CN112516686A - 一种应急饮水过滤碳棒滤芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种应急饮水过滤碳棒滤芯,包括活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份。一种应急饮水过滤碳棒滤芯制备方法,包括以下步骤:步骤A:粉碎研磨;步骤B:配料;步骤C:搅拌混匀;步骤D:上料;步骤E:加热;步骤F:挤压成形;步骤G:冷却固化;步骤H:滤芯切割;步骤K:封装。本发明提供的应急饮水过滤碳棒滤芯由不同成分构成,经过不同成分的配比后挤压成形。本应急饮水过滤碳棒滤芯的水通量为1T/h,总水处理量为100T。本滤芯所使用原水水质范围广、使用寿命长、出水水质稳定,并且其制备方法简单,易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种在特殊情况下的应急饮水过滤滤芯,如抗震救灾、偏远地区、战时供水等方面,更具体的说,特别涉及一种在紧急情况或地区下的应急饮水过滤碳棒滤芯及其制备方法。
背景技术
随着时代的发展,国家的经济水平在稳步提升,人民的生活日益提高。但伴随着生活的安居乐业,总有一些地区发生突发状况,总有我们的人民军队和公益组织在维护国家稳定,如:抗震救灾、边境冲突、部队集训等特殊情况。而面对这种情况,如何保证人民军队、救援组织在恶劣条件下生活的居民的饮水安全问题成为重中之重。水是生命之源,没有稳定、安全的饮用水源,一切都将无法开展。
现有技术下,水的净化绝大部分都集中在民用和工业用水两部分,而其所使用的工艺基本上分为三种,分别为:反渗透、超滤、软化。
其中反渗透过滤精度高,出水能直接饮用,但是由于其使用条件限制,对原水水质要求较高,而且膜前需要提供足够的压力,这些因素导致其使用和安装工艺较为复杂,不便于携带和安装使用。另外反渗透由于其高精度的水处理工艺,导致其出水速度很慢,无法达到快速大量提供饮用水。
而超滤相比反渗透具有出水量大的优点,而且能过滤水中的悬浮物、胶体、泥沙、细菌等颗粒度较大的物质,但是其无法过滤水中的金属离子和其他有毒有害物质,无法达到安全饮水的目的。同时由于其空隙较小,也非常容易堵塞。
最后使用软化,能过滤水中的各种离子,但是软化工艺限制其去除离子的同时会向水中释放其他离子,出水含盐分较高,不能直接饮用,同时软化无法完全去除水中的细菌、铁锈、泥沙等大颗粒物质。
因此,现有技术存在缺陷,亟待进一步改进和提高。
综合上面的问题,首先是国内目前没有行之有效的针对应急饮水的水处理工艺,普遍是在民用市场和工业市场。针对这种情况,本公司研制一种应急饮水过滤碳棒滤芯,用于投放市场解决部队、组织和个人的应急饮水安全问题。
发明内容
(一)目的:为解决上述现有情况中存在的问题,本发明的目的是提供一种应急饮水过滤碳棒滤芯及其制备方法。
(二)技术方案:为了解决上述技术问题,本技术方案提供一种应急饮水过滤碳棒滤芯,包括活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份;
所述活性炭使用椰壳活性炭,活性炭的粒径为80-200目,如活性炭粒径过大需要进行粉碎研磨处理至要求粒径后方可使用,如所述活性炭粒径过低不建议进行使用,因为活性炭粒径小会要求使用更多的粘接剂,也会影响滤芯处理的水通量和滤芯的使用寿命。
所述粘接剂粒径D50为30-120μm,其主要成分为超高分子量聚乙烯。
一种应急饮水过滤碳棒滤芯制备方法,包括以下步骤:
步骤A:粉碎研磨,以椰壳活性炭为原料,将其进行粉碎研磨,取用80-200目的活性炭料作为后续加工原材料,如活性炭原料为此粒径范围之内,则不需要进行此步加工;
步骤B:配料,将粉碎的活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份,称重完毕后加入到搅拌装置内;
步骤C:搅拌混匀,在搅拌装置内对混合物料进行密封低速旋转搅拌,搅拌时间为20min,保证物料全部充分混合,如因为搅拌装置结构问题无法达到完全混匀,可在搅拌完成后将全部物料取出,然后重新加入到搅拌装置内进行二次搅拌,直到充分混匀为止;
步骤D:上料,将混合好的物料置入到挤出机料斗内,此处挤出机及挤出机料斗为碳棒滤芯挤出所使用装置,为满足挤出生产工艺而成;
步骤E:加热,混合物料从上料口进入到挤出机内传送装置,在传送装置外有加热装置,传送装置为金属材质,将热量导入到传送装置内部,传送装置内有一根螺杆,螺杆推动物料前进,同时螺杆还具有搅拌物料的作用,在传送装置内部螺杆推动并搅拌物料向前,物料均匀受热,粘接剂熔化;
步骤F:挤压成形,受热均匀的混合物料在传送装置末端停留并堆积,在后续传送装置传送过来的物料的推动作用下逐渐堆积成为整支滤芯,形成碳棒滤芯;
步骤G:冷却固化,挤出机有一个冷却装置对接在传送装置末端,在传送装置末端和冷却装置内形成滤芯后,由于滤芯温度较高,胶粉依然处于熔化状态,在冷却装置内胶粉冷却凝固,滤芯温度降低彻底成形并固化;
步骤H:滤芯切割,由于滤芯挤出为连续挤出,连续挤出的滤芯到达切割机指定位置后切割机工作,将滤芯切割成固定长度的滤芯以供使用;
步骤J:封装,为满足使用效果,将切割完成的滤芯上下粘接上端盖,滤芯中间外层缠绕无纺布和聚乙烯网,保护滤芯强度,防止残渣泄露。
(三)有益效果:本发明提供一种应急饮水过滤碳棒滤芯由不同成分构成,经过不同成分的配比后增加了各种不同的功用,使出水水质满足安全饮水的需求,使用原水水质范围广、使用寿命长、出水稳定,能去除水中的泥沙、悬浮物、胶体、铁锈、金属离子、微生物等,并且其制备方法简单,易于推广。
附图说明
图1是本发明一种应急饮水过滤碳棒滤芯及其制备方法的流程示意图;
具体实施方式
下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明,但是,本发明显然能够以多种不同于此描述的其他方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况做类似推广、演绎,因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
附图是本发明的实施例的示意图,需要注意的是,此附图仅作为示例,不应该以此作为对本发明的实际要求保护范围构成限制。
一种应急饮水过滤碳棒滤芯制备方法,如说明书附图所示,包括以下步骤:
步骤A:粉碎研磨,以椰壳活性炭为原料,将其进行粉碎研磨,取用80-200目的活性炭料作为后续加工原材料,如活性炭原料为此粒径范围之内,则不需要进行此步加工。
步骤B:配料,将粉碎的活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份,称重完毕后加入到搅拌装置内;
步骤C:搅拌混匀,在搅拌装置内对混合物料进行密封低速旋转搅拌,搅拌时间为20min,保证物料全部充分混合,如因为搅拌装置结构问题无法达到完全混匀,可在搅拌完成后将全部物料取出,然后重新加入到搅拌装置内进行二次搅拌,直到充分混匀为止;
步骤D:上料,将混合好的物料置入到挤出机料斗内,此处挤出机及挤出机料斗为碳棒滤芯挤出所使用装置,为满足挤出生产工艺而成;
步骤E:加热,混合物料从上料口进入到挤出机内传送装置,在传送装置外有加热装置,传送装置为金属材质,将热量导入到传送装置内部,传送装置内有一根螺杆,螺杆推动物料前进,同时螺杆还具有搅拌物料的作用,在传送装置内部螺杆推动并搅拌物料向前,物料均匀受热,粘接剂熔化;
步骤F:挤压成形,受热均匀的混合物料在传送装置末端停留并堆积,在后续传送装置传送过来的物料的推动作用下逐渐堆积成为整支滤芯,形成碳棒滤芯;
步骤G:冷却固化,挤出机有一个冷却装置对接在传送装置末端,在传送装置末端和冷却装置内形成滤芯后,由于滤芯温度较高,胶粉依然处于熔化状态,在冷却装置内胶粉冷却凝固,滤芯温度降低彻底成形并固化;
步骤H:滤芯切割,由于滤芯挤出为连续挤出,连续挤出的滤芯到达切割机指定位置后切割机工作,将滤芯切割成固定长度的滤芯以供使用;
步骤J:封装,为满足使用效果,将切割完成的滤芯上下粘接上端盖,滤芯中间外层缠绕无纺布和聚乙烯网,保护滤芯强度,防止残渣泄露。
所述应急饮水过滤碳棒滤芯是由活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份混合加工而成。将所得应急饮水过滤碳棒滤芯装入滤瓶内即可用于应急饮水过滤处理。
下面结合本发明提供的一种应急饮水过滤碳棒滤芯一个优选的实验进行详细说明。
实验简述:
取两支二十寸大胖滤瓶,滤瓶连接进出水管路,进水使用五类地表水作为原水,使用原水增压泵增压后连接滤瓶的进水口,为过滤装置提供原水。此处也可使用自来水作为原水,直接将滤芯进水口与自来水出水口连接即可。
在一号滤瓶内不装入任何滤芯和滤料,记为1号;
在二号滤瓶内装入本发明的碳棒滤芯,记为2号;
使用纯水冲洗1h,直至出水不含碳渣为止。
使用五类地表水作为原水接入到1号和2号装置的进水口,调节阀门使每个装置的
水通量为1T/h,运行时间一天后记录实验数据填入数据记录表中。
序号 | 项目指标 | 单位 | 滤前 | 1号滤后 | 2号滤后 | 饮用限值 |
1. | 色度(铂钴色度单位) | 度 | 15 | 15 | 0 | 25 |
2. | 浊度 | NTU | 3 | 3 | 0 | 3 |
3. | 臭和味 | --- | 轻微异味 | 轻微异味 | 无 | 不得有明显臭和味 |
4. | 肉眼可见物 | --- | 有少量悬浮物 | 有少量悬浮物 | 无 | 不得含有 |
5. | PH | --- | 8.1 | 8.0 | 7.5 | 6.5-9.5 |
6. | 总硬度(以碳酸钙计) | mg/L | 680 | 680 | 66 | 550 |
7. | 溶解性总固体 | mg/L | 1350 | 1350 | 431 | 1500 |
8. | 耗氧量(COD<sub>Mn</sub>法,以O<sub>2</sub>计) | mg/L | 8.785 | 8.695 | 2.870 | 5 |
9. | 铁 | mg/L | 0.2 | 0.2 | 0 | 0.5 |
10. | 锰 | mg/L | 0.1 | 0.1 | 0 | 0.3 |
11. | 硫酸盐 | mg/L | 189 | 210 | 89 | 300 |
12. | 氯化物 | mg/L | 320 | 235 | 132 | 300 |
13. | 砷 | mg/L | 0.002 | 0.002 | 0 | 0.01 |
14. | 汞 | mg/L | 0.002 | 0.002 | 0 | 0.001 |
15. | 氰化物 | mg/L | 0.01 | 0.01 | 0 | 0.05 |
16. | 氟化物 | mg/L | 0.1 | 0.1 | 0 | 1.0 |
17. | 铅 | mg/L | 0.002 | 0.002 | 0 | 0.01 |
18. | 镉 | mg/L | 0 | 0 | 0 | 0.005 |
19. | 铬(六价) | mg/L | 0.03 | 0.03 | 0 | 0.05 |
20. | 钡 | mg/L | 0.2 | 0.2 | 0 | 1.0 |
21. | 硝酸盐(以N计) | mg/L | 12 | 12 | 20 | |
22. | 菌落总数 | CFU/mL | 410 | 410 | 21 | 500 |
23. | 总大肠菌群 | MPN/100mL或CFU/100mL | 2 | 2 | 未检出 | 不得检出 |
注:饮用限制依据GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中表4《小型集中式供水和分散式供水部分水质指标及限值》和GJB651《军队战时饮用水卫生标准》两项标准取得。
实验表明:经过本发明的一种应急饮用过滤碳棒滤芯的过滤后,满足饮用标准,能够有效解决户外应急饮水问题,且效果优良。
一种应急饮水过滤碳棒滤芯及其制备方法,其优点在于:本发明提供的应急饮水过滤碳棒滤芯由不同成分构成,经过不同成分的配比后克服各部分的缺点,使出水水质满足应急饮水水质指标,使用原水水质范围广、使用寿命长、出水PH稳定、制备方法简单,易于推广。
以上内容是对本发明创造的优选的实施例的说明,可以帮助本领域技术人员更充分地理解本发明创造的技术方案。但是,这些实施例仅仅是举例说明,不能认定本发明创造的具体实施方式仅限于这些实施例的说明。对本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干简单推演和变换,都应当视为属于本发明创造的保护范围。
Claims (7)
1.一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于,包括活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份。
2.根据权利要求1所述一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于,活性炭使用椰壳活性炭,活性炭要求含水率在5%以下、灰分4%以下,碘吸附质1200mg/g以上、CTC吸附值70%以上。
3.一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于,包括以下步骤:
步骤A:粉碎研磨,以椰壳活性炭为原料,将其进行粉碎研磨,取用80-200目的活性炭料作为后续加工原材料;
步骤B:配料,将粉碎的活性炭75份、粘接剂20份、重金属去除剂5份,称重完毕后加入到搅拌装置内;
步骤C:搅拌混匀,在搅拌装置内对混合物料进行密封低速旋转搅拌,搅拌时间为20min,保证物料全部充分混合,如因为搅拌装置结构问题无法达到完全混匀,可在搅拌完成后将全部物料取出,然后重新加入到搅拌装置内进行二次搅拌,直到充分混匀为止;
步骤D:上料,将混合好的物料置入到挤出机料斗内,此处挤出机及挤出机料斗为碳棒滤芯挤出所使用装置,为满足挤出生产工艺而成;
步骤E:加热,混合物料从上料口进入到挤出机内传送装置,在传送装置外有加热装置,传送装置为金属材质,将热量导入到传送装置内部,传送装置内有一根螺杆,螺杆推动物料前进,同时螺杆还具有搅拌物料的作用,在传送装置内部螺杆推动并搅拌物料向前,物料均匀受热,粘接剂熔化;
步骤F:挤压成形,受热均匀的混合物料在传送装置末端停留并堆积,在后续传送装置传送过来的物料的推动作用下逐渐堆积成为整支滤芯,形成碳棒滤芯;
步骤G:冷却固化,挤出机有一个冷却装置对接在传送装置末端,在传送装置末端和冷却装置内形成滤芯后,由于滤芯温度较高,胶粉依然处于熔化状态,在冷却装置内胶粉冷却凝固,滤芯温度降低彻底成形并固化;
步骤H:滤芯切割,由于滤芯挤出为连续挤出,连续挤出的滤芯到达切割机指定位置后切割机工作,将滤芯切割成固定长度的滤芯以供使用;
步骤J:封装,为满足使用效果,将切割完成的滤芯上下粘接上端盖,滤芯中间外层缠绕无纺布和聚乙烯网,保护滤芯强度,防止残渣泄露。
4.根据权利要求2所述一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于,所述粘接剂为超高分子量聚乙烯。
5.根据权利要求2所述一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于重金属去除剂为一种与重金属离子强力螯合的化学药剂。
6.根据权利要求3所述一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于,所述粘接剂粒径为30-120μm。
7.一种应急饮水过滤碳棒滤芯,其特征在于,通常使用但不仅限于使用20寸大胖尺寸滤芯,20寸大胖尺寸为外径108mm、内径32mm、长度508mm。
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