一种去除饮用水中有机微污染物的方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种可在一定设计使用期限内稳定有效去除水中的细菌或病毒等微生物，出水微生物指标符合饮用水标准的杀菌复合材料。其包括有活性炭层和浸滞络合层，所述活性炭层包括有氧化亚银离子层。本产品使用结构简单，效果稳定，不产生运行费用，而且能有效长期控制活性炭中的细菌滋长，没有二次污染现象发生。
【专利说明】一种去除饮用水中有机微污染物的方法及其装置
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明专利涉及一种去除饮用水中有机微污染物的方法及其装置。
【背景技术】
[0003]目前饮用水中化学成分的数量急剧增加，世界范围内饮用水中，已出现765种合成有机化合物，其中117种是属于致癌的或有关致癌的物质，根据已发布的有关资料，我国有1.7亿人在饮用受有机物污染的水，其中近4000万人的饮用水污染尤其严重，主要分布在长江沿岸及人口稠密的地区。
[0004]目前自来水的传统处理工艺对水体中种类繁杂的有机物去除能力不足，不能有效的去除以溶解状态存在的微量有机物，从而使一些有害物质，包括致病、致癌、致突变的微量有机物残留在饮用水中，经氯化消毒，其危险性有增强趋势。同时自来水在经过输配管网时，会因为二次污染导致用户终端的水质指标低于出厂水的标准，甚至超标的现象。
[0005]我国目前一些家庭使用净水器作为一种终端的保护装置，我国卫生部验收净水器的的标准，对于去除饮用水微污染物的效果要求，主要用CODMN指标变化来评价。要求装有吸附材料的净水器，其CODMN去除率不得低于25%。目前我国自来水CODMN指标普遍偏高，在3~5ppm甚至以上的自来水比较多。按饮用净水水质标准的规定，水中CODMN值不得大于2ppm才能直接饮用。按目前的净水器处理效果，以吸附过滤为主的净水器只能起到部分改善自来水水质的目的，不能让终端用水水质有显著的变化，达到直接饮用水的水质要求。采用动力设备，以膜过滤为主的净水器，虽然出水水质能达到标准，但是出水量低，能耗大，浓水排放多，易堵塞，设备复杂，使用不方便。很多调查结果表面，目前家用净水器的效果并不令人满意，水处理材料的净水性能，特别是去除饮用水中有机微污染物的能力比较低，不能达到有效的提高水质，方便使用的要求。
【发明内容】
[0006]本发明专利的目的是生产一种高性能的去除饮用水中有机微污染物的复合材料。本发明材料是按一定的比例，优选不同吸附孔径的活性炭炭源，添加催化剂后，再炭化和活化，进行活性炭孔径的调制，增加活性炭吸附孔径的广谱性，能有效吸附不同大小分子量的有机物。本发明材料能极大的提高自来水中有机物的去除率，同等质量下，其去除效果高于普通活性炭150%以上。
[0007]选用本发明是依据活性炭等吸附材料的吸附特性，其有效吸附有机微污染物孔道直径(D)是吸附材料直径(d)的1.7-6倍时，吸附材料对有机微污染物的吸附效果最佳。
[0008]通过分析自来水中有机物含量的组成，发现自来水中有机微污染的构成比较复杂和广泛。自来水中存留的有机物相对分子量分布从〈500到10000的广泛范围，有机物分子动力学直径在3nm-lnm以下，其中大部分有机物含量集中在相对分子量〈500到3000之间，常规占自来水中有机物含量的约90%以上。如果要将自来水中的有机物有效去除，吸附材料的孔道直径应该在4mm以下有效分布，不同的孔道分布容量比率和有机物分子量分布比例相当。
[0009]由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。竹质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间，煤制活性炭中褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，相对于更能能有效地除去水中较大分子有机物。
[0010]发明人通过计算和大量的试验，测定不同炭源的孔隙分布大小，测定自来水有机物的分子量分布比例，采用一定比例竹节、和椰壳混配，作为新材料的基础原料，添加催化剂，进行催化活化，调制活性炭的吸附孔径，提高吸附性能，再和普通的煤质活性炭混配后，可适应水源中的有机物分子量广谱分布的情况，极大的提高水中有机物的去除率。
[0011]本发明生产的复合活性炭材料，可使用在自来水的终端使用点处或净水器的处理系统中，该材料的优点和技术效果是:
(O 能高效的去除自来水中的有机物含量，其中CODMN的去除率比普通活性炭可提高150%以上； (2)能高效的去除自来水中因消毒产品的有机卤化物等有毒副产物；
(3)能有效的降低自来水的浊度、色度；
(4 ) 能有效的消除自来水中的异味；
(5)使用不产生运行费用，使用成本低。
[0012](6) 使用效果稳定，不需要维护费用。
【具体实施方式】
[0013]产品的基本成分和工艺流程如下:
配比30%竹节，70%椰壳为原料，氢氧化钾为活化剂，在碳化温度为700°C，浸滞比为4:1，活化温度为900°C，活化时间为Ih的条件下，可制备出比表面积达2680m2/g，碘吸附值2500mg/g，亚甲基蓝吸附值达到590 mg/g的高性能活性炭，吸附值十分优秀，是普通活性炭的3倍。
[0014]将以上工艺制造的活性炭和煤质活性炭按60:40的比例混配为成品复合活性炭，可极大增强了活性炭的吸附区间，有效去除相对分子量〈500到5000之间的水源中的有机物。
使用效果检测:
采用上述方法制成复合活性炭，通入进水CODMN在9.2ppm的水5m3，检测出水水质，出水CODMN为1.84，有机物去除率为80%。采用同样质量的活性炭进行比照测定，出水CODMN为6.90，有机物去除率为25%，提高有机物吸附效率3.2倍。
[0015]综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明实施例的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案或本发明各实施例之间的替换，均属于本发明所保护的范围。
【权利要求】
1.一种去除饮用水中有机微污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤: 将重量比为30%的竹节和重量比为70%的椰壳组成过原料层； 氢氧化钾的作为活化剂层和原料层采用温度600°C -800°C进行碳化，后得出碳化料层； 将原料层及碳化料层采用水蒸气在温度900°C进行活化； 然后制备出比表面积达2680m2/g，碘吸附值2500mg/g，亚甲基蓝吸附值590 mg/g的高性能活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种去除饮用水中有机微污染物的方法，其特征在于，所述活化时间为lh-1.5h。
3.—种去除饮用水中有机微污染物的装置，其特征在于，包括由竹节和椰壳组成的原料层和设置有氢氧化钾的活化剂。
4.根据权利要求3所述的一种去除饮用水中有机微污染物的装置，其特征在于，所述活化剂层还包括有煤质活性炭。
5.根据权利要求3所述的 一种去除饮用水中有机微污染物的装置，其特征在于，所述活化剂层设置有吸附孔，所述吸附孔的孔道直径小于4mm。
【文档编号】C02F1/28GK103482717SQ201210196273
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】李胜军 申请人:江苏唯达水处理技术有限公司