用于去除饮用水中铁、锰、氨氮的过滤介质、滤芯以及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种去除饮用水中铁、儘、氨氮的过滤介质及其制备方法，由该过滤介 质构成的滤忍、净水装置和饮水机。
【背景技术】
[0002] 目前，由于我国垃圾处理设备不完备，工业垃圾与生活垃圾填埋造成的地下水严 重污染，使得地下水不但不能饮用，而且对生态系统会造成长达数十年到数百年的危害。
[0003] 地下水是我国北方许多城市主要供水水源。但我国地下水中铁、儘、氨氮等污染物 超标污染严重。二十多个省市自治区地下水超标，设及人口 3. 3亿多。
[0004] 自来水厂传统的水处理工艺对铁、儘、氨氮的去除效果不明显；自然氧化法、接触 氧化法与生物法投资大、运行成本高；离子交换法R0膜去除效果好，但废水费电，成本高， 排放的浓缩液不易处理，易造成二次污染。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明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 质对饮用水中的铁、儘、氨氮的去除率高，并且方法简单。还提供了由运种过滤介质构成的 滤忍、净水装置W及饮水机。
[0006] 本发明提供了一种去除饮用水中铁、儘、氨氮的过滤介质的制备方法，包括W下步 骤：
[0007] a)将超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂混合，得到 混合物，所述超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂的重量比为 100 ~300:50 ~100:100 ~300:100 ~150:50 ~100 ;
[0008] b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却；
[0009] 所述压制压力为0. 4MPa~IMpa;所述烧结溫度为200°C~245°C;所述烧结时间 为90~120min;所述冷却溫度为40°C~60°C。
[0010] 优选的，所述改性沸石粉为天然斜发沸石粉，粒径为100~840μm。
[0011] 优选的，还包括改性膨润±粉。
[0012] 优选的，所述改性膨润±粉与超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸 石粉和发孔剂的重量比为50~100:100~300:50~100:100~300:100~150:50~100。
[0013] 优选的，还包括坡缕石。
[0014] 优选的，所述坡缕石与超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和 发孔剂的重量比为50~100:100~300:50~100:100~300:100~150:50~100。
[0015] 本发明提供了根据上述权利要求所述的制备方法得到的用于去除饮用水中铁、 儘、氨氮的过滤介质。
[0016] 本发明提供了一种滤忍，由上述权利要求所述的过滤介质构成。
[0017] 本发明提供了一种净水装置，包括上述权利要求所述的过滤介质或者上述权利要 求所述的滤忍。
[0018] 本发明提供了一种饮水机，包括上述权利要求所述的净水装置。
[0019]与现有技术相比，本发明提供了一种去除饮用水中铁、儘、氨氮的过滤介质的制备 方法，包括W下步骤：a)将超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔 剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂 的重量比为100~300:50~100:100~300:100~150:50~100 ;b)将步骤a)所得的混 合物在模具中压制、烧结、冷却；所述压制压力为0. 4MPa~IMpa;所述烧结溫度为200°C~ 245°C;所述烧结时间为90~120min;所述冷却溫度为40°C~60°C。本发明在上述原料协 同作用下，配合特定的烧结溫度、压力和冷却溫度，制备得到的过滤介质对水中铁、儘、氨氮 的去除率高，方法简单，适用于受其污染的饮用水，免除铁、儘、氨氮对人体产生的伤害，使 用简便，成本低，另外由于使用的是滤忍，不是粉体，所W无需后续处理，适合家庭终端饮水 处理。经检测该过滤介质对饮用水中铁、儘、氨氮的去除率在98. 8%W上。
【具体实施方式】
[0020] 本发明提供了一种去除饮用水中铁、儘、氨氮的过滤介质的制备方法，包括W下步 骤：
[0021] a)将超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂混合，得到 混合物，所述超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂的重量比为 100 ~300:50 ~100:100 ~300:100 ~150:50 ~100 ; 阳0巧b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却； 阳〇2引所述压制压力为0. 4MPa~IMpa;所述烧结溫度为200°C~245°C;所述烧结时间 为90~120min;所述冷却溫度为40°C~60°C。
[0024]本发明首先将超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂混 合，得到混合物，所述超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、零价铁粉、改性沸石粉和发孔剂的重 量比为 100 ~300:50 ~100:100 ~300:100 ~150:50 ~100;优选为 110 ~290:60 ~ 90:110 ~290:110 ~140:60 ~90;更优选为 120 ~280:65 ~85:120 ~280:120 ~ 130:65 ~85。 阳0巧]在本发明中，所述超高分子量聚乙締的重均分子量优选为100万~700万，更优 选为200万~600万，最优选为250万~400万。超高分子量聚乙締可从国内生产厂家得 至IJ，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 + 50万）、M-II型 (分子量为250 + 50万）、M-III型（分子量为350 + 50万）、M-IV型（分子量为大于400 万）等规格的产品。超高分子量聚乙締的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因 为超高分子量聚乙締的分子量大，烙融粘度非常高，烙融W后不能流动，所W利用超高分子 量聚乙締通过压制，烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可W起到吸附水中铁、儘、氨氮的 作用。本发明优选采用粒径为89~104μm，更优选为91~104μm的超高分子量聚乙締。 [0026]在本发明中，活性炭是一种多孔性物质，具有蜂窝状的孔隙结构，较大的比表面 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 据原料来源的不同活性炭优选分为木质活性炭、矿物质原料活性炭和其他原料制成的活性 炭等。其中，所述木质活性炭优选包括挪壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭；所述矿物质原料 活性炭优选包括各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其他原料制成的活性炭 优选包括废橡胶、废塑料制成的活性炭。本发明优选使用W挪壳材质为来源的活性炭，其强 度较高、吸附性能好，更优选为W挪壳材质为来源的医用活性炭。在本发明中，所述活性炭 的比表面积优选不低于500m7g，更优选不低于lOOOmVg。活性炭可W高效吸附饮用水中的 重金属、有机物、异色异味，尤其是医用活性炭，作为用过国家相关药品监督标准的产品，杂 质含量低，表面积更大，吸附效果也更好，并且选用医用活性炭可W保证过滤介质直接用于 饮用水的处理。
[0027] 本发明优选采用粒径为74~104μm的医用活性炭。
[00測在本发明中，零价铁具有一定的比表面积、电负性大、可W把氧化性较强的离子或 者化合物还原，在水中污染物的处理中，其可W通过吸附和絮凝作用还原沉淀铁、儘、氨氮。 在本发明中，对零价铁粉的纯度和来源没有特殊限制，可W为市售，纯度优选为大于98 %， 并且在使用前优选用稀盐酸淋洗，目的是去除介质表面的氧化膜，是没有氧化物和有机膜 的零价铁和水中的离子想接触，同时增加比表面积而增强反应性能。
[0029] 沸石W天然沸石最为常用。天然沸石是含水多娃酸盐的总称，其结晶结构主要是 由娃氧四面体构成，其中部分四价娃离子被Ξ价娃离子取代，导致负电荷过剩，因此结构中 有碱金属（或碱±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。
[0030] 沸石优选经过改性处理，具体为：将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，充分揽拌不少于2小时，中和后过滤，用去 离子水清洗干净，烘干备用。所述改性剂可W为0. 05~0. 3mol/L的肥1,0. 01~0. 05mol/ L的 &5〇4,0. 2 ~1.Omol/L的NaCl，0. 05 ~0. 25mol/L的NaOH或 0. 03 ~0. 15mol/L的 肥1与0. 2~1.Omol/L的化C1混合溶液。当改性剂为肥1和化C1的混合溶液时，更优选 为化C1为0. 8mol/l、肥1 0. 09mol/L。所述改性处理的时间优选为不少于2小时，更优选 为不少于4小时。
[0031] 所述改性处理还可W为：将沸石粉碎至5~80目，用浓度为4~lOwt%的盐酸或 硫酸浸溃处理10~20小时，经碳酸钢或苛性碱中和后洗涂，在水中加热30~60min;将加 热煮沸后的沸石干燥，于350°C~580°C溫度下赔烧，从而提高沸石的吸