用于去除飲用水中微囊藻毒素（mc-lr）的過濾介質(zhì)、濾芯以及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種去除飲用水中微囊藻毒素的過濾介質(zhì)及其制備方法，由該過濾介 質(zhì)構(gòu)成的濾芯、凈水裝置和飲水機。
【背景技術(shù)】
[0002] 微囊藻毒素(MC)是藍(lán)藻產(chǎn)生的一種具有肝毒性的多肽，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 MC的60多種同 分異構(gòu)體，其中毒性最大的是MC-LR13MC是一類肽毒素，在人體內(nèi)通過膽汁酸載體進(jìn)入肝臟， 肝臟成了它主要的靶器官。我國一些地區(qū)人群原發(fā)性肝癌發(fā)生很可能與溝塘水、河水、池塘 水和淺井水中的MC有關(guān)，MC極可能是致肝癌的促進(jìn)劑、慢性MC的攝入引發(fā)肝硬化、進(jìn)行性纖 維化、凋亡抑制；急性MC中毒引起人體肝臟結(jié)構(gòu)破壞或者廣泛肝內(nèi)出血引發(fā)循環(huán)衰竭而死 亡。
[0003] 以水庫水、湖泊水作水源的自來水廠，容易發(fā)生過濾池的阻塞，使出水有魚腥味、 土霉味。MC的毒性會誘發(fā)消化道疾病、鼻炎、結(jié)膜炎、脾臟疾病以及其他疾病，并且MC還有致 癌的報道。
[0004] 世界衛(wèi)生組織國定飲用水中MC-LR最高允許含量(針對成年人)是lyg/L，這是僅考 慮MC的毒性得出的結(jié)果，如考慮促腫瘤作用，那么MC-LR的最高允許含量為0.3yg/L。
[0005] 自來水廠的傳統(tǒng)的水處理工藝無法去除水中的MC-LR，我國許多以地表水為水源 的自來水廠出水檢測出MC。上海市的原水和自來水中存在不同程度的MC-LR污染，尤其是夏 季、秋季毒素濃度較高。自來水廠的出廠水和管網(wǎng)的末梢水竟然比源水中的MC濃度還高，并 且污染還有進(jìn)一步加重的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種過濾介質(zhì)及其制備方法，該過濾介 質(zhì)對飲用水中的微囊藻毒素的去除率高，并且方法簡單。還提供了由這種過濾介質(zhì)構(gòu)成的 濾芯、凈水裝置以及飲水機。
[0007] 本發(fā)明提供了一種去除飲用水中微囊藻毒素的過濾介質(zhì)的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟：
[0008] a)將超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑混合，得到混合 物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑的重量比為200~300: 100 ~200:100 ~200:50 ~100;
[0009] b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制、燒結(jié)、冷卻；
[0010] 所述壓制壓力為0 · 4MPa~IMpa;所述燒結(jié)溫度為200°C~240°C;所述燒結(jié)時間為 90~150min;所述冷卻溫度為40°C~60°C。
[0011] 優(yōu)選的，所述改性凹凸棒石粉為酸活化改性。
[0012]優(yōu)選的，還包括煅燒水滑石粉。
[0013] 優(yōu)選的，所述煅燒水滑石粉的煅燒溫度為500°C。
[0014] 優(yōu)選的，所述煅燒水滑石粉與超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和 發(fā)孔劑的重量比為110~150:200~300:100~200:100~200:50~100。
[0015]優(yōu)選的，還包括焙燒Fe2O3粉末。
[0016] 本發(fā)明提供了根據(jù)上述權(quán)利要求所述的制備方法得到的用于去除飲用水中微囊 藻毒素的過濾介質(zhì)。
[0017] 本發(fā)明提供了一種濾芯，由上述權(quán)利要求所述的過濾介質(zhì)構(gòu)成。
[0018] 本發(fā)明提供了一種凈水裝置，包括上述權(quán)利要求所述的過濾介質(zhì)或者上述權(quán)利要 求所述的濾芯。
[0019] 本發(fā)明提供了一種飲水機，包括上述權(quán)利要求所述的凈水裝置。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了去除飲用水中微囊藻毒素的過濾介質(zhì)的制備方 法，包括以下步驟:a)將超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑混合，得 到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑的重量比為200 ~300:100~200:100~200:50~100 ;b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制、燒結(jié)、冷卻； 所述壓制壓力為〇.4MPa~IMpa;所述燒結(jié)溫度為200°C~240°C;所述燒結(jié)時間為90~ 150min;所述冷卻溫度為40°C~60°C。本發(fā)明在上述原料協(xié)同作用下，配合特定的燒結(jié)溫 度、壓力和冷卻溫度，制備得到的過濾介質(zhì)對水中微囊藻毒素的去除率高，方法簡單，適用 于受其污染的飲用水，免除微囊藻毒素對人體產(chǎn)生的傷害，使用簡便，成本低，另外由于使 用的是濾芯，不是粉體，所以無需后續(xù)處理，適合家庭終端飲水處理。經(jīng)檢測該過濾介質(zhì)對 飲用水中微囊藻毒素的去除率在97.0%以上。
【具體實施方式】
[0021] 本發(fā)明提供了一種去除飲用水中微囊藻毒素的過濾介質(zhì)的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟：
[0022] a)將超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑混合，得到混合 物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑的重量比為200~300: 100 ~200:100 ~200:50 ~100;
[0023] b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制、燒結(jié)、冷卻；
[0024] 所述壓制壓力為0.4MPa~IMpa;所述燒結(jié)溫度為200°C~240°C;所述燒結(jié)時間為 90~150min;所述冷卻溫度為40°C~60°C。
[0025]本發(fā)明首先將超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑混合，得 到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、改性凹凸棒石粉和發(fā)孔劑的重量比為200 ~300:100 ~200:100 ~200:50 ~100;優(yōu)選為 210 ~290:110 ~190:110 ~190:60 ~90;更優(yōu) 選為 220 ~280:120 ~180:120 ~180:65 ~85。
[0026] 在本發(fā)明中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量優(yōu)選為100萬~700萬，更優(yōu)選 為200萬~600萬，最優(yōu)選為250萬~400萬。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型（分子量為150±50萬）、M-II型（分子量為 250±50萬）、M-III型（分子量為350±50萬）、M-IV型（分子量為大于400萬）等規(guī)格的產(chǎn)品。 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，因為超高分子量聚乙烯 的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流動，所以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，可以起到吸附水中微囊藻毒素的作用。本發(fā)明優(yōu)選采 用粒徑為74~89μπι的超高分子量聚乙烯。
[0027]在本發(fā)明中，活性炭是一種多孔性物質(zhì)，具有蜂窩狀的孔隙結(jié)構(gòu)，較大的比表面 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)原料來源的不同活性炭優(yōu)選分為木質(zhì)活性炭、礦物質(zhì)原料活性炭和其他原料制成的活性 炭等。其中，所述木質(zhì)活性炭優(yōu)選包括椰殼活性炭、杏殼活性炭、木質(zhì)粉炭;所述礦物質(zhì)原料 活性炭優(yōu)選包括各種煤和石油及其加工產(chǎn)物為原料制成的活性炭;其他原料制成的活性炭 優(yōu)選包括廢橡膠、廢塑料制成的活性炭。本發(fā)明優(yōu)選使用以椰殼材質(zhì)為來源的活性炭，其強 度較高、吸附性能好，更優(yōu)選為以椰殼材質(zhì)為來源的醫(yī)用活性炭。在本發(fā)明中，所述活性炭 的比表面積優(yōu)選不低于500m 2/g，更優(yōu)選不低于1000m2/g。活性炭可以高效的吸附水中的有 機物、尤其是醫(yī)用活性炭，作為用過國家相關(guān)藥品監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，雜質(zhì)含量低，表面積更 大，吸附效果也更好，并且選用醫(yī)用活性炭可以保證過濾介質(zhì)直接用于飲用水的處理。 [0028]本發(fā)明優(yōu)選采用粒徑為38~250μπι的醫(yī)用活性炭。
[0029]在本發(fā)明中，所述凹凸棒石為單斜晶系，其理想化學(xué)式為為Mg5(H20)4[Si 4010]2 (OH)2，化學(xué)成分理論值為MgO 23.83%、Si0256.96%、H2019.21 % ;自然界中的凹凸棒石常 有Al3+、Fe3+等類質(zhì)同象置換，富含Al3+、Fe 3+變種稱為鋁凹凸棒石和鐵凹凸棒石。如江蘇省盱 眙縣龍王山產(chǎn)的鋁凹凸棒石的稱為為MgO 12.10%、Si0258.38%、Al2039.5%、Ca0 0.4%、 TiO20.56%、MnO 0.05%、Fe2〇3+FeO 5.26%、Na20 1.1%、K20 1.24%。由于凹凸棒石在結(jié)構(gòu) 中類似于沸石粉的大通道，因