專利名稱：一種核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾材改性技術(shù)，尤其涉及一種核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法。
背景技術(shù)：
為保證核電站穩(wěn)定運行，需要對一回路和二回路的水質(zhì)進行控制，因此，在其水處理系統(tǒng)中設(shè)置了不同用途的水過濾器，主要用于反應(yīng)堆一回路冷卻劑的凈化、硼回收系統(tǒng)放射性碎樹脂、硼酸結(jié)晶體和雜質(zhì)的去除以及中放廢液中懸浮物的去除等重要工藝；此外，還應(yīng)用于主泵軸封水、燃料池水過濾、補給水、二回路蒸汽發(fā)生器排污水等系統(tǒng)。濾芯的過濾精度根據(jù)各個系統(tǒng)的要求來確定，具有代表性的是一回路下泄流過濾器濾芯，使用過濾精度為I μ m、5 μ m的玻璃纖維濾材；二回路蒸汽發(fā)生器排污水過濾器濾芯，使用過濾精度為25 μ m的紙質(zhì)濾材。同時濾芯在使用過程中不應(yīng)對水質(zhì)有明顯影響，即濾材中各種微量元素的浸出應(yīng)滿足核電站的水質(zhì)要求。在核電站的水處理系統(tǒng)中，因產(chǎn)生的可溶硅二氧化硅無法去除，所以濾材的抗浸出性主要關(guān)注SiO2的浸出，而濾材中其它浸出的元素可通過離子交換樹脂等方法去除。但是，目前國內(nèi)核電站的水過濾器濾芯主要依賴進口，其價格昂貴、供貨周期較長、得不到令人滿意的售后服務(wù)，造成核電站的建設(shè)和運行成本較高，因此國內(nèi)用戶對核級水過濾器國產(chǎn)化的要求十分迫切；并且會影響我國核工業(yè)發(fā)展自主化、國產(chǎn)化戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。盡快開發(fā)國產(chǎn)核級水過濾器，是我國核電快速發(fā)展的需要。國內(nèi)核電站主要使用美國Pall公司的濾芯，在相關(guān)的宣傳資料中提到其供應(yīng)的‘Ultipor’ GF和‘Ultipor’ GF PLUS系列的過濾器利用靜電效應(yīng)獲得了較高的顆粒去除效率，無論是選擇帶正電還是負電(zeta電位)的過濾器過濾水或水溶液，其具有的靜電引力將會去除比過濾器標稱值更細小的顆粒。而且‘Ultipor’過濾器濾芯所用濾材在加工過程中所使用的惰性樹脂能確保濾材中細小纖維不脫落。國內(nèi)有關(guān)單位也對核電站水過濾器濾芯所用濾材進行了研究，首先根據(jù)國外樣品的玻璃纖維成分，特別加工了配比基本一致的玻璃纖維；然后在玻纖濾材生產(chǎn)時采用有機硅型貴重添加劑，對玻纖表面進行處理，不僅獲得良好的粘結(jié)效果，而且進一步有效阻止硼酸對玻纖表明的侵蝕，使SiO2的浸出得到一定程度的改善，但還不能滿足核電站對水質(zhì)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的核級水過濾器濾芯的特點，本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能提高濾材的抗浸出性，同時也能提高濾材對小尺寸顆粒的過濾效率的濾材改性方法，可滿足核電站對水質(zhì)的化學(xué)要求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下所描述:一種核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，包括如下步驟:
(I)將聚丙烯酰胺類聚合物用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為0.01% I %的水溶液；(2)用步驟(I)中所述的水溶液浸泡濾材或流經(jīng)濾芯一定時間；(3)將濾材或濾芯置于烘箱中烘干，以使濾材上的聚合物交聯(lián)；(4)將交聯(lián)后的濾材或濾芯用蒸餾水洗滌，置于烘箱中烘干。進一步，如上所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其中，所述的濾材或濾芯的材質(zhì)是玻璃纖維濾材或紙質(zhì)濾材。進一步，如上所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其中，步驟(I)中所述的聚丙烯酰胺類聚合物可以為殼聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物、丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨的共聚物、陽離子聚酰胺表氯醇高分子聚合物、烷基辛酮二聚體和丙烯酸酯共聚物、季銨鹽型聚丙烯酰胺聚合物等。進一步，如上所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的處理方法，其中，步驟(2)中所述的水溶液浸泡濾材或流經(jīng)濾芯的時間為30分鐘 24小時。進一步，如上所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的處理方法，其中，步驟(3)中所述的置于烘箱中烘干的溫度為30 120°C。進一步，如上所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的處理方法，其中，步驟(4)中所述的置于烘箱中烘干的溫度為30 50°C。本發(fā)明的有益效果在于:采用本發(fā)明提供的濾材處理技術(shù)，不僅可以提高濾材的多種微量元素(特別是SiO2)的抗浸出性，而且可以提高濾材對小尺寸顆粒的過濾效率。其中，濾材SiO2浸出量,處理后比未處理前減少40% 80% ;對于5 μ m玻璃纖維濾材去除2 μ m以上尺寸顆粒的過濾效率處理后比未處理前提高2% 5%，對于25 μ m紙質(zhì)濾材去除5μπι以上尺寸顆粒的過濾效率處理后比未處理前提高2% 25%。


圖1為本發(fā)明一種核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例來對本發(fā)明進行描述。如圖1所示，首先將聚丙烯酰胺類聚合物用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度0.01% 1%的水溶液；然后用所述的水溶液浸泡濾材或流經(jīng)濾芯一定時間，時間長短根據(jù)需要而定，通常在30min 24h范圍內(nèi)；再將濾材或濾芯置于烘箱中在30 120°C烘干，以使濾材上的聚合物交聯(lián)；最后將交聯(lián)后的濾材或濾芯用蒸餾水洗滌，置于烘箱中在30 50°C烘干，待用。聚丙烯酰胺類聚合物可以為殼聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物、丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨的共聚物、陽離子聚酰胺表氯醇高分子聚合物、烷基辛酮二聚體和丙烯酸酯共聚物、季銨鹽型聚丙烯酰胺聚合物等。實施例1核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，包括如下步驟:(I)將殼聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為I %的水溶液；(2)用步驟⑴中所述的水溶液浸泡玻璃纖維濾材IOh ；(3)將浸泡后的濾材置于烘箱中在30°C烘干，以使濾材上的聚合物交聯(lián)；
(4)將交聯(lián)后的濾材用蒸餾水洗滌，置于烘箱中在30°C烘干，待用。實施例2核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，包括如下步驟:(I)將丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨的共聚物用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為0.01%的水溶液；(2)用步驟⑴中所述的水溶液流經(jīng)濾芯30min，濾芯的材質(zhì)為玻璃纖維濾材；(3)將流經(jīng)后的濾芯置于烘箱中在120°C烘干，以使濾芯濾材上的聚合物交聯(lián)；(4)將交聯(lián)后的濾芯用蒸餾水洗滌，置于烘箱中在50°C烘干，待用。實施例3核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，包括如下步驟:(I)將陽離子聚酰胺表氯醇高分子聚合物用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為0.4%的水溶液；(2)用步驟(I)中所述的水溶液浸泡紙質(zhì)濾材24h ；(3)將浸泡后的濾材置于烘箱中在80°C烘干，以使濾材上的聚合物交聯(lián)；(4)將交聯(lián)后的濾材用蒸餾水洗滌，置于烘箱中在40°C烘干，待用。實施例4核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，包括如下步驟:(I)將烷基辛酮二聚體與丙烯酸酯共聚物(或季銨鹽型聚丙烯酰胺聚合物)用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為0.15%的水溶液；(2)用步驟⑴中所述的水溶液流經(jīng)濾芯40min，濾芯的材質(zhì)為紙質(zhì)濾材；(3)將流經(jīng)后的濾芯置于烘箱中在60°C烘干，以使濾芯濾材上的聚合物交聯(lián)；(4)將交聯(lián)后的濾芯用蒸餾水洗滌，置于烘箱中在50°C烘干，待用。需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，包括如下步驟: (1)將聚丙烯酰胺類聚合物用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為0.01% 1%的水溶液； (2)用步驟(I)中所述的水溶液浸泡濾材或流經(jīng)濾芯一定時間； (3)將濾材或濾芯置于烘箱中烘干，以使濾材上的聚合物交聯(lián)； (4)將交聯(lián)后的濾材或濾芯用蒸餾水洗滌，置于烘箱中烘干。
2.按權(quán)利要求1所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其特征在于:所述的濾材或濾芯的材質(zhì)是玻璃纖維濾材或紙質(zhì)濾材。
3.按權(quán)利要求1或2所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其特征在于:步驟(I)中所述的聚丙烯酰胺類聚合物可以為殼聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物、丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨的共聚物、陽離子聚酰胺表氯醇高分子聚合物、烷基辛酮二聚體和丙烯酸酯共聚物、季銨鹽型聚丙烯酰胺聚合物。
4.按權(quán)利要求1或2所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其特征在于:步驟(2)中所述的水溶液浸泡濾材或流經(jīng)濾芯的時間30分鐘 24小時。
5.按權(quán)利要求1或2所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其特征在于:步驟⑶中所述的置于烘箱中烘干的溫度為30 120°C。
6.按權(quán)利要求1或2所述的核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，其特征在于:步驟(4)中所述的置于烘箱中烘干的溫度為30 50°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核級水過濾器濾芯所用濾材的改性方法，為提高核電站水過濾器濾芯所用濾材的抗浸出性，特別是SiO2的浸出問題，本發(fā)明提供的方案為采用聚丙烯酰胺類聚合物水溶液處理市售的玻璃纖維濾材和紙質(zhì)濾材，然后將濾材置于烘箱中烘干，以使濾材上的聚合物交聯(lián)，最后對濾材進行洗滌烘干，待用。采用本發(fā)明提供的濾材改性技術(shù)，不僅可以提高濾材的多種微量元素(特別是SiO2)的抗浸出性，而且可以提高濾材對小尺寸顆粒的過濾效率。
文檔編號B01D39/00GK103084005SQ201110347490
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者孔海霞, 史英霞, 丘丹圭, 趙瀅, 侯建榮, 王瑞云, 沈大鵬, 劉鮮麗, 鄧才遠, 喬太飛, 李永國, 韓麗紅 申請人:中國輻射防護研究院