[发明专利]用于去除水中硝酸盐的过滤介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中硝酸盐的过滤介质及其制备方法、使用该过滤介质的滤芯、净水装置和饮水机。

背景技术

工业和农业的迅速发展导致水资源遭到严重破坏，工业废水排放到江河、湖泊中，农药、杀虫剂等大量使用以及生活垃圾和生活废水的肆意排放，这些都造成地下水和地表水的水质变差，导致水中产生很多对人体有害的物质。水污染越来越成为影响人们生活的严峻问题。

饮用地下水中硝酸盐浓度相对较高，是世界上许多国家共同面临的环境污染问题。近三、四十年来，我国大多数地区地下水也受到了程度不同的硝酸盐污染，并且有逐年加重的趋势。中国环境医学专家潘小川教授指出：“过量地摄入高硝酸盐的水或食物会诱发一些消化道癌症，例如食道癌、胃癌，甚至肝癌，这一点国际上很多的研究报告都已经有记载。”我国河南林县是食道癌高发区，江苏泰兴和广东广州是胃癌、食道癌、肠癌、肝癌的高发区。男性食胃癌死亡率最高的福建长乐地区，此地区81％的地下井水中硝酸盐含量超标。国际上，日本、哥伦比亚、智利、英国、美国等国家胃癌的发病原因也与地下水中硝酸盐的浓度有关。

地下水中溶解态的氮除了硝酸盐以外，还有亚硝酸盐、氨氮、有机氮和气态氮等，其中硝酸盐污染是最普遍的、污染面积最大的。

硝酸盐的测定方法很多，目前常用的是硝酸盐-铜还原法和锌-硝酸盐还原法。这两种方法的基本原理都是首先将硝酸盐定量地还原为亚硝酸盐，然后按重氮-偶氮光度法测定硝酸盐氮的总量，扣除水体中原有亚硝酸盐氮，得到硝酸盐氮的含量。锌-硝酸盐还原法测定水体中的硝酸盐简便快速，但受水体中含盐量影响较大，其在淡水中的还原率仅为20％左右，因此使用的范围有限，特别是在测定河口水体中的硝酸盐时，由于盐度变化剧烈，锌-硝酸盐 还原法实际上无法应用。硝酸盐-铜法测定水体中的硝酸盐优点在于还原率高，无需做盐效应校正，为目前估计上公认的测定水体中硝酸盐的标准方法。

地下水中硝酸盐去除处理技术有沸石法、离子交换法、生物膜法和化学法等，去除硝酸盐有一定的效果，但是也表现出不足，即处理装置太过复杂，去除效率低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种过滤介质，主要用于去除水中的硝酸盐，从而达到改善水质的目的。

本发明的另一个目的是提供一种用于去除水中硝酸盐的过滤介质的制备方法。

为了达到以上发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于去除水中硝酸盐的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯、活性炭、竹炭粉、氧化镁和发孔剂这些原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、竹炭粉、氧化镁和发孔剂的重量比为：100～300∶100～200∶100～200∶10～50∶50～100；所述活性炭为医用活性炭，其粒径为38～250微米；所述竹炭粉的粒径为1.25～13微米；所述氧化镁的粒径为21～178微米；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0.4～1.0MPa，烧结温度为：210～240℃，烧结时间为10～200分钟。

所述的超高分子量聚乙烯为重均分子量大于100万的聚乙烯，优选使用重均分子量为250～400万的聚乙烯。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(分子量为150±50万)、M-II(分子量为250±50万)、M-III(分子量为350±50万)、M-IV(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，另外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，可以起到吸附水中杂质的作用。

活性炭是一种多孔性物质，它具有如蜂窝状的孔隙结构、巨大的比表面积、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。根据原料来源不同活性炭可分为木质活性炭，如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等；矿物质原料活性炭，如各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其它原料制成的活性炭，如废橡胶、废塑料等制成 的活性炭。其中以椰壳材质为来源的活性炭强度较高、吸附性能较好。优选活性炭的比表面积不低于500平方米/克，更优选不低于1000平方米/克。

活性炭可以高效吸附水中的杂质，尤其是医用活性炭，作为通过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量更低，表面积更大，吸附效果也更好。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。活性炭使用粒径为38～250微米的医用活性炭去除硝酸盐的效果更佳。