CN112299585B - 一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，包括螺纹连接的盖体和桶体，盖体中心插接有立管，立管上端设有阀门，下端连接杂质吸附组件，杂质吸附组件位于桶体内，盖体一侧设有横管，横管连接精细过滤组件一端，精细过滤组件另一端连接水管。本发明装置能有效去除水中的金属离子、颗粒杂质、余氯、异味和色素等，并可有效杀死细菌和病毒，使饮用水更加纯净、安全。
Description
技术领域
本发明属于水过滤技术领域，涉及一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置。
背景技术
纳米纤维广泛应用于电池隔膜、过滤器、纳米补强、传感器、创伤敷料等。静电纺丝是一种简单有效而又经济的制备纳米纤维的方法，可制备出纤维直径为几十纳米的纳米纤维膜，并且其具有孔径小、孔隙率高等特点，能对微小颗粒物进行有效过滤。
随着我国城镇化速度加快，城镇自来水厂的供水压力日益严峻。居民对日常用水的质与量的要求逐步提高，对于自来水直饮的需求也逐渐出现。由于自来水管道铺设年代久远，多数管道为铁质管道，大多已经锈蚀，自来水在运送过程中难免会被老旧的自来水管污染。重新架构自来水管道及自来水厂的水处理细化，现阶段在国内无法实现。那如果在居民所用的出水口处安装一套简便的自来水过滤系统，使涌出的自来水通过去除其中的余氯、铁锈、气味等达到直饮标准，这将相比重构管道节省大量成本，也能满足居民对高质量饮用水的基本需求。
市面上各种净水装置层出不穷，多数为简单的滤芯结构去除杂质，并用活性炭吸附异味，对水中金属离子及细菌病毒等并不能有效去除。部分产品即使达到了较好的过滤效果，但因为过滤速度慢，导致出水慢，使用效果并不理想。所以发明一种具备高效过滤效果及过滤速度的饮用水过滤装置，特别是直饮水过滤装置，就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，解决了现有技术中存在的直饮水过滤出水慢和过滤效果差的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，包括螺纹连接的盖体和桶体，盖体中心插接有立管，立管上端设有阀门，下端连接杂质吸附组件，杂质吸附组件位于桶体内，盖体一侧设有横管，横管连接精细过滤组件一端，精细过滤组件另一端连接水管。
本发明的特点还在于：
杂质吸附组件包括与立管连接的内金属网，内金属网上端通过连接片连接外金属网，内金属网和外金属网组成的封闭腔体内壁设有尼龙纱布，尼龙纱布包裹有凹凸棒土颗粒。
精细过滤组件包括与横管连接的左环形套管和与水管连接的右环形套管，左环形套管和右环形套管之间夹持有水过滤复合膜。
水过滤复合膜包括由左到右依次设置的纳米纤维疏水层、纤维素层、纳米纤维导水层和金属网支撑层。
水过滤复合膜上下端均通过环形塑料外壳封装。
纳米纤维疏水层为添加二氧化钛的聚丙烯腈纳米纤维疏水层。
纳米纤维导水层为添加壳聚糖的聚丙烯腈纳米纤维导水层。
本发明的有益效果是：
1.本发明设备结构简单，操作便利；
2.本发明通过二级过滤系统的分级过滤，可以实现有效精细过滤；
3.本发明凹凸棒土无污染，是一种环保的天然材料，制作工艺简单；
4.本发明装置能有效去除水中的金属离子、颗粒杂质、余氯、异味和色素等，并可有效杀死细菌和病毒，使饮用水更加纯净、安全。
附图说明
图1是本发明一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置的结构示意图；
图2为图1中A-A的剖视图；
图3为本发明装置中精细过滤组件的结构示意图；
图4为本发明装置中环形塑料外壳的俯视图。
图中，1.盖体，2.桶体，3.立管，4.横管，5.精细过滤组件，6.内金属网，7.外金属网，8.尼龙纱布，9.左环形套管，10.右环形套管，11.纳米纤维疏水层，12.纳米纤维导水层，13.金属网支撑层，14.纤维素层，15.环形塑料外壳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，如图1所示，包括螺纹连接的盖体1和桶体2，盖体1中心固定插接有立管3，立管3上端设有阀门，直接连接于自来水管道末端，下端螺纹连接杂质吸附组件，杂质吸附组件位于桶体2内，盖体1一侧设有横管4，横管4连接精细过滤组件5一端，精细过滤组件5另一端连接水管；
杂质吸附组件包括与立管3连接的桶状内金属网6，内金属网6上端通过连接片连接桶状外金属网7，内金属网6和外金属网7组成的封闭腔体内壁设有尼龙纱布8，尼龙纱布8包裹有凹凸棒土颗粒，凹凸棒土用来吸附微小颗粒、余氯、异味、色素等有害物质；
精细过滤组件包括与横管4螺纹连接的左环形套管9和与水管连接的右环形套管10，螺纹连接的左环形套管9和右环形套管10之间夹持有水过滤复合膜，水过滤复合膜包括由左到右依次设置的添加二氧化钛的聚丙烯腈纳米纤维疏水层11、添加壳聚糖的聚丙烯腈纳米纤维导水层12和金属网支撑层13，纳米纤维疏水层和纳米纤维导水层之间涂覆有用于加固的纤维素层14，水过滤复合膜上下端均通过环形塑料外壳15扣紧卡死进行封装；疏水层产生芯吸效应，导水层主体亲水，形成单向导通、高通水和高效率的效果；二氧化钛和壳聚糖及过滤膜极细的孔径可以将有害、有毒物质和极微小的颗粒杂质及悬浮物进行有效灭除和隔离；壳聚糖对铜等金属离子有吸附作用。
精细过滤组件中添加二氧化钛的聚丙烯腈纳米纤维疏水层和添加壳聚糖的聚丙烯腈纳米纤维导水层，制备过程如下：(1)于DMF溶剂中配制质量分数为12％的PAN溶液，并在其中添加质量分数为0.5％的TiO2，在电压10kV、接收距离20cm和溶液流速1mL/h条件下，利用静电纺丝制得疏水层纤维膜；(2)于DMF溶剂中配制PAN和壳聚糖质量分数分别为12％和8％的混合溶液，在电压15kV、接收距离20cm和溶液流速1mL/h条件下，利用静电纺丝制得亲水层纤维膜。
本发明一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，其工作过程如下：开启立管上的阀门后，自来水从立管流入杂质吸附组件，通过内金属网及尼龙纱布，向凹凸棒土层渗透，在此对水体中金属离子、余氯、异味、色素等物质进行吸附；自来水通过凹凸棒土层后被外金属网内的尼龙纱布挡住沉淀物质并流入外部桶体内，向上通过桶体上部流入上部右侧横管中，流经由纳米纤维疏水层、纤维素层、纳米纤维导水层、金属网支撑层组成的精细过滤组件进行精细过滤，该组件对水体中有害物质进行进一步灭除或过滤，流出后的水体即可饮用。
采用本发明基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置用于自来水过滤。
实施例1：
(1)将立管上端连接自来水管出水端；(2)将使用尼龙布包裹的凹凸棒土放置在内外金属网层内并固定，内金属网层与立管下端拧紧固定好后，将盖体和桶体拧紧安装；(3)将封装的水过滤复合膜利用左右环形套管锁紧，即完成精细过滤组件的安装；(4)将精细过滤组件左环形套管连接横管，右环形套管连接出水端，即完成整套装置的安装。
该装置可过滤自来水中99％以上的杂质，并有效去除异味，杀灭细菌，并且过滤速度较快，最高可达600L/m2·h，出水口处流出的水体可以直接饮用；
当使用一段时间后，发现出水量明显减少，出水速度明显减慢，影响正常取水时，可直接更换杂质吸附组件或精细过滤组件，同时建议清洗桶体，完后即可继续使用，方便快捷。
本发明一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，其优点在于：本装置能够在保证过滤效果的同时，实现高效过滤；材料成本低廉，无毒无害，并且更换方便。
Claims (2)
1.一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，其特征在于，包括螺纹连接的盖体(1)和桶体(2)，所述盖体(1)中心插接有立管(3)，所述立管(3)上端设有阀门，下端连接杂质吸附组件，所述杂质吸附组件位于桶体(2)内，所述盖体(1)一侧设有横管(4)，所述横管(4)连接精细过滤组件(5)一端，所述精细过滤组件(5)另一端连接水管；
所述杂质吸附组件包括与立管(3)连接的内金属网(6)，所述内金属网(6)上端通过连接片连接外金属网(7)，所述内金属网(6)和外金属网(7)组成的封闭腔体内壁设有尼龙纱布(8)，所述尼龙纱布(8)包裹有凹凸棒土颗粒；
所述精细过滤组件(5)包括与横管(4)连接的左环形套管(9)和与水管连接的右环形套管(10)，所述左环形套管(9)和右环形套管(10)之间夹持有水过滤复合膜；
所述水过滤复合膜包括由左到右依次设置的纳米纤维疏水层(11)、纤维素层(14)、纳米纤维导水层(12)和金属网支撑层(13)；
所述纳米纤维疏水层(11)为添加二氧化钛的聚丙烯腈纳米纤维疏水层；
所述纳米纤维导水层(12)为添加壳聚糖的聚丙烯腈纳米纤维导水层。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维复合膜和凹凸棒土的直饮水过滤装置，其特征在于，所述水过滤复合膜上下端均通过环形塑料外壳(15)封装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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