CN106422796A - 一种抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜及其净化滤芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜及其净化滤芯,旨在提供提供一种既能长效物理抗菌又能消除亚硝酸盐,并且不存在二次污染水体的滤膜;其技术方案,1)搅拌有机溶剂,加入PES,在60℃~80℃温度,加入无机抗菌剂和粘合剂,注入氮气,持续搅拌使各种材料充分溶解,静置24小时,过滤;2)将制膜液在65℃通入惰性气体,注入制膜膜具中在坊丝机中挤充成形,维持控制液中二甲基乙酰胺质量浓度为20%,环境温度25℃,湿度40%~50%,制出的膜丝浸泡在通孔液中浸泡,控制温度40℃再经纯水浸泡后得到成型丝模,再通过环氧树脂浇铸在ABS环壳中即得到无机抗菌滤膜;属于净水设备技术领域。

Description

一种抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜及其净化滤芯
技术领域
本发明公开了一种滤膜及其净化滤芯,具体地说,是一种抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜及其净化滤芯;属于净水设备技术领域。
背景技术
随着人们对于饮水品质的重视,家用净水器也大量快速地进入家庭。但由于没有有效地抗菌手段,尤其是安全的物理抗菌方法,造成家用净水器的净化装置内部细菌繁殖,随着使用时间的延长其出水端的亚硝酸盐也同时超标从而造成净水器使用的二次污染。尤其亚硝酸盐是一种强致癌物,对健康有着较大危害。同时由于微生物在滤芯内部的大量繁殖,使滤芯对于水体的净化效果尤其是净化寿命大大降低。
以活性炭+膜为单元组合通过量2L/min的净化方式为例
1、假设一个单位的膜单位的颗粒状(12~60目)活性炭为一个单元组合进行检测。测试介质:自来水、水温20℃~25℃;
2、测试如下方法:工作5分钟停机20分钟的间断式方法连续测试,然后间隔12小时再重复上述步骤,如此做为一个测试周期,其结果如表一所示。
表一
注:在171个测试周期,出水已出现明显的臭味。
从(表一)的连续测试基本数据看,普通活性炭+膜的净水组合方式有效净化周期非常短,在二~三个月内净化是有保障的,但是超过五个月,尤其是入水温度超过25℃时无论是活性炭单元还是超滤单元其菌落数均会超过1*106cfu/ml。这说明普通的活性炭+膜作为净水单元组合的有效寿命是不会超过五个月的。也进一步佐证了市场上净水器的二次污染状况是非常令人堪忧的。
活性炭+膜组合的净水单元中如果仅仅是膜采用抗菌处理其实际应用效果是有限的,具体原因如下:
(1)活性炭是微生物的天然培养基,这些微生物包括:病毒、细菌、真菌、藻类等等,随着时间的推移微生物的生长繁殖速度惊人,基本上在五个月左右就可将活性炭微孔堵塞而失去作用。
(2)另一方面,来自于活性炭的大量微生物又被膜截留聚集,基本上在5个月左右也会形成膜腔的浓度极化现象,尽管膜具备抗菌性能,但是在这种情况下膜表面很容易被微生物所覆盖,而且目前的抗菌作用方式属于接触式灭活,而未与膜接触的腔内水体微生物会继续增加并且在一定的水温条件(水温≥25℃)会很快腐败。
(3)所以单独的膜抗菌或是活性炭抗菌均无法满足二者作为一个净化单元的长期、有效、安全净化。
发明内容
针对上述问题,本发明提供的目的是提供一种既能长效物理抗菌又能消除亚硝酸盐,并且不存在二次污染水体的滤膜,本发明还提供含该滤膜的净化滤芯。
为解决上述技术问题,本发明提供的前一个技术方案是这样的:
本发明提供的一种抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,该滤膜由下述步骤依次制得:
1)搅拌有机溶剂,加入聚醚砜树脂,在60℃~80℃温度,加入无机抗菌剂和粘合剂,注入氮气,持续搅拌使各种材料充分溶解,静置24小时,过滤去除未溶解的杂质,脱除溶液中的微细气泡得到制膜液;
2)将制膜液在65℃通入惰性气体,注入制膜膜具中在坊丝机中挤充成形,维持控制液中二甲基乙酰胺质量浓度为20%,环境温度25℃,湿度40%~50%,制出的膜丝浸泡在通孔液中浸泡,控制温度40℃再经纯水浸泡后得到成型丝模,再通过环氧树脂浇铸在ABS环壳中即得到无机抗菌滤膜;
其中:步骤1)所述的有机溶剂、高分子制膜材料、无机抗菌剂和粘合剂的质量比为:100:20:2:8。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,所述的有机溶剂为二甲基乙酰胺。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,所述的无机抗菌剂为纳米级沸石载氧化锌或者纳米级沸石载银。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,所述的粘合剂为聚维酮。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,所述的通孔液为质量浓度10%二甲基乙酰胺水溶液。
本发明提供的后一个技术方案是含该抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,包括壳体,所述的壳体的底部内侧设有下隔网片,所述的壳体的底部外侧固定有下盖,壳体内设有第一滤腔,第一滤腔的外侧设有第二滤腔,所述的第一滤腔内填充有抗菌并消除亚硝酸盐滤膜,第二滤腔内填充有无机物理抗菌颗粒活性炭,壳体的顶部内侧设有上隔网片,所述的顶部外侧固定有上盖。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,所述的第二滤腔内还设有第三滤腔,所述第二滤腔和第三滤腔内均填充有无机物理抗菌颗粒活性炭;所述第三滤腔顶部与第一滤腔底部相接,所述第三滤腔底部与下隔网片相接,在第三滤腔的侧下壁设有进水通道。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,所述的无机物理抗菌颗粒活性炭是在颗粒活性炭中添加壳聚糖CTS,使CTS均匀粘合在颗粒活性炭的凹凸面得到物理抗菌颗粒活性炭。
更进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,所述的无机物理抗菌颗粒活性炭是将单位容量含水率20%~30%的活性炭在密封箱内加温至100℃~250℃,箱内压力保持至0.8~2.0MPa,迅速卸压真空抽取至三维密封混料机,在真空抽取过程中颗粒炭与壳聚糖充分混合,壳聚糖混合是0.5~4小时,经微波灭活烘干后即得到无机物理抗菌活性炭。
进一步的,上述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,所述的壳聚糖CTS为脱乙酰度≥90%,粘度为0.7~1Pa.s,微粉粒径为1000目~2000目。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下技术优点:
1、本发明提供一种既可以长效物理性抗菌又实用于个人或家庭用净水滤芯单元组合,该抗菌材料均为天然材料,不存在二次污染水体,对人体健康与环境都是友好的。
2、本发明提供的技术方案是以抗菌膜材料制成超滤膜,同时在普通颗粒状椰壳炭中复配天然抗菌剂,再将二者组合成抗菌净水单元,有效解决了现有技术中普通活性炭+膜净化单元的短寿命和二次污染问题。
3、本发明提供的无机物理抗菌滤膜采用在制膜液中加注无机抗菌剂的方法,使无机抗菌剂嫁接在制膜高分子材料上得到物理抗菌滤膜。
4、本发明的无机物理抗菌颗粒活性炭是采用在颗粒活性炭中添加天然90%以上超高脱 乙酰度高粘度壳聚糖CTS,使CTS均匀粘合在颗粒活性炭的凹凸面得到物理抗菌颗粒活性炭。
综上所述,本发明提供的技术方案既能长效物理抗菌又能消除亚硝酸盐,并且在滤芯中增加隔片,从而增加净化滤程。
附图说明
图1是本发明提供实施例2提供的净化滤芯结构示意图;
图2是本发明提供实施例3提供的净化滤芯结构示意图;
图3是本发明提供的净化滤芯安装示意图;
附图中符号代表的元件和类似元件如下:
壳体1,下隔网片2,第一滤腔3,第二滤腔4,抗菌并消除亚硝酸盐滤膜5,无机抗菌活性炭6,上隔网片7,下盖8,上盖9,第三滤腔10,进水通道11。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对本发明的权利要求做进一步的详细说明,但不构成对本发明的任何限制,任何在本发明权利要求保护范围内所做的有限次的修改,仍在本发明的权利要求保护范围之内。
实施例1
本发明提供的一种抗菌并消除亚硝酸盐滤膜,由下述步骤依次制得:
①搅拌二甲基乙酰胺,加入二甲基乙酰胺质量20%的高分子材料PES,再 加入二甲基乙酰胺质量2%的纳米级沸石载氧化锌或纳米级沸石载银抗菌剂,为防止氧化整个反应,再加入二甲基乙酰胺质量8%粘合剂聚维酮,然后注入氮气温度控制在65℃持续搅拌90分钟然后静置24小时后滤除未溶解的杂质和细微气泡得到制膜液。
②将制膜液在65℃通过惰性体注入制膜纺丝机内外模中进行制膜,控制制膜液中二甲基乙酰胺质量浓度为20%,环境温度25℃,湿度40%~50%,制备膜丝,制出的膜丝浸泡在10wt%二甲基乙酰胺水溶液通孔液中浸泡,控制温度40℃再经纯水浸泡后得到成型丝模,将成型丝模置于烘箱内在80℃的温度下连续烘干3小时,按重量比2:100的比例与ABS原料粒混合均匀,上模调整注塑机以正常的ABS注塑参数注塑即得抗菌并消除亚硝酸盐滤膜。
实施例2
本发明提供的一种抗菌并消除亚硝酸盐的净化滤芯,参阅图1,包括壳体1,在所述的壳体1的底部设有进水口,顶部设有出水口,在所述的壳体1的底部内侧设有下隔网片2,所述的壳体1的底部外侧固定有下盖8,壳体1内设有第一滤腔3,第一滤腔3的外侧设有第二滤腔4,第二滤腔4为网状结构。
所述的第一滤腔3内填充有抗菌并消除亚硝酸盐滤膜5,为了保证过滤质量,所述的滤膜尽量与第一滤腔3紧密接触,第二滤腔4内填充有无机抗菌活性炭6,无机抗菌活性炭6与第二滤腔4内壁内壁压实,壳体1的顶部内侧设有上隔网片7,所述的顶部外侧固定有上盖9。
实施例3
本发明提供的另一种抗菌并消除亚硝酸盐的净化滤芯,参阅图2,包括壳体1,在所述的壳体1的底部设有进水口,顶部设有出水口,所述的壳体1的底部内侧设有下隔网片2,所述的壳体1的底部外侧固定有下盖8,所述的壳体1与下盖8采用超声波焊接融合。
壳体1内设有第一滤腔3,第一滤腔3的外侧设有第二滤腔4,所述的第一滤腔3内填充有抗菌并消除亚硝酸盐滤膜5,第二滤腔4内填充有无机抗菌活性炭6,壳体1的顶部内侧设有上隔网片7,所述的顶部外侧固定有上盖9,所述的所述的壳体1与上盖9采用超声波焊接融合。
为了增加净化滤程,所述的第二滤腔4内还设有第三滤腔10,所述第二滤腔4和第三滤腔10内均填充有无机抗菌活性炭6;所述第三滤腔10顶部与第一滤腔3底部相接,其接触部为网状结构,所述第三滤腔10底部与下隔网片2相接,在第三滤腔10的侧下壁设有进水通道11,使得通过第二滤腔4净化后的水进入第三滤腔再次再次净化,在通过第一滤腔3净化,提高净水质量。
实施例2和3中所述的无机抗菌活性炭是采用在颗粒椰壳活性炭中添加90%以上脱乙酰度高粘度壳聚糖CTS,使CTS均匀粘合在颗粒活性炭的凹凸面得到物理抗菌颗粒活性炭。
具体制备工艺如下:将30~60目含水量25%~30%的颗粒状椰壳活性炭50KG加入密封烘箱内加温使烘箱内部温度达到160℃~180℃,箱内压力达到1.5MPa时保持20分钟,然后迅速卸压至常态,通过真空抽取的方式将颗粒状椰壳活性炭抽出,在颗粒状椰壳活性炭的出料端密闭空腔内,将占活性炭重量4%的壳聚糖液粉同步,在25℃~30℃将压缩空气雾化吹入,使颗粒状椰壳活性炭与壳聚糖微粉二者在密闭腔内混合后进入三维密封混料机内,迅速卸压形使二者在混料机连续混合30分钟后充分粘合,制成无机物理抗菌活性炭,经微波灭活干燥后封袋备用。
所述的壳聚糖是脱乙酰度≥90%,粘度为0.7~1Pa.s的壳聚糖微粉,微粉粒径为1000目~2000目。
实施例2和3中所述的抗菌并消除亚硝酸盐的净化滤芯的安装方式如下,参阅图3:在壳体1底部放入下隔网片2,然后第一滤腔3内填充有抗菌并消除亚硝酸盐滤膜5,第二滤腔4内填充有无机抗菌活性炭6,压合上隔料网片7,震实压合下网片2,采用超声波焊接的工艺使下盖8与滤芯壳体1融合,测压、测漏、封袋。
为了证明本发明提供的滤膜的效果,以一个单位的无机抗菌膜和一个单位的无机抗菌颗粒活性炭(30-60目)为一个单元组合,采用背景技术中同样的测试方法:工作5分钟停机20分钟的间断式连续测试,间隔12小时再重复上述步骤, 测试介质:自来水、水温20℃~25℃,通过量为2L/min,如此做为一个测试周期,检测结果见表2:
表2
以上所述的仅为本发明的较佳实施例,凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,其特征在于,由下述步骤依次制得:
1)搅拌有机溶剂,加入聚醚砜树脂,在60℃~80℃温度,加入无机抗菌剂和粘合剂,注入氮气,持续搅拌使各种材料充分溶解,静置24小时,过滤去除未溶解的杂质,脱除溶液中的微细气泡得到制膜液;
2)将制膜液在65℃通入惰性气体,注入制膜膜具中,在坊丝机中挤充成形,维持控制液中二甲基乙酰胺质量浓度为20%,环境温度25℃,湿度40%~50%,制出的膜丝浸泡在通孔液中,控制温度40℃再经纯水浸泡后得到成型丝模,再通过环氧树脂浇铸在ABS环壳中即得到无机抗菌滤膜;
其中:步骤1)所述的有机溶剂、高分子制膜材料、无机抗菌剂和粘合剂的质量比为:100:20:2:8。
2.根据权利要求1所述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,其特征在于,所述的有机溶剂为二甲基乙酰胺。
3.根据权利要求1所述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,其特征在于,所述的无机抗菌剂为纳米级沸石载氧化锌或者纳米级沸石载银。
4.根据权利要求1所述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,其特征在于,所述的粘合剂为聚维酮。
5.根据权利要求1所述的抗菌并消除亚硝酸盐的滤膜,其特征在于,所述的通孔液为质量浓度10%二甲基乙酰胺水溶液。
6.一种含权利要求1所述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,包括壳体(1),其特征在于,所述的壳体(1)的底部内侧设有下隔网片(2),所述的壳体(1)的底部外侧固定有下盖(8),壳体(1)内设有第一滤腔(3),第一滤腔(3)的外侧设有第二滤腔(4),所述的第一滤腔(3)内填充有抗菌并消除亚硝酸盐滤膜(5),第二滤腔(4)内填充有无机物理抗菌颗粒活性炭(6),壳体(1)的顶部内侧设有上隔网片(7),所述的顶部外侧固定有上盖(9)。
7.根据权利要求6所述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,其特征在于,所述的第二滤腔(4)内还设有第三滤腔(10),所述第二滤腔(4)和第三滤腔(10)内均填充有无机物理抗菌颗粒活性炭(6);所述第三滤腔(10)顶部与第一滤腔(3)底部相接,所述第三滤腔(10)底部与下隔网片(2)相接,在第三滤腔(10)的侧下壁设有进水通道(11)。
8.根据权利要求6所述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,其特征在于,所述的无机物理抗菌颗粒活性炭(6)是在颗粒活性炭中添加壳聚糖CTS,使CTS均匀粘合在颗粒活性炭的凹凸面得到物理抗菌颗粒活性炭。
9.根据权利要求8所述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,其特征在于,所述的无机物理抗菌颗粒活性炭(6)是将单位容量含水率20%~30%的活性炭在密封箱内加温至100℃~250℃,箱内压力保持至0.8~2.0MPa,迅速卸压真空抽取至三维密封混料机,在真空抽取过程中颗粒炭与壳聚糖充分混合0.5~4小时,经微波灭活烘干后即得到无机物理抗菌活性炭。
10.根据权利要求8所述的抗菌并消除亚硝酸盐滤膜的净化滤芯,其特征在于,所述的壳聚糖CTS为脱乙酰度≥90%,粘度为0.7~1Pa.s的壳聚糖微粉,微粉粒径为1000目~2000目。
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