用水，还免除了超标氯胺对人体产生的危害，特别适合家庭终端饮用水处理；而且具有原材料易得，方法简单，成本低，见效快等优点。

发明内容

本发明是在现有新型饮用水中低浓度氯胺处理技术不成熟的情况下，针对现有的一系列处理技术成本高昂、反应速率小和去除率低的影响的问题而设计开发的结构滤芯。

本发明在于提供一种使用方便、无二次污染、高效率的结构滤芯及其制备方法，本发明还提供了一种采用上述的结构滤芯去除饮用水中氯胺的方法，该结构滤芯成本低，用于去除饮用水中氯胺时，去除率极高。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，由以下质量百分比的原料制备而成：

1500万～1600万分子量的聚丙烯  35％～70％        活性二氧化硅  2％～13％

135目的蛭石       8％～25％                        对苯磺酰肼  5％～10％

乙烯基三乙氧基硅烷  8％～18％。

优选，一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，由以下质量百分比的原料制备而成：

1520万～1580万分子量的聚丙烯  40％～65％         活性二氧化硅  4％～10％

135目的蛭石       10％～20％                       对苯磺酰肼  5％～9％

乙烯基三乙氧基硅烷   10％～15％％。

更优选，一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，由以下质量百分比的原料制备而成：

1500万分子量的聚丙烯  55％                       活性二氧化硅  6％

135目的蛭石  18％                                  对苯磺酰肼  9％

乙烯基三乙氧基硅烷   12％。

所述的活性二氧化硅是以活性炭为原料，且原料的粒度为120～230目，在1～2mol/L硫酸铜溶液中浸泡4～6小时，于800～1100℃活化6小时，即可。

本发明采用超高分子量聚丙烯与其它物质混合压制，烧结得到的结构滤芯容易形成细孔，增大比表面积，能更好的起到吸附饮用水中污染物质，尤其是对氯胺的去除效果明显；超高分子量聚丙烯可从国内生产厂家得到，如广州某石油化工有限公司助剂一厂可提供S-Ⅰ（分子量为1200±50万）、S-Ⅱ（分子量为1300±50万）、S-Ⅲ(分子量为1400±50万)、S-Ⅳ（分子量＞1500万）等规格的产品。

按照本发明的物质配方，其中蛭石的主要目的是进一步增加其吸附能力，并且在饮用水净化中起捕收剂作用，不仅能吸附大量的有机悬浮物，重金属离子等，经过饮用水处理的实验表明，它对氯胺的去除也有很好的效果，再与其它成分混合使用，其效果更佳。

本发明提供了一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法：

（1） 按配方质量百分比取各原料，混合搅拌均匀，其中活性二氧化硅的目数为80～120目，聚丙烯的分子量为1500万～1600万；

（2）再以质量1～4g阴离子表面活性剂/kg原配方原料的比例混合，搅拌8～25分钟；

（3） 置入蜂窝状模具中，在550～850℃下经烧结80～230min后成型，晾至45～65℃后脱模，即得到具有规定孔径和孔隙率的多孔蜂窝状构造滤芯。

制备的结构滤芯孔径为10～50mm，孔隙率为65％～85％。

所述的阴离子表面活性剂是脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐中的一种或两种。

本发明在使用时，把此裸滤芯内衬两层无纺布，外包两层无纺布，再在外层裹上聚丙烯多孔网，滤芯两端粘结上连接端盖，放置于不锈钢或塑料壳体，即可。

本发明的有益效果是：

（1） 该结构滤芯不仅净化了饮用水，还免除了饮用水超标氯胺对人体产生的危害作用；

（2） 该方法原材料易得，去除速度快，使用简单，成本低 ；

（3） 本发明是一种结构滤芯，不是粉体，所以无需后续处理，非常适合家庭终端饮用水处理；

（4） 该结构滤芯对饮用水中氯胺的去除率在99.9％以上。

具体实施方式

为能进一步理解本发明，下面结合实例对上述的技术方案做进一步的阐述和说明。

实例1

按占质量百分比各物质配方如下：

1250万分子量的聚丙烯  55％          活性二氧化硅（80目）  6％

135目的蛭石           18％             对苯磺酰肼  9％

乙烯基三乙氧基硅烷      12％

其制备方法如下：

按配方质量比取各原料，混合搅拌均匀，再以质量2g烷基苯磺酸盐/kg原配方原料的比例混合，搅拌15分钟；置入蜂窝状模具中，在620℃下烧结135分钟后，晾至60℃后脱模。即成为孔径为15mm，孔隙率为65％的多孔蜂窝状结构滤芯。

实例2

按占质量百分比各物质配方如下：

1200万分子量的聚丙烯  55％           活性二氧化硅（90目）  8％

135目的蛭石           12％             对苯磺酰肼  9％

乙烯基三乙氧基硅烷     16％       

其制备方法如下：

按配方质量比取各原料，混合搅拌均匀，再以质量1g脂肪酸盐/kg原配方原料的比例混合，搅拌23分钟；置入蜂窝状模具中，在730℃下烧结143分钟后，晾至62℃后脱模。即成为孔径为28mm，孔隙率为68％的多孔蜂窝状结构滤芯。

实例3

按占质量百分比各物质配方如下：

1300万分子量的聚丙烯      60％           活性二氧化硅（110目）  6％

135目的蛭石               12％              对苯磺酰肼 5％

乙烯基三乙氧基硅烷         17％

其制备方法如下：

按配方质量比取各原料，混合搅拌均匀，再以质量4g脂肪酸磺烷基酯/kg原配方原料的比例混合，搅拌20分钟；置入蜂窝状模具中，在700℃下烧结140分钟后，晾至58℃后脱模。即成为孔径为35mm，孔隙率为70％的多孔蜂窝状结构滤芯。

实例4

按占质量百分比各物质配方如下：

1400万分子量的聚丙烯      70％           活性二氧化硅（115目）  4％

135目的蛭石               12％              对苯磺酰肼 5％

乙烯基三乙氧基硅烷         9％

其制备方法如下：

按配方质量比取各原料，混合搅拌均匀，再以质量3g琥珀酸酯磺酸盐/kg原配方原料的比例混合，搅拌12分钟；置入蜂窝状模具中，在600℃下烧结120分钟后，晾至50℃后脱模。即成为孔径为50mm，孔隙率为75％的多孔蜂窝状结构滤芯。

中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所检验报告

样品受理号：2011KF0426                                                日期：2011年07月25

样品名称  本发明实例1的结构滤芯               检 验 类 别    委托                  

检验项目  结构滤芯过滤性能实验                  生 产 日 期    2011年04月       

受样日期  2011年06月10日                       检验完成日期  2011年07月24日

检验结果

       根据《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价范围——一般水质处理器》（2006），对本发明实施例1的结构滤芯进行滤芯过滤性能实验。在额定产水量2.10m3内，自来水以流量1.01L/min流经该滤芯0m3、0.45m3、1.01m3、1.48m3、2.00m3时，该结构滤芯对氯胺的去除率见表1-5

              表1本发明实施例1的结构滤芯过滤前后水质检验结果（0m3）

测定项目	单位	加标原水	过滤后出水	去除率
					氯胺	mg/L	2.38	0.005	99.79％

 表2本发明实施例1的结构滤芯过滤前后水质检验结构（0.45m3）

测定项目	单位	加标原水	过滤后出水	去除率
					氯胺	mg/L	1.96	0.004	99.79％

表3本发明实施例1的结构滤芯过滤前后水质检验结果（1.01m3）

测定项目	单位	加标原水	过滤后出水	去除率
					氯胺	mg/L	1.12	0.003	99.73％

 表4本发明实施例1的结构滤芯过滤前后水质检验结果（1.48m3）

测定项目	单位	加标原水	过滤后出水	去除率
					氯胺	mg/L	0.83	0.002	99.75％

表5本发明实施例1的结构滤芯过滤前后水质检验结果（2.00m3）

测定项目	单位	加标原水	过滤后出水	去除率
					氯胺	mg/L	0.182	0.001	99.46％

从表1-5可以看出，利用本发明的结构滤芯处理饮用水后，饮用水中的氯胺远低于饮用水标准限值0.015mg/L，说明采用本发明结构滤芯进行去除饮用水中的氯胺取得了很好的效果。 

Claims (6)

1.一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，其特征在于由以下质量百分比的原料制备而成：

1500万～1600万分子量的聚丙烯  35％～70％        活性二氧化硅  2％～13％

135目的蛭石       8％～25％                        对苯磺酰肼  5％～10％

乙烯基三乙氧基硅烷  8％～18％。

2.根据权利要求1所述的一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，其特征在于由以下质量百分比的原料制备而成：

1520万～1580万分子量的聚丙烯  40％～65％         活性二氧化硅  4％～10％

135目的蛭石       10％～20％                       对苯磺酰肼  5％～9％

乙烯基三乙氧基硅烷   10％～15％％。

3.根据权利要求1所述的一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，其特征在于由以下质量百分比的原料制备而成：

1500万分子量的聚丙烯  55％                       活性二氧化硅  6％

135目的蛭石  18％                                  对苯磺酰肼  9％

乙烯基三乙氧基硅烷   12％。

4.根据权利要求3所述的一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯，其特征在于：所述的活性二氧化硅是以活性炭为原料，且原料的粒度为120～230目，在1～2mol/L硫酸铜溶液中浸泡4～6小时，于800～1100℃活化6小时，即可。

5.一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法，其包括以下步骤：

（1）按配方质量百分比取各原料，混合搅拌均匀，其中活性二氧化硅的目数为80～120目，聚丙烯的分子量为1200万～1500万；

（2）再以质量1～4g阴离子表面活性剂/kg原配方原料的比例混合，搅拌8～25分钟；

（3）置入蜂窝状模具中，在550～850℃下经烧结后成型，晾至45～65℃后脱模，即得到多孔蜂窝状构造滤芯。

6.根据权利要求5所述的一种去除饮用水中氯胺的结构滤芯及其制备方法，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂是脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐中的一种或两种。