一种将地表水转化为安全饮用水的便携式过滤泵的制作方法

专利名称：：一种将地表水转化为安全饮用水的便携式过滤泵的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种便携式饮用水过滤泵，尤其是在野外获取安全饮用水的装置。当供水系统被地震、洪水、干旱等自然灾害破坏的情况下，或在野外工作、救灾、考察、探险等场合，该装置能把野外不洁的地表水，经粗、精过滤除去悬浮物，吸附和消毒除去有害金属离子、细菌和病毒，迅速转化为安全饮用水。这种便携式的野外饮用水获取装置，带抽吸功能、供多人使用的称为"生命之泵"；直接吸取、供个人使用的称为"生命吸管"(请查一下，前人有否已经申请专利？)。这两种产品除内部结构、处理水量不同外，作用、效果相同。本发明可以解决地震灾区、洪涝区、干旱区、突发性环境污染事件等特殊灾害情况下的野外饮用水问题，确保人民群众和救灾人员的健康和生命安全；交通被地震阻断的地区，本产品可以将现场地表水转化为安全饮用水，以缓解得不到救援的危急情况。应用于部队的野战训练，可提高部队作战能力与生存能力；可保障野外工作人员和户外旅游者的饮水安全；也能够减少高氟水地区对健康的危害。(二)
背景技术：
：在世界范围内水资源越来越紧缺，很多国家与地区得不到安全饮用水，因此而诱发严重的健康与死亡问题。当供水系统被地震、洪水、干旱等自然灾害破坏的情况下，灾区的饮用水只有依赖外部救援，如得不到及时救援，或交通运输受阻，受灾的人们就不能得到安全饮用水。在野外工作、救灾、考察、探险等场合；部队野外训练、作战的情况下往往得不到安全的饮用水。如何利用快速，安全，方便的处理设备，就地利用、净化天然水，使之达到安全饮用水的标准，以解决特殊情况下的饮水问题，在特殊的情况下显得特别重要。解决自然灾害等特殊情况下的野外饮水问题，保障人民群众和救灾人员的健康和生命安全；提高野外工作人员的生活质量；保障部队野外训练、提高野外作战部队的战斗力和生存能力，本装置将发挥重要作用。本发明便携式饮用水过滤泵，设计了适用的结构，选择了特殊的材料，使天然水能够快速地转化为安全饮用水。经本发明所述的便携式饮用水过滤泵处理后的天然地表水，各项指标符合饮用水国家标准，其净化的水可以安全饮用。本发明所述的便携式饮用水过滤泵是一种在特殊情况下维持生命的饮用水过滤泵，故也可称为"保障生命之泵"，生命之泵体积小，效果好，安全有效，是轻巧的便携式净水装置。(三)
发明内容本发明要解决的首要技术问题在于提供一种体积小、效果好、安全有效、轻巧的便携式净水装置。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下—种便携式饮用水过滤泵，所述的过滤泵由泵体和安装在泵体内的填料组成，所述的泵体由吸水泵管和填料管通过密封件密封连接而成，所述的填料管远离密封件的一端是进水口，所述的进水口通过吸水管连接有砂滤头，所述吸水管与填料管之间安装有开口入吸水泵管一方的单向阀A，所述的吸水泵管远离密封件的一端设有吸水活塞，所述吸水泵管靠近密封件部位设有净化水出口及与净化水出口连通的出水管，所述的净化水出口设有开口向出水管一方的单向阀B，所述的填料管内充填有可净化水的填料。所述的阴阳离子吸附区的填料为苯乙烯或丙烯酸(酯)材料的强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂，所述的强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂分层放置；所述的有害物质吸附区的填料为活性炭、活性氧化铝或分子筛，优选活性炭。本发明所述的便携式饮用水过滤泵，所述的填料从进水口端至净化水出口方向依次分成过滤区、第一杀菌消毒区、重金属离子消除区、阴阳离子吸附区、第二杀菌消毒区、有害物质吸附区；所述的过滤区的填料为下列一种多孔材料或两种以上多孔材料的组合滤膜、滤布、纤维或毛毡；所述的第一杀菌消毒区或第二杀菌消毒区的填料各自为聚碘树脂；所述的重金属离子消除区的填料为高纯度的铜/锌合金颗粒，这种材料在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度，可以清除水中高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等有害金属离子和化合物。对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著；商品有凯得非等。所述的阴阳离子吸附区的填料为强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂，这两种树脂要分层放置，不能混合；如主要以苯乙烯或丙烯酸(酯)材料制得的强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂；所述的有害物质吸附区的填料为活性炭、活性氧化铝或分子筛。进一步，所述的过滤区的填料为两种以上多孔材料的组合，所述的多孔材料分层叠置，所述的多孔材料的孔径从进水口端至净化水出口方向由大到水。本发明优选所述的填料组成如下第一杀菌消毒区选用聚碘树脂20-80质量份、重金属离子消除区选凯得菲20-80质量份、阴阳离子吸附区为强碱性阴离子交换树脂50-200质量份和强酸性阳离子交换树脂50-200质量份、第二杀菌消毒区选凯得菲20-80质量份、有害物质吸附区活性碳40-200质量份。具体的说，本发明的活塞部份是本发明的动力区，可选取注塑成形的塑料管和一个注射器组成，也可选用其它能抽吸水的器件，通过注射器的活塞运动为便携式饮用水过滤泵提供动力，两个单向阀使天然水自下至上单向流动。天然水从下面的进水口进入，经过填料区处理后从上面的净化水出口流出，方便用杯子取水饮用。本发明另一重要部分是填料管内的填料区，这是便携式饮用水过滤泵主要功能区，有不同的特殊材料分别去除吸入的水中的杂质、有害物质，净化天然达到饮用水标准。所述的填料区从进水口端至净化水出口方向依次分成过滤区、第一杀菌消毒区、重金属离子消除区、阴阳离子吸附区、第二杀菌消毒区、有害物质吸附区；所述的过滤区是过滤天然水中的颗粒物和胶体物质。过滤材料是几种多孔材料，过滤孔径由大到小，过滤区材料可以是滤膜、滤布、纤维、毛毡等。所述的杀菌消毒区的杀菌消毒材料应具有以下性能(l)具有快速的杀菌速度和良好的杀菌效果，能彻底杀灭细菌、病毒，杀菌率在99.99%以上。(2)使用安全、卫生、健康，对人体无害。(3)具有遇菌释放的功能，在水中具有不溶性和稳定性，若水中无菌时，则介质保持稳定状态，如遇细菌则快速释放杀菌。(4)不易阻塞，维护更换方便。杀菌消毒区的材料可以选用聚碘树脂(又名高聚碘POLYIODIDES)、或其它杀菌消毒材料。聚碘树脂是一种新型的消毒杀菌材料，其杀菌机理是一类接触性、穿透性的消毒介质。当菌体蛋白质在水中直接与聚碘树脂接触的瞬间，立即被进攻，发生变型、凝固、菌体酶系统被破坏，而致使病菌等微生物死亡。因聚碘树脂是接触型的固体灭菌材料，天然水经聚碘树脂过滤的时间2秒就完全可达到杀菌的目的，生命之泵正常的操作速度与消毒时间匹配。本发明所述的阴阳离子吸附区的作用是吸附水中的阴离子和阳离子，不但能去除无机有害物质离子，也可以降低水的硬度。要求它有很强的离子交换功能，具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等性能。阴阳离子吸附区的材料可以是强碱性阴离子交换树脂强和强酸性阳离子交换树脂。可以选用苯乙烯或丙烯酸(酯)材料制备的强碱性阴离子交换树脂强和强酸性阳离子交换树脂。重金属离子消除区的作用是去除高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等有害金属离子和化合物。对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。还可以降低水中碳酸盐、硝酸盐和硫酸盐。这种材料在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度。具体的作用如下(l)去除强氧化剂，具有强大的还原能力，能去除水中的各种强氧化剂，对余氯特别有效。(2)去除重金属可以去除水中的多种重金属离子，如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他许多可溶性重金属离子，它们的去除是通过置换反应、物理和化学吸附反应来完成的。(3)减少悬浮固体材料的颗粒平均尺寸大约为60目至110目，也能起到物理过滤去除悬浮物质的作用，能够有效地去除直径小于至50ym的颗粒。(4)抑制微生物繁殖具有控制微生物的生长繁殖，通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微生物的作用。重金属离子消除区的材料可以是凯得菲(KDF)和其它能够消除重金属离子的材料。有害物质吸附区的主要作用是吸附有机物质，如含芳烃、羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等有机物，这些表面上含有氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。同时也可吸附多种无机物，使处理后的水更清洁。这些材料一般为多孔物质，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强，正是这些微孔能"捕捉"各种有毒有害物质和杂质。有害物质吸附区的材料可以是活性炭、活性氧化铝、分子筛等多孔性材料，优选活性炭。优点是无污染，吸附效果好，有效期长。通常吸水泵管与填料管的内径为1040mm，每抽吸一次水量约为20-100mL。填料中每个区的填料以依为过滤区选滤孔为40-400um的滤膜、第一杀菌消毒区选用聚碘树脂20-80g、重金属离子消除区选凯得菲20-80g、阴阳离子吸附区为强碱性阴离子交换树脂(镇江市九天化工有限公司D001大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂)50-200g和强酸性阳离子交换树脂(镇江市九天化工有限公司D201大孔强碱性苯乙烯阴离子交换树脂)50-200g、第二杀菌消毒区选凯得菲20-80g、有害物质吸附区活性碳40-200g。与现本发明与现有产品比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>与现有技术相比，本发明的有益效果主要表现在1.以手吸泵与水处理材料结合为一体的生命之泵，由动力区和填料区两部分组成。动力区的作用是抽取地表水，使地表水通过填料区。手吸泵是一个普通注射器，它的特点是简单有效、成本低廉、易于推广。吸水与过滤为一体式结构注射器在上部，填料管在下部，外观是一根管子，整体性好，便于携带。2.本发明填料区是由多种活性材料填充，如微孔滤膜、活性炭、KDF、阴阳离子交换树脂、高聚碘等，分别起到过滤、吸附有害金属离子、杀菌消毒和去除有害物质等综合作用，可以瞬间去除水中所有的污染物，转化为安全的饮用水。使用高聚碘消毒，有余碘去除功能，处理后的水质优于国家饮用水标准。3.处理方式一次性流过，流过即能喝，处理速度快，不需要等待，不需要贮水罐或贮水瓶等，生命之泵体积小，便于携带。生命之泵的作用和目的是将不清洁的地表水就地方便转化为安全饮用水，水质符合国家饮用水标准。解决灾难突发地区人民的饮水问题，野战训练、地质勘探、科考、探险等野外生存条件下的人们也可利用生命之泵获得安全的饮用水。4、制造成本低，材料价格便宜，材料易得，制作简单，并可以加工成不同型号，不同大小，方便不同人群使用，具有较高的实际应用价值。目前国内尚无类似的产品销售。总之本发明可以将不清洁的地表水就地快速转化为安全饮用水；携带方便，使用快捷，可以供多人饮用或用作其它生活用水，在自然灾害等特殊情况下发挥生命保障的作用。(四)图la是便携式饮用水过滤泵吸水的状态图lb是便携式饮用水过滤泵出水的状态(五)具体实施例下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此实施例1—种将地表水转化为安全饮用水的便携式饮用水过滤泵，也被称为生命之泵，所述便携式饮用水的过滤泵构造如下由泵体和安装在泵体内的填料组成，所述的泵体由吸水泵管(2)和填料管(6)通过密封件——硅橡胶的密封圈(4)密封连接而成，所述的填料管远离密封件的一端为进水口(16)，所述的进水口通过3m长的吸水管(8)(软管)连接有砂滤头(9)，所述吸水泵管与填料管之间安装有开口向吸水泵管的单向阀A(7)，所述的吸水泵管远离密封件的一端设有吸水活塞(1)，所述吸水泵靠近密封件部位设有净化水出口(17)及与净化水出口连通的出水管(18)，所述的净化水出口设有开口向出水管一方的单向阀B(3)，所述的填料管内(6)充填有可净化水的填料(5)。所述的填料从进水口端至净化水出口方向依次分成过滤区(15)、第一杀菌消毒区(14)、重金属离子消除区(13)、阴阳离子吸附区(12)、第二杀菌消毒区(ll)、有害物质吸附区(IO)。具体使用时，将砂滤头放到水面以下，吸水活塞l向上拉出，地表水通过砂滤头9经吸水管和单向阀A7进入填料区，填料区的不同材料分别去除水中各种有害物质。此时，经处理净化后的水充满吸水泵管。再将吸水活塞向下压，下单向阀自动关闭，上CN101691862A单向阀自动打开，处理后的清洁水就从上单向阀中流出。具体性能指标如下(1)吸水活塞使用普通的50mL的医用注射器活塞，以降低生产成本。吸水泵管的内径与吸水活塞严密配合，既不漏气又要运动自如。吸水泵管内径28mm，每抽吸一次水量约为50mL。(2)填料的净化材料的用量根据地表水的水质可进行不同调整。本实施例填料中每个区的填料依次为过滤区选滤孔为80um的滤膜、第一杀菌消毒区选用聚碘树脂80g、重金属离子消除区选凯得菲50g、阴阳离子吸附区为强碱性阴离子交换树脂(镇江市九天化工有限公司D001大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂)50g和强酸性阳离子交换树脂(镇江市九天化工有限公司D201大孔强碱性苯乙烯阴离子交换树脂)50g、第二杀菌消毒区选聚碘树脂30g、有害物质吸附区活性碳50g。(3)处理后的水质要求达到饮用水国家标准。(4)总处理水量可以根据地表水质的不同适当调整，总有效处理水量约不少于500L。实施例2用与实施例1相同的便携式饮用水过滤泵处理朝晖公园的湖水，经权威部门检测，处理后的水质达到国家饮用水标准。表1朝晖公园水样主要水质指标测定结果水质指标处理前处理后生活饮用水卫生标准GB5749-2006限值浑浊度(NTU)180.131总硬度(CaC03计，mg/L)11810450铅(mg/L)<0.005<0.0050.01荥(mg/L)0細3<O細l0.001挥发酚类(CeHsOH计，mg/L)<0.002<0.0020.002菌落总数(CFU/mL)5500017100耗氧量(02计，mg/L)3.891.743实施例3—种便携式饮用水过滤泵结构如实施例1，所不同的是吸水泵管内径45mm，每抽吸一次水量约为lOOmL填料中每个区的填料依次为过滤区选滤孔为lOOum的滤膜、第一杀菌消毒区选用聚碘树脂80g、重金属离子消除区选凯得菲50g、阴阳离子吸附8区为强碱性阴离子交换树脂70g和强酸性阳离子交换树脂70g、第二杀菌消毒区选凯得菲30g、有害物质吸附区活性氧化铝50g。将上塘河水现场转化为饮用水并将水样送交具权威性的国家城市供水水质监测网杭州监测站检测，检测结果如下表所示表2上塘河水样主要水质指标测定结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>经权威部门国家城市供水水质监测网杭州监测站检测，处理后的水质达到国家饮用水标准。实施例4—种便携式饮用水过滤器结构如实施例1，所不同的是不用注射器作为吸水泵，而是直接用嘴吸取；填料品种和装填层次与实施例l基本相同，但填料管内径为22mm，总长度为220mm。这一便携式饮用水过滤器被称之为"生命吸管"(请查一下，前人有否已经申请专利？)填料中每个区的填料依次为过滤区选用滤布为过滤材料；第一杀菌消毒区选用聚碘树脂30g;重金属离子消除区选凯得菲20g、阴阳离子吸附区为强碱性阴离子交换树脂20g和强酸性阳离子交换树脂20g、第二杀菌消毒区选凯得菲20g;有害物质吸附区分子筛30g。将西湖水现场转化为饮用水并将水样送交具权威性的国家城市供水水质监测网杭州监测站检测，检测结果如下表所示表3西湖水样主要水质指标测定结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>经权威部门国家城市供水水质监测网杭州监测站检测，处理后的水质达到国家饮用水标准。权利要求一种将地表水转化为安全饮用水的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的过滤泵由泵体和安装在泵体内的填料组成，所述的泵体由吸水泵管和填料管通过密封件密封连接而成，所述的填料管远离密封件的一端为进水口，所述的进水口通过吸水管连接有砂滤头，所述吸水泵管与填料管之间安装有开口向吸水泵管一方的单向阀A，所述的吸水泵管远离密封件的一端设有吸水活塞，所述吸水泵管靠近密封件部位设有净化水出口及与净化水出口连通的出水管，所述的净化水出口设有开口向出水管一方的单向阀B，所述的填料管内充填有可净化水的填料。2.如权利要求1所述的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的填料从进水口端至净化水出口方向依次分成过滤区、第一杀菌消毒区、重金属离子消除区、阴阳离子吸附区、第二杀菌消毒区、有害物质吸附区；所述的过滤区的填料为下列一种多孔材料或两种以上多孔材料的组合滤膜、滤布、纤维或毛毡；所述的第一杀菌消毒区或第二杀菌消毒区的填料均为聚碘树脂或高聚碘；所述的重金属离子消除区的填料为高纯度的铜/锌合金颗粒；所述的阴阳离子吸附区的填料为分层放置的强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂；所述的有害物质吸附区的填料为活性炭、活性氧化铝或分子筛。3.如权利要求2所述的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的有害物质吸附区的填料为活性炭。4.如权利要求2所述的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的重金属离子消除区的填料为凯得菲。5.如权利要求2所述的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的过滤区的填料为两种以上多孔材料的组合，所述的多孔材料的孔径从进水口端至净化水出口方向由大到水。6.如权利要求2所述的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂由苯乙烯或丙烯酸(酯)为主要原料制得。7.如权利要求2所述的便携式饮用水过滤泵，其特征所述的填料组成如下第一杀菌消毒区选用聚碘树脂20-80质量份、重金属离子消除区选凯得菲20-80质量份、阴阳离子吸附区为强碱性阴离子交换树脂50-200质量份和强酸性阳离子交换树脂50-200质量份、第二杀菌消毒区选凯得菲20-80质量份、有害物质吸附区活性碳40-200质量份。全文摘要本发明公开了一种将地表水转化为安全饮用水的便携式饮用水过滤泵，所述的过滤泵由泵体和安装在泵体内的填料组成，所述的泵体由吸水泵管和填料管通过密封件密封连接而成，所述的填料管远离密封件的一端为进水口，所述的进水口通过吸水管连接有砂滤头，所述吸水泵管与填料管之间安装有开口向吸水泵管一方的单向阀A，所述的吸水泵管远离密封件的一端设有吸水活塞，所述吸水泵靠近密封件部位设有净化水出口及与净化水出口连通的出水管，所述的净化水出口设有开口向出水管一方的单向阀B，所述的填料管内充填有可净化水的填料。本发明可以将不清洁的地表水就地快速转化为安全饮用水；携带方便，特别是可以在自然灾害等特殊情况下发挥生命保障的作用，可称为“生命之泵”。文档编号F04B53/00GK101691862SQ200910153640公开日2010年4月7日申请日期2009年9月30日优先权日2009年9月30日发明者佘佳,凌英英,华攀,叶海韵,木飞雪,潘理黎,王舟舟,蒋孝佳,赵慧霞申请人:浙江工业大学