用于去除饮用水中硫丹的过滤介质、滤芯以及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种去除饮用水中硫丹的过滤介质及其制备方法，由该过滤介质构成 的滤芯、净水装置和饮水机。
【背景技术】
[0002] 硫丹，有机化合物，即1，2, 3, 4, 7, 7-六氯双环2.2. 1庚-2-烯-5, 6-双羟甲基亚 硫酸酯。棕色结晶。硫丹有毒，对眼和上呼吸道有一过性刺激作用。对中枢神经系统有损 害。主要用作农用杀虫剂。由于其剧毒性、生物蓄积性和内分泌干扰素作用，已经在50多 个国家被禁止使用，包括欧盟、一些亚洲和西非国家。但它仍然广泛应用于许多其他国家， 包括印度，巴西和澳大利亚。由于硫丹对环境的威胁，2011年包括中国在内的世界127个国 家一致同意把剧毒农药杀虫剂硫丹列入公约禁止的物质之中。
[0003] 20世纪50年代以来，硫丹作为一种广谱杀虫剂用在多种农作物上。研宄发现，硫 丹与一些居民、农民患先天性身体机能失调、有损大脑发育、智力障碍及死亡有关，是持久 性有机污染物。
[0004] 在水体里，硫丹含量很低，会通过食物链一级级的放大上万倍、上百万倍，然后被 人们富集。以同为污染物的DDT为例，它在海水中含量设为1的话，在人食用的鱼身上，含 量可以放大至83万倍，且DDT要经过38年，含量才会减少一半。
[0005] 在中国，从1994年开始用硫丹，2004年总用量约为2. 57万吨，每年2300万吨。至 今硫丹被用于棉花、茶、烟草、苹果、小麦和梨的种植中。中国也是全球第二大硫丹生产国， 仅次于印度，占全球四分之一。
[0006] 2005年，持久性有毒物质国际联合研宄中心在141个中国地表上样本检测结果 中，83%含有α -硫丹；96%含有β-硫丹；91%含硫丹硫酸酯，是硫丹最主要的分解产物。
[0007] 在我国经常地表水和引用水中检测到硫丹。传统的水处理工艺对硫丹的处理效果 不好，不能有效的去除硫丹；生物法、氧化法、催化法、离子交换方法繁琐；反渗透法使用麻 烦，费水费电，成本高，排放的浓缩液不易处理，易造成二次污染。
【发明内容】
[0008] 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 质对饮用水中的硫丹的去除率高，并且方法简单。还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净 水装置以及饮水机。
[0009] 本发明提供了一种去除饮用水中硫丹的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤：
[0010] a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂混合， 得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂的 重量比为 100 ?300:50 ?100:100 ?150:100 ?150:50 ?100 ;
[0011] b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。
[0012] 优选的，所述凹凸棒石粉为改性的凹凸棒石粉。
[0013] 优选的，还包括重晶石粉，所述重晶石粉与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、 沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂的重量比为50?100:100?300:50?100:100? 150:100 ?150:50 ?100。
[0014] 优选的，还包括硅藻土。
[0015] 优选的，所述硅藻土与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸 棒石粉和发孔剂的重量比为80?150:100?300:50?100:100?150:100?150:50? 100〇
[0016] 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硫丹 的过滤介质。
[0017] 本发明提供了一种滤芯，由上述权利要求所述的过滤介质构成。
[0018] 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 求所述的滤芯。
[0019] 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。
[0020] 与现有技术相比，本发明提供了 一种去除饮用水中硫丹的过滤介质的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒 石粉和发孔剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸 棒石粉和发孔剂的重量比为100?300:50?100:100?150:100?150:50?100 ;b)将 步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。本发明在上述原料的协同作用下，制备得 到的过滤介质对水中硫丹的去除率高，方法简单，适用于受其污染的饮用水，免除元素硫丹 对人体产生的伤害，使用简便，成本低，另外由于使用的是滤芯，不是粉体，所以无需后续处 理，适合家庭终端饮水处理。经检测该过滤介质对饮用水中硫丹的去除率在99. 0%以上。
【具体实施方式】
[0021] 本发明提供了一种去除饮用水中硫丹的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤：
[0022] a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂混合， 得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂的 重量比为 100 ?300:50 ?100:100 ?150:100 ?150:50 ?100 ;
[0023] b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。
[0024] 本发明首先将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发 孔剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、沸石分子筛粉、凹凸棒石 粉和发孔剂的重量比为100?300:50?100:100?150:100?150:50?100 ;优选为 110 ?290:60 ?90:110 ?140:110 ?140:60 ?90 ;更优选为 120 ?280:65 ?85:115 ? 135:120 ?130:65 ?85。
[0025] 在本发明中，所述超高分子量聚乙烯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。优选的粒径为89 μπι?104 μπι。超高分子量 聚乙烯可从国内生产厂家得到，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）、Μ-ΙΙ型（分子量为250±50万）、Μ-ΙΙΙ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。超高分子量聚乙烯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烯的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不 能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可以 起到吸附水中硫丹的作用。
[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椰壳活性炭、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。本发明优选使用以椰壳材质为来源的活性炭，其强 度较高、吸附性能好，更优选为以椰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500m 2/g，更优选不低于1000m2/g。活性炭可以高效的吸附水中的有 机物、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以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。
[0027] 在本发明中，分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐，具有晶体的结构和特征，表面为固 体骨架，内部孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道互相连接，分子有孔道经过。分 子筛粉通过对物质的范德华力的物理吸附，其晶孔内部有很强的极性和库伦场，对极性分 子和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。并且分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径 小于孔穴直径的物质