[发明专利]用于去除饮用水中氨氮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氨氮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

氨氮是指水中以游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄⁺)形式存在的氮。人们生活与工农业生产如化工、冶金、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水会致使大量含氨氮污水进入水体，致使自来水厂源水中氨氮含量日益增多。氨氮会与水中的有机卤化物等发生反应，降低杀菌效果；有的水厂深度处理自来水，氨能在活性炭滤床中微生物膜的作用下经硝化与反硝化作用生成具有致癌作用的亚硝酸盐；还会导致产生大量的氯消毒副产物以及影响水厂出水的生物稳定性，使供水管网中细菌微生物繁殖滋生，饮水有异味；导致水体富营养化现象产生，水生生物特别是藻类将大量繁殖，破坏水体的生态平衡，使水质恶化，对鱼类及某些水生生物有毒害，不仅污染了我国紧缺的淡水资源，还影响了渔业的发展，直接危害人类的健康。

水厂常规水处理工艺去除氨氮效果不理想；吹脱法系统复杂，成本高；高浓度氨氮对微生物有抑制作用，生物硝化与反硝化处理高浓度氨氮废水有局限性；反渗透法需要耗费大量电和水，成本高，设备复杂；离子交换树脂交换容量低，选择性吸附能力差。

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氨氮的去除率高，速度快，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氨氮的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将包含超高分子量聚乙烯粉、沸石分子筛粉、活性炭粉、活性白土粉和发孔剂的原料混合，所述超高分子量聚乙烯粉、沸石分子筛粉、活性炭粉、活性白土粉和发孔剂的重量比为：200～400∶80～300∶80～200∶80～250∶50～150；

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，所述超高分子量聚乙烯粉、沸石分子筛粉、活性炭粉、活性白土粉和发孔剂的重量比为：250～300∶100～260∶100～180∶100～200∶80～120。

压制压力为0.4MPa～1.0MPa，烧结温度为200℃～300℃，烧结时间为120分钟～150分钟，烧结后冷却至40℃～60℃脱模。在此制作过程中，在发明人很多次的试验之后，得出在烧结温度范围在200℃～300℃内制作出的过滤介质，过滤效果更好。

所述的超高分子量聚乙烯为重均分子量大于100万的聚乙烯，优选的粒径为89μm～124μm。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北京东方石油化工有限公司助剂二厂可提供M-I型(分子量为150±50万)、M-II型(分子量为250±50万)、M-III型(分子量为350±50万)、M-IV型(分子量为大于400万)等规格的产品。超高分子量聚乙烯的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因为超高分子量聚乙烯的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可以起到吸附水中氨氮的作用。

沸石分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐，具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。由于孔穴的结晶性质，分子筛的孔径分布非常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子，因而被形象地称为“分子筛”。沸石分子筛在化学工业中作为固体吸附剂，可用于气体和液体的干燥、纯化、分离和回收，被其吸附的物质可以解吸，沸石分子筛用后可以再生，且热稳定性强。

按孔道大小划分，孔道尺寸小于2nm、2～50nm和大于50nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。另外商品沸石分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类，其中13X沸石分子筛也叫钠X型沸石分子筛，13X沸石分子筛的孔径为可以吸附小于任何分子，具有较高吸附容量，较快的吸附速率。

作为优选，本发明的沸石分子筛粉为微孔分子筛粉，更优选为13X微孔分子筛粉。