[发明专利]一种水处理用复合滤料及其制备方法在审
申请号: | 201710499319.7 | 申请日: | 2017-06-27 |
公开(公告)号: | CN107185309A | 公开(公告)日: | 2017-09-22 |
发明(设计)人: | 过春明 | 申请(专利权)人: | 过春明 |
主分类号: | B01D39/16 | 分类号: | B01D39/16;C02F1/28;C02F1/62;D04H1/544;D04H1/76;C02F101/16;C02F101/20 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司11332 | 代理人: | 胡彬 |
地址: | 214000 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 水处理 复合 料及 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及水处理领域,尤其是水处理材料领域,具体涉及一种水处理用复合滤料及其制备方法。
背景技术
改革开放三十多年来,我国经济发展迅速,但环境污染日益严重,尤其是饮用水污染尤为突出。据世界卫生组织(WHO)调查表明,由于饮用水不良水质导致的消化疾病、传染病、各种皮肤病、糖尿病、癌症、结石病、心血管病等多达50多种,全世界80%的疾病和50%的儿童死亡都与饮用水水质不良有关。为保证全国人民饮用水安全,我国政府在2007年发布并实施强制性国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。
一般来说,饮用水中可能存在的杂质和污染物主要包括一些悬浮物、胶体物质和溶解性物质,其中以细菌、病毒、余氯以及砷、铅、镉、铬等重金属离子对人体健康的危害最大。因此,水处理过程中,去除上述各类有害物质是关键。目前,被广泛采用的净水材料主要有活性炭为代表的多孔材料、分子筛类材料和KDF类材料等。
活性炭类多孔材料一般具有发达的孔隙结构、比表面积大、活性高,这类材料一般都具有很强的吸附作用,其滤水原理主要是物理吸附,在滤水领域内有非常广泛的应用。能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂,有很强的脱色、除臭去异味作用。但是,在活性炭表面吸附的有机物容易滋生细菌,导致出水中细菌超标,而且对重金属离子的吸附效果一般。
分子筛是指具有网状结构的天然或人工合成的化学物质。如交联葡聚糖、沸石等,当作为层析介质时,可按分子大小对混合物进行分级分离。此类材料也具有比较丰富的微孔,具有一定的物理吸附能力,同时还具有离子交换的能力,能有效去除水中的大部分金属离子。这类材料最大的优点是可再生利用,但是,也容易滋生细菌,导致出水中细菌超标,而且其吸附能力较差。
KDF材料是一种高纯度的铜锌合金材料,通过电化学氧化-还原(电子转移)反应有效地减少或除去水中的氯和重金属,并抑制水中微生物的生长繁殖,同时还可有效减少矿物结垢,是目前较为理想的水处理方法之一。但KDF材料在滤水时与水的接触面较小,不适合高流速下应用,同时由于其所用材料为高纯铜和锌,成本非常高,极大地限制了推广使用。
目前,关于水处理用净水材料的专利文献也有不少。例如:申请号为02136614.4发明名称为“一种用于水处理的高强陶质颗粒滤料及其制造方法”的发明专利,该发明专利公开了一种以高岭土、麦饭石、膨润石、页岩等任意一种或两种以上材料混合,辅以外加剂烧制而成的陶质颗粒滤料。该发明主要是利用高岭土、麦饭石等材料的吸附作用达到净水目的,其不足之处在于该滤料表层吸附有机物之后容易滋生细菌,导致出水中细菌超标,而且该滤料对重金属离子的去除效果并不明显。CN1544352A、CN1544343A和CN1544342A分别公开了一种以高分子材料为填充剂、纳米滤料为过滤体,制成层状圆形、卷曲筒状和片状的净水材料,用于去除水中的重金属、有机物、病毒和细菌等,这种净水材料功能多,净水效果比较好,但由于大量使用高分子材料作为填充剂,在水中长期使用稳定性下差,会影响其净水效果。CN100369826C公开了一种由多孔氧化硅、活性白土、多孔氧化铝、分子筛、活性炭、硅藻土中的任一种或多种,结合银、铜、锌、稀土中的两种或两种以上的金属制成的多元金属簇净水材料,吸附能力强,净水能力全面,是一种优良的净水材料,其不足之处在于成本较高,且粒径大小、孔径大小无法自由调节,应用范围较小。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的之一在于提供一种水处理用复合滤料,所述复合滤料包括由聚丙烯纤维构成的三维网状结构,以及分散于所述三维网状结构中的核壳型净水颗粒;所述核壳型净水颗粒包括内核和外壳,所述内核包括多孔颗粒,所述外壳包括铜锌合金层。
所述多孔颗粒包括活性炭、多孔氧化铝、硅藻土和多孔陶瓷中的任意一种或至少两种的组合,其中典型但非限制性的组合为:活性炭和多孔氧化铝的组合、硅藻土和多孔陶瓷的组合、活性炭和和多孔陶瓷的组合;优选活性炭、多孔氧化铝和硅藻土的任意一种或至少两种的组合。多孔材料主要起物理吸附作用。其中活性炭是电的良导体,能提高铜锌合金的化学反应速率,多孔氧化铝提高铜锌合金的抗氧化能力、稳定性和抗腐蚀性能,硅藻土与铜锌合金协同,能减少水中的结垢现象。
本发明所述铜锌合金层优选包括铜锌合金和稀土金属。稀土金属与铜锌合金和多孔材料协同,在净水颗粒表面形成丰富的氧化还原电位区,有助于提高滤料化学吸附能力和净化除杂的效率。
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