动态材料水处理单元制造技术

一种动态材料水处理单元，包括内部设有水处理材料的单元壳体，单元壳体上设有进水口和出水口，单元壳体内部的水处理材料中包括松散状态的粉末状材料，水处理单元以自下而上的水流方式运行。本发明专利技术水处理单元运行时，内部的粉末状材料处于动态，其有益效果是：水处理材料自身不会板结和堵塞；能显著延长后续水处理工序中的高精度过滤材料的使用寿命；粉末状水处理材料的有效利用率大大高于粒状材料，节约资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及饮用水处理
，尤其涉及一种动态材料水处理单元。技术背景家用净水器已经是普遍使用的产品，虽然种类繁多，但结构形式主要包 括原水箱(也可以直接与自来水连接，省去原水箱)， 一个或几个水处理单元 (俗称滤芯)，净水箱(即时净化型净水器无净水箱)，机架，控制系统(某 些净水器也可以省去)等，其核心部分是水处理单元。大部分净水器都设有 吸附单元，当其中的吸附材料为活性炭时，俗称活性炭滤芯。所釆用的活性 炭分为粉末状和粒状两种。当釆用粉末状活性炭时， 一般将其制成烧结活性 炭滤芯，由于这种滤芯的透水微孔很小，滤水阻力较大，主要用在压力式净 水器上，例如用在反渗透纯水机中作预处理。粒状活性炭滤芯的应用范围很 广，既可以用在压力式净水器上，又可以用在常压净水器上(如饮水机专用净 水器上)。对于净水器上使用的活性炭滤芯，无论是釆用粉末状烧结活性炭， 还是釆用粒状活性炭，运行时均处于静止状态。公知技术的活性炭滤芯都存在下述不足 1.材料的利用率较低对于粒状活性炭滤芯，起吸附净化作用的部分主要集中在颗粒的表层和 近表层，而颗粒的中心部分所起的吸附净化作用很小。原因之一是水中的 污染物通过扩散方式进到颗粒的中心需要时间，而扩散速度通常远小于滤水 速度；原因之二是水中的微小胶体会逐渐将活性炭表面的微孔堵塞，表层 的微孔堵塞后，颗粒内部剩余的吸附功能就再也不能发挥吸附作用。换句话 说，粒状活性炭滤芯失效时，颗粒中心部分的材料可能远未达到饱和状态， 造成活性炭的有效利用率很低，浪费资源。对于用粉末活性炭制成的烧结活性炭滤芯，其通过加入粘接材料将粉末 活性炭在高温下烧结成棒状多孔材料，也称为活性炭棒，其既有较好的吸附 功能，又有较好的过滤功能。当原水水质较差(指水中微小胶体物质较多)时，烧结活性炭的透水微 孔(包括表面和内部)会很快被水中的胶体堵塞。这种堵塞往往不能通过表 面清洗来恢复，因为堵塞往往同时发生在表面、近表面和内部。 一旦发生堵塞， 则滤芯报废，烧结活性炭的内部材料将无法发挥功效，浪费资源。当原水水质较好(指水中微小胶体物质较少)时，烧结活性炭的微孔不 易被堵塞。对于这种情况，所有的粉末活性炭基本上能全部发挥作用。但是, 烧结活性炭报废时会连同粘接材料一同报废，造成资源浪费。水处理行业每年都以较高的速度在发展，活性炭的用量也每年都在以较 高的速度在增长,所以，提高资源的有效利用率、节约资源，意义重大。2. 粒状活性炭滤芯对延长后续水处理工序中高精度过滤材料的使用寿命 效果较差。其主要原因是粒状活性炭滤芯的主要作用是吸附，去除溶解于水 中的有机物、异色、异臭和异味等，而其过滤效果却很差，水中的微小胶体 往往会从活性炭滤芯中泄漏出去。3. 烧结活性炭滤芯虽然对去除水中的微小胶体有较好的效果，能有效延 长后续水处理单元中高精度过滤材料的使用寿命，但是，自身却容易堵塞。4. 对于粒状活性炭滤芯，由于运行时活性炭颗粒基本上处于静止状态， 所以水中的污染物会逐渐将颗粒之间的间隙塞满，使滤芯堵塞。活性炭的颗 粒越小，堵塞就越快。为了防止出现这种情况，粒状活性炭滤芯中的活性炭 颗粒目数通常为10目~40目。要使水处理单元既能最大限度地提髙水处理材料的有效利用率，又具有 延长后续水处理工序中高精度过滤材料使用寿命的功能，而且，自身不会堵 塞，要同时做到些，还需要技术上的突破。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状的不足而提供一种动态材料水处理单元。其中的动态材料是指水处理材料，并且在运行时处于 动态。本专利技术解决上述技术问题所釆用的技术方案为 一种动态材料水处理单 元，其包括内部设有水处理材料的单元壳体，单元壳体上设有进水口和出水 口，单元壳体内部的水处理材料中包括松散状态的粉末状材料，水处理单元以 自下而上的水流方式运行。所述的单元壳体可以是一体式结构(如吹塑成形的瓶体式结构)，也可以 是包括上半壳体和下半壳体的分体式结构，当上半壳体(或下半壳体)的长 度很短时可称为上盖(或下盖)；上半壳体和下半壳体可以设计成可拆装式密 封结构(如包括螺紋和密封圏的密封结构，包括卡扣和密封圈的密封结构， 包括法兰和密封圈的密封结构等)，也可以设计成不可拆装式密封结构(如焊 接结构，粘接结构等)。本专利技术动态材料水处理单元，非运行时，内部的粉末状材料处于静止状 态(沉积在下部)，体积较小；运行中，内部的粉末状材料被上升的水流所膨 胀，处于动态，体积较大。所述的动态包括回旋流动的流化态、悬浮态和其它 形式的动态。鉴于这种情况，必须给粉末状材料预留足够的膨胀空间，即水 处理单元内部腔体不可装满水处理材料。单元壳体内部可以设置有助于粉末状材料在运行时呈回旋流动的圆简， 该圆筒的顶部和底部分别与水处理单元壳体的顶部和底部之间留有可使粉末 状材料和水流从中通过的通道。回旋流动的流动路线是从壳体中心(圆筒的 内部)的底部向上流动，当流到壳体的上部时，再向外然后从周围(画简的 外部)向下流到壳体的底部与从进水口流入的水流相混合，从而形成回旋流 动。粉末状材料的流动是和水流一起流动的，当流到壳体的上部时， 一部分 水流从壳体顶部流出壳体，另一部分水流和粉末状材料一起从周围(圆筒的 外部)向下流动。单元壳体内部也可以不设置圆简，运行时水流从壳体底部进入，上升的 水流将粉末状材料向上托起，使水处理材料呈悬浮态，局部也可能会呈现回 旋态或其它形式的动态。所述的粉末状水处理材料至少包括吸附剂和混凝剂其中的一种。 所述的吸附剂至少包括活性炭、硅藻土、活性氧化铝和活性氧化镁其中 的一种。吸附剂添加一次可以使用一段时间，无须经常添加。所述的混凝剂至少包括硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、铝酸 钠、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、碳酸镁、聚合氯化铁、骨胶、聚丙 烯酰胺、活化硅酸和海藻酸钠其中的一种。混凝剂最好制成缓释剂，以非常 缓慢的速度向水中释放，这样，加一次之后可以使用一段时间，否则，混凝 剂的添加频次会很高，操作麻烦。本专利技术技术还包括在单元壳体的进水口和出水口设置丝网，用以阻挡 粉末状水处理材料泄漏。本专利技术技术还包括在单元壳体上设有便于更换内部粉末状材料的换料管。本专利技术动态材料水处理单元，主要作为前置水处理单元，净水器具(或 净水设备)还应配置后续高精度过滤单元，其中的高精度过滤材料的过滤精 度应不大于0.4微米。这样，才能组成完整的水处理系统。 一般认为，细菌 的平均尺寸为0.4微米，只要过滤精度不大于0.4微米就有较好的除菌效果。 为了可靠地滤除细菌和尺寸较小的悬浮物(包括吸附剂和混凝剂)，优选过滤 精度不大于0. 15微米的高精度过滤材料。本专利技术动态材料水处理单元也可以 和后续处理工序的高精度过滤单元组成 一体化的复合单元(或称为复合滤 芯)，复合单元中的高精度过滤材料采用高精度微孔陶瓷或中空纤维，也可以 采用其它高精度过滤材料(例如金属制微孔材料)。当釆用中空纤维时，优选 同时釆用亲水性中空纤维和疏水性中空纤维。前者用于滤水，使滤水阻力减 小；后者用于排气，使单元内的气体容易排尽。本专利技术动态材料水处理单元，实际上是一个反应器，其中发生粘附、吸 附、混凝和生物反应。其具有如下功能-.1. 将溶解于水中的有机物、异色、异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态材料水处理单元，其包括内部设有水处理材料的单元壳体，其特征是：单元壳体上设有进水口和出水口，单元壳体内部的水处理材料中包括松散状态的粉末状材料，水处理单元以自下而上的水流方式运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄樟焱，
申请(专利权)人：黄樟焱，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]