[发明专利]用于去除饮用水中铍的过滤介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除饮用水中铍的过滤介质及其制备方法，由该过滤介质构成的滤芯、净水装置和饮水机。

背景技术

工业的迅速发展导致水资源遭到严重破坏，工业废水排放到江河、湖泊中造成地下水和地表水的水质变差，导致水中产生很多对人体有害的物质，其中有很多有毒的金属物质，水污染越来越成为影响人们生活的严峻问题。

铍为一种钢灰色稀有金属，属轻金属，硬度比同族金属高，化学性质活泼，由于表面易形成致密的保护膜而不与水作用，微溶于热水，可溶于稀盐酸、稀硫酸和氢氧化钾溶液而放出氢。铍透X射线的能力最强，有“金属玻璃”之称，其合金是航空、航天、军工、电子、核能等领域不可替代的战略金属材料。

但是，铍具有毒性，是严重的工业公害之一，具有全身性的毒性作用，能引起人体很多器官的急性或慢性中毒，每一立方米的空气中只要有一毫克铍的粉末，就会使人染上急性肺炎-铍肺病，急性中毒病症还包括接触性皮炎、皮肤溃疡、眼结膜炎、鼻粘膜炎、咽炎、支气管炎等，慢性中毒是迟发性的，发病时间可迟至接触毒物后20年，主要表现为肺部的长期延续性病变；铍还可以通过胎盘屏障进入胎体；铍的化合物的毒性更大，可溶性的铍化合物主要储存在骨骼、肝脏、肾脏和淋巴结等处，它们可与血浆蛋白作用，生成蛋白复合物，引起脏器或组织的病变而致癌，铍从人体组织中排泄出去的速度极其缓慢。国际癌症研究机构已将铍及其化合物确定为人类致癌物，我国也已将其列入水中优先控制污染物“黑名单”。

我国的国家标准《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定了生活饮用水中铍的限值为0.002mg/L。

目前常规的水处理工艺以及活性炭吸附过滤对铍的去除率都较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介质对饮用水中的铍的去除率高，还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净水装置以及饮水机。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于去除饮用水中铍的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将包含活性炭粉、沸石粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的原料混合，所述活性炭粉、沸石粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的重量比为：100～120∶90～130∶220～300∶100～140；

b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却。

作为优选，所述活性炭粉、沸石粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的重量比为：110～120∶120～130∶290～300∶100～110。

根据所述制备方法得到的用于去除饮用水中铍的过滤介质。

一种由所述的过滤介质构成滤芯。

一种净水装置，包括所述过滤介质或者所述滤芯。

一种饮水机，包括所述净水装置。

活性炭是一种多孔性炭吸附剂，它具有如蜂窝状丰富的孔隙结构、巨大的比表面积、特异的表面官能团、稳定的物理和化学性能，是优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体。根据原料来源不同活性炭可分为木质活性炭，如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等；矿物质原料活性炭，如各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其它原料制成的活性炭，如废橡胶、废塑料等制成的活性炭。优选活性炭的比表面积不低于500平方米/克，更优选不低于1000平方米/克。

活性炭可以高效吸附饮水中的有机物、重金属、异色异味，尤其是医用活性炭，作为通过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量更低，表面积更大，吸附效果也更好，对颜色和气味的吸附尤佳，选用医用活性炭可以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。

作为优选，活性炭选用粒径为74～89微米的医用活性炭。

天然沸石是含水多孔硅酸盐的总称，其结晶结构主要是由硅氧四面体构成，其中部分四价硅离子被三价铝离子取代，导致负电荷过剩，因此结构中有碱金属或碱土金属等平衡电荷的离子，同时沸石架构中有一定孔径的孔腔和孔道，决定了其具有吸附、离子交换等性质。

天然沸石包括丝光沸石、菱沸石、镁沸石和斜发沸石等数十种，其中斜发沸石对铍有较强的吸附和离子交换作用。

天然斜发沸石可以通过酸处理加工工艺进行活化处理：将天然斜发沸石粉碎至5～80目，用浓度为4～10wt％的盐酸或硫酸浸渍处理10～20小时，经碳酸钠或苛性碱中和后洗涤，再水煮30～60分钟；将煮沸后的沸石干燥，在350～580℃温度下焙烧，然后粉碎至所需要的粒度。

还可以通过煅烧工艺，将天然斜发沸石焙烧到温度足够高时，用水骤冷，然后干燥、粉碎得到活化斜发沸石粉。