本发明涉及热水器领域，特别的是涉及一种净水用铜锌合金颗粒及其制备方法与净水滤料。
背景技术：
按照国家标准规定，合格的自来水必须经过杀菌消毒处理，氯化消毒是消灭水中病菌和微生物的有效方法，具有杀菌效果好、使用方便、处理成本低、运行管理方便等优点，所以自来水厂常用液氯对自来水进行杀菌消毒处理，这样虽然杀死了细菌，但自来水中往往会残留有余氯，而残留在自来水中的余氯通常让人产生不愉快的味觉，而且在温水条件下，氯的味道更为明显。经研究发现，当人们在封闭的浴室内进行沐浴的时候，水蒸气中的余氯及其作用产生的有机化合物和亚硝酸盐等有害物质，会随着水温的升高其浓度会增大。它们会迅速地通过汗毛的扩张而被人体吸收。这些有害物质不仅会使人体皮肤干燥、痛痒、毛发脱落；严重的会使人的毛细血管、大血管失去弹性而引起血管硬化，导致冠心病等心血管疾病。所以余氯是影响人的健康、危机人的生命的有害之物，为此，去除淋浴用水中的余氯显得十分重要。
传统的除氯方法是活性炭吸附法。活性炭作为一种优良的吸附剂在给水处理领域已经得到了广泛的应用，是去除水中色、嗅、余氯、有机物(特别是合成有机物)的有效手段，但常因使用寿命短、维护难，容易被微生物污染而达不到预期的净水要求。
申请号为201410384535.3的中国专利公开了一种热水器除氯滤芯和具有其的热水器，壳体、过滤层、后滤层和寿命显示件，所述的过滤层为活性炭层，所述后滤层为铜锌合金层，所述的活性炭为颗粒活性炭，所述过滤层内设有质量比为1％-10％的铜锌合金或质量比为0.01％-1％的载银活性炭。
申请号为201420326161.5的中国专利公开了一种用于热水器的除氯装置和具有其的热水器，除氯装置包括：壳体，壳体上具有进水口；滤芯，滤芯设在壳体内，壳体和滤芯中的其中一个上形成有出水口，其中滤芯包括滤网和KDF滤料，KDF滤料设在滤网和出水口之间以使从进水口进入到壳体内的水依次流经滤网和KDF滤料后从出水口排出。
现有技术中均没有公开采用不同颗粒直径配比的铜锌合金颗粒，使用相同直径的铜锌颗粒一段时间后，就会很容易板结，影响了除氯的效果，并且在水温较低时金属合金对水的处理效果会大大降低，尤其是除氯的效果，使用寿命短，现在市场多数是单一的活性炭滤料，容易滋生细菌和处理效果单一。
鉴于以上原因，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种净水用铜锌合金颗粒。
本发明的第二目的在于提供一种一种净水用铜锌合金颗粒的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种净水滤料。
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种净水滤料，该滤料采用不同直径铜锌合金颗粒组合的方式，这样可以使铜锌合金颗粒保持足够表面积的同时铜锌合金颗粒间的接触面积减小，从而减小了板结的几率，并且该滤料还可以将铜锌合金颗粒、活性炭颗粒和亚硫酸钙颗粒连用，这样可以弥补在低温时金属合金对余氯去除效果不理想的问题，具有比较好的除氯效果，提高了余氯的去除率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种净水用铜锌合金颗粒，其特征在于，所述的铜锌合金颗粒的直径与质量配比如下：
直径≤1mm 35％-45％
1mm≤直径≤2mm 25％-35％
2mm≤直径≤4mm 25％-35％。
本申请采用不同直径铜锌合金颗粒组合的方式，是因为不同特定范围大小的铜锌合金颗粒组合可以使铜锌合金颗粒保持足够表面积的同时铜锌合金颗粒间的接触面尽量减少，从而减少了板结的几率。
铜锌合金可以去除自来水中的余氯及可溶性重金属，其原理均基于电化学反应，当与水接触时，合金表面的铜原子和锌原子形成无数微小的原电池系统，与水中的有害物质发生氧化还原反应，从而把有害物质变成无害物质，在去除余氯的过程中，电位负的锌作为阳极发生氧化反应，失去电子，以锌离子形态进入水中，而在电位正的铜阴极上发生游离氯的还原反应，水和余氯成为电子的接受者，同时生成氢离子、氢氧根离子和氯离子，反应方程式如下：
Zn+Cl2＝Zn2++2Cl-
Cl2+H2O＝HClO+HCl
Zn+2H++ClO-＝Zn2++Cl-+H2O
铜锌合金与重金属离子也会发生氧化还原反应，重金属离子得到电子被还原并附着在滤料上面，在滤料反冲洗的时候被冲洗掉，铜锌合金还具有控制水中细菌和藻类的生长，因为不同类型的细菌，只能在特定的氧化-还原电位范围内生长，铜锌合金在水中可发生氧化还原电冲击性变化，引起电位的降低，可破坏细菌的细胞，使细胞的生长得到抑制；还可以改变碳酸钙等钙盐的正常结晶过程，不再生成玻璃态硬垢，而生成粉末状软垢，延长水中硬垢的生成，出去水中硝酸盐的作用。
本发明还提供了一种净水用铜锌合金颗粒的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)将质量比为5.0-6.0:4.0-5.0的铜锌在高温下熔化，混合均匀；
(2)将熔化混合均匀的铜锌合金熔液冷却为颗粒；
(3)将上面的颗粒烘干；
(4)将烘干好的颗粒进行研磨，得到不同直径的铜锌合金颗粒；
(5)对上面得到的不同直径的铜锌合金颗粒进行筛分，得到所述的净水用铜锌合金颗粒。
进一步的，所述的铜锌合金颗粒的直径与质量百分数为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％。铜锌合金颗粒的直径与质量配比在上面条件下，铜锌合金颗粒保持足够的表面积。具有更小的接触面积与其他的颗粒，从而减小了板结的几率，且水中余氯的去除效果比较明显。
进一步的，步骤(1)中所述的熔化为在1090-1150℃下熔化，优选在1100℃高温炉中熔化；步骤(2)所述的冷却为将熔化混合均匀的铜锌合金熔液呈线状置入水中，使所述的铜锌合金冷却为颗粒。在上述温度范围内，铜锌的溶解比较好，利于后面的造粒。
进一步的，步骤(1)中铜锌的质量比为5.5:4.5，这样的配比下铜锌合金颗粒的除余氯效果比较好。
进一步的，步骤(3)中所述的烘干为在40℃无氧状态下烘干，在无氧条件下可以防止铜锌的氧化，以防对除氯效果的影响。
本发明另外提供了一种净水滤料，所述的净水滤料包括的净水用铜锌合金颗粒。
进一步的，所述的净水滤料还包括活性炭颗粒和/或亚硫酸钙颗粒。活性炭颗粒的加入对铜锌合金颗粒起到辅助的作用，同时活性炭颗粒还可以对水中的异味和余氯有较强的吸附作用。
进一步的，所述的铜锌合金颗粒的质量百分比为85％-100％，优选88％-93％，更优选90％；所述的活性炭颗粒的质量百分比为0％-8％，优选4％-7％，更优选5％；所述的亚硫酸钙颗粒的质量百分比为0％-8％，优选4％-7％，更优选5％。在这样的配比下，余氯的去除效果最好。
进一步的，所述的活性炭颗粒的直径为2-4mm，所述的亚硫酸钙颗粒的直径为2-4mm。本申请采用不同直径颗粒组合的方式可以解决板结的问题，活性炭不但对水中的异味和余氯有较强的吸附作用，而且还可以起到对金属颗粒的适当隔离，减少板结现象的发生，亚硫酸钙可以在水温降低的情况下弥补金属合金对余氯去除效果的不理想问题。
本发明的有益效果是：本发明采用不同直径铜锌合金颗粒组合的方式解决了板结的问题，减少了板结现象的发生，同时本发明还可以采用活性炭颗粒、铜锌合金颗粒和亚硫酸钙颗粒连用，这样可以更好的吸附水中的异味和余氯，亚硫酸钙可以在较低温度下弥补铜锌合金颗粒对余氯去除效果不理想的问题。
具体实施例
以下实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围
实施例1
1.首先制备铜锌合金颗粒，制备方法如下：
(1)将质量比为5.5:4.5的铜锌在1100℃高温炉中熔化并混合均匀；
(2)将熔化混合均匀的铜锌合金熔液呈线状置入水中，使所述的铜锌合金冷却为颗粒；
(3)将上面的颗粒在水中取出，在40℃无氧状态下烘干；
(4)将烘干好的颗粒进行整体研磨，得到不同直径的铜锌合金颗粒，
(5)对上面得到的铜锌合金颗粒进行筛分得到净水用铜锌合金颗粒，净水用铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：
直径≤1mm 35％
1mm≤直径≤2mm 30％
2mm≤直径≤4mm 35％。
2.按照质量百分数为铜锌合金颗粒85％，活性炭颗粒7％，亚硫酸钙颗粒8％配成滤料；
3.将上面方法制得的滤料取250g，水的流量为6L/min下分别测定初始时、50吨水时、100吨水时余氯的去除率以及板结水量，其中板结测试用水为添加固体颗粒及胶体的配置测试用水，测试结果见表1。
实施例2
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，滤料的组成为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒5％，测试结果见表1。
实施例3
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，滤料的组成为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒2％，亚硫酸钙颗粒8％，测试结果见表1。
实施例4
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，滤料的组成为铜锌合金颗粒93％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒2％，测试结果见表1。
实施例5
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，测试结果见表1。
实施例6
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，滤料的组成为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒5％，测试结果见表1。
实施例7
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，滤料的组成为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒2％，亚硫酸钙颗粒8％，测试结果见表1。
实施例8
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，滤料的组成为铜锌合金颗粒93％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒2％，测试结果见表1。
实施例9
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，滤料的组成为铜锌合金颗粒100％。
实施例10
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，滤料的组成为铜锌合金颗粒93％，活性炭颗粒7％，测试结果见表1。
实施例11
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为40％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为30％，滤料的组成为铜锌合金颗粒93％，亚硫酸钙颗粒7％，测试结果见表1。
实施例12
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为45％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为25％，测试结果见表1。
实施例13
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为45％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为25％，滤料的组成为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒5％，测试结果见表1。
实施例14
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为45％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为25％，滤料的组成为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒2％，亚硫酸钙颗粒8％，测试结果见表1。
实施例15
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为45％，1mm≤直径≤2mm为30％，2mm≤直径≤4mm为25％，滤料的组成为铜锌合金颗粒93％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒2％，测试结果见表1。
实施例16
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒制备方法步骤(1)中将质量比为5.0:5.0的铜锌在1090℃高温炉中熔化并混合均匀。
实施例17
本实施例的铜锌合金颗粒制备和滤料的测试条件与实施例1相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒制备方法步骤(1)中将质量比为6.0:4.0的铜锌在1150℃高温炉中熔化并混合均匀。
表1 余氯的去除率和板结水量
比较例
该比较例在铜锌合金颗粒制备方法相同，滤料的余氯去除率和板结水量测试条件相同，铜锌合金颗粒、活性炭和亚硫酸钙配比相同的情况下，测定了不同直径的铜锌合金颗粒对余氯去除率和板结水量的测试，其中板结测试用水为添加固体颗粒及胶体的配置测试用水。
比较例1
1.首先制备铜锌合金颗粒，制备方法如下：
(1)将质量比为5.5:4.5的铜锌在1100℃高温炉中熔化并混合均匀；
(2)将熔化混合均匀的铜锌合金熔液呈线状置入水中，使所述的铜锌合金冷却为颗粒；
(3)将上面的颗粒在水中取出，在40℃无氧状态下烘干；
(4)将烘干好的颗粒进行整体研磨，得到不同直径的铜锌合金颗粒，
(5)对上面得到的铜锌合金颗粒进行筛分得到净水用铜锌合金颗粒，净水用铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≤1mm为100％。
2.按照质量百分数为铜锌合金颗粒90％，活性炭颗粒5％，亚硫酸钙颗粒5％配成滤料；
3.将上面方法制得的滤料取250g，水的流量为6L/min下分别测定初始时、50吨水时、100吨水时余氯的去除率以及板结水量，其中板结测试用水为添加固体颗粒及胶体的配置测试用水，测试结果见表2。
比较例2
本比较例与比较例1滤料的配比和测试条件相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：1mm≤直径≤2mm为100％，测试结果见表2。
比较例3
本比较例与比较例1滤料的配比和测试条件相同，不同之处在于，铜锌合金颗粒的直径和质量百分比为：直径≥4mm为100％，测试结果见表2。
表2 比较例中余氯的去除率和板结水量