專利名稱：：用于去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)及其制備方法、使用該過濾介質(zhì)的濾芯、凈水裝置和飲水機(jī)。
背景技術(shù)：
：工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展導(dǎo)致水資源遭到嚴(yán)重破壞，工業(yè)廢水排放到江河、湖泊中，農(nóng)藥、殺蟲劑等大量使用以及生活垃圾和生活廢水的肆意排放，這些都造成地下水和地表水的水質(zhì)變差，導(dǎo)致水中產(chǎn)生很多對人體有害的物質(zhì)。水污染越來越成為影響人們生活的嚴(yán)峻問題。亞硝酸鹽主要是指亞硝酸鈉，亞硝酸鈉為白色至淡黃色粉末或者顆粒狀，味微咸，易溶于水，外觀及味道都與食鹽相似。亞硝酸鹽是強(qiáng)氧化劑，進(jìn)入人體后很容易與血液中的血紅蛋白反應(yīng)，將血液中低鐵血紅蛋白氧化，形成高鐵血紅蛋白，從而使血紅蛋白失去攜氧傳輸能力，導(dǎo)致身體組織缺氧，呼吸中樞麻痹。亞硝酸鹽同時對周圍血管有擴(kuò)張作用，輕則致人慢性中毒，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致死亡。另一方面，亞硝酸鹽在人體胃中能和氨氮結(jié)合形成亞硝酰氨和亞硝胺，它們都是極強(qiáng)的致癌物質(zhì)，幾乎沒有動物接觸亞硝胺后不得癌癥的。不但經(jīng)常飲用攝入能夠誘發(fā)癌癥，就是一次較大攝入量也可以導(dǎo)致癌變。據(jù)國內(nèi)外一些流行病學(xué)的調(diào)查報告表明，人類的食管癌、胃癌、肝癌、腸癌、膀胱癌、乳腺癌、動脈硬化、胎兒畸形、死胎等，都與亞硝胺有關(guān)，短時間內(nèi)可能看不出來，越是隨著時間的延長可能發(fā)病率越高。1991~1998年間，廣州市區(qū)百姓癌癥死亡率逐年遞增與^:用水源中亞硝酸鹽含量增加有關(guān)。我國的河南、江蘇、安徽、廣東等地許多地方百姓癌癥死亡率連年增多，皆因飲用水源中亞硝酸鹽超標(biāo)污染。消除飲水中亞硝酸鹽的污染是一項急迫的任務(wù)。目前，去除水中亞硝酸鹽的方法有催化法、膜法、臭氧法、吸附法，其中以臭氧法的效果最好，但是臭氧法所需臭氧成本高，因此不利于推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種用于去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)的制備方法，該制備方法簡單易行、成本低，并且用此制備所獲得的過濾介質(zhì)對亞硝酸鹽的去除率高。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種用于去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、膨潤土粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、膨潤土粉和發(fā)孔劑的重量比為200~300:200-400:50-100:50~100。b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。所述的超高分子量聚乙烯為重均分子量大于100萬的聚乙烯，優(yōu)選使用重均分子量為250-400萬的聚乙烯。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±50萬)、M-II(分子量為250±50萬)、M-III(分子量為350土50萬)、M-IV(分子量為大于400萬)等規(guī)格的產(chǎn)品。超高分子量聚乙烯在熔融粘度非常大，在熔融以后，超高分子量聚乙烯的流動性還是很差，因此不適宜用一般塑料成型方法，如澆鑄、注塑等成型方法。超高分子量聚乙烯一般采用模壓成型，在本發(fā)明中也是如此。超高分子量聚乙烯的一個作用是粘結(jié)和形成過濾介質(zhì)骨架的作用，另外利用超高分子量聚乙烯通過壓制，燒結(jié)得到的過濾介質(zhì)，容易形成微孔，可以起到吸附水中雜質(zhì)的作用。活性炭是一種多孔性物質(zhì)，它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(tuán)、穩(wěn)定的物理和化學(xué)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)粉炭等；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。其中以椰殼材質(zhì)為來源的活性炭強(qiáng)度較高、吸附性能較好。優(yōu)選活性炭的比表面積不低于500平方米/克，更優(yōu)選不低于1000平方米/克?；钚蕴靠梢愿咝剿械膩喯跛猁}，尤其是醫(yī)用活性炭，作為通過國家相關(guān)藥品監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，雜質(zhì)含量更低，表面積更大，吸附效果也更好。選用醫(yī)用活性炭可以保證過濾介質(zhì)直接用于飲用水的處理。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)醫(yī)用活性炭粉對亞硝酸鹽吸附效果非常好，并且使用粒徑為38~250微米的醫(yī)用活性炭時，效果更佳。本發(fā)明所提供的制備方法，其中，當(dāng)活性炭粉為氧化劑改性的活性炭粉時，所制得的用于去除亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)對亞硝酸鹽的過濾效果更好。氧化劑改性活性炭粉的方法一般是，用強(qiáng)氧化劑稀溶液浸泡活性炭，把活性炭表面的具有催化還原能力的官能團(tuán)氧化成為具有氧化能力的官能團(tuán)，使得活性炭的氧化能力增強(qiáng)，可以將亞硝酸鹽氧化成為硝酸鹽，而硝酸鹽對于人體的毒害作用很小，從而可以更好的去除亞硝酸鹽。例如，利用氯化銀溶液(濃度很小)浸泡活性炭，氯化銀離解時產(chǎn)生的銀離子被吸附在活性炭表面。銀離子的強(qiáng)氧化性可以氧化亞硝酸鹽。改性活性炭^^分的氧化劑還可以為Fe3=、Mn04—、Cr204，。膨潤土的英文名稱為Bentonite,中文名稱也叫斑脫巖或膨土巖。美國最早發(fā)現(xiàn)膨潤土是在懷俄明州的古地層中，呈黃綠色的粘土，加水后能夠膨脹成糊狀，后來人們就把凡是具有這種性質(zhì)的粘土統(tǒng)稱為膨潤土。膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石，含量在85~90%之間，膨潤土的一些性質(zhì)也是由蒙脫石所決定的。膨潤土有吸附性和陽離子交換性能，可以用于廢水處理、去除水中特定的陰陽離子的作用，而且有4艮好的粘結(jié)性能，對于過濾介質(zhì)的成型也有作用。發(fā)孔劑選擇偶氮二曱酰胺、食品級碳酸氫銨、草酸中的至少一種。作為優(yōu)選，發(fā)孔劑為偶氮二曱酰胺或食品級碳酸氫銨。其中，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。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。壓制壓力可以選擇為0.4~1.OMPa,燒結(jié)溫度為200~250°C,燒結(jié)時間為10200分鐘，冷卻至70。C以下可以脫模。5雖然本發(fā)明對于上述制備方法中步驟a)中所用的幾種原料進(jìn)行了較為詳盡的描述，但是本發(fā)明不局限于任何理論。對于在制備過程中它們之間的具體的化學(xué)變化、結(jié)構(gòu)的變化尚不能確定。此幾種原料經(jīng)過上述的工藝處理制備出的過濾介質(zhì)，可以有效去除水中的亞硝酸鹽，并且有協(xié)同作用，可以將水中的亞硝酸鹽充分吸收。在本發(fā)明中，對于混合步驟，可以認(rèn)為任何不會顯著改變粉體粒徑和粒度分布的低剪切混合器或攪拌器都是適用的，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?；旌虾蟮姆垠w填裝入預(yù)先設(shè)計好的模具中，通過加壓將其壓實，壓力一般不大于2MPa,且與所用模具的材質(zhì)相適應(yīng)；模具可以由鋁、鑄鐵、鋼或任何適當(dāng)?shù)哪艹惺芟鄳?yīng)壓力和溫度的材料制造?？梢栽谀＞邇?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，也可以使用鋁箔等脫模紙。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案一種使用了上述過濾介質(zhì)的濾芯。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(jī)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于所提出的技術(shù)方案能夠去除水中的亞硝酸鹽，去除率達(dá)到95%以上，該制備方法簡單易行、成本低，并且用此制備所獲得的過濾介質(zhì)對亞硝酸鹽的去除率高。具體實施例方式為能進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對上述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述和說明。實施例1(1)稱取超高分子量聚乙烯粉250g,所述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-III型產(chǎn)品，其分子量為350萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉300g，所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38~250微米；所述醫(yī)用活性炭粉經(jīng)過如下方法處理利用氯化4艮飽和溶液浸泡24小時，然后在1G(TC烘干；(3)稱取膨潤土粉60g,所述膨潤土粉中蒙脫石的含量為90%,膨潤土4分的粒徑為1878孩i米；(4)稱取食品級碳酸氬銨70g,純度達(dá)到99.99%以上；(5)將上述四種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀模具中，在0.8MPa的液壓壓力下壓制，在225。C溫度下燒結(jié)180分鐘；(7)自然冷卻至5(TC然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實施例2(1)稱取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限^^司助劑二廠的M-I1型產(chǎn)品，其分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉200g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為7S250微米；所述醫(yī)用活性炭粉經(jīng)過如下方法處理利用0.G01摩爾/升的氯化鐵溶液浸泡24小時，然后在IOO'C烘干;(3)稱取膨潤土粉100g,所述膨潤土粉中蒙脫石的含量為90%，膨潤土粉的粒徑為1815(M鼓米；(4)稱取食品級碳酸氫銨50g,純度達(dá)到99.99%以上；(5)將上述四種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌11分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀模具中，在0.75MPa的液壓壓力下壓制，在24(TC溫度下燒結(jié)180分鐘；(7)自然冷卻至室溫然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實施例3(1)稱取超高分子量聚乙烯粉200g,所述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，其分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉400g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38178;徵米；所述醫(yī)用活性炭粉經(jīng)過如下方法處理利用氯化銀飽和溶液浸泡24小時，然后在1G(TC烘干；(3)稱取膨潤土粉50g,所述膨潤土粉中蒙脫石的含量為90°/。，膨潤土粉的粒徑為78~150微米；(4)稱取偶氮二甲酰胺100g,純度達(dá)到分析純；(5)將上述四種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀模具中，在0.8MPa的液壓壓力下壓制，在200。C溫度下燒結(jié)180分鐘；(7)自然冷卻至50。C然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實施例4(1)稱取超高分子量聚乙烯粉260g,所述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-I型產(chǎn)品，其分子量為150萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉320g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38~78微米；所述醫(yī)用活性炭粉經(jīng)過如下方法處理利用0.G01摩爾/升的氯化鐵溶液浸泡36小時，然后在IO(TC烘干;(3)稱取膨潤土粉75g,所述膨潤土粉中蒙脫石的含量為85%,膨潤土粉的粒徑為18~150微米；(4)稱取草酸65g,純度達(dá)到99.99%以上；(5)將上述四種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌11分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀模具中，在0.60MPa的液壓壓力下壓制，在250。C溫度下燒結(jié)120分鐘；(7)自然冷卻至室溫然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實施例5取實施例l-4所得多微細(xì)孔的管狀濾芯1，2,3,4,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)，濾芯兩端粘接上連接端蓋，放置于不銹鋼或塑料殼體內(nèi)，用于處理飲用水，經(jīng)檢測，該結(jié)構(gòu)濾芯對飲用水中的亞硝酸鹽的去除效果好，如表1所示。非常適合家庭終端飲用水處理的需要。8表l使用濾芯處理前后的水中亞硝酸鹽氮的含量單位jag/L(測試方法見中國人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5750-85)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表1可以看出，利用本發(fā)明的濾芯進(jìn)行去除水中的亞硝酸鹽取得了很好的效果。濾芯進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本說明書中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，對于本領(lǐng)域的一i&技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實施方式及應(yīng)用范圍上可能在實施過程中會有改變之處。因此，本說明書記載的內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種用于去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、膨潤土粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、膨潤土粉和發(fā)孔劑的重量比為200～300∶200～400∶50～100∶50～100。b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。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的分子量為250-400萬。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述活性炭粉為氧化劑改性的活性炭粉。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氧化劑改性的活性炭粉為載銀活性炭粉。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述膨潤土粉的粒徑為18~150孩￡米。6、根據(jù)權(quán)利要求15中任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述發(fā)孔劑為偶氮二曱酰胺、食品級碳酸氫銨、草酸中的至少一種。7、根據(jù)權(quán)利要求1~6中任意一項所述的制備方法得到的過濾介質(zhì)。8、^使用權(quán)利要求7所述過濾介質(zhì)的濾芯。9、一種凈水裝置，包括使用權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)或者權(quán)利要求8所述的濾芯。10、一種飲水機(jī)，包括權(quán)利要求9所述的凈水裝置。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、膨潤土粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、膨潤土粉和發(fā)孔劑的重量比為200～300∶200～400∶50～100∶50～100。b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。該制備方法簡單易行、成本低，并且用此制備所獲得的過濾介質(zhì)對亞硝酸鹽的去除率高達(dá)95％以上。本發(fā)明還公開了一種用于去除水中亞硝酸鹽的過濾介質(zhì)。文檔編號B01J20/30GK101683609SQ20081016742公開日2010年3月31日申請日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日發(fā)明者周奇迪申請人:周奇迪