专利名称：：用于去除水中卤乙酸的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质制成的滤芯的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种过滤介质及其制备方法，还涉及由该过滤介质构成法。
背景技术：
：氯化消毒技术是我国多年来一直沿用的给水处理消毒技术。但是最新研究成果表明，在氯化消毒的同时氯与水中某些有机和无机成分反应，生成一系列卣代有机副产物，其中大部分对人体健康构成潜在的威胁，尤其是采用传统的预氯化工艺时，高浓度的氯与原水中较高浓度的有机污染物直接反应，生成的氯化副产物的浓度会更高，因而氯化消毒副产物是影响饮用水水质的一个重要因素。挥发性三卣曱烷(T腦s)和难挥发性卣乙酸(HAAs)被认为是两大类主要氯化消毒副产物，其在水中生成量取决于有机前驱物质的种类和浓度、投氯量、氯化时间、水的PH、温度、氨氮及溴化物浓度等。三卣曱烷和卣乙酸的前驱物质主要是腐殖酸、富里酸、藻类和一些小分子有机物。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潜在的致癌物质，其致癌风险也不断得到生物学和病理学的证明。有研究指出，在饮用水中消毒副产物的总致癌风险中，卣乙酸的致癌风险占91.9%以上，三卣曱烷的致癌风险在8.1%以下。清华大学的李爽等人曾对北京市的5个水厂的出厂水和管网水的消毒副产物进行了测定。这5个水厂中，以地表水为水源的水厂处理工艺为传统处理和活性炭；以地下水为水源的水厂处理工艺仅为消毒。由于北京的水源水中溴的浓度很低，因此在三囟甲烷和卣乙酸的检测中均只测到氯代消毒副产物，其中卣乙酸测定未检出一氯乙酸。以其中的某水厂为例，出厂水中三卤曱烷含量为14.0微克/升，二氯乙酸含量为2.582微克/升，三氯乙酸含量为3.148微克/升，卣代乙酸的致癌风险所占总致癌风险的百分比达到97.1%，三卣曱烷的致癌风险仅占2.9%。所以说，饮用水中消毒副产物的总致癌风险主要还是由囟乙酸的致癌风险构成的。世界卫生组织(丽0)和美国等国家和组织对々大用水中的卣乙酸的含量都做了极为严格的限定，但是，目前我国对卣乙酸的研究还不够深入，还没有引起更多人的注意。
发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种使用方便、无二次污染、高为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案一种过滤介质的制备方法，包括将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重量份的发孔剂以及0~25重量份的亚硫酸钙，混合，在模具中压制，然后在18025(TC温度下烧结，冷却。作为优选，发孔剂为偶氮二甲酰胺或食品级碳酸氢铵。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。在本发明中，选用了硅藻精土。硅藻土是由含氧化物很高的硅藻、放射虫或海绵的遗体组成，是一种有机成因的矿物，硅藻骨架中的氧化硅类似于蛋白石或含水的氧化硅，在我国主要产于浙江省嵊州市。硅藻精土是指硅藻土经过选矿，去除粘土、石英砂、碎屑矿物等杂质，使得硅藻品质达到92%以上便是精土。硅藻精土形体内含有1000多个纳米微孔，也是天然的纳米微孔材料，能够吸收超过自身重量3~4倍的物质。硅藻精土对卣乙酸有极强的吸附能力。此外，作为一种纳米微孔材料，硅藻精土在本发明的过滤介质及滤芯中还起到造孔的作用。天然沸石是含水多孔硅酸盐的总称，其结晶结构主要是由硅氧四面体构成，其中部分四价硅离子被三价铝离子取代，导致负电荷过剩，因此结构中有碱金属或碱土金属等平衡电荷的离子，同时沸石架构中有一定孔径的孔腔和孔道，决定了其具有吸附、离子交换等性质。天然沸石的改性可以采用下述方法先将天然沸石粉用去离子水清洗干净，烘干，称取一定质量的沸石，浸泡在一定浓度的改性剂溶液中，充分搅拌不少于2小时，中和后过滤，用去离子水清洗干净，烘干备用。改性剂可以为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与0.2~1.0mol/L的NaCl的混合溶液。当改性剂为HC1和NaCl混合溶液时，最佳浓度NaCl为0.8mol/L，HC1为0.09mol/L，采用改性剂对沸石进行改性处理的时间通常应不少于2小时，最好不少于4小时，此时可改性充分完全。天然沸石还可以通过如下工艺进行改性处理将天然沸石賴、淬至5~80目，用浓度为410wty。的盐酸或硫酸浸渍处理10-20小时，经碳酸钠或苛性碱中和后洗涤，在水煮3060分钟；将煮沸后的沸石干燥，然后在35058(TC温度下焙烧，然后粉碎至所需要的粒度。沸石经改性处理后，可去除矿物中所含的杂质和可溶物，在矿物结构中刻蚀出丰富的孔隙和孔腔，增大其接触面积，^v而提高沸石的吸附、离子交换等性质。在本发明中，改性沸石粉对卣乙酸也有极强的吸附能力。作为优选，改性沸石粉的粒径为44-124微米。活性炭可以高效吸附饮水中的有机物、重金属、异色异味，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44-178孩i米的医用活性炭。改性沸石粉和活性炭的吸附能力还与其粒径有;f艮大关系，粒径过大，会使颗粒的比表面积减小，而粒径过小过细，会影响过滤介质的烧结效果及吸附、过滤效果，细小颗粒会阻塞孔隙和孔道。实践还表明，改性沸石粉的粒径分布范围不宜过宽，颗粒的粒径连续分布且粒径之间的差值不大于50%的情况下，会取得更好的效果；活性炭也存在同样的规律。一般定义150万~700万的聚乙烯为超高分子量聚乙烯，本发明优选300-400万的超高分子量聚乙烯。与低分子量聚乙烯相比，一个显著特征是超高分子量聚乙烯具有强大的静电吸附作用，可吸附微过滤不能够拦阻的细微、超细^t颗粒。作为优选，超高分子量聚乙烯的粒径为89-250微米。活性炭与超高分子量聚乙烯混合使用会产生协同效应，其过滤、吸附效果会更加显著。本发明还选用了亚^i酸钙作为过滤介质的一种组成成分，其不仅可以吸附卣乙酸，还与水中的余氯(HCIO，C1(T)发生氧化还原反应，从而将其去除，反应方程式如下甜O+4Ca叫+//C7(1)C/<9-+Ca叫4Qi叫+C/-(2)其中，改性沸石粉对上述的化学反应可以起到一定的催化作用。本发明还提供了以下技术方案用上述的方法制备过滤介质，此过滤介质用于制成滤芯；过滤介质和滤芯可用于去除水中卣乙酸。相对于现有技术，本发明的优点在于制备的过滤介质及滤芯除了可以净化水质外，还实现了无二次污染、高效率地用于去除卣乙酸。家庭终端饮水机釆用本发明的滤芯后，气相色谱法检测表明，饮用水中的二氯乙酸、三氯乙酸的去除效率均在95°/。以上，对饮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。具体实施方式为能进一步了解本发明的技术特征与内容，下面结合实施例对滤芯的制备进行详细说明。为了更清楚的描述本发明，在具体的实施例中，采用了目数(Mesh)的单位。一般认为，目是指每平方英吋筛网上的孔的数目，除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。本发明参照如下的目数与粒度的数据对照表(表l)。表l粒径单位jum(微米)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例1称取粒度为140-170目(可以通过140目的篩孔^旦不可以通过170目的篩孔，以下相同)的医用活性炭100克，分子量为350万的超高分子量聚乙烯180克，粒度为170~200目的改性沸石粉20克，食品级碳酸氲铵50克，亚硫酸钙10克，硅藻精土10克，放入搅拌器中搅拌90分钟后，取出部分装入管状模具中，压制，在21(TC温度下烧结140分钟后，冷却至4(TC脱模，可得成多微细孔的管状滤芯。实施例2称取粒度为120~140目的医用活性炭110克，分子量为300万、粒度为100-140目的超高分子量聚乙烯200克，粒度为140-170目的改性沸石粉30克，食品级碳酸氯铵55克，硅藻精土10克，放入搅拌器中搅拌90分钟后，装入管状模具中，压制，在23(TC温度下烧结130分钟后，冷却至4(TC脱模，可得成多微细孔的管状滤芯。实施例3称取粒度为100-140目的医用活性炭130克，分子量为400万、粒度为100-140目的超高分子量聚乙烯220克，粒度为200~270目的改性沸石粉10克，硅藻精土5克，食品级碳酸氢铵80克，亚硫酸钩10克，放入搅拌器中搅拌90分钟后，取出部分装入管状模具中，压制，在230匸温度下烧结150分钟后，冷却至4(TC脱模，可得成多微细孔的管状滤朴心o实施例4称取粒度为100~140目的医用活性炭180克，分子量为350万、粒度为60~100目的超高分子量聚乙烯300克，粒度为230-325目的改性沸石粉50克，硅藻精土35克，食品级碳酸氬铵20克，亚硫酸钓10克，放入搅拌器中搅拌60分钟后，取出部分装入管状模具中，压制，在250。C温度下烧结80分钟后，冷却至4(TC脱模，可得成多微细孔的管状滤芯。以上对本发明所提供的过滤介质及其制备方法、以及由该过滤介质制成的滤芯进行了详细介绍，并应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想在具体实施方式及应用范围上可能在实施过程中会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。权利要求1、一种过滤介质的制备方法，包括将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重量份的发孔剂以及0～25重量份的亚硫酸钙，混合，在模具中压制，然后在180～250℃温度下烧结，冷却。2、如权利要求1所述的制备方法，其中发孔剂为偶氮二曱酰胺或食品级碳酸氲铵。3、如权利要求1所述的制备方法，其中改性沸石粉的粒径为44~124微米。4、如权利要求1所述的制备方法，其中超高分子量聚乙烯的分子量为300~400万。5、如权利要求4所述的制备方法，其中超高分子量聚乙烯的粒径为89~250微米。6、如权利要求1所述的制备方法，其中活性炭为粒径为44~178微米的医用活性炭。7、根据权利要求1所述的制备方法得到的过滤介质。8、由权利要求7所述的过滤介质构成的滤芯。9、一种去除水中卣乙酸的方法，包括使用权利要求7所述的过滤介质或权利要求8所述的滤芯。全文摘要一种过滤介质的制备方法，包括将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重量份的发孔剂、0～25重量份的亚硫酸钙，充分混合，压制，然后在180～250℃温度下烧结80～150分钟后冷却。用上述的方法制备过滤介质或滤芯，可用来去除水中卤乙酸。本发明实现了无二次污染、高效率地用于去除卤乙酸，并且制成的滤芯使用方便、成本低廉。文档编号C02F1/28GK101125270SQ200710127250公开日2008年2月20日申请日期2007年7月3日优先权日2007年7月3日发明者周奇迪,栾云堂申请人:奇迪电器集团有限公司