CN110526446A - 一种家用净水器用复合式净水滤芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家用净水器用复合式净水滤芯，属于净水技术领域，复合式净水滤芯包括滤壳和滤料层，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层包括第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置；所述复合式净水滤芯的使用周期长，可对水体污染物有效净化，保障出水水质，满足饮用要求；同时该滤芯的脱附效果好，能够实现滤芯的高效再生和再次使用，降低净水成本。

Description

一种家用净水器用复合式净水滤芯
技术领域
本发明属于净水技术领域，具体涉及一种家用净水器用复合式净水滤芯。
背景技术
目前，根据世界卫生组织调查表明，全世界80％的疾病、50％的儿童死亡都与饮用水的水质不良有关。环保部数据显示，我国一半城市市区地下水污染严重，57％的地下水监测点水质不达标。近年来随着污染物排放量的急剧增加，各种有机污染物与重金属进入水体，污染了饮用水。而我国97％饮用水水厂仍然采用传统的混凝、沉淀、过滤和消毒的处理工艺，加上供水设施的陈旧与老化，导致水体会受到管道污染，使水中带有细菌、铁锈及部分悬浮物等物质，严重影响人类身体健康。为保障人类饮水安全，各种各样净水材料应运而生。
目前市场净水材料多种多样，有采用物理方法净水，如活性炭过滤、膜过滤，有化学方法净水，如电处理等方法，但是均存在一定问题。采用物理方法净水的滤芯使用周期过短，且滤芯更换繁琐，需花费大量财力用于滤芯的替换；有的净水器滤芯结构强度不够，导致净水设备时常损坏；甚至大部分滤芯无法有效的去除水中的三价砷、铅、汞等重金属。用化学方法处理，若处理不当，则不仅不能有效降低水中污染物含量，还可能生成新的有毒有害物质。
专利申请号为201410780513.9的“一种新型净水器”，采用了包括pp棉滤芯、前置活性炭滤芯、超滤膜滤芯、RO膜反渗透滤芯和后置活性炭滤芯的五层过滤系统，这种高密度的净水系统能够高效滤除原水中的泥沙、铁锈、悬浮物、余氯、卤代烃、色度、异味、细菌、胶体、农药和重金属离子等杂质。此专利中RO膜处设置了冲洗口，能做到简单的清洗滤料，但这种脱附方法并不能很好的去除滤料上残留的细菌及重金属。
在家用净水器水处理材料的检测结果中，因溶解性总固体、氟化物、金属离子的含量超标，活性炭与离子交换树脂作为滤芯的净水不合格率最高，但若将这套组合滤芯进行改善，充分发挥活性炭的高吸附容量与树脂聚合物寿命长、交换容量大的优势，将会使净水器处理效果大大提高。因此，研究并改进现有净水器滤芯结构是解决饮用水安全卫生隐患，提高净水效果的重要方法。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的家用净水器用复合式净水滤芯。
本发明实施例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，所述滤芯包括滤壳和滤料层，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层包括第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置。
进一步的，所述第一混合物层的第一混合物包括石英砂、天然硅藻土或两者的混合物。
进一步的，所述大孔吸附树脂层的大孔吸附树脂包括如下至少一种：苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂、螯合树脂、含氮树脂。
进一步的，所述第二混合物层的第二混合物包括活性炭与离子交换树脂的混合物，所述离子交换树脂和所述活性炭的重量比为4-9∶1。
进一步的，所述活性炭为颗粒状或粉末状，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
进一步的，所述超滤膜层的超滤膜孔径为0.001-0.02um。
进一步的，所述滤壳采用铜锌合金材料。
进一步的，所述滤料层由支撑物和滤料组成，所述支撑物用于支撑所述滤料；所述支撑物为采用铜锌合金网孔托盘，所述铜锌合金网孔托盘孔径为10-300μm。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明实施例提供的复合式净水滤芯使用周期长，可达6个月。
2、本发明实施例提供的复合式净水滤芯可对水体污染物有效净化，保障出水水质，对水体污染物净化率达98％。
3、本发明实施例提供的复合式净水滤芯能够实现滤芯的高效再生和再次使用，降低净水成本。
附图说明
通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明所述复合式净水滤芯的结构图；
其中：1、第一混合物层；2、大孔吸附树脂层；3、第二混合物层；4、超滤膜层。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本实施例中提供了一种家用净水器用复合式净水滤芯，所述滤芯包括滤壳和滤料层，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层包括第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置。
具体的，所述第一混合物层的第一混合物包括如下至少一种：石英砂、天然硅藻土。
通过上述技术方案，石英砂层对水中的悬浮杂物进行阻挡和吸附，悬浮物停留在石英砂的上层堆积后形成一种滤膜，也起到过滤作用；天然硅藻土具有多孔的特性，能够有效拦截和吸附水中的悬浮物，而且还能一定程度去除水中的有机物、孢子虫和细菌等。本发明中的石英砂与天然硅藻土层主要用于过滤水中大颗粒物质，可作为初级吸附处理。
具体的，所述大孔吸附树脂层的大孔吸附树脂包括如下至少一种：苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂、螯合树脂、含氮树脂。
具体的，大孔吸附树脂由苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂和苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂组成时，所述苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂和苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂重量比为1-5∶1-10。
大孔吸附树脂由苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂和螯合树脂组成时，所述苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂和螯合树脂重量比为1-10∶1-10。
通过上述技术方案，大孔吸附树脂层主要用于吸附去除水体中大分子有机污染物及毒害重金属离子，且再生方便。
具体的，所述第二混合物层的第二混合物包括活性炭与离子交换树脂的混合物，所述离子交换树脂和所述活性炭的重量比为4-9∶1。
具体的，所述活性炭为颗粒状或粉末状，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
通过上述技术方案，活性炭和离子交换树脂混合层具有化学性能稳定、比表面积大的特点，能对水中没有完全处理的污染物质进行再次处理，同时可以通过离子交换树脂进一步去除水体中的阳离子，对高硬度水质进行软化，进一步对污染水质净化，提升出水水质。
具体的，所述超滤膜层的超滤膜孔径为0.001-0.02um。
通过上述技术方案，超滤膜可用于对水中阴阳离子及微量污染物进行处理，保证出水水质，且可取出清洗再生。
具体的，所述滤壳采用铜锌合金材料。
具体的，所述滤料层由支撑物和滤料组成，所述支撑物用于支撑所述滤料；所述支撑物为采用铜锌合金网孔托盘，所述铜锌合金网孔托盘孔径为10-300μm。
下面将结合具体实施例对本申请的复合式净水滤芯进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，所述滤芯由滤壳和滤料层组成，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层由第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层组成，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置。
具体的，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层的体积比为1∶1∶1∶1。
具体的，所述第一混合物层的第一混合物为石英砂与天然硅藻土的混合物，所述石英砂与天然硅藻土的重量比为5∶1。
具体的，所述大孔吸附树脂层的大孔吸附树脂为苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂。
具体的，所述第二混合物层的第二混合物为活性炭与离子交换树脂的混合物，所述离子交换树脂和所述活性炭的重量比为6∶1。
具体的，所述活性炭为颗粒状，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
具体的，所述超滤膜层的超滤膜孔径为0.01um。
具体的，所述滤壳采用铜锌合金材料。
具体的，所述滤料层由支撑物和滤料组成，所述支撑物用于支撑所述滤料；所述支撑物为采用铜锌合金网孔托盘，所述铜锌合金网孔托盘孔径为150μm。
实施例2
本实施例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，所述滤芯由滤壳和滤料层组成，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层由第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层组成，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置。
具体的，所述第二混合物层的第二混合物为活性炭与离子交换树脂的混合物，所述离子交换树脂和所述活性炭的重量比为4∶1。
具体的，所述活性炭为颗粒状或粉末状，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
具体的，所述超滤膜层的超滤膜孔径为0.001um。
具体的，所述滤壳采用铜锌合金材料。
具体的，所述滤料层由支撑物和滤料组成，所述支撑物用于支撑所述滤料；所述支撑物为采用铜锌合金网孔托盘，所述铜锌合金网孔托盘孔径为10μm。
实施例3
本实施例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，所述滤芯由滤壳和滤料层组成，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层由第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层组成，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置。
具体的，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层的体积比为1∶1∶1∶1。
具体的，所述第一混合物层的第一混合物为石英砂与天然硅藻土的混合物，所述石英砂与天然硅藻土的重量比为1∶1。
具体的，所述大孔吸附树脂层的大孔吸附树脂包为苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、螫合树脂和含氮树脂组成，所述苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、螫合树脂和含氮树脂重量比为1∶1∶1。
具体的，所述第二混合物层的第二混合物为活性炭与离子交换树脂的混合物，所述离子交换树脂和所述活性炭的重量比为9∶1。
具体的，所述活性炭为颗粒状或粉末状，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
具体的，所述超滤膜层的超滤膜孔径为0.02m。
具体的，所述滤壳采用铜锌合金材料。
具体的，所述滤料层由支撑物和滤料组成，所述支撑物用于支撑所述滤料；所述支撑物为采用铜锌合金网孔托盘，所述铜锌合金网孔托盘孔径为300μm。
实施例4
本实施例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，本实施例除以下内容与实施例1不同外，其余与实施例1相同。
大孔吸附树脂由苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂、螯合树脂和含氮树脂组成，所述苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂、螫合树脂和含氮树脂重量比为4∶3∶2∶1。
对比例1
本对比例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，本实施例除不含有大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层外，其余与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，本实施例除不合有第二混合物层外，其余与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种家用净水器用复合式净水滤芯，本实施例除不含有超滤膜层外，其余与实施例1相同。
实验例1
选取地表水作为检测用水，并添加一定量Cu2+，测得原水硬度224mg/L，Cu2+浓度为5.2mg/L，总有机碳含量(TOC)为36mg/L。以实施例1-4和对比例1-4制得的净水滤芯作实验，测试净水滤芯对液体的过滤效果，连续过滤4周后，测试过滤后水质结果如表1所示。
表1
表1中，“-”表示未含有。
尽管已描述了本发明的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述滤芯包括滤壳和滤料层，所述滤壳用于盛装所述滤料层，所述滤料层包括第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层，所述第一混合物层、大孔吸附树脂层、第二混合物层和超滤膜层为从上至下依次设置。
2.根据权利要求1所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述第一混合物层的第一混合物包括如下至少一种：石英砂、天然硅藻土。
3.根据权利要求1所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述大孔吸附树脂层的大孔吸附树脂包括如下至少一种：苯乙烯-二乙烯苯骨架结构树脂、苯乙烯-丙烯酸骨架结构树脂、螯合树脂、含氮树脂。
4.根据权利要求1所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述第二混合物层的第二混合物包括活性炭与离子交换树脂的混合物，所述离子交换树脂和所述活性炭的重量比为4-9∶1。
5.根据权利要求5所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述活性炭为颗粒状或粉末状，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂。
6.根据权利要求1所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述超滤膜层的超滤膜孔径为0.001-0.02nm。
7.根据权利要求1所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述滤壳采用铜锌合金材料。
8.根据权利要求1所述的一种家用净水器用复合式净水滤芯，其特征在于，所述滤料层由支撑物和滤料组成，所述支撑物用于支撑所述滤料；所述支撑物为采用铜锌合金网孔托盘，所述铜锌合金网孔托盘孔径为10-300μm。
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