一种采用碳纤维的饮用水处理工艺的制作方法

本发明涉及饮用水净化的技术领域，特别是涉及一种采用碳纤维的饮用水处理工艺。

背景技术：

随着环境污染日益严重，饮用水常具有水质浑浊，水体异臭、有异味等问题，并且饮用水中常含有铁、锰等无机物质，同时饮用水体中氰、氯、氟、酚等有机化合物及细菌类含量也逐步升高，饮用水的安全问题倍受重视，目前，饮用水的净化主要是通过吸附水中的大分子物质，降低水的浓度以及毒害性等，这些物质不但会影响饮用水的纯净度，还会危害人类的健康，传统的水处理工艺采用粗粒活性碳来对饮用水进行处理，该处理方式对于饮用水的净化效果并不佳，对于水中一些有机物的去除效果也不理想，有一定的局限性：

（1）对于三卤甲烷类物质，活性炭的吸附容量较低；

（2）活性炭对消毒副产物的前体物的去除作用也有限。试验研究表明，饮用水处理中活性炭吸附去除的有机物的分子量主要分布在500～1000u（道尔顿）之间，分子量过大的有机物无法进人活性炭的微孔吸附区，饮用水水源水中分子量较小的物质多含有较多的羧基、羟基等，分子的极性较强，因活性炭属于非极性吸附剂，对极性分子的吸附作用较差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种可以有效解决水质浑浊，水体异臭、异味的问题，有效净化水中铁、锰等无机物质，并且可以去除水体中氰、氯、氟、酚等有机化合物及细菌类，可以有效解决目前存在的饮用水安全问题的采用碳纤维的饮用水处理工艺。

本发明的一种采用碳纤维的饮用水处理工艺，包括以下步骤：

（1）吸附处理：将原水导入碳纤维组件处理设备中，利用碳纤维较大的空面积以及比表面积有效吸附去除水中的大分子物质，降低原水的污染程度；

（2）过滤处理：将经过吸附处理的水导入过滤模块中，通过过滤模块中的矿石的吸附性进一步对水体中的污染物进行处理，以净化水体；

（3）抑菌处理：将经过过滤处理后的水导入抑菌模块中，对水体中的微生物进行杀灭处理，并抑制水体中的微生物的再生；

（4）活化处理：将抑菌处理后的水导入活化模块中，通过梯度磁场的作用对水质进行活化处理，使水体具有重新再生的生命体征并保持较高的活性，完成饮用水的净化处理，并将处理后的水导出即可。

本发明的一种采用碳纤维的饮用水处理工艺，所述步骤（1）中吸附去除水中的大分子物质包括有机物、重金属离子以及藻类微生物，所述有机物包括二氯乙酸、三氯乙酸以及卤乙酸。

本发明的一种采用碳纤维的饮用水处理工艺，所述步骤（3）中的抑菌模块是由磁场、矿石以及铜银组成。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、本发明与常规水处理技术比较，本发明技术投资小，可以降低饮用水处理成本；占地面积少，土建需求量少，可节约大量土地资源，缩短了建设周期，从而降低了人工成本和土地投资，进一步降低总投资，而且形成健全的突发事件预警系统及备用应急预案，运营费用较低；

2、本发明技术运用灵活，能够满足多种情况的供水需求，并且能实现大规模供水，同时可满足不同的用水需求；

3、本发明采用纯物理活化技术，在使用过程中不使用任何化学药剂，实现零污染、零排放，对环境完全无害，并且减少大量污水生成，减轻后续污水处理的综合压力；

4、本发明由于所供饮用水活性高，其矿物质丰富，加热可直接节能2.98%以上。由于水分子团簇比较小，可以有效渗透、软化并溶解脱落已成形水垢，通过影响水体离子电荷吸附作用，隔阻新水垢的生成路径，综合节能可达13%-15%，为解决水改区域的节能、减排和环境保护做出有力的贡献；

5、本发明采用碳纤维与天然矿料相结合的方式，对水体中的有机物、无机物及微生物，水体浑浊度等进行有效去除，通过梯度磁场作用对水质进行活化，使水体具有重新再生的生命体征并保持较高的活性，有效解决水质浑浊、水体异臭、异味，净化水中铁、锰等无机物质，去除水体中氰、氯、氟、酚等有机化合物及细菌类；

6、经过本发明处理的饮用水不含任何对人体有害及有异味的物质，ph值呈弱碱性，水的硬度适中，属小分子团水，其水的营养生理功能强，人体所需矿物质和微量元素的含量及比例适中，可以实现生水直饮的目的。

7、本发明更新传统制水工艺，以全新的思路处理供水，其水质满足《国家生活饮用水卫生标准》和《饮用天然矿泉水标准》的标准。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例

本发明的一种采用碳纤维的饮用水处理工艺，包括以下步骤：

（1）吸附处理：将原水导入碳纤维组件处理设备中，利用碳纤维较大的空面积以及比表面积有效吸附去除水中的大分子物质，如水中的二氯乙酸、三氯乙酸以及卤乙酸等有机物，铁锰等重金属离子及水体中的藻类微生物等，降低原水的污染程度；

（2）过滤处理：将经过吸附处理的水导入过滤模块中，通过过滤模块中的矿石的吸附性进一步对水体中的污染物进行处理，以净化水体；

（3）抑菌处理：将经过过滤处理后的水导入抑菌模块中，通过磁场、矿石及铜银组合抑菌模块的作用对水体中的微生物进行杀灭处理，并抑制水体中的微生物的再生；

（4）活化处理：将抑菌处理后的水导入活化模块中，通过梯度磁场的作用对水质进行活化处理，使水体具有重新再生的生命体征并保持较高的活性，完成饮用水的净化处理，并将处理后的水导出即可。

碳纤维作为一种新型净水材料引起关注，碳纤维(cf)是一种碳含量超过90%的纤维状碳材料，是以聚丙烯腈基(pan)纤维、粘胶纤维、沥青纤维等原丝经过预氧化、碳化、石墨化等高温固相反应工艺过程制备而成，由有择优取向的石墨微晶构成，因而具有很高的强度和弹性模量(刚性)。碳纤维的孔面积以及比表面积较大，具有很强的吸附能力，能够有效去除水中的大分子物质。同时，碳纤维材料表面附有含氧官能团、羟基、羧基等物质，能够有效吸附水中的二氯乙酸、三氯乙酸以及卤乙酸等有机物，从而降低水体的污染程度。

相关研究表明，碳纤维对于有机物的吸附能力远远超出粗粒活性碳，并且碳纤维的比表面积越大，其对于卤乙酸等有机物的吸附能力就越大。碳纤维对水质浑浊有明显的澄清作用，可以除去水中的异臭、异味；对水中含高铁、高锰等无机物净化效果明显；对氰、氯、氟、酚等有机化合物去除率可达90％以上；对细菌类有极好的过滤效果，如大肠杆菌去除率可达98％以上。

本发明的一种采用碳纤维的饮用水处理工艺，其需要根据原水的水质水量及污染物含量制定合理的处理工艺，并且利用特有的技术定制综合性的饮用水处理技术，其所使用的设备材质必须具有涉水产品卫生许可，并且所采用的设备罐体可根据实际水量及处理情况改变大小及比例，在过滤模块中的矿石填料可根据不同的水质改变其排布和粒径的大小，当本发明的处理工艺连接多级设备时能达到更好的处理效果。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、本发明与常规水处理技术比较，本发明技术投资小，可以降低饮用水处理成本；占地面积少，土建需求量少，可节约大量土地资源，缩短了建设周期，从而降低了人工成本和土地投资，进一步降低总投资，而且形成健全的突发事件预警系统及备用应急预案，运营费用较低；

2、本发明技术运用灵活，能够满足多种情况的供水需求，并且能实现大规模供水，同时可满足不同的用水需求；

3、本发明采用纯物理活化技术，在使用过程中不使用任何化学药剂，实现零污染、零排放，对环境完全无害，并且减少大量污水生成，减轻后续污水处理的综合压力；

4、本发明由于所供饮用水活性高，其矿物质丰富，加热可直接节能2.98%以上。由于水分子团簇比较小，可以有效渗透、软化并溶解脱落已成形水垢，通过影响水体离子电荷吸附作用，隔阻新水垢的生成路径，综合节能可达13%-15%，为解决水改区域的节能、减排和环境保护做出有力的贡献；

5、本发明采用碳纤维与天然矿料相结合的方式，对水体中的有机物、无机物及微生物，水体浑浊度等进行有效去除，通过梯度磁场作用对水质进行活化，使水体具有重新再生的生命体征并保持较高的活性，有效解决水质浑浊、水体异臭、异味，净化水中铁、锰等无机物质，去除水体中氰、氯、氟、酚等有机化合物及细菌类；

6、经过本发明处理的饮用水不含任何对人体有害及有异味的物质，ph值呈弱碱性，水的硬度适中，属小分子团水（o17核磁共振半幅宽度<90hz），其水的营养生理功能强（即水的溶解力、渗透力、扩张力、乳化力、洗净力、代谢力等），人体所需矿物质和微量元素的含量及比例适中，可以实现生水直饮的目的。

7、本发明更新传统制水工艺，以全新的思路处理供水，其水质满足《国家生活饮用水卫生标准》(gb5749-2006）和《饮用天然矿泉水标准》(gb8537-2008)的标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。