用于去除饮用水中ＭＸ的过滤介质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于去除饮用水中ＭＸ的过滤介质及其制备方法，还涉及由该过滤介质构成的滤芯、净水装置和饮水机。过滤介质的制备包括：ａ）将重量比为：８０～２００∶１５０～４００∶１０～１００∶１０～１００∶８０～１５０的包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、１３Ｘ与１０Ｙ分子筛粉的混合物、改性１３Ｘ与改性１０Ｙ分子筛粉的混合物和发孔剂的原料混合；ｂ）将步骤ａ）所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却。本发明专利技术提供的过滤介质对水中的ＭＸ的去除率高，去除速度快，使用简单，成本低，无需后续处理，能免除ＭＸ对人体产生的伤害，适合家庭终端饮水处理。经检测该过滤介质对饮用水中锰的去除率为９０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除饮用水中MX的过滤介质及其制备方法，由该过滤介质构成 的滤芯、净水装置和饮水机。
技术介绍
我国城市大部分水厂饮用水处理以常规处理工艺为主，其中包括加氯消毒工序， 由此产生的氯化消毒副产物对人体健康具有潜在危害。目前已经发现检测出的饮用水中氯 化消毒产生的副产物约有700多种。国内外对氯化消毒副产物的产生研究还多集中于三卤 甲烷和卤乙酸等，而对于MX (3-氯-4- 二氯甲基-5-羟基-2 (5H)-呋喃酮)和NDMA ( 二甲 基亚硝胺)等则缺乏相应研究。MX是由水中的有机化合物(尤其是腐殖质)与氯反应形成的具有极强诱变作用的 饮水氯化消毒副产物，其致突变性占氯化消毒自来水总致突变性的15% 67%。体内、外 实验表明，MX可引起哺乳动物细胞多种遗传损害，表现为基因突变、DNA损伤、染色体畸变、 姊妹染色单体交换等。MX强酸性、不挥发，且对热不稳定，在酸性条件下比较稳定，在高投氯 的情况下更容易生成。自从1986年芬兰学者发现经氯化消毒的饮用水中含有MX以来，MX随后在美国、 英国、日本等国家的用氯消毒饮用水中相继被检出，我国以湖、水库为水源的自来水厂出水 中，MX的含量也很高。MX在饮水中的含量浓度相对较低，目前国际上仅对其检测手段有不少的研究，而 对它的去除方法缺少系统研究。目前常规的给水处理工艺去除MX的效果甚微，高级氧化技术和反渗透技术成本 高，费水，使用不便。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介质对饮用水 中MX的去除率高，速度快，还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净水装置以及饮水机。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案一种用于去除饮用水中MX的过滤介质的制备方法，包括如下步骤a)将包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、13X与IOY分子筛粉的混合物、改性13X 与改性IOY分子筛粉的混合物和发孔剂的原料混合，所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、 13X与IOY分子筛粉的混合物、改性13X与改性IOY分子筛粉的混合物和发孔剂的重量比 为80 200 150 400 10 100 10 100 80 150 ；b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却。作为优选，所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、13X与IOY分子筛粉的混合物、改 性13X与改性IOY分子筛粉的混合物和发孔剂的重量比为100 110 280 300 40 50 60 70 120 130。压制压力为0. 4 1. OMPa，烧结温度为200°C 300°C，烧结时间为120 150分 钟，烧结后冷却至40°C 60°C脱模。在此制作过程中，在专利技术人很多次的试验之后，得出在 烧结温度范围在200 300°C内制作出的过滤介质，过滤效果更好。活性炭是一种多孔性炭吸附剂，它具有如蜂窝状丰富的孔隙结构、巨大的比表面 积、特异的表面官能团、稳定的物理和化学性能，是优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体。根 据原料来源不同活性炭可分为木质活性炭，如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等；矿物 质原料活性炭，如各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其它原料制成的活性 炭，如废橡胶、废塑料等制成的活性炭。优选活性炭的比表面积不低于500平方米/克，更 优选不低于1000平方米/克。活性炭可以高效吸附饮水中的有机物、重金属、异色异味，尤其是医用活性炭，作 为通过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量更低，表面积更大，吸附效果也更好，对颜 色和气味的吸附尤佳，选用医用活性炭可以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。作为优选，活性炭选用粒径为74 89微米的医用活性炭。所述的超高分子量聚乙烯为重均分子量大于100万的聚乙烯，优选的粒径为 104 124微米。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北京东方石油化工有限公司 助剂二厂可提供M-I型(分子量为150士50万)、M-II型(分子量为250士50万)、M-III 型(分子量为350士50万)、M-IV型(分子量为大于400万)等规格的产品。超高分子量聚 乙烯的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因为超高分子量聚乙烯的分子量大， 熔融粘度非常高，熔融以后不能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过 滤介质，容易形成微孔，可以起到吸附水中MX的作用。分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐，具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，内部 的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。由于孔穴的 结晶性质，分子筛的孔径分布非常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选 择性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子，因而被形象地称为"分子 筛"。沸石分子筛在化学工业中作为固体吸附剂，可用于气体和液体的干燥、纯化、分离和 回收，被其吸附的物质可以解吸，沸石分子筛用后可以再生。商品沸石分子筛常用前缀数码 将晶体结构不同的分子筛加以分类，本专利技术使用13X与IOY分子筛粉的混合物，13X分子筛 粉与IOY分子筛粉的质量比优选为0. 8 1. 2，更优选为1。其中13X分子筛也叫钠X型分 子筛，13X分子筛的孔径为10人,可以吸附小于10人任何分子，具有较高吸附容量，较快的吸 附速率。还使用改性13X与改性IOY分子筛粉的混合物，使用EDTA对分子筛进行改性，脱 掉分子筛中的铝，提高分子筛的热稳定性，本专利技术使用的改性13X与改性IOY分子筛粉的混 合物中改性13X分子筛粉与改性IOY分子筛粉的质量比优选为0. 8 1. 2，更优选为1，硅 铝比优选大于50 200，硅铝比即为二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比。使用EDTA对分子筛进行改进的具体方法为向13X或IOY分子筛粉中加入改性助 剂和EDTA，然后将改性后的13X或改性后的IOY分子筛粉干燥。其中改性助剂可以为NaF、 NH4F, KF中的一种或几种，加入量为13X或IOY分子筛粉质量的0. 5% 2% ；EDTA的加入 量为13X或IOY分子筛粉质量的3% 5%。本专利技术所述发孔剂是一类易分解产生大量气体而引起发孔作用的物质，其中偶氮类化合物、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、磺酰腈类化合物、草酸等是其典型的代表。作为优 选，发孔剂为偶氮二甲酰胺、食品级碳酸氢铵、草酸中的至少一种。其中，食品级碳酸氢铵也 称食用级碳酸氢铵，与工业级碳酸氢铵相区别。虽然工业级碳酸氢铵也有发孔的作用，但是 它可能会含有对健康有害的杂质，不宜用作饮用水过滤介质的生产原料。本专利技术对于上述制备方法中步骤a)中所用的几种原料进行了较为详尽的描述， 在这几种原料的协同加合作用下，水中的MX可以被充分吸附。在本专利技术中，对于混合步骤，可以认为任何不会显著改变粉体粒径和粒度分布的 低剪切混合器或搅拌器都是适用的，比如具有钝的叶轮叶片的搅拌器、滚筒式混合器、螺旋 式搅拌器等，转速要视混合器的类型而定，但以避免扬起粉尘为宜。混合后的粉体填装入预先设计好的模具中，通过加压将其压实，压力一般不大于 2MPa，且与所用模具的材质相适应；模具可以由铝、铸铁、钢或任何适当的能承受相应压力 和温度的材料制造。可以在模具内表面涂敷脱模剂，可选用硅氧烷油或任何其他的几乎不 会吸附到过滤介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于去除饮用水中ＭＸ的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：ａ）将包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、１３Ｘ与１０Ｙ分子筛粉的混合物、改性１３Ｘ与改性１０Ｙ分子筛粉的混合物和发孔剂的原料混合，所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、１３Ｘ与１０Ｙ分子筛粉的混合物、改性１３Ｘ与改性１０Ｙ分子筛粉的混合物和发孔剂的重量比为：８０～２００∶１５０～４００∶１０～１００∶１０～１００∶８０～１５０；ｂ）将步骤ａ）所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇迪，栾云堂，
申请(专利权)人：周奇迪，
类型：发明
国别省市：33