專利名稱：用于去除飲用水中硫化物的過濾介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于去除飲用水中硫化物的過濾介質(zhì)及其 制備方法。
背景技術(shù)：
水體中的異臭異味問題會造成多方面的嚴重危害。導致水體產(chǎn)生的異味問題的原 因有多種，由硫化物所導致的水體產(chǎn)生異味是其中的一個重要原因。導致水體產(chǎn)生異味的 硫化物有硫化氫、二甲硫、甲硫醇、二甲二硫異硫化物等物質(zhì)。產(chǎn)生硫化氫的原因有多種， 如從含硫礦石中提煉銅、鎳、煤的低溫焦化、石油開采提煉、橡膠、二硫化碳、皮革、硫化染 料、動物膠等生產(chǎn)中會產(chǎn)生硫化氫；或者含硫煤燃燒也產(chǎn)生硫化氫；或者有機物腐敗也產(chǎn) 生硫化氫。另外，在整治硫酸溝渠、河道、疏通下水道的過程中或者受到工農(nóng)業(yè)污染的水源、 河流、湖泊、水庫等底泥上翻時，水體中都會含有各種硫化物，產(chǎn)生難聞的臭雞蛋味。據(jù)報 道，廣州、上海、杭州等城市不少生活飲用水都產(chǎn)生了所謂的“臭河泥味”，其原因也是由于 水體受到了硫化物的污染。硫化氫會給人體帶來多種傷害。硫化氫具有難聞的刺激性，能夠引發(fā)眼結(jié)膜炎。當 硫化氫浸入血液后，部分硫化氫與血紅蛋白結(jié)合，生成硫化血紅蛋白會使人出現(xiàn)中毒癥狀。 硫化氫的毒性作用是通過抑制氧化性細胞色素氧化酶，使它失掉傳遞電子能力，阻斷生物 氧化過程造成的細胞缺氧(窒息)，硫化氫水溶性好，在水中可電離成為HS-、S2-和H+，其 對眼睛和呼吸道粘膜有很強的刺激作用，還可致神經(jīng)衰弱和植物神經(jīng)功能紊亂。隨著工業(yè) 的迅速發(fā)展，在城市下水道和污水處理廠已經(jīng)發(fā)生過多起工人硫化氫中毒死亡事故，因此 去除水體中的硫化物的污染已經(jīng)成為水處理領(lǐng)域正在研究的熱點課題之一。在現(xiàn)有技術(shù)中，對水中硫化物的去除有吸附法、化學氧化法、電解法、催化氧化法、 生物分解法，在上述方法中，多數(shù)方法要耗費較多的電能或者使用的裝置復雜，因此造成使 用不變和運行成本過高，其它一些成本較低的處理方法對于硫化物的處理效果又不理想?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)中的方法去除飲用水中的硫化物的效果不理想，因此需要提供一 種對引用水中的硫化物具有較高去除率、使用方便的過濾介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種過濾介質(zhì)的制備方法，所述過濾介質(zhì)對飲 用水中的硫化物具有較高的去除率并且使用方便，本發(fā)明還提供一種由所述制備方法制備 的過濾介質(zhì)，以及濾芯、凈水裝置和飲水機。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于去除引用水中硫化物的過濾介質(zhì)的 制備方法，包括步驟a)將包括超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的原料混合，所 述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的重量比為200 300 100 240 3 10 80 120 ；
b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制、燒結(jié)、冷卻。優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的重量比為 290 300 220 230 4 5 90 100。按照本發(fā)明，采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作為制備過濾介質(zhì)的原料之一，由 于超高分子量聚乙烯不但可以作為粘結(jié)劑還可以形成過濾骨架。此外，將超高分子量聚乙 烯與其他成分混合壓制并燒結(jié)得到的過濾介質(zhì)容易形成微孔，還可以起到吸附水中雜質(zhì)尤 其是硫化物的作用。本發(fā)明所述超高分子量聚乙烯粉優(yōu)選為重均分子量大于100萬的聚 乙烯粉，更優(yōu)選使用重均分子量為250萬 400萬的超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙 烯可從國內(nèi)生產(chǎn)廠家得到，如北京東方石油化工有限公司助劑二廠可提供M-I (分子量為 150士50萬)、M-II (分子量為250士50萬)、M-III (分子量為350萬士50萬)、M_IV(分子 量為大于400萬)等規(guī)格的產(chǎn)品。為了使超高分子量聚乙烯與過濾介質(zhì)其他成分達到更好的接觸有助于燒結(jié)，超高 分子量聚乙烯的粉末粒徑可以為50 μ m 200 μ m,優(yōu)選的，超高分子量聚乙烯的粉末粒徑 為IOOym 120μπι。如果粉末粒徑過大，會減小超高分子量聚乙烯粉末與其他成分的接觸 面積，使其骨架作用減小。如果粉末粒徑過小，不利于在過濾介質(zhì)內(nèi)形成合適的微孔。本發(fā)明提供的制備過濾介質(zhì)的原料中還包括活性炭。活性炭作為一種多孔性物 質(zhì)，具有如蜂窩狀的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、特異的表面官能團、穩(wěn)定的物理和化學性 能，是優(yōu)良的吸附劑、催化劑或催化劑載體。根據(jù)原料來源不同活性炭可分為木質(zhì)活性炭、 如椰殼活性炭、杏殼活性炭、木質(zhì)粉等；礦物質(zhì)原料活性炭，如各種煤和石油及其加工產(chǎn)物 為原料制成的活性炭；其它原料制成的活性炭，如廢橡膠、廢塑料等制成的活性炭。本發(fā)明 優(yōu)選采用比表面積不低于500m2/g的活性炭，更優(yōu)選，選擇比表面積不低于1000m2/g的活性 炭，最優(yōu)選，選用比表面積不低于1500m2/g的活性炭。在選用活性炭時，優(yōu)選醫(yī)用活性炭，所述醫(yī)用活性炭指符合國家相關(guān)藥品監(jiān)督標 準的產(chǎn)品，由于醫(yī)用活性炭雜質(zhì)含量更低、表面積更大，因此具備更加優(yōu)良的吸附效果，可 以保證過濾介質(zhì)直接用于飲用水的處理。按照本發(fā)明，為了使活性炭與過濾介質(zhì)中的其 他成分達到更有效的接觸并達到更好的吸附效果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當選用粒徑為50μπι 200 μ m的活性炭時，過濾介質(zhì)對硫化物具有較好的吸附效果，優(yōu)選的，選用粒徑為70 μ m IOOym的活性炭。按照本發(fā)明，在制備過濾介質(zhì)的原料中還包括氧化鋅粉。由于氧化鋅會與水中的 硫化氫反應，生成硫酸鋅和水。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在過濾介質(zhì)中的活性炭的吸附作用和氧化鋅 的反應作用的協(xié)同作用下，對于水中硫化物的去除達到了更好的效果，實驗結(jié)果表明，將氧 化鋅粉作為原料經(jīng)過燒結(jié)制成濾芯后，處理的水符合飲用水標準GB5749-2006中規(guī)定的硫 化物含量要求。對于氧化鋅粉，優(yōu)選使用粒徑為30 μ m 150 μ m的氧化鋅粉，更優(yōu)選的，使 用粒徑為30 μ m 45 μ m氧化鋅粉。本發(fā)明所述發(fā)孔劑是一類易分解產(chǎn)生大量氣體而引起發(fā)孔作用的物質(zhì)，其中偶氮 類化合物、碳酸氫鈉、碳酸氫銨、碳酸銨、磺酰腈類化合物、草酸等是其典型的代表，優(yōu)選的， 發(fā)孔劑為偶氮二甲酰胺、食品級碳酸氫銨、草酸中的一種或多種，更優(yōu)選的，發(fā)孔劑為偶氮 二甲酰胺或食品級碳酸氫銨。其中的食品級碳酸氫銨也稱食用級碳酸氫銨，與工業(yè)級碳酸 氫銨相區(qū)別。雖然工業(yè)級碳酸氫銨也有發(fā)孔的作用，但是它可能會含有對健康有害的雜質(zhì)，不宜用作飲用水過濾介質(zhì)的生產(chǎn)原料。本發(fā)明對于上述制備方法中步驟a)中所用的幾種原料進行了較為詳盡的描述， 采用上述原料制備過濾介質(zhì)時，幾種成分對去除水中的硫化物具有很好的協(xié)同作用。在步驟a)中，需要將幾種原料混合均勻，對于混合方法，本發(fā)明無特別限制，可以 采用人工混料，也可以采用機械混料。采用機械混料時，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混 合器或攪拌器，比如具有鈍的葉輪葉片的攪拌器、滾筒式混合器、螺旋式攪拌器等，轉(zhuǎn)速要 視混合器的類型而定，但以避免揚起粉塵為宜。將幾種原料混合均勻后，將混合物放在模具中進行成型，成型壓力優(yōu)選不大于 2MPa，優(yōu)選的，成型壓力為0.4 IMPa。對于模具本發(fā)明無特別限制，可以為鋁及其合金、鐵 及其合金等本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的材質(zhì)。另外，成型時可以在模具內(nèi)表面涂敷脫模劑，可選 用硅氧烷油或任何其他的幾乎不會吸附到過濾介質(zhì)上的市售脫模劑，也可以使用脫模紙。成型后，對成型體進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度優(yōu)選為200°C 300°C，更優(yōu)選的燒結(jié)溫度 為200°C 250°C。燒結(jié)時間優(yōu)選為100 180分鐘，更優(yōu)選的，燒結(jié)時間優(yōu)選為120 150 分鐘，對于燒結(jié)壓力本發(fā)明亦無特別限制，可以常壓燒結(jié)，也可以為加壓燒結(jié)，優(yōu)選常壓燒 結(jié)。燒結(jié)后，優(yōu)選冷卻至40°C 60°C脫模，得到過濾介質(zhì)。按照本發(fā)明，制備濾芯時，可以 采用將燒結(jié)得到的過濾介質(zhì)機加工成濾芯，也可以直接選用濾芯模具作為混合原料的成型 模具，均可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案一種凈水裝置，包括上述的過濾介質(zhì)或者濾芯。本發(fā)明還提供了 一種包括上述凈水裝置的飲水機。本發(fā)明提供一種過濾介質(zhì)的制備方法。本發(fā)明采用超高分子量聚乙烯粉、活性炭 粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑作為過濾介質(zhì)的原料。由于超高分子量聚乙烯粉不但可以作為過濾 介質(zhì)的骨架，而且具備很強的吸附能力。此外，在原料中混入氧化鋅粉后，氧化鋅與水中的 硫化氫反應生成硫酸鋅以及水，使過濾介質(zhì)對除硫化物具備更好的效果。在幾種原料的協(xié) 同加和作用下，本發(fā)明制備的過濾介質(zhì)能夠高效的去除飲用水中的硫化物。并且，本發(fā)明提 供的過濾介質(zhì)使用簡便，價格便宜、適合家庭終端飲水處理，經(jīng)檢測該過濾介質(zhì)對飲用水中 硫化物的去除率可達95% 99%。
具體實施例方式為了進一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。實施例1(1)稱取超高分子量聚乙烯粉290g，該超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有 限公司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，重均分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉220g，所述醫(yī)用活性炭粉的粒徑為75 μ m 95 μ m，比表面 積大于1400m2/g ；(3)稱取氧化鋅粉4. 5g，所述氧化鋅粉由北京礦業(yè)研究總院生產(chǎn)，粉末粒徑為 33 μ m ~ 45 μ m ；(4)稱取食品級碳酸氫銨95g，所述食品級碳酸氫銨的純度大于99. 99% ；
(5)將以上四種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)將步驟(5)中混合均勻的粉末裝填入濾芯模具中，加壓成型，成型壓力為 0. 9MPa ；(7)將步驟(6)得到的成型體在240°C溫度下常溫燒結(jié)140分鐘，然后自然冷卻至 50°C后脫模，即得到多微細孔的內(nèi)徑為25mm、外徑為50mm的濾芯1。實施例2(1)稱取超高分子量聚乙烯粉300g，該超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有 限公司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，重均分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉230g，所述醫(yī)用活性炭粉的粒徑為75 μ m 95 μ m微米，比 表面積大于1400m2/g ；(3)稱取氧化鋅粉5g，所述氧化鋅粉由北京礦業(yè)研究總院生產(chǎn)，粉末粒徑為 33 μ m ~ 45 μ m ；(4)稱取食品級碳酸氫銨95g，所述食品級碳酸氫銨的純度大于99. 99% ；(5)將以上六種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)將步驟(5)中混合均勻的粉末裝填入濾芯模具中，加壓成型，成型壓力為 0. 9MPa ；(7)將步驟(6)得到的成型體在240°C溫度下常溫燒結(jié)140分鐘，然后自然冷卻至 50°C后脫模，即得到多微細孔的內(nèi)徑為25mm、外徑為50mm的濾芯2。、實施例3(1)稱取超高分子量聚乙烯粉260g，該超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有 限公司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，重均分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉200g，所述醫(yī)用活性炭粉的粒徑為75 μ m 95 μ m，比表面 積大于1400m2/g ；(3)稱取氧化鋅粉6. 5g，所述氧化鋅粉由北京礦業(yè)研究總院生產(chǎn)，粉末粒徑為 33 μ m ~ 45 μ m ；(4)稱取食品級碳酸氫銨105g，所述食品級碳酸氫銨的純度大于99. 99% ；(5)將以上四種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)將步驟(5)中混合均勻的粉末裝填入模具中，加壓成型，成型壓力為0. 9MPa ；(7)將步驟(6)得到的成型體在240°C溫度下常溫燒結(jié)140分鐘，然后自然冷卻至 50°C后脫模，即得到多微細孔的內(nèi)徑為25mm、外徑為50mm的濾芯3。實施例4(1)稱取超高分子量聚乙烯粉240g，該超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有 限公司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，重均分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉240g，所述醫(yī)用活性炭粉的粒徑為75 μ m 95 μ m，比表面 積大于1400m2/g ；(3)稱取氧化鋅粉4g，所述氧化鋅粉由北京礦業(yè)研究總院生產(chǎn)，粉末粒徑為 33 μ m ~ 45 μ m ；(4)稱取食品級碳酸氫銨85g，所述食品級碳酸氫銨的純度大于99. 99% ；(5)將以上五種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；
6
(6)將步驟(5)中混合均勻的粉末裝填入濾芯模具中，等靜壓成型，成型壓力為 0. 9MPa ；(7)將步驟(6)得到的成型體在260°C溫度下常溫燒結(jié)140分鐘，然后自然冷卻至 50°C后脫模，即得到多微細孔的內(nèi)徑為25mm、外徑為50mm的濾芯4。實施例5取實施例1 4制得的多微細孔的濾芯1、濾芯2、濾芯3、濾芯4，內(nèi)襯兩層無紡布， 外包兩層無紡布，再在外層裹上聚丙烯多孔網(wǎng)，濾芯兩端粘結(jié)上連接端蓋形成構(gòu)造濾芯，放 置于不銹鋼塑料殼體內(nèi)，用于處理飲用水，并分別對飲用水在過濾前和過濾后的硫化物含 量進行測試，結(jié)果見表1。參見表1，可見本發(fā)明提供的濾芯對于去除飲用水中的硫化物具 有良好的效果。表1使用濾芯處理前后的水中的硫化物含量，單位mg/L 從表1可以看出，利用本發(fā)明的濾芯去除水中的硫化物取得了很好的效果。以上對本發(fā)明所提供的制備過濾介質(zhì)的制備方法進行了詳細介紹。本文中應用了 具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本 發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā) 明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán) 利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于去除飲用水中硫化物的過濾介質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括步驟a)將包括超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的原料混合，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的重量比為200～300∶100～240∶3～10∶80～120；b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制、燒結(jié)、冷卻得到過濾介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭 粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的重量比為290 300 220 240 4 5 90 100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量 為250萬 400萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述活性炭粉為粒徑是50μ m 200 μ Hl。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備發(fā)方法，其特征在于，所述氧化鋅粉的粒徑為 30 μ m 150 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粉的粒徑 力 50 μ m 200 μ m。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的制備方法制得的過濾介質(zhì)。
8.—種濾芯，其特征在于，使用權(quán)利要求7所述過濾介質(zhì)。
9.一種凈水裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)或權(quán)利要求8所述的濾芯。
10.一種飲水機，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的凈水裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于去除飲用水中硫化物的過濾介質(zhì)的制備方法，包括步驟a)將包括超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的原料混合，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、氧化鋅粉和發(fā)孔劑的重量比為200～300∶100～240∶3～10∶80～120；b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制、燒結(jié)、冷卻得到過濾介質(zhì)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明制備的過濾介質(zhì)能夠高效的去除飲用水中的硫化物，并且使用簡便，適合家庭終端飲水處理，檢測結(jié)果表面，本發(fā)明制備的過濾介質(zhì)對飲用水中硫化物的去除率可達95％～99％。
文檔編號C02F1/28GK101898122SQ20091014520
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者周奇迪 申請人:周奇迪