CN211946545U

CN211946545U - 一种去除水中铅的装置及系统

Info

Publication number: CN211946545U
Application number: CN201921581360.XU
Authority: CN
Inventors: 李福忠; 陈娴
Original assignee: Shanghai Bluetech Co ltd
Current assignee: Shanghai Bluetech Co ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2029-09-20

Abstract

本申请公开了一种去除水中铅的装置及系统，所述装置，包括：壳体、金属介质以及过滤介质，壳体具有进水口和出水口，金属介质设置在壳体内，过滤介质设置在壳体内或靠近出水口的外侧设置。所述系统，包括上述的装置。本申请通过金属介质的作用，可使水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，并结合过滤介质的过滤作用，从而有效地将水中的分子铅去除。

Description

一种去除水中铅的装置及系统

技术领域

本申请属于水处理技术领域，具体涉及一种去除水中铅的装置及系统。

背景技术

铅是一种重金属污染物，毒性较大的原因是其可在人体中积蓄，一旦进入人体便很难排除，且能直接伤害人体的神经系统，造成贫血症、神经机能失调和肾损伤等尤其影响婴幼儿的智力发育和记忆等脑功能。

公开号为CN 109052544 A的中国发明专利，公开了一种用于废水除铅的水处理材料及其应用，其主要针对的水中离子态铅的去除，主要采用吸附材料对水中铅离子的吸附作用已达到去除的目的。其中其还公开了常见的废水除铅方法：第一类是沉淀法，它是通过发生化学反应除去废水中铅离子，包括氢氧化物中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子态铅离子捕集剂法等。第二类是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中铅离子的方法，包括生物絮凝、生物化学法和植物生态修复等。第三类是使废水中的铅离子在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、蒸发和凝固法、离子交换和膜分离等。但是，上述公开的除铅方法中，仅仅涉及对离子态铅的去除，但是对水中胶体状分子态铅的去除，鲜有报道。

饮用水的pH值在6.5-8.5之间，其中弱碱性水对人体健康是有益的，而胶体状分子铅作为一种特殊形式存在于饮用水中的重金属形式，通过常规的活性炭，离子交换树脂，过滤等方案难以去除，该物质对人体健康存在不利影响。目前有通过特种活性炭或电晶膜来实现分子铅的过滤功能，但是上述两种去除方法都存在滤水速度慢，无法去除结垢组分等缺点。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种去除水中铅的装置及系统。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了一种去除水中铅的装置，包括：壳体、金属介质以及过滤介质，所述壳体具有进水口和出水口，所述金属介质设置在所述壳体内，所述金属介质用于将水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，所述过滤介质设置在所述壳体内或靠近所述出水口的外侧设置。

作为进一步地改进，上述的装置中，所述过滤介质包括超滤膜，所述超滤膜设置在所述壳体内或靠近所述出水口的外侧设置。

作为进一步地改进，上述的装置中，所述过滤介质包括滤料层，所述滤料层设置在所述壳体内部，且所述滤料层设置在所述金属介质和所述出水口之间。

作为进一步地改进，上述的装置中，所述滤料层包括活性炭、离子交换树脂、大孔径吸附剂中的一种或多种。

作为进一步地改进，上述的装置中，所述金属介质的金属包括：钢、铁、铝、铜、锌或以上至少两种的合金。

作为进一步地改进，上述的装置中，所述金属介质的结构包括网、格或桶状结构。

作为进一步地改进，上述的装置中，所述金属介质设有一层或多层。

作为进一步地改进，上述的装置中，当所述金属介质设置多层时，多层所述金属介质相互接触设置或分离设置在所述壳体内。

本申请还提出了一种系统，包括所述的装置。

本申请提出了一种去除水中铅的方法，包括：通过金属介质将小团状胶体分子铅凝聚成大团状胶体分子铅，形成金属絮凝；再通过过滤介质的过滤作用将上述大团状胶体分子铅从水中去除。

作为进一步地改进，上述的方法中，所述金属絮凝包括：利用金属介质与分子铅发生置换反应，形成金属阳离子，其中，金属阳离子与分子铅中的氢氧根不断地吸附结合，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。

作为进一步地改进，上述的方法中，所述金属介质的还原性比铅强。

作为进一步地改进，上述的方法中，当所述金属介质中包括两种以上的金属，在电解质溶液中形成若干微小电场，小团状胶体分子铅自身具有极性，在电场的作用下，氢氧化铅向电极移动，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。

作为进一步地改进，上述的方法中，所述水呈弱碱性。

作为进一步地改进，上述的方法中，所述金属介质具有流水通过的通道。

作为进一步地改进，上述的方法中，所述金属介质的结构包括网、格或桶状结构。

作为进一步地改进，上述的方法中，所述金属介质的金属包括钢、铁、铝、铜、锌或以上至少两种的合金。

本申请还提出了一种金属介质的用途，通过金属介质对水中分子铅的金属絮凝作用，使水中的小团状分子铅凝聚成大团状分子铅。

作为进一步地改进，上述的用途中，所述金属介质的金属包括钢、铁、铝、铜、锌或以上至少两种的合金。

作为进一步地改进，上述的用途中，所述金属介质的结构包括网、格或桶状结构。

作为进一步地改进，上述的用途中，所述金属介质设有一层或多层。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

本申请通过金属介质的金属絮凝作用，可使水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，并结合过滤介质的过滤作用，从而有效地将水中的分子铅进行去除；本申请适用于饮用水中铅的去除，尤其是对胶体状分子铅的去除，以免除铅对人体产生的伤害。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本申请去除水中铅的方法流程图；

图2：本申请中去除水中铅的金属絮凝原理示意图；

图3：本申请去除水中铅的装置实施例一的俯视图；

图4：如图3所示结构的剖视图；

图5：本申请去除水中铅的装置实施例二的俯视图；

图6：如图5所示结构的剖视图；

图7：本申请去除水中铅的装置实施例三的俯视图；

图8：如图7所示结构的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

如图1所示，一种去除水中铅的方法，包括：通过金属介质20将小团状胶体分子铅凝聚成大团状胶体分子铅，形成金属絮凝；再通过过滤介质的过滤作用将上述大团状胶体分子铅从水中去除。本申请通过金属介质20的金属絮凝作用，可使水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，并结合过滤介质的过滤作用，从而有效地将水中的分子铅进行去除；且适用于饮用水中铅的去除，尤其是对胶体状分子铅的去除，以免除铅对人体产生的伤害。

其中，水中的所述胶体分子铅是以氢氧化铅分子形式存在。

所述金属絮凝包括：利用金属介质20与分子铅发生置换反应，形成金属阳离子，其中，金属阳离子与分子铅中的氢氧根不断地吸附结合，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。

其中，为保证上述置换反应的发生，所述金属介质20的还原性比铅强。

所述金属絮凝还包括：当所述金属介质20中含有两种或两种以上金属时，在电解质溶液中形成若干微小电场，小团状胶体分子铅(氢氧化铅， Pb(OH)₂)自身具有极性，在电场的作用下，氢氧化铅向电极移动，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅，如图2所示。当然，在上述反应过程中，部分大团状胶体分子铅集聚在金属介质20上，部分则通过金属介质20的过水通道21随水流而下，进而被过滤介质过滤。

在本申请中，所述水呈弱碱性，才使得分子铅更多以胶体状存在。

其中，所述金属介质20的金属包括钢、铁、铝、铜、锌或以上至少两种的合金。

在本申请中，所述金属介质20具有过水通道21，在本申请中，所述金属介质20一方面提供置换反应物；当多种金属共存(含有两种或两种以上金属)时，还能提供若干微小电场；另一方面其形成的过水通道21可供流水通过。

所述金属介质20的结构包括网、格或桶状结构，其仅仅示意了其中结构，本申请并不局限上述结构，上述结构的公开并不对本申请的保护范围造成限定。当然，在本申请中，所述金属介质20可设置一层或多层结构。

在实际过程中，上述置换反应往往与电场作用共存。置换反应较慢，相比于由于上述两种以上的金属在电解质溶液中所形成的电场作用，小团状分子铅凝聚成大团状分子铅的化学反应过程较快，效率更高。

本申请还提出了一种金属介质的用途，通过金属介质20对水中分子铅的金属絮凝作用，使水中的小团状分子铅凝聚成大团状分子铅。

其中，上述金属絮凝包括：利用金属介质20与分子铅发生置换反应，形成金属阳离子，其中，金属阳离子与分子铅中的氢氧根不断地吸附结合，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。其中，为保证上述置换反应的发生，所述金属介质20的还原性比铅强。

所述金属絮凝还包括：当所述金属介质20中含有两种或两种以上金属时，在电解质溶液中形成若干微小电场，小团状胶体分子铅(氢氧化铅)自身具有极性，在电场的作用下，氢氧化铅向电极移动，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。当然，在上述反应过程中，部分大团状胶体分子铅集聚在金属介质20上，部分则通过金属介质20的过水通道21 随水流而下，进而被过滤介质过滤。

所述金属介质20的结构包括网、格或桶状结构，其仅仅示意了其中结构，本申请并不局限上述结构，上述结构的公开并不对本申请的保护范围造成限定。其中，所述金属介质20具有过水通道21，在本申请中，所述金属介质 20一方面提供置换反应物；当多种金属共存(含有两种或两种以上金属)时，还能提供若干微小电场；另一方面其形成的过水通道21可供流水通过。

在本申请中，所述金属介质20可设置一层或多层结构。

在本申请中，可将上述金属介质20应用到需要去除胶体分子铅的场景中，如用于去除饮用水中的分子铅等。

本申请还提出了一种去除水中铅的装置及系统，下文将按照金属介质 20在壳体10中的设置位置分多个实施例进行描述。

其中，下文在对水中铅的测试过程中，溶液的pH调节至8.5左右。

实施例一

如图3和图4所示，本实施例一种去除水中铅的装置，包括：壳体10、金属介质20以及过滤介质，所述壳体10具有进水口11和出水口12，所述金属介质20设置在所述壳体10内，所述金属介质20用于将水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，所述过滤介质设置在所述壳体10内或靠近所述出水口12的外侧设置。在本实施例中，通过金属介质20的金属絮凝作用，可将水中小团状胶体分子铅凝聚成大团状胶体分子铅，然后再利用过滤介质予以去除。

其中，上述金属絮凝包括：利用金属介质20与分子态铅发生置换反应，形成金属阳离子，其中，金属阳离子与分子铅中的氢氧根不断地吸附结合，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。其中，为保证上述置换反应的发生，所述金属介质20的还原性比铅强。

所述金属絮凝还包括：当所述金属介质20中含有两种或两种以上金属时，在电解质溶液中形成若干微小电场，小团状胶体分子铅(氢氧化铅)自身具有极性，在电场的作用下，氢氧化铅向电极移动，从而使氢氧化铅不断积聚在一起，形成大团状胶体分子铅。当然，在上述反应过程中，部分大团状胶体分子铅集聚在金属介质20上，部分则通过金属介质20的过水通道21 随水流而下，进而被过滤介质过滤。其中，所述金属介质20的结构包括网、格或桶状结构，所述金属介质20可设有一层或多层。

当所述金属介质20设置多层时，多层所述金属介质20相互接触设置或分离设置在所述壳体10内。

所述金属介质20的金属包括：钢、铁、铝、铜、锌或以上至少两种的合金。

在本实例中，所述金属介质20优选为三层网结构，其上、中、下层网分别为铝网、不锈钢网以及铝网，其中，上述三层网相互接触设置。

所述过滤介质包括超滤膜30，所述超滤膜30设置在所述壳体10内或靠近所述出水口12的外侧设置。

所述超滤膜30包括至少一种超滤膜30。其中，所述超滤膜30包括折叠膜、平板膜、卷式膜中的一种或多种。在具体实施时，所述超滤膜30可以设置成不同的形态，如折叠膜、平板膜、卷式膜等，当然，亦可将多种不同形态的超滤膜30组合使用，以达到更到地过滤效果。

所述过滤介质包括滤料层(图中未显示)，所述滤料层设置在所述壳体 10内，且所述滤料层设置在所述金属介质20和所述出水口12之间。

所述滤料层包括活性炭、离子交换树脂、大孔径吸附剂中的一种或多种。其中，活性炭可以去除水中的余氯、有机物等，离子交换树脂可以去除水中的重金属、暂硬等。其中，大孔径吸附剂可采用沸石等，沸石可去除水中有机物等。

在本实施例中，所述金属介质20优选设置在所述壳体10内部的上部，即靠近所述进水口11设置，见图4所示。

下表示例了采用本实施例过滤装置对水中铅的处理效果。

表1使用本实施例过滤装置前后水中铅的含量

从表1可以看出，利用本实施例过滤装置去除水中的铅取得了很好的效果，其中，总铅的去除率在99.10％以上，分子铅的去除率在98.39％以上，离子铅的去除率在98.92％以上，并且，针对同一过水量中铅的去除过程中，本实施例对离子铅的去除率要高于对分子铅的去除率；本实施例在过水量为1-60L时，通过该过滤装置的过水时间均在20min以内，具体过水速度快等优势，因此，本实施例过滤装置非常适合家庭终端等水处理的需要。

本实施例还提出了一种系统，包括上述的装置。其中，所述系统可以是过滤水壶、咖啡机、饮水机等。

实施例二

如图4和图5所示，本实施例一种去除水中铅的装置，包括：壳体10、金属介质20以及过滤介质，所述壳体10具有进水口11和出水口12，所述金属介质20设置在所述壳体10内，所述金属介质20用于将水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，所述过滤介质设置在所述壳体10内或靠近所述出水口12的外侧设置。在本实施例中，通过金属介质20的金属絮凝作用，可将水中小团状胶体分子铅凝聚成大团状胶体分子铅，然后再利用过滤介质予以去除。

在本实施例中，所述金属介质20优选设置在所述壳体10内部的中部，见图6所示。

下表示例了采用本实施例过滤装置对水中铅的处理效果。

表2使用本实施例过滤装置前后水中铅的含量

从表2可以看出，利用本实施例过滤装置去除水中的铅取得了很好的效果，其中，总铅的去除率在90.99％以上，分子铅的去除率在94.88％以上，离子铅的去除率在97.83％以上，并且，针对同一过水量中铅的去除过程中，本实施例对离子铅的去除率要高于对分子铅的去除率；本实施例在过水量为 1-60L时，通过该过滤装置的过水时间均在17min以内，具体过水速度快等优势，因此，本实施例过滤装置非常适合家庭终端等水处理的需要。

实施例三

如图6和图7所示，本实施例一种去除水中铅的装置，包括：壳体10、金属介质20以及过滤介质，所述壳体10具有进水口11和出水口12，所述金属介质20设置在所述壳体10内，所述金属介质20用于将水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，所述过滤介质设置在所述壳体10内或靠近所述出水口12的外侧设置。在本实施例中，通过金属介质20的金属絮凝作用，可将水中小团状胶体分子铅凝聚成大团状胶体分子铅，然后再利用过滤介质予以去除。

其中，所述金属介质20的结构包括网、格或桶状结构，所述金属介质 20可设有一层或多层。

所述过滤介质包括滤料层(图中未显示)，所述滤料层设置在所述壳体10内，且所述滤料层设置在所述金属介质20和所述出水口12之间。

在本实施例中，所述金属介质20优选设置在所述壳体10内部的下部，见图8所示。

下表示例了采用本实施例过滤装置对水中铅的处理效果。

表3使用本实施例过滤装置前后水中铅的含量

从表3可以看出，利用本实施例过滤装置去除水中的铅取得了很好的效果，其中，总铅的去除率在90.54％以上，分子铅的去除率在96.21％以上，离子铅的去除率在99.23％以上，并且，针对同一过水量中铅的去除过程中，本实施例对离子铅的去除率要高于对分子铅的去除率；本实施例在过水量为 1-60L时，通过该过滤装置的过水时间均在18min以内，具体过水速度快等优势，因此，本实施例过滤装置非常适合家庭终端等水处理的需要。

当然，通过对比实施例一、实施例二以及实施例三，可发现，当金属介质20设置在所述壳体10内部的上部时，金属介质20与水中铅发生金属絮凝过程的积聚时间最长，对铅(总铅、分子铅以及离子铅)的去除率最高。因此，在具体应用时，为取得更优的去除效果，可将金属介质20设置在壳体 10内部的上部，优选地接近所述进水口11设置，见图4所示的位置；当然，亦可将金属介质20设置在进水口11的位置，即，将进水口11直接替换成带有过水通道21的金属介质20。

本申请通过金属介质的金属絮凝作用，可使水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，并结合过滤介质的过滤作用，从而有效地将水中的分子铅进行去除；本申请是适用于饮用水中铅的去除，尤其是对胶体状分子铅的去除，以免除铅对人体产生的伤害；本申请结构简单、使用方便，可以有效地对水中的分子铅进行去除。因此，本申请具有良好的市场应用前景。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims

1.一种去除水中铅的装置，其特征在于，包括：壳体、金属介质以及过滤介质，所述壳体具有进水口和出水口，所述金属介质设置在所述壳体内，所述金属介质用于将水中小团状分子铅凝聚成大团状分子铅，所述过滤介质设置在所述壳体内或靠近所述出水口的外侧设置；所述金属介质的金属包括：钢、铁、铝、铜、锌或以上至少两种的合金，所述金属介质的结构包括网、格或桶状结构。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤介质包括超滤膜，所述超滤膜设置在所述壳体内或靠近所述出水口的外侧设置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述过滤介质包括滤料层，所述滤料层设置在所述壳体内部，且所述滤料层设置在所述金属介质和所述出水口之间。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述滤料层包括活性炭、离子交换树脂、大孔径吸附剂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属介质设有一层或多层。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述金属介质设置多层时，多层所述金属介质相互接触设置或分离设置在所述壳体内。

7.一种系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的装置，所述系统为过滤水壶、咖啡机或饮水机。