CN106915815B - 用于反渗透后纯净水矿化的材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，包括以下步骤：将贝壳洗净，晾干，煅烧，冷却，粉碎；将方镁石进行粉碎；将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状；在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，水浴搅拌均匀，倾出混悬液；将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。通过本发明的方法可以制得富含乳酸钙和乳酸镁的矿化材料，利用乳酸钙和乳酸镁在冷水中的溶解度极小的特性，对海水淡化后的纯净水进行矿化，避免了传统矿化方式的弊端，其制作工艺简单，材料的转化率高，制作成本低廉；避免了人体出现矿物质缺乏的现象，同时也保护了市政供水管路。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体的说是一种用于反渗透后纯净水矿化的材料的制备方法及其应用。
背景技术
反渗透是一种借助于选择透过(半透过)性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。
反渗透是目前过滤精度最高的膜分离技术。过滤精度达到0.0001um。过滤了自来水中的所有物质，没有矿物质和微量元素，这种水是可以直接饮用的。水中的杂质如可溶性固体、有机物、胶体物质及细菌等则被反渗透膜截留，在截流液中浓缩并被去除。一级反渗透可去除原水中97％以上的溶解性固体。
海水/苦咸水经过反渗透膜等工艺淡化处理后，其水质较好，基本不含矿物质，居民长期饮用后容易引发骨质疏松等人体缺钙所致疾病。虽然，人体可以通过其他途径补充钙含量，例如服用含钙的保健品，但是这势必会增加消费者的经济负担，并且目前的含钙保健品服用后多数存在便秘的症状，这无疑又增加了消费者的痛苦。另外，也可以通过食用钙含量较高的食品进行补充，但是，由于每个人的饮食习惯不一样，加上食品中的钙含量有限，不能很好的满足人体所需。
另一方面，淡化水还有轻微腐蚀性，不经处理直接进入市政管网容易引起管道及设备腐蚀，导致“红水”现象。
目前对于海水淡化后的矿化，主要采用以下三种方法：1、与其他水源掺混；2、直接投加药剂；3、溶解矿物质。其中，与其他水源掺混是与富含矿物质的水源掺混以提高矿物质离子，这种方法廉价，但是工艺很难控制，往往会带人不需要甚至不能要的离子，比如氯离子和硫酸根离子，都会加剧金属管道的腐蚀。直接投加药剂可以有效的提高海淡水的硬度和碱度，典型的药剂投加工艺有氢氧化钙与二氧化碳、氢氧化钙与碳酸氢钠或者碳酸钠或者氯化钙与碳酸氢钠。这种方法直接、简单、有效，但是化学药剂的成本较高，另外，运输以及存储化学药剂都需要深入的考虑。而溶解矿物质法作为最有效的方法被广泛使用，其中，矿物质主要有石灰石、方解石和白云石等。但是，此种方法需要在矿化调节床一端不断通入二氧化碳，使得石灰石与二氧化碳和水反应生产碳酸氢钙。虽然这是目前海水淡化后进行矿化的主要方法，但是，一方面设备运行上需要设有二氧化碳的输入设备，另一方面，生产的碳酸氢钙水解会产生氢离子，对金属设备具有一定的腐蚀性。
发明内容
根据上述不足之处，本发明的目的在于：提供一种用于反渗透后纯净水矿化的材料的制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案在于：用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将贝壳洗净，晾干；放入马弗炉中煅烧，取出冷却，粉碎，得贝壳粗粉；
b、将方镁石进行粉碎，得方镁石粗粉；
c、将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状；
d、在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，水浴搅拌均匀，倾出混悬液；
e、将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。
优选的是：所述步骤a中将贝壳粉碎至粒度为80-100目。
优选的是：所述步骤b中将方镁石粉碎至粒度为80-100目。
优选的是：所述乳酸溶液的浓度为70-80％。
优选的是：所述水浴温度为80-90℃。
本发明还保护通过如上述的方法制得的一种矿化材料。
本发明还保护一种包含上述矿化材料的矿化装置，将矿化材料设置在矿化调节装置内，将矿化调节装置通过供水管路设置在反渗透膜出水后的布水装置及出水管路之间。
优选的是：矿化调节装置由下方进水，由上方出水。
优选的是：矿化调节装置还设有与反渗透膜直接相连的管路，所述的矿化调节装置还设有排水管路。
本发明的有益效果在于：通过本发明的方法可以制得富含乳酸钙和乳酸镁的矿化材料，利用乳酸钙和乳酸镁在冷水中的溶解度极小的特性，对海水淡化后的纯净水进行矿化，避免了传统矿化方式的弊端，其制作工艺简单，材料的转化率高，制作成本低廉；避免了人体出现矿物质缺乏的现象，同时也保护了市政供水管路；减少了运行的设备，也避免了传统方法对设备的损耗。
附图说明
图1是本发明的使用矿化材料的装置的结构示意图；
图2是本发明的使用矿化材料的工艺流程图。
图中，1-反渗透膜；2-布水装置；3-矿化调节装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明涉及的是用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将贝壳洗净，晾干；放入马弗炉中煅烧，取出冷却，粉碎，得贝壳粗粉。贝壳的主要成分是碳酸钙，将贝壳通过马弗炉的高温煅烧，使碳酸钙发生反应，生产氧化钙和二氧化碳，并且使得贝壳的组织机构非常松散，利于下一步的溶解。
b、将方镁石进行粉碎，得方镁石粗粉。方镁石是镁的氧化物矿物，主要产在大理岩中，是白云石在高温下变质形成的。将方镁石粉碎，便于下一步溶解。
c、将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状。此过程中对于水的要求不高，可以采用普通的自然水，多次加入水是为了将氧化钙和氧化镁尽可能的跟水发生反应，以得到钙离子和镁离子，为后期制备矿化材料提供准备。加水时一次不宜加的过多，因为后期还要蒸发水分对矿化材料进行结晶。氧化钙与水反应，生成溶解度较低的氢氧化钙，氧化镁与水发生反应，生成溶解度较低的氢氧化镁，也就是反应过程中出现的混悬液。
d、在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，水浴搅拌均匀，倾出混悬液。加入乳酸后，乳酸与氢氧化钙和氢氧化镁发生反应，生成乳酸钙和乳酸镁，此乳酸钙和乳酸镁便是需要的矿化材料的主要成分。
e、将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。乳酸钙和乳酸镁在热水中溶解度较高，在冷水中溶解度极低，因此，通过先水浴尽可能多的获取乳酸钙和乳酸镁，在通过蒸发及降温结晶以获取最终矿化材料。
进一步的，步骤a中将贝壳粉碎至粒度为80-100目。
进一步的，步骤b中将方镁石粉碎至粒度为80-100目。
进一步的，乳酸溶液的浓度为70-80％。
进一步的，水浴温度为80-90℃。
本发明还保护通过如上述的方法制得的一种矿化材料。
常规的矿化反应只能引入钙离子，而镁离子对于水体来说也很重要。镁是300多种酶反应的辅助因子和催化剂，这些反应包括：糖酵解，三磷酸腺苷新陈代谢，钠、钾、钙透膜电子传递，蛋白质和核酸合成等。缺镁能增加人体发生各种疾病的风险，例如高血压、心律不齐、动脉粥样硬化血管病、急性心肌梗死、孕妇惊厥、二型糖尿病和骨质疏松等。饮用水是由矿物质及溶于其中的气体组成的复杂体系，其中，钙和镁最为重要。
而常规的矿化过程中如果想加入镁离子，就如背景技术中所述，会带入一些不需要的离子，而通过本方法，将镁离子与乳酸根离子结合，与钙离子共同生成矿化材料，更利于对于淡化水的矿化。
如图1和图2可知，本发明还保护一种包含上述矿化材料的矿化装置，将矿化材料设置在矿化调节装置内，将矿化调节装置通过供水管路设置在反渗透膜出水后的布水装置及出水管路之间。
当然，也可以将矿化材料制成多孔的颗粒状。
进一步的，矿化调节装置由下方进水，由上方出水。
进一步的，矿化调节装置还设有与反渗透出水管路直接相连的管路，矿化调节装置还设有排水管路。
通过本方法给海水淡化后的纯净水进行矿化，减少了传统工艺中采用碳酸钙与二氧化碳进行矿化需要设置的二氧化碳通入装置，减少了工艺流程，节约了设备的使用，减少了对于设备的维护，简化了矿化的工序。同时，通过饮用水不断的冲刷矿化材料。由于本方法制得的矿化材料中钙、镁离子的溶解度极低，在一定程度上可以将钙、镁离子进行溶解，进行人体日常的补充，且不用担心钙、镁离子的过量问题。
实施例1
用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将贝壳洗净，晾干；放入马弗炉中煅烧，取出冷却，粉碎，得贝壳粗粉；将贝壳粉碎至粒度为80目。
b、将方镁石进行粉碎，得方镁石粗粉；将方镁石粉碎至粒度为80目。
c、将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状。
d、在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，80℃水浴搅拌均匀，倾出混悬液；乳酸溶液的浓度为70％。
e、将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。
本发明还保护通过如上述的方法制得的一种矿化材料。
本发明还保护一种包含上述矿化材料的矿化装置，将矿化材料设置在矿化调节装置内，将矿化调节装置通过供水管路设置在反渗透膜出水后的布水装置及出水管路之间。其中，矿化调节装置由下方进水，由上方出水。矿化调节装置还设有与反渗透膜直接相连的管路，所述的矿化调节装置还设有排水管路。
实施例2
用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将贝壳洗净，晾干；放入马弗炉中煅烧，取出冷却，粉碎，得贝壳粗粉；将贝壳粉碎至粒度为100目。
b、将方镁石进行粉碎，得方镁石粗粉；将方镁石粉碎至粒度为100目。
c、将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状。
d、在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，90℃水浴搅拌均匀，倾出混悬液；乳酸溶液的浓度为80％。
e、将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。
本发明还保护通过如上述的方法制得的一种矿化材料。
本发明还保护一种包含上述矿化材料的矿化装置，将矿化材料设置在矿化调节装置内，将矿化调节装置通过供水管路设置在反渗透膜出水后的布水装置及出水管路之间。其中，矿化调节装置由下方进水，由上方出水。矿化调节装置还设有与反渗透膜直接相连的管路，所述的矿化调节装置还设有排水管路。
实施例3
用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将贝壳洗净，晾干；放入马弗炉中煅烧，取出冷却，粉碎，得贝壳粗粉；将贝壳粉碎至粒度为90目。
b、将方镁石进行粉碎，得方镁石粗粉；将方镁石粉碎至粒度为90目。
c、将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状。
d、在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，85℃水浴搅拌均匀，倾出混悬液；乳酸溶液的浓度为75％。
e、将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。
本发明还保护通过如上述的方法制得的一种矿化材料。
本发明还保护一种包含上述矿化材料的矿化装置，将矿化材料设置在矿化调节装置内，将矿化调节装置通过供水管路设置在反渗透膜出水后的布水装置及出水管路之间。其中，矿化调节装置由下方进水，由上方出水。矿化调节装置还设有与反渗透膜直接相连的管路，所述的矿化调节装置还设有排水管路。
Claims (9)
1.用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将贝壳洗净，晾干；放入马弗炉中煅烧，取出冷却，粉碎，得贝壳粗粉；
b、将方镁石进行粉碎，得方镁石粗粉；
c、将贝壳粗粉与方镁石粗粉置于容器内，分多次加入水，研磨成糊状；
d、在上述糊状混悬液中分多次加入乳酸，水浴搅拌均匀，倾出混悬液；
e、将多次倾出的混悬液收集，加热蒸发水分，当混悬液变为糊状时，冷却，析出结晶，即得矿化材料。
2.根据权利要求1所述的用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤a中将贝壳粉碎至粒度为80-100目。
3.根据权利要求1所述的用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤b中将方镁石粉碎至粒度为80-100目。
4.根据权利要求1所述的用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，其特征在于：所述乳酸溶液的浓度为70-80％。
5.根据权利要求1所述的用于反渗透后纯净水的矿化材料的制备方法，其特征在于：所述水浴温度为80-90℃。
6.一种矿化材料，其特征在于：通过如权利要求1-5任意一项所述的方法制得。
7.一种矿化装置，其特征在于：将权利要求6所述的矿化材料设置在矿化调节装置内，将所述矿化调节装置通过供水管路设置在反渗透膜出水后的布水装置及出水管路之间。
8.根据权利要求7所述的矿化装置，其特征在于：所述的矿化调节装置由下方进水，由上方出水。
9.根据权利要求7或8所述的矿化装置，其特征在于：所述的矿化调节装置还设有与反渗透膜直接相连的管路，所述的矿化调节装置还设有排水管路。
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