[发明专利]一种多功能炭棒滤芯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炭棒滤芯，尤其是涉及一种多功能炭棒滤芯及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，对水资源的需求迅速增加。同时，由于工业化和城市化步伐的加快，淡水资源的短缺和水环境的污染问题日益严重，而同时人们却对生活质量的要求越来越高，如何获得干净安全的饮用水已成为世界范围的重要课题。

传统的自来水处理技术依然沿用上世纪的工艺，一般是通过混凝(助凝)、絮凝、消毒、氧化、pH值调节、软化、灭藻等化学处理工艺，将江河水或地下水简单加工成生活饮用水。工、农业的发展，水环境的污染，当代的水质状况与上世纪中叶的水质已经截然不同，传统的水处理工艺，对目前以有机化合污染物(BOD)和化学污染物(COD)为主的污染物，不能彻底去除，出厂水时有检出，甚至超标。另一方面，我国大城市的输配水主管道许多是二十世纪五、六十年代安装配备的，经过半个世纪的氧化和腐蚀，由于物理、化学、电化学、微生物等的作用，在给水管道的内壁会逐渐形成不规则的“生长环”，且随着管龄的增长而不断变厚，使得过水断面面积减小、输水能力降低并严重污染水质，加之城市自来水管网年久失修，维护管理不利，管网渗漏高达20％以上，甚至40％，造成二次污染，安全堪忧。

活性炭在饮用水净化方面占据着非常重要的地位，由于活性炭具有发达的孔隙结构，巨大的比表面积和超强的吸附能力、吸附选择性好，使活性炭成为一种优良的吸附剂，被广泛地应用于饮用水的净化处理中。

活性炭能有效地去除水中的游离氯并可以有效地吸附水中的色、臭味、农药、杀虫剂、洗涤剂、芳香族化合物、消毒副产物等有机污染物，其不足之处在于活性炭的表层吸附的大量有机物成为细菌繁殖的温床，容易导致出水细菌含量超标，存在使用寿命短和细菌滋生的问题，而且活性炭对水中重金属离子的去除效果不好。目前，活性炭产品主要是粉末活性炭，粉末活性炭堆积密度低、不易储放、运输和回收，容易造成粉尘污染。而与粉末活性炭相比，成型活性炭具有较大的尺寸和一定形状，有较高的堆积密度与强度，且无粉尘污染。但其较高的密度与较大的尺寸，及粘接成型工艺，会导致其比表面积积有一定的损失，吸附效果就有所下降。尤其是挤出法工艺制备的成型活性炭，由于所用的粘接剂没有成孔性，活性炭的孔隙容易被包裹而失效，所而使吸附效果大大下降。

中国专利200410051580.3公开一种自来水过滤材料、过滤装置及过滤装置的制造方法，以活性灰为主料，KDF1、亚硫酸钙、沸石分子筛以及磷酸盐载银材料为辅料，混合在一起后，被螺杆挤出机经过高温高压处理而挤出的中空的柱状体，能有效地去除自来水中的余氯、能有效地去除自来水中的重金属，抗菌效果好，避免了硝酸盐的污染，可增加水的活性，含有多种对人体有益的微量元素，使用周期长，效果好。该发明的不足之处在于只有采用市面上较为成熟的滤料进行简单的共混挤出，其中由于一些材料自身使用中就存在缺陷，如KDF比重较大，共混分散均匀性存在一定的问题，并且用量较小时没有明显效果，净水效果会受影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有采用挤出法制备活性炭滤芯存在的缺陷，提供一种具有多种功能，能有效去除自来水中的余氯、重金属，杀菌抑菌效果良好的多功能炭棒滤芯及其制备方法。

所述多功能炭棒滤芯按质量百分比的原料组成为活性炭50％～98％，改性多孔材料粉体1％～30％，粘接剂1％～20％。

所述改性多孔材料粉体可为多孔材料经改性后的粉体，所述多孔材料粉体为分子筛、沸石、硅藻土、麦饭石、活性白土、多孔氧化铝粉体中的至少一种。

所述多孔材料粉体的颗粒细度为16～500目。

所述改性的具体方法如下：

1)将多孔材料粉体浸泡于金属离子源溶液中，使金属离子源中的金属离子吸附于多孔材料粉体中，然后烘干待用；

2)将步骤1)烘干后的材料还原，即得改性多孔材料粉体。

在步骤1)中，所述金属离子源可采用铜盐、锌盐和无机银盐，所述铜盐可为有机铜盐或无机铜盐，所述锌盐可为有机锌盐或无机锌盐；所述吸附的条件可控制温度为20～100℃，吸附时间可为1～4h；所述烘干的温度可为80～150℃，最好为105℃。

在步骤2)中，所述还原的温度可为100～800℃，还原的介质可为氢气或一氧化碳气体等。

所述粘接剂可选自聚烯烃类、羧甲基纤维素纳、聚乙烯基吡咯烷酮等中的至少一种。

所述多功能炭棒滤芯的制备方法包括以下步骤：

1)将活性炭、改性多孔材料粉体和粘接剂混合后烘干；