专利名称：复合净水滤芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及饮水净化领域，更具体的说，是涉及一种能有效去除水中微生物及化学污染物的复合净水滤芯。
背景技术：
随着我国社会经济发展，水资源短缺和水环境污染问题越来越严重。突发性饮水污染公共卫生事件时有发生，同时我们也面临着生化恐怖袭击的威胁。水源污染会严重影响人体健康，引起人们恐慌，成为影响社会不稳定的潜在因素之一，因此，饮用水的安全卫生已引起社会各界的高度重视。饮用水净化方法有多种，采用吸附、过滤方式的净水装置逐渐成为人们生活用品，但是，作为核心部件的净水滤芯的结构、组成、性能直接影响净水装置的使用方式及效果。目前，一般的饮水净化装置可在一定程度上解决水的色度、浊度、微生物等轻度污染，普遍存在着结构复杂、使用繁琐、净化方式单一、净水效果差的问题，尤其对微生物以及化学污染物的去除效果更差。中国专利98110317. OA使用熔喷滤芯、离子交换树脂、活性炭、超滤、矿砂、生化矿物陶瓷芯等7种滤芯净化饮用水，用于保健饮水壶、家用保健饮水器；中国专利02沈5拟4. 6采用活性炭、麦饭石、永磁体及三碘树脂为滤材制备多功能滤芯；中国专利97231571. 3采用熔喷纤维缠绕在装填活性炭、麦饭石、三碘树脂等滤材的筒上制成组合滤芯；中国专利200420058323. 8采用中空纤维超滤膜、活性炭制成复合净水滤芯。中国专利89218266.0采用碘树脂杀菌剂用于自来水净化。以上专利均未采用纳米核壳材料及荷电材料，不能稳定有效地去除水中的微生物和化学污染物。二十世纪八十年代以来，国内外研制多种饮用水处理材料及净水技术，在消毒灭菌方面主要有紫外线、臭氧、载银活性炭、分离膜等，这些技术对水中的细菌有一定的去除作用，但对病毒的去除效果较差，对化学污染物的去除效果更差。尤其是大多滤芯主要使用有机材料，存在降解、清洗困难、容易造成二次污染、不适合野外使用等缺点，因此使用受到一定限制。
实用新型内容为克服现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效去除水中微生物及化学污染物的技术，并提供一种结构简单、使用方便、易清洗、环境适应性强， 并可多次反复使用的复合净水滤芯。本实用新型复合净水滤芯包括滤芯上盖和下盖，滤芯上盖设置出水口，所述滤芯上盖和下盖之间环绕陶瓷滤膜，陶瓷滤膜柱体顶层设置荷正电材料，陶瓷滤膜柱体内填充净水组合材料，所述净水组合材料由杀菌材料和纳米核壳材料混合组成，杀菌材料和纳米核壳材料组成比例为1 :1 1 :5。所述杀菌材料为碘树脂或季铵盐。陶瓷滤膜是经高温烧结而成的一种无机分离膜，具有化学稳定性好、机械强度大、 抗微生物能力强、耐高温等优点。本滤芯所用陶瓷膜以硅藻土和纳米抗菌材料为主要原料制备，通过吸附、表面过滤和深层过滤，去除水中的颗粒、细菌及某些重金属污染物，且具有较好的抗菌性能。陶瓷滤膜可机械清洗，耐高低温，环境适应性强，特别适合野外应急使用。 本滤芯所用的陶瓷膜为管型。碘树脂是由离子交换树脂与聚碘溶液在一定条件下，经处理合成的一种新型的消毒杀菌材料，是一类接触性、穿透性的消毒介质，如三碘树脂、五碘树脂或其它高聚碘树脂。当菌体蛋白质在水中直接与碘树脂接触的瞬间，立即被进攻，发生变型、凝固、菌体酶系统被破坏，致使病菌等微生物死亡。本滤芯所用的碘树脂材料有颗粒型和纤维型。纳米核壳材料是以纳米氧化镁、纳米氧化钛等纳米金属氧化物为基础材料，利用化学分子设计和材料沉积的原理制备，通过分子转移、表面羟基切割等原理对化学污染物实现催化降解。本滤芯所用的纳米核壳材料有颗粒型、纤维型和膜型。荷电材料是一类新型功能净水材料，包括荷正电材料和荷负电材料，本实用新型使用的是荷正电材料，其表面带有较强的正电荷，通过正负电荷的相互吸引作用，吸附去除水中带负电性的细菌、病毒等微生物。本滤芯所用的荷电材料主要为颗粒型和纤维型。本实用新型具有如下有益效果目前已有的净水装置主要采用化学消毒、活性炭吸附和膜分离等方式净水，可有效地截留细菌，降低水中有机物含量并改善水质，但存在功能单一、净水效果简单等问题， 不能有效去除水中的病毒和化学污染物。采用本实用新型的净水滤芯既能去除水中的细菌、病毒等微生物，又能去除水中有机污染物。同时，本实用新型所述净水滤芯为一体化完整结构，可大可小，即可用于大型净水系统，也可用于便携式净水器。我国是自然灾害多发地区，在地震、洪涝等自然灾害下，复合净水滤芯将为防止发生疫情发挥积极作用，其结构简单、功能强大、使用方便等优点会受到人们欢迎。
图1是滤芯结构剖面示意图；图2是滤芯水流示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。如图1所示，复合净水滤芯外观设计为柱形，主要由出水口 1、上盖2、荷正电材料 3、陶瓷滤膜4、净水组合材料5和下盖6组成，其主体为陶瓷滤膜4、荷正电材料3和净水组合材料5。陶瓷滤膜4为管状，以硅藻土为主要原料烧制而成，内有纳米抗菌材料，微孔结构，平均孔径为0. 1 0. 45Mffl0净水组合材料5由杀菌材料和纳米核壳材料混合组成，颗粒状，填装在陶瓷滤膜4管内，二者组成比例为1 :1 1 :5，其中杀菌材料主要为碘树脂、季铵盐等，纳米材料主要为纳米氧化镁、纳米氧化钛等纳米金属氧化物。荷正电材料3为纤维状和颗粒状，表面荷正电，为复合滤芯净水的终端部分，位于滤芯上部，与上盖2相连。上盖2 和下盖6通过螺纹、插接或粘接等适合方式与陶瓷滤膜4连接，其中上盖2本体带有出水口 1。如图2所示，需要净化的水在一定推动力作用下从陶瓷滤膜4管外部经膜进入管内部，通过膜的筛分作用截留去除水中颗粒物、细菌；然后进入净水组合材料5，水中的细
4菌、病毒等微生物与碘树脂上的碘结合而被杀灭，水中的化学污染物被吸附到纳米核壳材料表面，在不需要光照的条件下被催化降解；最后水进入滤芯终端过滤单元的荷正电材料 3滤层，经过正负电荷的互相吸引，吸附前级过滤可能泄漏入水中的细菌、病毒，同时荷电滤层的截留作用可截留去除前两级滤层的脱落物；最后，通过膜分离、纳米催化降解、碘消毒以及荷电吸附集成技术净化的净水从出水口1流出。 陶瓷滤膜、碘树脂、纳米核壳材料、荷正电材料均具有抑菌功能，使用后不会造成滤芯中细菌的繁殖滋生，避免了二次污染，可保证滤芯的使用安全以及净水效果。
权利要求1.一种复合净水滤芯，包括滤芯上盖和下盖，滤芯上盖设置出水口，其特征是，所述滤芯上盖和下盖之间环绕陶瓷滤膜，陶瓷滤膜柱体顶层设置荷正电材料，陶瓷滤膜柱体内填充净水组合材料。
2.根据权利要求1所述的复合净水滤芯，其特征是，所述陶瓷滤膜为管型膜。
专利摘要本实用新型公开了一种结构简单、使用方便、易清洗、环境适应性强，并可多次反复使用的复合净水滤芯。本实用新型复合净水滤芯包括滤芯上盖和下盖，滤芯上盖设置出水口，所述滤芯上盖和下盖之间环绕陶瓷滤膜，陶瓷滤膜柱体顶层设置荷正电材料，陶瓷滤膜柱体内填充净水组合材料，所述净水组合材料由杀菌材料和纳米核壳材料混合组成，杀菌材料和纳米核壳材料组成比例为1∶1～1∶5。采用本实用新型的净水滤芯既能去除水中的细菌、病毒等微生物，又能去除水中有机污染物。同时，本实用新型所述净水滤芯为一体化完整结构，可大可小，既可用于大型净水系统，也可用于便携式净水器。
文档编号C02F9/04GK202016913SQ20102066987
公开日2011年10月26日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者宿红波, 朱孟府, 游秀东, 邓橙, 陈平 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所