CN111003751A - 一种提高滤芯去垢容量的方法及其高去垢容量滤芯 - Google Patents
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Abstract
一种提高滤芯去垢容量的方法及高去垢容量滤芯，通过去除液体中的离子交换树脂工作过程中碳酸根离子、碳酸氢根离子的产生，避免液体过滤、浓缩及加热过程中产生结垢。采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材。弱酸性阳离子交换树脂为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar‑OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂。滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂和活性炭。本发明通过降低离子交换树脂工作过程中碳酸根离子、碳酸氢根离子的产生，降低液体过滤过程中产生结垢的情况发生，提高滤芯的去垢容量。
Description
技术领域
本发明涉及净水产品技术领域，特别是涉及一种提高滤芯去垢容量的方法及其高去垢容量滤芯。
背景技术
滤水壶用的滤芯过滤是在重力作用下进行水质软化，具有体积小，成本低，无需电源及安装，净水效果确定等优点。目前的滤水壶滤芯基本上都是利用多级滤材，如过滤棉、活性炭、离子交换树脂等，实现对余氯及颗粒物的去除，以及对水质的软化。
滤水壶滤芯的一个重要功能，是去除硬度，避免结垢从而减少水垢的出现。因此，现有技术中主要采用在滤芯中加入了足量的强酸性离子交换树脂。在一定水质条件下，这种滤芯的净水容量完全取决于树脂的放入量。树脂越多，失效周期越长。由于产品的体积限制，一只滤芯一般的软水的标定容量都在几十升左右，有待于进一步提高。
因此，针对现有技术不足，如何有效解决结垢问题，提供一种提高滤芯去垢容量的方法及其高去垢容量滤芯以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种提高滤芯去垢容量的方法，通过去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，降低结垢，提高滤芯的去垢容量。
本发明的目的通过以下技术措施实现。
提供一种提高滤芯去垢容量的方法，利用滤芯中离子交换树脂的过滤去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，避免液体过滤、浓缩及加热过程中产生结垢。
优选的，上述的提高滤芯去垢容量的方法，采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材。
优选的，上述的提高滤芯去垢容量的方法，滤材中弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的60wt％至90wt％。
优选的，上述的提高滤芯去垢容量的方法，所述弱酸性阳离子交换树脂为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar-OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂。
优选的，上述的提高滤芯去垢容量的方法，滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂；强酸性阳离子交换树脂与弱酸性阳离子交换树脂混合设置或者呈层叠设置。
优选的，上述的提高滤芯去垢容量的方法，滤材中还含有活性炭，活性炭设置于离子交换树脂的下方或者活性炭混合于离子交换树脂中。
本发明的一种提高滤芯去垢容量的方法，采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材，通过离子交换树脂的过滤去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，，降低液体过滤、浓缩及加热过程中产生结垢的情况发生，提高滤芯的去垢容量。
本发明的另一目的是提供一种高去垢容量滤芯，能够避免结垢情况的产生，提高滤芯的去垢容量。
本发明的上述目的通过如下技术手段实现：
提供一种高去垢容量滤芯，采用上述提高滤芯去垢容量的方法，设置有开设有进水口和出水口的壳体、处于壳体内并填充有滤料的滤材，滤材中含有的弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的50wt％以上。
优选的，上述高去垢容量滤芯，采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材。
优选的，上述高去垢容量滤芯，滤材中弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的60wt％至90wt％。
优选的，上述高去垢容量滤芯，所述弱酸性阳离子交换树脂为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar-OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂。
优选的，上述高去垢容量滤芯，滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂；强酸性阳离子交换树脂与弱酸性阳离子交换树脂混合设置或者呈层叠设置。
优选的，上述高去垢容量滤芯，滤材中还含有活性炭，活性炭设置于离子交换树脂的下方或者活性炭混合于离子交换树脂中。
优选的，上述高去垢容量滤芯，壳体内还设置有滤网，对应进水口和出水口位置的壳体内均设置有滤网，对应进水口和出水口位置的壳体内均设置有滤网。
本发明的高去垢容量滤芯，设置有开设有进水口和出水口的壳体、处于壳体内并填充有滤料的滤材，滤材中含有的弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的50wt％以上。滤材采用占离子交换树脂总量的50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂，利用离子交换树脂的过滤去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，避免离子交换过程中产生游离的碳酸根、碳酸氢根离子，由于碳酸根、碳酸氢根离子产量降低，液体中的结垢离子无法与游离的阴离子结合形成钙化物质，从而避免了过滤、浓缩及加热过程中结垢现象的产生。本发明的滤芯，能够避免过滤过程中结垢，去垢容量高。
说明书附图
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂作为滤材的去垢容量的检测结果。
图2是强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂作为滤材对碱度去除的效果对比图。
图3是本发明一种高去垢容量滤芯的一个实施例的结构示意图。
图4是本发明一种高去垢容量滤芯的另一实施例的结构示意图。
在图1至图4中，包括：
壳体100、
进水口110、出水口120、
滤材200、
弱酸性阳离子交换树脂210、
强酸性阳离子交换树脂220、
活性炭230。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。
一种提高滤芯去垢容量的方法，利用滤芯中离子交换树脂的过滤去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，避免液体过滤、浓缩及加热过程中产生结垢。由于在过滤过程中，产生结垢的原因是强酸性阳离子交换树脂分解出H+，树脂本体所含有的负电基团吸附溶液中的钙镁等离子，导致结垢。本发明的方法，其思路与现有技术中采用强酸性阳离子交换树脂的常规思路不同，去除溶液中产生碳酸氢根离子、碳酸根离子产生，这样，即使溶液中含有钙镁等离子，也失去了结垢的条件。
具体的，采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材。弱酸性阳离子交换树脂会较好地去除水中的碳酸氢根离子和部分硬度离子，使得水中剩余的硬度离子即使在加热时也不成垢。
弱酸性阳离子交换树脂可为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar-OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂。弱酸性阳离子交换树脂的骨架成分包含聚苯乙烯树脂和/或聚丙烯酸的化学结构。
本发明的一种提高滤芯去垢容量的方法，采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材，利用离子交换树脂的过滤去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，避免液体过滤过程中产生结垢的情况发生，提高滤芯的去垢容量。
图1是采用单独的强酸性阳离子交换树脂作为滤材和采用单独的弱酸性阳离子交换树脂作为滤材，得到的去垢容量的检测结果，结果显示，在相同克数的树脂下，弱酸性阳离子交换树脂的除垢容量远远高于单纯的强酸性阳离子交换树脂。可见，本发明的技术方案能够显著提高滤芯的去垢容量。
本发明的方法对水过滤后经加热还能够有效去除滤水的碱度，得到适合饮用的弱碱性过滤水。图2示意出了相同条件下，强酸性阳离子交换树脂作为滤材和采用弱酸性阳离子交换树脂作为滤材得到的净水经过加热后得到的水质碱度去除的对比结果图，从图中可以看出，同等条件下，弱酸性阳离子交换树脂对碱度的去除效果优于强酸性阳离子交换树脂。
实施例2。
一种提高滤芯去垢容量的方法，其它特征与实施例1相同，不同之处在，本实施例中，弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的60wt％至90wt％，采用此配比，能够有效发挥弱酸性阳离子交换树脂的性能。
实施例3。
一种提高滤芯去垢容量的方法，其它特征与实施例2相同，不同之处在：滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂，强酸性阳离子交换树脂与弱酸性阳离子交换树脂混合设置或者呈层叠设置。该设置，能够有效发挥离子交换树脂的性能。
实施例4。
一种提高滤芯去垢容量的方法，其它特征与实施例2或3相同，不同之处在，滤材中还含有活性炭，活性炭设置于离子交换树脂的下方。需要说明的是，活性炭也可以混合于离子交换树脂中。
通过设置活性炭，能够通过活性炭对水质进行进一步去除，去除水中的气味等，过滤效果更好。
实施例5。
一种高去垢容量滤芯，采用上述提高滤芯去垢容量的方法，如图3所示，设置有开设有进水口110和出水口120的壳体100、处于壳体100内并填充有滤料的滤材200，滤材200中含有的弱酸性阳离子交换树脂210占离子交换树脂总量的50wt％以上。壳体100内还设置有滤网，在壳体对应进水口110和出水口120的内腔均设置有滤网，滤网能够防止物质渗出并能够防止运输等晃动过程中过滤颗粒物质漏出等。滤芯的结构为本领域公知常识，本案不再做详细介绍。
本实施例中，采用占离子交换树脂总量100wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂210构成滤材200。弱酸性阳离子交换树脂210会较好地去除水中的碳酸氢根离子和部分硬度离子，使得水中剩余的硬度离子即使在加热时也不成垢。
弱酸性阳离子交换树脂210可为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar-OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂210。弱酸性阳离子交换树脂的骨架成分包含聚苯乙烯树脂和/或聚丙烯酸的化学结构。
该高去垢容量滤芯，采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂210构成滤材200，通过去除离子交换树脂工作过程中碳酸根离子、碳酸氢根离子的产生，避免液体过滤、浓缩及加热过程中产生结垢的情况发生，提高滤芯的去垢容量。
需要说明的是，弱酸性阳离子交换树脂210的含量不局限于本是实例中的100％，也可以选择其它数值，如60wt％至90wt％等。
实施例6。
一种高去垢容量滤芯，其它特征与实施例5相同，不同之处在，滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂，强酸性阳离子交换树脂与弱酸性阳离子交换树脂混合设置或者呈层叠设置。该设置，能够有效发挥离子交换树脂的性能。
实施例7。
一种高去垢容量滤芯，其它特征与实施例5相同，不同之处在，如图4所示，滤材200中还含有活性炭230，活性炭230设置于离子交换树脂的下方。需要说明的是，活性炭230也可以混合于离子交换树脂中。
通过设置活性炭230，能够通过活性炭230对水质进行进一步去除，去除水中的气味等，过滤效果更好。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种提高滤芯去垢容量的方法，其特征在于：利用滤芯中离子交换树脂的过滤去除液体中的碳酸根离子、碳酸氢根离子，避免液体过滤、浓缩及加热过程中产生结垢。
2.根据权利要求1所述的提高滤芯去垢容量的方法，其特征在于：采用占离子交换树脂总量50wt％以上的弱酸性阳离子交换树脂构成滤材。
3.根据权利要求2所述的提高滤芯去垢容量的方法，其特征在于：滤材中弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的60wt％至90wt％。
4.根据权利要求2或3所述的提高滤芯去垢容量的方法，其特征在于：所述弱酸性阳离子交换树脂为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar-OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的提高滤芯去垢容量的方法，其特征在于：滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂；强酸性阳离子交换树脂与弱酸性阳离子交换树脂混合设置或者呈层叠设置。
6.根据权利要求5所述的提高滤芯去垢容量的方法，其特征在于：滤材中还含有活性炭，活性炭设置于离子交换树脂的下方或者活性炭混合于离子交换树脂中。
7.一种采用如权利要求1至6任意一项所述的提高滤芯去垢容量的方法的高去垢容量滤芯，其特征在于：设置有开设有进水口和出水口的壳体、处于壳体内并填充有滤料的滤材，滤材中含有的弱酸性阳离子交换树脂占离子交换树脂总量的50wt％以上。
8.根据权利要求7所述的高去垢容量滤芯，其特征在于：所述弱酸性阳离子交换树脂为包含羧酸基—COOH、磷酸基—PO2H2、酚羟基Ar-OH的化学交换单元结构的弱酸性阳离子交换树脂；
滤材中还含有强酸性阳离子交换树脂；强酸性阳离子交换树脂与弱酸性阳离子交换树脂混合设置或者呈层叠设置。
9.根据权利要求7所述的高去垢容量滤芯，其特征在于：滤材中还含有活性炭，活性炭设置于离子交换树脂的下方或者活性炭混合于离子交换树脂中。
10.根据权利要求7所述的高去垢容量滤芯，其特征在于：壳体内还设置有滤网，对应进水口和出水口位置的壳体内均设置有滤网，对应进水口和出水口位置的壳体内均设置有滤网。
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