CN108176136B - 一种过滤材料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过滤材料的生产工艺，所述的过滤材料带表面正电荷，由纤维、生长在纤维表面的活性氧化铝及包敷在外层的无纺布组成，所述的表面正电荷由铝源经过水热反应制得的氧化铝提供。本发明用铝盐或氢氧化铝作为氧化铝的前驱体，成本低，易分散，操作安全；用表面活性剂改善纤维和活性氧化铝之间的结合，形成的结晶更牢固，不易脱落；用无纺布作为支撑材料，可随意裁剪折叠。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其是一种过滤材料的生产工艺。
背景技术
目前，消费者对饮用水的要求越来越高，生活饮用水卫生标准GB5749也强制实施，标准中对于水生微生物有较高的要求，其中细菌总数小于100CFU/ml，大肠杆菌则不得检出，对于末端用水而言，细菌总数超标是常见的问题，而对于农村等饮用水处理不到位的地区，大肠杆菌导致的经口传播疾病也屡见不鲜。
为了解决以上问题，常用的办法有物理过滤法、化学消毒法及UV法。物理过滤主要以微滤、超滤、纳滤和反渗透为主，它们以压力为驱动力，靠物理截留拦截水中的微生物，物理过滤的主要问题是净水流量小，产品体积大，价格高。化学消毒法的主要问题是消毒副产物(DPBs)问题，在使用液氯消毒后，往往会产生卤化有机物等消毒副产物，主要包括三卤甲烷(THMs)和卤代乙酸(HAAs)，其它氯化副产物包括：卤代乙腈(HANs)、卤化氰(XCNs)、卤代苦碱、卤代乙醛(HATs)、卤代酚(HHBs)、卤代酮(HKs)、卤硝基甲烷类(HNMs)、卤代羟基呋喃类(CHFs)。在这些氯化DBPs中，三卤甲烷(如氯仿)已被确认为致癌物。美国的饮用水水安全法规规定一溴二氯甲烷、二氯乙酸、溴酸盐等列为可疑致癌物，其它的DBPs大部分具有一般毒性，对人体器官有刺激或麻醉作用。大量流行病学调查表明，长期饮用氯消毒的饮用水能够增加消化和泌尿系统癌变风险，二者之间存在统计学相关性。可能会对人体产生损害。氯消毒对贾第虫和隐孢子虫的问题的杀灭作用有限，隐孢子虫病和贾第鞭毛虫病的典型症状是严重腹泻，有些病人特别是儿童常出现腹痛、恶心、呕吐或低度发烧(<39℃)等症状。紫外线消毒的主要问题点在于，紫外线的穿透能力差，在空气中易受尘粒、湿度影响，在液体中易受深度、杂质影响。
活性氧化铝作为一种过滤材料，它表面呈现正电性，可以过滤吸附水中的负电污染物，达到净化水质的作用。
专利CN101185817B一种纳米氧化铝纤维膜材料的制备方法，用聚乙烯吡咯烷酮和氯化铝的混合溶液进行静电纺丝，将丝放入马弗炉加热，形成氧化铝膜，起到过滤作用。
专利CN100408160C亚微米滤器，铝颗粒和氢氧化铝为铝源，在水中或者存在玻璃纤维的水中100℃以上进行水解，生成纳米氧化铝纤维，起到过滤作用。
目前的氧化铝过滤材料所存在的问题有：
1.用铝粉作为铝源，成本高，操作困难，有爆炸风险；
2.玻璃纤维作为支撑，较脆弱，折叠时容易出现漏点；
3.表面正电性能的衰减较为明显，导致过滤效率衰减明显。
发明内容
为了克服现有技术中过滤材料所存在的问题，本发明提供一种过滤材料的生产工艺，采用的技术方案是：一种过滤材料的生产工艺，所述的过滤材料是一种表面带正电荷的过滤材料，由纤维、生长在纤维表面的活性氧化铝及包敷在外层的无纺布组成，其生产工艺包含如下步骤：
步骤一，将100份的纯水加入至水热反应釜中，开启搅拌装置和加热装置，加热至40～90℃；
步骤二，向步骤一的水热反应釜中加入0.3～10份铝源、0.1～10份诱导剂和0.001～1份表面活性剂，保持温度，搅拌10～180分钟；
步骤三，向步骤二的水热反应釜中加入0.6～20份纤维，持续搅拌；
步骤四，将步骤三的水热反应釜温度提升至130～200℃，持续搅拌，保温0.5～12小时；
步骤五，将步骤四的水热反应釜温度降至50℃以下，将底部的浆料抽出，上清液回收利用；
步骤六，将步骤五得到的浆料经布浆器涂布在滤网上，利用重力作用、真空作用将浆料中的部分水分分离出去，回收利用；
步骤七，将步骤六得到的涂布有浆料的滤网烘干，至水分含量0.5～10％；
步骤八，将步骤七得到的产品两侧包敷无纺布，热压成型；所述的无纺布是聚丙烯、聚酯、尼龙、聚四氟乙烯中的一种，其厚度为0.1～0.3mm；
步骤九，将步骤八得到的产品整体80～100℃烘干，得到最终成品。
上述的一种过滤材料的生产工艺，所述的表面正电荷由铝源经过水热反应制得的氧化铝提供。
上述的一种过滤材料的生产工艺，所述的纤维包括玻璃纤维、纤维素的一种或者两种的混合物。
上述的一种过滤材料的生产工艺，所述铝源包括氯化铝、氢氧化铝、硝酸铝、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵中的一种或两种或三种组成。
上述的一种过滤材料的生产工艺，所述步骤二的诱导剂是氨水和尿素中的一种或两种的组成，当诱导剂为两种时，其加入量不变。
上述的一种过滤材料的生产工艺，所述步骤二的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子型表面活性剂中的一种、两种或三种的组成，当表面活性剂超过一种时，其加入量不变。
本发明的有益效果是：
1.用铝盐或氢氧化铝作为氧化铝的前驱体，成本低，易分散，操作安全。
2.用表面活性剂改善纤维和活性氧化铝之间的结合，形成的结晶更牢固，不易脱落。
3.用无纺布作为支撑材料，可随意裁剪折叠。
具体实施方式
【实施例1】
一种过滤材料的生产工艺，所述的过滤材料是一种表面带正电荷的过滤材料，所述的表面正电荷由氯化铝经过水热反应制得的氧化铝提供，由玻璃纤维和生长在玻璃纤维表面的活性氧化铝及包敷在外层的聚丙烯无纺布组成，其生产工艺包含如下步骤：
步骤一，将100份的纯水加入至水热反应釜中，开启搅拌装置和加热装置，加热至40℃；
步骤二，向步骤一的水热反应釜中加入0.3份氯化铝、0.1份尿素和0.001份阴离子表面活性剂，保持温度，搅拌180分钟，加快铝源的溶解速度，使氯化铝充分溶解到水中，形成氯化铝水溶液；
步骤三，向步骤二的水热反应釜中加入0.6份玻璃纤维，持续搅拌；
步骤四，持续搅拌，将步骤三的水热反应釜温度提升至60℃，保温12小时；
步骤五，将步骤四的水热反应釜温度降至50℃以下，将底部的浆料抽出，上清液回收利用；
步骤六，将步骤五得到的浆料经布浆器涂布在滤网上，利用重力作用、真空作用将浆料中的部分水分分离出去，回收利用；
步骤七，将步骤六得到的涂布有浆料的滤网烘干，至水分含量0.5％；
步骤八，将步骤七得到的产品两侧包敷聚丙烯无纺布，其厚度为0.5mm，热压成型；
步骤九，将步骤八得到的产品整体80℃烘干，得到最终成品。
【实施例2】
一种过滤材料的生产工艺，所述的过滤材料是一种表面带正电荷的过滤材料，所述的表面正电荷由氢氧化铝经过水热反应制得的氧化铝提供，由纤维素和生长在纤维素表面的活性氧化铝及包敷在外层的尼龙无纺布组成，其生产工艺包含如下步骤：
步骤一，将100份的纯水加入至水热反应釜中，开启搅拌装置和加热装置，加热至70℃；
步骤二，向步骤一的水热反应釜中加入5份氢氧化铝、5份尿素和0.5份阳离子表面活性剂，保持温度，搅拌100分钟，加快氢氧化铝的扩散速度，使氢氧化铝充分分散到水中，形成氢氧化铝悬浊液；
步骤三，向步骤二的水热反应釜中加入12份纤维素，持续搅拌；
步骤四，将步骤三的水热反应釜温度提升至130℃，持续搅拌，保温6小时；
步骤五，将步骤四的水热反应釜温度降至50℃以下，将底部的浆料抽出，上清液回收利用；
步骤六，将步骤五得到的浆料经布浆器涂布在滤网上，利用重力作用、真空作用将浆料中的部分水分分离出去，回收利用；
步骤七，将步骤六得到的涂布有浆料的滤网烘干，至水分含量5％；
步骤八，将步骤七得到的产品两侧包敷尼龙无纺布，其厚度为0.3mm，热压成型；
步骤九，将步骤八得到的产品整体90℃烘干，得到最终成品。
【实施例3】
一种过滤材料的生产工艺，所述的过滤材料是一种表面带正电荷的过滤材料，所述的表面正电荷由硫酸铝经过水热反应制得的氧化铝提供，由纤维素和生长在纤维素表面的活性氧化铝及包敷在外层的聚四氟乙烯无纺布组成，其生产工艺包含如下步骤：
步骤一，将100份的纯水加入至水热反应釜中，开启搅拌装置和加热装置，加热至90℃；
步骤二，向步骤一的水热反应釜中加入10份硫酸铝5份尿素、3份氨水和1份非离子型表面活性剂，保持温度，搅拌180分钟，加快硫酸铝的溶解速度，使硫酸铝充分溶解到水中，形成硫酸铝水溶液；
步骤三，向步骤二的水热反应釜中加入20份纤维素，持续搅拌；
步骤四，将步骤三的水热反应釜温度提升至200℃，持续搅拌，保温0.5小时；
步骤五，将步骤四的水热反应釜温度降至50℃以下，将底部的浆料抽出，上清液回收利用；
步骤六，将步骤五得到的浆料经布浆器涂布在滤网上，利用重力作用、真空作用将浆料中的部分水分分离出去，回收利用；
步骤七，将步骤六得到的涂布有浆料的滤网烘干，至水分含量10％；
步骤八，将步骤七得到的产品两侧包敷聚四氟乙烯无纺布，其厚度为0.1mm，热压成型；
步骤九，将步骤八得到的产品整体100℃烘干，得到最终成品。
Claims (6)
1.一种过滤材料的生产工艺，其特征在于，所述的过滤材料是一种带表面正电荷的过滤材料，由纤维、生长在纤维表面的活性氧化铝及包敷在外层的无纺布组成，其生产工艺包含如下步骤：
步骤一，将100份纯水加入至水热反应釜中，开启搅拌装置和加热装置，加热纯水至40～90℃；
步骤二，向步骤一的水热反应釜中加入0.3～10份铝源、0.1～10份诱导剂和0.001～1份表面活性剂，保持温度，搅拌10～180分钟；
步骤三，向步骤二的水热反应釜中加入0.6～20份纤维，持续搅拌；
步骤四，将步骤三的水热反应釜温度提升至130～200℃，持续搅拌，保温0.5～12小时；
步骤五，将步骤四的水热反应釜温度降至50℃以下，将底部的浆料抽出，上清液回收利用；
步骤六，将步骤五得到的浆料经布浆器涂布在滤网上，利用重力作用、真空作用将浆料中的部分水分分离出去，回收利用；
步骤七，将步骤六得到的涂布有浆料的滤网烘干，至水分含量0.5～10％；
步骤八，将步骤七得到的产品两侧包敷无纺布，热压成型；所述的无纺布是聚丙烯、聚酯、尼龙、聚四氟乙烯中的一种，其厚度为0.1～0.3mm；
步骤九，将步骤八得到的产品整体80～100℃烘干，得到最终成品。
2.根据权利要求1所述的一种过滤材料的生产工艺，其特征在于，所述的表面正电荷由铝源经过水热反应制得的氧化铝提供。
3.根据权利要求1所述的一种过滤材料的生产工艺，其特征在于，所述的纤维包括玻璃纤维、纤维素的一种或者两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种过滤材料的生产工艺，其特征在于，所述铝源，包括氯化铝、氢氧化铝、硝酸铝、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵中的一种或两种或三种组成。
5.根据权利要求1所述的一种过滤材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤二的诱导剂是氨水和尿素中的一种或两种的组成，当诱导剂为两种时，其加入量不变。
6.根据权利要求1所述的一种过滤材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤二的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子型表面活性剂中的一种、两种或三种的组成，当表面活性剂超过一种时，其加入量不变。
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