CN113842708A - 一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种净水系统中控制释放阻垢成份的活性炭滤芯，由椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份制成，所述的阻垢成份由活性炭、超高分子聚乙稀、聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚合成，缓释控释成份由羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、十二烷基硫酸钠和滑石粉调配而成；生产方法：第一步：合成阻垢成份；第二步：缓释控释成份调配；第三步：炭棒烧结成型，制成炭棒，炭棒装入滤芯外壳，即可得到本方法制成的滤芯；有益效果：实用，生产成本低，结构新颖，为在非反渗透系统（超滤、活性炭）中阻止或降低水垢生成，且控制阻垢药剂缓慢释放，达到净化、阻垢，并延长滤芯寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种滤芯，特别涉及一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯及生产方法。
背景技术
现有市场上用于饮用水处理过滤设备中，对于高硬度自来水或地下水中钙、镁离子等结垢问题，一般用反渗透脱盐工艺，去除水中的钙、镁离子的结垢成份。存在问题：反渗透过滤系统需对进水增压才能驱动系统出水，且反渗透膜的回收率一般为25%左右，国家标准委为贯彻落实水资源管理制度，划出严守用水效率控制红线，发布新国标GB34914-2017于2018年11月1日实施。如果刻意调整增加回收率，则违反反渗透膜的属性，膜寿命大大减少。而超滤、活性炭过滤工艺，不能阻止水结垢问题，且现有市场上的阻垢剂投加需专用加药设备，来控制加药量，设备复杂、运行维护成本高。这些不足之处有待我们去探讨，去解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足和缺陷，提供一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯及生产方法。
为了实现上述目的，本发明所采取的措施：
一种净水系统中控制释放阻垢成份的活性炭滤芯，由椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份制成，所述的阻垢成份由活性炭、超高分子聚乙稀、聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚合成，缓释控释成份由羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、十二烷基硫酸钠和滑石粉调配而成。
所述的活性炭滤芯中，椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份的重量比为：90:30:8:3，椰壳活性炭为80-325目。
所述的阻垢成份中，其重量百分比是：活性炭50-80%、超高分子聚乙稀20-40%、聚丙烯酸钠3-15%、水解马来酸酐1-5%、聚天冬氨酸0.5-2%和FOF法欧孚5-20%。
所述的缓释控释成份中，100-200mg的羟丙基甲基纤维素中加入重量比约3-10%的聚丙烯酸钠、3-15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、1-5%的十二烷基硫酸钠和0.5-2%的滑石粉。
一种上述滤芯的生产方法，
第一步：合成阻垢成份：a、用超高分子聚乙稀过200目筛网；b、将超高分子聚乙稀与聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚放入V型混合机，正反各搅拌10min，c、混合后加热150℃，成型后脱模再粉碎至150目，备用；
第二步：缓释控释成份调配：a、将羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠和乙烯-醋酸乙烯共聚物置入混全器中，混合5min，备用；b、将聚丙烯酸钠融入纯水中，在25℃条件下搅拌5min；c、加入十二烷基硫酸钠和滑石粉，再加入a步中的混合物，搅拌5min；d、蒸发干燥后，备用；
第三步：炭棒烧结成型：将椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份混合于V型混合机，10min,灌入模具，加压震实，封装放入高温炉210℃加热130min，脱模冷却，制成炭棒，炭棒装入滤芯外壳，即可得到本方法制成的滤芯。
本发明的有益效果：实用，生产成本低，结构新颖，为在非反渗透系统（超滤、活性炭）中阻止或降低水垢生成，且控制阻垢药剂缓慢释放，达到净化、阻垢，并延长滤芯寿命。
具体实施方式
一种净水系统中控制释放阻垢成份的活性炭滤芯，由椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份制成，所述的阻垢成份由活性炭、超高分子聚乙稀、聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚合成，缓释控释成份由羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、十二烷基硫酸钠和滑石粉调配而成。
所述的活性炭滤芯中，椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份的重量比为：90:30:8:3，椰壳活性炭为80-325目。
所述的阻垢成份中，其重量百分比是：活性炭50-80%、超高分子聚乙稀20-40%、聚丙烯酸钠3-15%、水解马来酸酐1-5%、聚天冬氨酸0.5-2%和FOF法欧孚5-20%。
阻垢成份，遇水溶解后，阻垢剂分子中带正电性的功能团，这些正电基团与带负2价的难溶碳酸根离子相吸引，在碳酸根离子外围包绕，同时带有正电荷，当遇到金属离子Ca2+、Mg2+通过较强的库仑静电势作用,基团的空间位置同晶面相关间子间矩匹配,就会因静电排斥产生极强的相互作用,在成垢条件成熟的环境下,进而抑制金属离子(Ca2+、Mg2+)与阴离子(碳酸根、硫酸根等）的进一步结合，抑制垢晶休的生长发育。
阻垢成份中，活性炭的作用是净化，超高分子聚乙稀的作用是骨架连接，其分子量为500W，聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚的作用是阻垢。
所述的缓释控释成份中，100-200mg的羟丙基甲基纤维素中加入重量比约3-10%的聚丙烯酸钠、3-15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、1-5%的十二烷基硫酸钠和0.5-2%的滑石粉。
缓释控释成份的缓、控释原理方式：以活性炭和超高分子量的超高分子聚乙稀组
成骨架型透水体，以HPMC、聚丙烯酸盐为包衣膜和增粘作用，阻垢成份受到活性的吸附作
用，溶入丙烯酸包衣膜和聚乙稀骨架中，释放速度符合Fick’s第一定律：
式中：dM/dt---释放速度；A--面积；D--扩散系数；K--阻垢成份与囊心分配系数，L--包衣膜厚度；ΔC--浓度差。在水流与浓度差条件下，阻垢成份缓慢释放，在调节PH、流速、浓度差的条件下，A/L/D/K,与ΔC保持恒定，则释放速度就是常数，系零级释放过程。
其中，羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠和乙烯-醋酸乙烯共聚物的作用是微孔膜包衣。十二烷基硫酸钠的作用是致孔，滑石粉的作用是骨架。
一种上述滤芯的生产方法，
第一步：合成阻垢成份：a、用超高分子聚乙稀过200目筛网，如取150g；b、将超高分子聚乙稀150g与聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚放入V型混合机；其中，聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚合计150g，其重量比为3:1.5：1：3.5，正反各搅拌10min，c、混合后加热150℃，成型后脱模再粉碎至150目，收入综色玻璃瓶，备用；
第二步：缓释控释成份调配：a、将羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠和乙烯-醋酸乙烯共聚物置入混全器中，混合5min，备用；b、将300g聚丙烯酸钠融入400g纯水中，在25℃条件下搅拌5min；c、加入十二烷基硫酸钠和滑石粉，再加入a步中的混合物，搅拌5min；d、蒸发干燥后，备用；
第三步：炭棒烧结成型：将椰壳活性炭（80-325目）、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份混合于V型混合机（其重量比为9:3:0.8:0.3），10min,灌入模具，加压震实，封装放入高温炉210℃加热130min，脱模冷却，制成炭棒，炭棒装入滤芯外壳，即可得到本方法制成的滤芯。
该滤芯用于非反渗透净水系统（超滤膜、活性炭净水系统）中。
Claims (5)
1.一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯，由椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份制成，其特征在于：所述的阻垢成份由活性炭、超高分子聚乙稀、聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚合成，缓释控释成份由羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、十二烷基硫酸钠和滑石粉调配而成。
2.根据权利要求1所述的一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯，其特征在于：所述的活性炭滤芯中，椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份的重量比为：90:30:8:3，椰壳活性炭为80-325目。
3.根据权利要求1或2所述的一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯，其特征在于：所述的阻垢成份中，其重量百分比是：活性炭50-80%、超高分子聚乙稀20-40%、聚丙烯酸钠3-15%、水解马来酸酐1-5%、聚天冬氨酸0.5-2%和FOF法欧孚5-20%。
4.根据权利要求3所述的一种净水系统中控制释放阻垢成份的滤芯，其特征在于：所述的缓释控释成份中，100-200mg的羟丙基甲基纤维素中加入重量比约3-10%的聚丙烯酸钠、3-15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、1-5%的十二烷基硫酸钠和0.5-2%的滑石粉。
5.一种上述滤芯的生产方法，其特征在于：
第一步：合成阻垢成份：a、用超高分子聚乙稀过200目筛网；b、将超高分子聚乙稀与聚丙烯酸钠、水解马来酸酐、聚天冬氨酸和FOF法欧孚放入V型混合机，正反各搅拌10min，c、混合后加热150℃，成型后脱模再粉碎至150目，备用；
第二步：缓释控释成份调配：a、将羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠和乙烯-醋酸乙烯共聚物置入混全器中，混合5min，备用；b、将聚丙烯酸钠融入纯水中，在25℃条件下搅拌5min；c、加入十二烷基硫酸钠和滑石粉，再加入a步中的混合物，搅拌5min；d、蒸发干燥后，备用；
第三步：炭棒烧结成型：将椰壳活性炭、超高分子聚乙稀、阻垢成份和缓释控释成份混合于V型混合机，10min,灌入模具，加压震实，封装放入高温炉210℃加热130min，脱模冷却，制成炭棒，炭棒装入滤芯外壳，即可得到本方法制成的滤芯。
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- 2020-06-28 CN CN202010593921.9A patent/CN113842708A/zh active Pending
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