CN105923867A - 一种超滤膜净水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超滤膜净水器,该净水器包括过滤罐,过滤罐顶部设置有进水口、底部设置有出水口,所述过滤罐内设置有活性炭过滤层和超滤膜过滤层;Al2O3‑PVA超滤膜制备方法是:首先制备Al2O3溶胶,再制备Al2O3‑PVA铸膜液,最后凝固成膜制成超滤膜,本发明用Al2O3对PVA进行改性,并在其中参入铈离子,能有效控制膜层晶型、粒子形貌、孔径大小及其分布、膜层厚度等,使超滤膜对水中的杂质有优异的截留率和耐酸碱性能,并且具有一定的杀菌性能。本发明提供的超滤膜净水器结构简单可靠、净化效果好,有利于大规模推广。

Description

一种超滤膜净水器
技术领域
本发明涉及水净化技术领域,具体涉及一种超滤膜净水器。
背景技术
世界上超过80%的自来水厂都以添加氯气作为一种有效的杀菌消毒手段,为了确保饮用水的微生物指标安全,自来水中必须保持一定量的余氯。我国自来水水质标准余氯允许范围是0.2~1.5ppm,一般低于1.0ppm以下。余氯不仅对人体健康有一定的危害,导致水中具有不愉悦的气味,同时,会产生许多的氯副产物,对人体的危害甚至大于余氯本身。如自来水中余氯结合水中有机物时,产生四氯化碳、二氯乙醇、以及三卤甲烷等。氯、溴、碘,加上甲烷,所以称三卤甲烷,其主要的生成物包括氯仿、一溴二氯甲烷,二溴一氯甲烷、溴仿等,此四者合称总三卤甲烷。水中的总三卤甲烷进入人体会立即被吸收,产生二氧化碳、氯离子、碳醯氯等伤害中枢机能、肝、肾、致畸以及致癌。而有些氯副产物在加热煮沸过程中会生成更多,所以需要在加热前除去余氯。
超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
水是人们平时生活所不可缺少的,水质得好坏直接影响人体健康。我国目前供给的自来水虽然符合国家得卫生标准,但由于种种原因,目前国内城市自来水的水质普遍较差,仍然含有一定得杂质和其他微量对人体有害的有机物,影响人体的健康。为此,市面上有多种净水装置,但由于结构比较复杂、成本比较高,因此没有广泛使用。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种超滤膜净水器,结构简单,而且能有效清除水中杂质。
本发明采用的技术方案如下:
一种超滤膜净水器,包括过滤罐,过滤罐顶部设置有进水口、底部设置有出水口,所述过滤罐内设置有活性炭过滤层和超滤膜过滤层。
优选的,所述的活性炭过滤层设置在超滤膜过滤层的上面。
优选的,所述的活性炭过滤层和超滤膜过滤层之间还设置有紫外灯。
优选的,在滤膜过滤层还设置有紫外灯之间的过滤罐侧壁上还设置有阀门,用来排出过滤罐内的废水废渣。
优选的,所述的超滤膜过滤层为Al2O3-PVA超滤膜过滤层。
所述的Al2O3-PVA超滤膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份将15~30份AlCl3·6H2O溶于去离子水中,移入三口圆底烧瓶;于80℃恒温水浴中恒温30min;在闭口条件下边搅拌边加入氨水直至溶液pH值为10,抽滤并淋洗,滤饼溶于去离子水中,80℃水浴恒温加热,滴加盐酸,控制pH值在3.5~4.5,搅拌3h,得到稳定透明的Al2O3溶胶;
(2)按重量份将80~100份PVA加入去离子水中在90℃水浴中加热、搅拌1h,待其完全溶解后,再将步骤(1)制备的Al2O3溶胶与PVA溶液混合,加入3~8份硝酸铈,继续搅拌10h,然后加入5~10份PEG-400,再继续搅拌4h,室温静置24h脱气,制备得到铸膜液;
(3)将步骤(2)中制备的铸膜液在玻璃板上刮成膜,放入Na2SO4饱和水溶液中过夜,使其充分凝固成膜,把所得膜用去离子水洗净、浸泡16h,制备得到Al2O3-PVA超滤膜。
有益效果:本发明用Al2O3对PVA进行改性,并在其中参入铈离子,能有效控制膜层晶型、粒子形貌、孔径大小及其分布、膜层厚度等,使超滤膜对水中的杂质有优异的截留率和耐酸碱性能,并且具有一定的杀菌性能。本发明提供的超滤膜净水器结构简单可靠、净化效果好,有利于大规模推广。
附图说明
图1为超滤膜净水器结构示意图。
其中图中标记分别表示:1、过滤罐;2、进水口;3、出水口;4、活性炭过滤层;5、超滤膜过滤层;6、紫外灯;7阀门。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍,但不局限于此。
实施例1
如图1所示,一种超滤膜净水器,包括过滤罐1,过滤罐1顶部设置有进水口2、底部设置有出水口3,所述过滤罐1内自上而下设置有活性炭过滤层4、紫外灯6和超滤膜过滤层5,在超滤膜过滤层5和紫外灯6之间的过滤罐侧壁上还设置有阀门7,用来排出过滤罐内的废水废渣,所述的超滤膜过滤层5使用的是Al2O3-PVA超滤膜。
所述的Al2O3-PVA超滤膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份将30份AlCl3·6H2O溶于去离子水中,移入三口圆底烧瓶;于80℃恒温水浴中恒温30min;在闭口条件下边搅拌边加入氨水直至溶液pH值为10,抽滤并淋洗,滤饼溶于去离子水中,80℃水浴恒温加热,滴加盐酸,控制pH值在4.5,搅拌3h,得到稳定透明的Al2O3溶胶;
(2)按重量份将100份PVA加入去离子水中在90℃水浴中加热、搅拌1h,待其完全溶解后,再将步骤(1)制备的Al2O3溶胶与PVA溶液混合,加入8份硝酸铈,继续搅拌10h,然后加入10份PEG-400,再继续搅拌4h,室温静置24h脱气,制备得到铸膜液;
(3)将步骤(2)中制备的铸膜液在玻璃板上刮成膜,放入Na2SO4饱和水溶液中过夜,使其充分凝固成膜,把所得膜用去离子水洗净、浸泡16h,制备得到Al2O3-PVA超滤膜。
在使用超滤膜净水器时,原水从过滤罐1顶部的进水口2进入,先流经活性炭过滤层4进行有害物质吸附,再经过紫外灯6照射杀菌后,最后再经超滤膜过滤层5将剩余杂质过滤掉,最后从过滤罐1底部的出水口3流出,经一次杀菌两次过滤后的自来水最后供用户使用。
实施例2
如图1所示,一种超滤膜净水器,包括过滤罐1,过滤罐1顶部设置有进水口2、底部设置有出水口3,所述过滤罐1内自上而下设置有活性炭过滤层4、紫外灯6和超滤膜过滤层5,在超滤膜过滤层5和紫外灯6之间的过滤罐侧壁上还设置有阀门7,用来排出过滤罐内的废水废渣,所述的超滤膜过滤层5使用的是Al2O3-PVA超滤膜。
所述的Al2O3-PVA超滤膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份将15份AlCl3·6H2O溶于去离子水中,移入三口圆底烧瓶;于80℃恒温水浴中恒温30min;在闭口条件下边搅拌边加入氨水直至溶液pH值为10,抽滤并淋洗,滤饼溶于去离子水中,80℃水浴恒温加热,滴加盐酸,控制pH值在3.5,搅拌3h,得到稳定透明的Al2O3溶胶;
(2)按重量份将80份PVA加入去离子水中在90℃水浴中加热、搅拌1h,待其完全溶解后,再将步骤(1)制备的Al2O3溶胶与PVA溶液混合,加入3份硝酸铈,继续搅拌10h,然后加入5份PEG-400,再继续搅拌4h,室温静置24h脱气,制备得到铸膜液;
(3)将步骤(2)中制备的铸膜液在玻璃板上刮成膜,放入Na2SO4饱和水溶液中过夜,使其充分凝固成膜,把所得膜用去离子水洗净、浸泡16h,制备得到Al2O3-PVA超滤膜。
在使用超滤膜净水器时,原水从过滤罐1顶部的进水口2进入,先流经活性炭过滤层4进行有害物质吸附,再经过紫外灯6照射杀菌后,最后再经超滤膜过滤层5将剩余杂质过滤掉,最后从过滤罐1底部的出水口3流出,经一次杀菌两次过滤后的自来水最后供用户使用。
实施例3
如图1所示,一种超滤膜净水器,包括过滤罐1,过滤罐1顶部设置有进水口2、底部设置有出水口3,所述过滤罐1内自上而下设置有活性炭过滤层4、紫外灯6和超滤膜过滤层5,在超滤膜过滤层5和紫外灯6之间的过滤罐侧壁上还设置有阀门7,用来排出过滤罐内的废水废渣,所述的超滤膜过滤层5使用的是Al2O3-PVA超滤膜。
所述的Al2O3-PVA超滤膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份将25份AlCl3·6H2O溶于去离子水中,移入三口圆底烧瓶;于80℃恒温水浴中恒温30min;在闭口条件下边搅拌边加入氨水直至溶液pH值为10,抽滤并淋洗,滤饼溶于去离子水中,80℃水浴恒温加热,滴加盐酸,控制pH值在4.0,搅拌3h,得到稳定透明的Al2O3溶胶;
(2)按重量份将90份PVA加入去离子水中在90℃水浴中加热、搅拌1h,待其完全溶解后,再将步骤(1)制备的Al2O3溶胶与PVA溶液混合,加入5份硝酸铈,继续搅拌10h,然后加入6份PEG-400,再继续搅拌4h,室温静置24h脱气,制备得到铸膜液;
(3)将步骤(2)中制备的铸膜液在玻璃板上刮成膜,放入Na2SO4饱和水溶液中过夜,使其充分凝固成膜,把所得膜用去离子水洗净、浸泡16h,制备得到Al2O3-PVA超滤膜。
在使用超滤膜净水器时,原水从过滤罐1顶部的进水口2进入,先流经活性炭过滤层4进行有害物质吸附,再经过紫外灯6照射杀菌后,最后再经超滤膜过滤层5将剩余杂质过滤掉,最后从过滤罐1底部的出水口3流出,经一次杀菌两次过滤后的自来水最后供用户使用。
对上述实施例1至3的超滤膜净水器进行净水实验,测定其除浊效果和除菌效果,实验结果如下表所示:
从上述实验结果可以看出,经超滤膜净水器过滤后,能出去水中的大量杂质和菌落,具有优异的净水效果,另外,本发明提供的超滤膜净水器结构简单可靠、净化效果好,有利于大规模推广。

Claims (6)

1. 一种超滤膜净水器,其特征在于包括过滤罐(1),过滤罐(1)顶部设置有进水口(2)、底部设置有出水口(3),所述过滤罐(1)内设置有活性炭过滤层(4)和超滤膜过滤层(5)。
2. 根据权利要求1所述的超滤膜净水器,其特征在于所述的活性炭过滤层(4)设置在超滤膜过滤层(5)的上面。
3. 根据权利要求1所述的超滤膜净水器,其特征在于所述的活性炭过滤层(4)和超滤膜过滤层(5)之间还设置有紫外灯(6)。
4. 根据权利要求3所述的超滤膜净水器,其特征在于在超滤膜过滤层(5)和紫外灯(6)之间的过滤罐侧壁上还设置有阀门(7)。
5. 根据权利要求1所述的超滤膜净水器,其特征在于所述的超滤膜过滤层(5)为Al2O3-PVA超滤膜过滤层。
6. 根据权利要求5所述的超滤膜净水器,其特征在于所述的Al2O3-PVA超滤膜是基于以下方法制备的:
(1)按重量份将15~30份AlCl3·6H2O溶于去离子水中,移入三口圆底烧瓶;于80℃恒温水浴中恒温30min;在闭口条件下边搅拌边加入氨水直至溶液pH值为10,抽滤并淋洗,滤饼溶于去离子水中,80℃水浴恒温加热,滴加盐酸,控制pH值在3.5~4.5,搅拌3h,得到稳定透明的Al2O3溶胶;
(2)按重量份将80~100份PVA加入去离子水中在90℃水浴中加热、搅拌1h,待其完全溶解后,再将步骤(1)制备的Al2O3溶胶与PVA溶液混合,加入3~8份硝酸铈,继续搅拌10h,然后加入5~10份PEG-400,再继续搅拌4h,室温静置24h脱气,制备得到铸膜液;
(3)将步骤(2)中制备的铸膜液在玻璃板上刮成膜,放入Na2SO4饱和水溶液中过夜,使其充分凝固成膜,把所得膜用去离子水洗净、浸泡16h,制备得到Al2O3-PVA超滤膜。
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