CN104649456A

CN104649456A - 一种饮用水终端杀菌净水器

Info

Publication number: CN104649456A
Application number: CN201310582526.0A
Authority: CN
Inventors: 徐青; 徐张岳
Original assignee: New Ultra-Clean Instrument Factory In Fenghua City
Current assignee: New Ultra-Clean Instrument Factory In Fenghua City
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: CN104649456B

Abstract

本发明涉及一种饮用水终端杀菌净水器，包括管体以及设置在该管体两端的进水口和出水口，管体内设有沿进水口向出水口依次叠加的杀菌层、净水层以及重金属离子去除层，杀菌层由高聚碘树脂组成，净水层由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成。该净水器杀菌层的高聚碘树脂，能在0.5秒内瞬间杀灭水中的各类危害人类健康的病菌和病毒，高聚碘树脂自身不会生长细菌，不产生二次污染，在相同灭菌效果的情况下，较传统的净水器结构要简单得多，净水层将水中的游离碘中和吸附，而且它还会去除水体中有机污染物和余氯，改善水的口感，重金属离子去除层能有效地去除溶解在水中的重金属离子和降低水的硬度，不易堵塞，使用寿命长，并且可与其它类型过滤方法配合使用。

Description

一种饮用水终端杀菌净水器

技术领域

本发明涉及一种净水器，尤其是一种饮用水终端杀菌净水器。

背景技术

对于生命来说，水是不可或缺，人也不例外，在极端的环境中，人体缺水24小时即可能代谢紊乱到无法抢救；就算在温度、湿度、气压都相对舒适的条件下，一个成年人不摄取水分也难以支撑超过5天，过去的纳滤或者反渗透净水器常见的工艺流程是无纺布、粗滤颗粒活性炭（GAC）、精滤颗粒活性炭、超滤膜、纳滤膜或者反渗透膜以及后置颗粒活性炭，这种净水器所存在的一个重大隐患就是如果净水器在一段时间内没有使用，或者仅仅是一个夜晚没有使用，净水器的出口处和后置颗粒活性炭滤芯内部就会滋生大量的细菌，使得出水的菌落总数达不到GB5749-2006的要求，由于后置颗粒活性炭的多孔特征，非常利于细菌的生长，在水流通过净水器后，活性炭在对水流灭菌的同时也会带出活性炭自身所携带的细菌，造成了二次污染，这是所有通过活性炭灭菌净水器所存在的通病。

为了克服活性炭灭菌易造成二次污染的难题，市场上出现了紫外线杀菌、超滤除菌的净水技术，虽然这种杀菌效果相对活性炭要好，但无论哪一种净水器，最后的终端出水还是会存在细菌超标的问题，而且还势必会造成净水器的结构和工艺变得更加的复杂，制造成本直线上升，增加电耗，净水器使用寿命变短。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中净水器所存在的缺陷，提供一种结构简单，灭菌效果好，可与其它类型过滤方法配合使用且不会产生二次污染，不易堵塞、使用寿命长的饮用水终端杀菌净水器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种饮用水终端杀菌净水器，包括管体以及设置在该管体两端的进水口和出水口，所述管体内设有沿进水口向出水口依次叠加的杀菌层、净水层以及重金属离子去除层，杀菌层由高聚碘树脂组成，净水层由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成。

上述的一种饮用水终端杀菌净水器，所述管体内的杀菌层、净水层和重金属离子去除层的上游侧和下游侧均设有致密层。

上述的一种饮用水终端杀菌净水器，所述高聚碘树脂、颗粒活性炭、活性炭纤维、重金属纳米球颗粒、阳离子交换树脂的重量百分比为：高聚碘树脂：30%～40%，颗粒活性炭：15%～60%，活性炭纤维：15%～40%,重金属纳米球颗粒：5%～20%，阳离子交换树脂：5%～20%。

上述的一种饮用水终端杀菌净水器，所述杀菌层与净水层的重量配比比例按：1：0.5～1.5：0.5～1的特定比例。

上述的一种饮用水终端杀菌净水器，其特征在于：可作为超滤、微滤、反渗透、紫外线灯杀菌等其它过滤芯和过滤方法的终端杀菌过滤器。

上述的一种饮用水终端杀菌净水器，所述的过滤芯和过滤方法可以使用如下过滤芯和过滤方法：能量石滤芯、精密陶瓷滤芯、PP棉滤芯、反渗透RO膜滤芯、内压式超滤膜滤芯、外压式超滤膜滤芯、活性炭滤芯、功能软化滤芯、离子交换树脂滤芯、纳米KDF滤芯及紫外线杀菌等；这些过滤芯和过滤方法可以按照使用者的需求自由更换。

本发明的有益效果为：该净水器的杀菌层由高聚碘树脂组成，能在0.5秒内瞬间杀灭水中的各类危害人类健康的病菌和病毒，高聚碘树脂自身不会生长细菌，不产生二次污染，在相同灭菌效果的情况下，较传统的净水器结构要简单得多，由颗粒活性炭和活性炭纤维组成的净水层将水中的游离碘中和吸附，而且它还会去除水体中有机污染物和余氯，改善水的口感，由重金属纳米球和阳离子交换树脂组成的重金属离子去除层能有效地去除溶解在水中的重金属离子和降低水的硬度，不易堵塞，使用寿命长，并且可与其它类型过滤方法配合使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1所示，一种饮用水终端杀菌过滤器，包括管体1以及设置在该管体两端的进水口2和出水口3，管体1内设有沿进水口2向出水口3依次叠加的杀菌层4、净水层5以及重金属离子去除层6。

在本发明中，为了去除过滤器进水口2处水中的氯、悬浮物、泥沙颗粒和杂质以及进一步保证过滤器出水口3处出水的洁净，在管体1中位于杀菌层4、净水层5和重金属离子去除层6的上游侧和下游侧均设有保证水洁净的致密层7。

致密层7目的在于防止高聚碘树脂、颗粒活性炭、阳离子交换树脂和重金属纳米球向出水口外部流出。

在本发明中，致密层7是由聚丙烯或聚酯等构成的无纺布滤片、利用热量及压力使陶瓷或塑料等粉末直接粘结而成的烧结滤片、薄膜滤片、缠绕有纤维的滤片、使塑料发泡产生比较系咪的孔径的滤片、由尼龙构成的筛网滤片等结构中的一种或两种以上的组合。

致密层7孔径过细的话容易堵塞，而孔径过大的话颗粒物就会流出，故孔径最好是0.1μm～0.3mm。致密层的孔隙率在50%～78%的范围内为佳。

致密层7厚度过厚的话会造成流量下降的主要原因，故应在5mm以下为佳，最好是在3mm以下且在0.1mm以上。

杀菌层4由高聚碘树脂组成，杀菌层4以过滤、杀灭、除去包含微生物及细菌、病毒的微粒状体为目的。

杀菌层4的高聚碘树脂是一种直径为0.35～1.2mm圆球状的黑色颗粒，是一类接触性、穿透性的消毒介质。其杀菌机理可简述为：当菌体蛋白质在水中直接与高聚碘树脂接触的瞬间，立即被进攻，发生变型、凝固、菌体酶系统被破坏，而致使病菌等微生物死亡。

高聚碘树脂是接触性的消毒介质，在0.5秒内瞬间杀灭水中的各类危害人类健康的病菌、病毒和因环境恶化而变异的病菌、病毒、有害细菌芽孢、藻类孢子、易感人群过敏螨虫、红虫等有害微生物，可以防止通过饮水而引发的痢疾等各种疾病和死亡，杀菌率99.99%以上，因此高聚碘树脂与水的接触时间必须大于0.5秒，以1秒以上为佳。

水经过高聚碘树脂杀菌后会产生游离碘影响水的口感，而高聚碘树脂的含碘量越高，高聚碘树脂中的碘就越不稳定，在水中释放的游离碘浓度也越高，水的口感就越加不好；其中含碘量又与高聚碘树脂的使用寿命相关，含碘量越高，高聚碘树脂的使用寿命就越长。因杀菌层中的高聚碘树脂必须使用寿命长且对水的口感影响小，故要选择含碘量高，而水中的游离碘释放量低的高聚碘树脂。高聚碘树脂的含碘量一般在35%～55%的范围内，杀菌层高聚碘树脂的含碘量最好在37%～42%的范围内。

水经过高聚碘树脂后，水中的游离碘释放量一般在0.3ppm～50ppm的范围内，游离碘太大是造成水的口感下降的主要原因，故应在2ppm以下，以1ppm以下为佳，0.5ppm以下更佳。

含碘量在42%～55%的范围内的高聚碘树脂在当今现有技术下还无法达到将游离碘控制在0.5ppm以下。

高聚碘树脂的干燥程度对于高聚碘树脂的杀菌效率有一定的影响。高聚碘树脂在40℃以下自然风干后，会造成高聚碘树脂破裂且杀菌效率会有少许下降，但并不影响使用。高聚碘树脂含水份在2%～10%的范围内保存和使用，杀菌效率最佳。

高聚碘树脂对温度比较敏感，碘是一种易挥发的化学物质，故应将高聚碘树脂在装配和使用的温度控制在50℃以下，以0℃以上25℃以下为佳。温度太高会造成高聚碘树脂使用寿命下降，影响使用。该净水器的贮藏温度也以0℃以上25℃以下为佳，贮藏在阴凉处为好。

高聚碘树脂对水的压力也有要求，高聚碘树脂在水中的压力太大会造成其圆球状颗粒破裂，影响其杀菌效率，故其耐压条件应为1MPa以下不破裂，水压优选为0.5MPa以下。

净水层5由颗粒活性炭和活性炭纤维组成。

高聚碘树脂在水中释放的游离碘影响水的口感，必须由净水层5将其中和吸附，且它还要能够吸附去除影响水的口感和危害人体健康的其它有机和无机污染物，包括化合性余氨NH₂CL、NHCL₂及NCL₂和游离性余氯、次氯酸根离子、次氯酸、氯气、三卤甲烷等，因此活性炭的选择就显得尤为重要。

作为活性炭可列举为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、纤维状活性炭、块状活性炭、挤出成型活性炭、烧结活性炭等。

作为活性炭的材料可以列举将植物质（木材、纤维素、木炭、椰子壳炭等）、煤质（泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、煤焦油等）、石油质（石油渣油、硫酸淤渣、油碳等）、纸浆废液、合成树脂等进行炭化，并根据需要进行了气体活化作用（氯化钙、氯化镁、氯化锌、磷酸、苛性钠、KOH等）的材料等。作为纤维状活性炭，可以列举将以聚丙烯晴（PAN）、纤维素、苯酚、煤炭系沥青为原料的母体进行炭化，并进行了气体活化作用的材料等。

作为活性炭的形态可使用粉末状活性炭、利用该粉末状活性炭造粒制成的颗粒状活性炭、颗粒状活性炭、纤维状活性炭、利用粘合剂使粉末或颗粒状活性炭固化的成型活性炭等。

活性炭中因为颗粒状活性炭（GAC）和纤维状活性炭（ACF）与水的接触面积大、吸附性、通水性好，因而比较适用。颗粒状活性炭相比粉末状活性炭具有携带更换方便、不易阻塞等优点。颗粒状活性炭的孔结构既具有孔径>50nm的大孔，也有2.0～50nm的中孔和<2.0nm的微孔，孔径分布呈多分散性，而且其中存在着很多中孔和不起吸附作用的大孔。颗粒状活性炭用于吸附的孔隙大部分不在表面，被吸附分子需要经过大孔和中孔的扩散才能达到微孔被吸附，吸附速度较慢。因此颗粒状活性炭能吸附大分子量的吸附质，而对小分子量的吸附质吸附性能较差。而纤维状活性炭与颗粒状活性炭相比具有优异的结构性能和吸附性能，它微孔含量大，微孔的体积占总孔体积的90%以上，微孔直径小（约2nm左右）；孔径分布窄，呈单分散分布；比表面积大（约1000m²/g～3000m²/g），其微孔直接开口于纤维表面，因而吸附容量大，吸附效率高，吸附速度快，为颗粒状活性炭的10～100倍，并且对低浓度的吸附质有良好的吸附性，而这一特性是颗粒状活性炭所不具备的，高聚碘树脂在水中释放的游离碘通常是小于1ppm的低浓度，因此纤维状活性炭对于吸附游离碘具有良好的效果。与颗粒状活性炭相比纤维状活性炭的成本较高，从使用性和成本方面来看同时混合使用颗粒状活性炭和纤维状活性炭比较适合。作为颗粒状活性炭最好具有粒度为1～6.3mm、碘吸附量为800～1000mg/g、苯吸附率为30～50%、亚甲基蓝脱色力为70～80ml/g的性质。作为纤维状活性炭最好具有比表面积为1000～3000m²/g、碘吸附量为1000～2000mg/g、苯吸附率为30～60%、亚甲基蓝脱色力为250～430ml/g、酸碱度为5.6～7.0、燃烧温度为大于500℃的性质。

重金属离子去除层6由重金属纳米球和阳离子交换树脂组成。

作为阳离子交换树脂应选择对溶解性金属的吸附和降低硬度优异的阳离子交换树脂，其中钠型强酸性阳离子交换树脂较为适用。当需要将高硬度的水进行软水化时，可增大阳离子交换树脂在所述净水器中的的材料配比。

重金属离子去除层6也可不设置。尤其是该净水器作为超滤、微滤、反渗透、紫外线灯杀菌等其它过滤芯和过滤方式的终端杀菌过滤器时可不设置重金属离子去除层6。

本发明一实施例中，净水器可作为其它过滤芯和过滤方法的终端杀菌过滤器解决其它其它过滤芯和过滤方法无法解决的细菌超标的二次污染问题。

作为其他过滤芯和过滤方法，可以使用如下方法：能量石滤芯、精密陶瓷滤芯、PP棉滤芯、反渗透RO膜滤芯、内压式超滤膜滤芯、外压式超滤膜滤芯、活性炭滤芯、功能软化滤芯、离子交换树脂滤芯、纳米KDF滤芯及紫外线杀菌等；这些过滤芯和过滤方法可以按照使用者的需求自由更换。

本发明一实施例中，净水器的流量为5L/min,水流在净水器内流动的压强优选为0.3Mpa,优选的安装方式为将净水器直立，进水口朝下，水流通过流动作为动力。

本发明一实施例中，水处理材料的配比为：高聚碘树脂：30%～40%，颗粒活性炭：15%～60%，活性炭纤维：15%～40%,重金属纳米球颗粒：5%～20%，阳离子交换树脂：5%～20%。其中高聚碘树脂、颗粒活性炭和活性炭纤维的配比比例按：1：0.5～1.5：0.5～1的特定配比。该配比比例中，如高聚碘树脂比例过高，经高聚碘树脂过滤后的水中游离碘浓度过高，颗粒活性炭和活性炭纤维无法吸附去除，水中的游离碘浓度仍然偏高，依然影响水的口感；如颗粒活性炭比例过高，因其吸附速度较慢，对小分子量的吸附质吸附效率差，对水中低浓度的游离碘吸附效果差，故还会存在游离碘残余浓度高的问题；如活性炭纤维比例过高，虽然净水效果和水的口感都会很好也不存在游离碘残余浓度高的问题，但其大大增加了生产成本，影响实用性。

该过滤器的优点在于杀菌层4由高聚碘树脂组成，能在0.5秒内瞬间杀灭水中的各类危害人类健康的病菌和病毒，高聚碘树脂自身不会生长细菌，不产生二次污染，在相同灭菌效果的情况下，较传统的净水器结构要简单得多，由颗粒活性炭和活性炭纤维组成的净水层5将水中的游离碘中和吸附，而且它还会去除水体中有机污染物和余氯，改善水的口感，由重金属纳米球和阳离子交换树脂组成的重金属离子去除层6能有效地去除溶解在水中的重金属离子和降低水的硬度，不易堵塞，使用寿命长，并且可与其它类型过滤方法配合使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种饮用水终端杀菌净水器，包括管体以及设置在该管体两端的进水口和出水口，其特征在于，所述管体内设有沿进水口向出水口依次叠加的杀菌层、净水层以及重金属离子去除层，杀菌层由高聚碘树脂组成，净水层由颗粒活性炭和活性炭纤维组成，重金属离子去除层由重金属纳米球颗粒和阳离子交换树脂组成。

2.根据权利要求1所述的一种饮用水终端杀菌净水器，其特征在于，所述管体内的杀菌层、净水层和重金属离子去除层的上游侧和下游侧均设有致密层。

3.根据权利要求1或2所述的一种饮用水终端杀菌净水器，其特征在于，所述高聚碘树脂、颗粒活性炭、活性炭纤维、重金属纳米球颗粒、阳离子交换树脂的重量百分比为：高聚碘树脂：30%～40%，颗粒活性炭：15%～60%，活性炭纤维：15%～40%,重金属纳米球颗粒：5%～20%，阳离子交换树脂：5%～20%。

4.根据权利要求3所述的一种饮用水终端杀菌净水器，其特征在于，所述杀菌层与净水层的重量配比比例按：1：0.5～1.5：0.5～1的特定比例。