[发明专利]用于去除水中铁离子的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质制成的滤芯

说明书

技术领域

本发明涉及一种过滤介质及其制备方法，还涉及由该过滤介质构成的滤芯，还涉及一种采用本发明的过滤介质或滤芯去除水中铁离子的方法。

背景技术

铁元素是人体生活必需的微量元素，人体缺铁，会导致贫血、体力下降、甚至诱发各种疾病等。但由于现在的工业废水排放和环境污染，很多地方的水源中含铁量过量甚至超标。虽然铁对人和动物的毒性较小，但水体中铁化合物的浓度为0.1～0.3毫克/升时，就会影响水的色、嗅、味等感官指标。铁离子含量过高，若长时间饮用，对人体健康将产生危害。工业用水中铁含量过高，对纺织、印染、造纸、食品等部门的生产都将产生不良影响，也容易腐蚀输水管道设施。现在，我国很多地区水中的铁含量都超标，需要进行除铁处理。

公开号为CN1911829A的专利申请公布了一种用接触氧化法除铁的方法，包括有中和、沉淀的工艺过程外，还具有对沉淀后所排出的含有二价铁离子的废水继续处理的过程；循环接触氧化是把中和沉淀后排出的废水通入循环接触氧化装置，经接触氧化反应后使溶于废水中的二价铁离子与水和氧气反应成不溶于水的三价铁离子；再经二次沉淀，使废水中的三价铁完全沉淀，排出清水回用。这种方法仅适用于工业水处理，容易堵塞滤料，滤料需要频繁反冲洗，并且一般只适用于铁含量较低的原水，出水的水质也不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种使用方便、过滤效率高的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质制成的滤芯。本发明还提供了一种采用上述的过滤介质或滤芯去除水中铁离子的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种过滤介质的制备方法，包括

a)将粒径为150～840微米的斜发沸石粉用1～10wt％的盐酸进行酸浸；

b)用碱中和，洗涤，再用沸水煮0.5～3小时；

c)将步骤b)得到的沸石粉烘干，在350～500℃温度下焙烧1～5小时，冷却、粉碎，得到改性沸石粉；

d)将步骤c)得到的改性沸石粉与超高分子量聚乙烯和活性炭混合，混合的重量比为，活性炭∶超高分子量聚乙烯∶改性沸石粉＝20～45％∶50～75％∶1～10％；

e)将步骤d)所得的混合物在模具中压制，在180～280℃温度下烧结，冷却。

作为优选，步骤a)中酸浸时间为在搅拌的状态下浸渍0.5～2小时。在步骤b)中，可以选用氢氧化钠或碳酸氢钠或碳酸钠进行中和处理。

作为优选，步骤c)中沸石粉的烘干工艺参数为，在60～150℃温度下干燥0.5～6小时。

天然沸石是含水多孔硅酸盐的总称，其结晶结构主要是由硅氧四面体构成，其中部分四价硅离子被三价铝离子取代，导致负电荷过剩，因此结构中有碱金属或碱土金属等平衡电荷的离子，同时沸石架构中有一定孔径的孔腔和孔道，决定了其具有吸附、离子交换等性质。

沸石种类很多，分为天然沸石和人工合成沸石，天然沸石又可以分为斜发沸石、丝光沸石、片沸石、钙十字沸石、毛沸石、菱沸石等，人工合成沸石主要有4A沸石、Y型沸石、X型沸石。在本发明中，沸石优选为天然斜发沸石；改性沸石粉的粒径范围以44～124微米尤佳。

沸石经盐酸改性处理后，可去除矿物中所含的杂质和可溶物，在矿物结构中刻蚀出丰富的孔隙和孔腔，增大其接触面积，从而提高沸石的吸附、离子交换等性质，尤其是经过本发明所提供的方法处理过的斜发沸石，显示出了其对铁离子的强烈的选择吸附作用。

活性炭对铁离子有很强的吸附作用，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。作为优选，活性炭选用粒径为44～178微米的医用活性炭。

改性沸石粉和活性炭的吸附能力还与其粒径有很大关系，粒径过大，会使颗粒的比表面积减小，而粒径过小过细，会影响过滤介质的烧结效果及吸附、过滤效果，细小颗粒会阻塞孔隙和孔道。实践还表明，改性沸石粉的粒径分布范围不宜过宽，颗粒的粒径连续分布且粒径之间的差值不大于50％的情况下，会取得更好的效果；活性炭也存在同样的规律。

一般定义150万～700万的聚乙烯为超高分子量聚乙烯，本发明优选250～400万的超高分子量聚乙烯。与低分子量聚乙烯相比，一个显著特征是超高分子量聚乙烯具有强大的静电吸附作用，可吸附微过滤不能够拦阻的细微、超细微颗粒。

在本发明中，超高分子量聚乙烯还起到粘结和形成过滤介质骨架的作用。

作为优选，超高分子量聚乙烯的粒径为74～350微米。