專利名稱：：用于去除水中鹵乙酸的過濾介質(zhì)及其制備方法以及由該過濾介質(zhì)制成的濾芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種過濾介質(zhì)及其制備方法，還涉及由該過濾介質(zhì)構(gòu)成法。
背景技術(shù)：
：氯化消毒技術(shù)是我國多年來一直沿用的給水處理消毒技術(shù)。但是最新研究成果表明，在氯化消毒的同時(shí)氯與水中某些有機(jī)和無機(jī)成分反應(yīng)，生成一系列卣代有機(jī)副產(chǎn)物，其中大部分對人體健康構(gòu)成潛在的威脅，尤其是采用傳統(tǒng)的預(yù)氯化工藝時(shí)，高濃度的氯與原水中較高濃度的有機(jī)污染物直接反應(yīng)，生成的氯化副產(chǎn)物的濃度會更高，因而氯化消毒副產(chǎn)物是影響飲用水水質(zhì)的一個(gè)重要因素。揮發(fā)性三卣曱烷(T腦s)和難揮發(fā)性卣乙酸(HAAs)被認(rèn)為是兩大類主要氯化消毒副產(chǎn)物，其在水中生成量取決于有機(jī)前驅(qū)物質(zhì)的種類和濃度、投氯量、氯化時(shí)間、水的PH、溫度、氨氮及溴化物濃度等。三卣曱烷和卣乙酸的前驅(qū)物質(zhì)主要是腐殖酸、富里酸、藻類和一些小分子有機(jī)物。卣乙酸主要包括二氯乙酸、三氯乙酸以及一氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸。三卣曱烷和卣乙酸是潛在的致癌物質(zhì)，其致癌風(fēng)險(xiǎn)也不斷得到生物學(xué)和病理學(xué)的證明。有研究指出，在飲用水中消毒副產(chǎn)物的總致癌風(fēng)險(xiǎn)中，卣乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)占91.9%以上，三卣曱烷的致癌風(fēng)險(xiǎn)在8.1%以下。清華大學(xué)的李爽等人曾對北京市的5個(gè)水廠的出廠水和管網(wǎng)水的消毒副產(chǎn)物進(jìn)行了測定。這5個(gè)水廠中，以地表水為水源的水廠處理工藝為傳統(tǒng)處理和活性炭；以地下水為水源的水廠處理工藝僅為消毒。由于北京的水源水中溴的濃度很低，因此在三囟甲烷和卣乙酸的檢測中均只測到氯代消毒副產(chǎn)物，其中卣乙酸測定未檢出一氯乙酸。以其中的某水廠為例，出廠水中三鹵曱烷含量為14.0微克/升，二氯乙酸含量為2.582微克/升，三氯乙酸含量為3.148微克/升，卣代乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)所占總致癌風(fēng)險(xiǎn)的百分比達(dá)到97.1%，三卣曱烷的致癌風(fēng)險(xiǎn)僅占2.9%。所以說，飲用水中消毒副產(chǎn)物的總致癌風(fēng)險(xiǎn)主要還是由囟乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成的。世界衛(wèi)生組織(麗0)和美國等國家和組織對々大用水中的卣乙酸的含量都做了極為嚴(yán)格的限定，但是，目前我國對卣乙酸的研究還不夠深入，還沒有引起更多人的注意。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種使用方便、無二次污染、高為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種過濾介質(zhì)的制備方法，包括將100~300重量份的超高分子量聚乙烯、50~200重量份的活性炭、1050重量份的改性沸石粉、5~35重量份的硅藻精土、20~80重量份的發(fā)孔劑以及0~25重量份的亞硫酸鈣，混合，在模具中壓制，然后在18025(TC溫度下燒結(jié)，冷卻。作為優(yōu)選，發(fā)孔劑為偶氮二甲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。在本發(fā)明中，選用了硅藻精土。硅藻土是由含氧化物很高的硅藻、放射蟲或海綿的遺體組成，是一種有機(jī)成因的礦物，硅藻骨架中的氧化硅類似于蛋白石或含水的氧化硅，在我國主要產(chǎn)于浙江省嵊州市。硅藻精土是指硅藻土經(jīng)過選礦，去除粘土、石英砂、碎屑礦物等雜質(zhì)，使得硅藻品質(zhì)達(dá)到92%以上便是精土。硅藻精土形體內(nèi)含有1000多個(gè)納米微孔，也是天然的納米微孔材料，能夠吸收超過自身重量3~4倍的物質(zhì)。硅藻精土對卣乙酸有極強(qiáng)的吸附能力。此外，作為一種納米微孔材料，硅藻精土在本發(fā)明的過濾介質(zhì)及濾芯中還起到造孔的作用。天然沸石是含水多孔硅酸鹽的總稱，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要是由硅氧四面體構(gòu)成，其中部分四價(jià)硅離子被三價(jià)鋁離子取代，導(dǎo)致負(fù)電荷過剩，因此結(jié)構(gòu)中有堿金屬或堿土金屬等平衡電荷的離子，同時(shí)沸石架構(gòu)中有一定孔徑的孔腔和孔道，決定了其具有吸附、離子交換等性質(zhì)。天然沸石的改性可以采用下述方法先將天然沸石粉用去離子水清洗干凈，烘干，稱取一定質(zhì)量的沸石，浸泡在一定濃度的改性劑溶液中，充分?jǐn)嚢璨簧儆?小時(shí)，中和后過濾，用去離子水清洗干凈，烘干備用。改性劑可以為0.05~0.30mol/L的HC1，0.01~0.05mol/L的H2S04，0.2~1.Omol/L的NaCl,0.05~0.25mol/L的NaOH，或0.03~0.15mol/L的HC1與0.2~1.0mol/L的NaCl的混合溶液。當(dāng)改性劑為HC1和NaCl混合溶液時(shí)，最佳濃度NaCl為0.8mol/L，HC1為0.09mol/L，采用改性劑對沸石進(jìn)行改性處理的時(shí)間通常應(yīng)不少于2小時(shí)，最好不少于4小時(shí)，此時(shí)可改性充分完全。天然沸石還可以通過如下工藝進(jìn)行改性處理將天然沸石賴、淬至5~80目，用濃度為410wty。的鹽酸或硫酸浸漬處理10-20小時(shí)，經(jīng)碳酸鈉或苛性堿中和后洗滌，在水煮3060分鐘；將煮沸后的沸石干燥，然后在35058(TC溫度下焙燒，然后粉碎至所需要的粒度。沸石經(jīng)改性處理后，可去除礦物中所含的雜質(zhì)和可溶物，在礦物結(jié)構(gòu)中刻蝕出豐富的孔隙和孔腔，增大其接觸面積，^v而提高沸石的吸附、離子交換等性質(zhì)。在本發(fā)明中，改性沸石粉對卣乙酸也有極強(qiáng)的吸附能力。作為優(yōu)選，改性沸石粉的粒徑為44-124微米。活性炭可以高效吸附飲水中的有機(jī)物、重金屬、異色異味，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。作為優(yōu)選，活性炭選用粒徑為44-178孩i米的醫(yī)用活性炭。改性沸石粉和活性炭的吸附能力還與其粒徑有;f艮大關(guān)系，粒徑過大，會使顆粒的比表面積減小，而粒徑過小過細(xì)，會影響過濾介質(zhì)的燒結(jié)效果及吸附、過濾效果，細(xì)小顆粒會阻塞孔隙和孔道。實(shí)踐還表明，改性沸石粉的粒徑分布范圍不宜過寬，顆粒的粒徑連續(xù)分布且粒徑之間的差值不大于50%的情況下，會取得更好的效果；活性炭也存在同樣的規(guī)律。一般定義150萬~700萬的聚乙烯為超高分子量聚乙烯，本發(fā)明優(yōu)選300-400萬的超高分子量聚乙烯。與低分子量聚乙烯相比，一個(gè)顯著特征是超高分子量聚乙烯具有強(qiáng)大的靜電吸附作用，可吸附微過濾不能夠攔阻的細(xì)微、超細(xì)^t顆粒。作為優(yōu)選，超高分子量聚乙烯的粒徑為89-250微米?；钚蕴颗c超高分子量聚乙烯混合使用會產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，其過濾、吸附效果會更加顯著。本發(fā)明還選用了亞^i酸鈣作為過濾介質(zhì)的一種組成成分，其不僅可以吸附卣乙酸，還與水中的余氯(HCIO，C1(T)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而將其去除，反應(yīng)方程式如下甜O+4Ca叫+//C7(1)C/<9-+Ca叫4Qi叫+C/-(2)其中，改性沸石粉對上述的化學(xué)反應(yīng)可以起到一定的催化作用。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案用上述的方法制備過濾介質(zhì)，此過濾介質(zhì)用于制成濾芯；過濾介質(zhì)和濾芯可用于去除水中卣乙酸。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制備的過濾介質(zhì)及濾芯除了可以凈化水質(zhì)外，還實(shí)現(xiàn)了無二次污染、高效率地用于去除卣乙酸。家庭終端飲水機(jī)釆用本發(fā)明的濾芯后，氣相色譜法檢測表明，飲用水中的二氯乙酸、三氯乙酸的去除效率均在95°/。以上，對飲用水中含量很少的一氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸也有夂艮好的吸附作用。具體實(shí)施方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)特征與內(nèi)容，下面結(jié)合實(shí)施例對濾芯的制備進(jìn)行詳細(xì)說明。為了更清楚的描述本發(fā)明，在具體的實(shí)施例中，采用了目數(shù)(Mesh)的單位。一般認(rèn)為，目是指每平方英吋篩網(wǎng)上的孔的數(shù)目，除了表示篩網(wǎng)的孔眼外，它同時(shí)用于表示能夠通過篩網(wǎng)的粒子的粒徑，目數(shù)越高，粒徑越小。本發(fā)明參照如下的目數(shù)與粒度的數(shù)據(jù)對照表(表l)。表l粒徑單位jum(微米)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例1稱取粒度為140-170目(可以通過140目的篩孔^旦不可以通過170目的篩孔，以下相同)的醫(yī)用活性炭100克，分子量為350萬的超高分子量聚乙烯180克，粒度為170~200目的改性沸石粉20克，食品級碳酸氳銨50克，亞硫酸鈣10克，硅藻精土10克，放入攪拌器中攪拌90分鐘后，取出部分裝入管狀模具中，壓制，在21(TC溫度下燒結(jié)140分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細(xì)孔的管狀濾芯。實(shí)施例2稱取粒度為120~140目的醫(yī)用活性炭110克，分子量為300萬、粒度為100-140目的超高分子量聚乙烯200克，粒度為140-170目的改性沸石粉30克，食品級碳酸氯銨55克，硅藻精土10克，放入攪拌器中攪拌90分鐘后，裝入管狀模具中，壓制，在23(TC溫度下燒結(jié)130分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細(xì)孔的管狀濾芯。實(shí)施例3稱取粒度為100-140目的醫(yī)用活性炭130克，分子量為400萬、粒度為100-140目的超高分子量聚乙烯220克，粒度為200~270目的改性沸石粉10克，硅藻精土5克，食品級碳酸氫銨80克，亞硫酸鉤10克，放入攪拌器中攪拌90分鐘后，取出部分裝入管狀模具中，壓制，在230匸溫度下燒結(jié)150分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細(xì)孔的管狀濾樸心o實(shí)施例4稱取粒度為100~140目的醫(yī)用活性炭180克，分子量為350萬、粒度為60~100目的超高分子量聚乙烯300克，粒度為230-325目的改性沸石粉50克，硅藻精土35克，食品級碳酸氬銨20克，亞硫酸釣10克，放入攪拌器中攪拌60分鐘后，取出部分裝入管狀模具中，壓制，在250。C溫度下燒結(jié)80分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細(xì)孔的管狀濾芯。以上對本發(fā)明所提供的過濾介質(zhì)及其制備方法、以及由該過濾介質(zhì)制成的濾芯進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并應(yīng)用了具體實(shí)施例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上可能在實(shí)施過程中會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種過濾介質(zhì)的制備方法，包括將100～300重量份的超高分子量聚乙烯、50～200重量份的活性炭、10～50重量份的改性沸石粉、5～35重量份的硅藻精土、20～80重量份的發(fā)孔劑以及0～25重量份的亞硫酸鈣，混合，在模具中壓制，然后在180～250℃溫度下燒結(jié)，冷卻。2、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中發(fā)孔劑為偶氮二曱酰胺或食品級碳酸氳銨。3、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中改性沸石粉的粒徑為44~124微米。4、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中超高分子量聚乙烯的分子量為300~400萬。5、如權(quán)利要求4所述的制備方法，其中超高分子量聚乙烯的粒徑為89~250微米。6、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中活性炭為粒徑為44~178微米的醫(yī)用活性炭。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法得到的過濾介質(zhì)。8、由權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)構(gòu)成的濾芯。9、一種去除水中卣乙酸的方法，包括使用權(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。全文摘要一種過濾介質(zhì)的制備方法，包括將100～300重量份的超高分子量聚乙烯、50～200重量份的活性炭、10～50重量份的改性沸石粉、5～35重量份的硅藻精土、20～80重量份的發(fā)孔劑、0～25重量份的亞硫酸鈣，充分混合，壓制，然后在180～250℃溫度下燒結(jié)80～150分鐘后冷卻。用上述的方法制備過濾介質(zhì)或?yàn)V芯，可用來去除水中鹵乙酸。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無二次污染、高效率地用于去除鹵乙酸，并且制成的濾芯使用方便、成本低廉。文檔編號C02F1/28GK101125270SQ200710127250公開日2008年2月20日申請日期2007年7月3日優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日發(fā)明者周奇迪,欒云堂申請人:奇迪電器集團(tuán)有限公司