[发明专利]一种控制释放阻垢成份的烧结型活性炭滤芯及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种控制释放阻垢成分的烧结型活性炭滤芯及其制备工艺，原料包括净化物、骨架材料、阻垢原料、缓控释材料；所述净化物包括活性炭，所述骨架材料包括超高分子聚乙烯；所述缓控释材料包括壳聚糖、聚乳酸、聚羟基乙酸、海藻酸和丙交酯乙交酯共聚物。制得的烧结型活性炭滤芯在净水系统中作为前置滤芯使用，可以提高反渗透、钠过滤型净水系统中的回收率，当浓水回流时，不影响膜的寿命。

技术领域

本发明属于水处理过滤技术，具体涉及一种控制释放阻垢成份的烧结型活性炭滤芯及其制备工艺。

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。所谓结垢，是被净化水溶液中含有的微/难溶离子在RO高压环境系统下其离子积大于相应条件溶度积时于反渗透膜表面形成微量难溶盐类沉积的现象，就是溶解在原水中的阳离子(钙镁钡等)和阴离子(碳酸根、磷酸根、硫酸根等)结合生成的碳酸盐、磷酸盐等，在RO设备运行过程中，浓水一侧随着离子浓度的增加，不稳定的碳酸盐等打破平衡，钙镁离子以碳酸钙、碳酸镁等结晶的形式在膜的表面沉积，从而形成水垢。反渗透脱盐工艺是以压力梯度为动力的膜分离过程，如同分子过滤器一样去除水中的溶解盐类、胶体、细菌和有机物。由于该过程是自然渗透的逆过程，因此在使用过程中，为产生反渗透压需要用水泵将盐水溶液施加压力，从而使水透过反渗透膜；同时，为了避免水中溶解盐类等杂质在膜的表面聚集，运行时，浓水应当不断地冲洗膜表面并将膜表面的杂质带出。否则，一旦在膜的表面结构，导致膜阻塞、膜通量减小、脱盐效率下降、渗透压增大等问题，沉积在膜表面的微小结晶核在膜通道的滞流层吸附积累，并慢慢变成更大的晶体颗粒，最后导致膜通量变小，甚至造成膜阻塞，最终导致RO装置的瘫痪。由于无机盐晶体带有尖锐的棱角，在膜表面浓缩累积的过程中，很容易造成膜表面划伤，从而使膜的寿命缩短，增加了工业成本。

现有技术中为了防止水中的钙镁离子结垢，常常在置于水中的滤材上添加阻垢成分，利用阻垢成分在水中与钙镁离子形成稳定的可溶性螯合物，破坏了碳酸钙等晶体的正常生长过程。然而，这类阻垢剂的添加，其缺点非常明显。由于现有技术中使用的阻垢成分大多含磷较高，容易发生水解生成正磷酸盐，随着浓水离子浓度增加，正磷酸盐又沉积在RO膜的表面上，产生二次结垢的现象；同时，它们还是微生物所需的营养源，容易导致藻类菌类滋生对反渗透膜造成污染，影响反渗透膜的使用寿命，上述技术在实际应用时，反渗透膜的回收率一般为25％左右。现有市场上的阻垢剂有时还需投加专用加药设备，来控制加药量，无疑又使设备复杂化、提高运行维护成本。

然而，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，并于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。现有技术中缺乏一种既能够有效提高回收率，又节约成本的方法，既可以达到国家颁布的标准，又可以适用于市场化推广的实际。

发明内容

本发明的目的之一是，提供一种控制释放阻垢成份的烧结型活性炭滤芯，将其应用于反渗透的钠过滤型净水系统中，用于分散水垢，且控制阻垢成份释放速度。

一种控制释放阻垢成分的烧结型活性炭滤芯，其原料包括净化物、骨架材料、阻垢原料、缓控释材料；所述净化物包括活性炭，所述骨架材料包括超高分子聚乙烯；所述缓控释材料包括壳聚糖、聚乳酸、聚羟基乙酸、海藻酸和丙交酯乙交酯共聚物。

进一步地，所述活性炭为80-325目。

进一步地，所述超高分子聚乙烯的分子量为500W以上。

原料的用料比例按如下质量比计：

活性炭 50-70％

超高分子聚乙烯 20-40％

阻垢原料和缓控释材料余量。