[发明专利]用于去除水中臭氧消毒副产物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臭氧消毒副产物的方法。

背景技术

臭氧(O₃)消毒是一种新型的饮水净化消毒工艺，对这方面的研究引起了广泛关注。如公开号为CN1483331A的中国发明专利公开了一种臭氧消毒机，设计在同一机壳内闭路条件下，采用加压剪切、射流、管道接触和喷淋等综合气液接触方式，向4～5升水内反复施加臭氧并使水循环，使得在15～20分钟时间内完成14～16毫克/升水的投放量，臭氧每分钟溶入量不低于1毫克/升水，以循环水为臭氧载体，在综合气液接触过程中，完成对食品或其它物品高效彻底消毒的过程。尾气排放实行高温管道处理，使尾气中所含臭氧分解成氧气，随其它气体排出机外。

又如，公开号为CN1443140A的中国发明专利提供了一种臭氧消毒方法，包括用含臭氧的气体(例如空气)处理液体(例如水)的方法包括：使空气通过电晕放电臭氧发生器，产生含臭氧的空气，然后将含臭氧的空气引入到液体中；使空气流过臭氧发生器，并周期性改变由臭氧发生器产生的臭氧浓度，改变的方法是，周期性去激励臭氧发生器，或者改变通过臭氧发生器的空气流量。

目前多数人认为，在饮水的净化消毒过程中，加入臭氧和加入氯制剂相比，不产生氯酚臭味，出水的浊度、色度更低，有机物总量更少，挥发性三卤甲烷(THMs)的生成量极微小，化学诱变物的细菌检测试验(Ames法)检测为阴性等。

但是，另一方面，臭氧在氧化饮水中，使无机有毒物质变为无毒物质的同时，也可以强氧化其他物质，使饮水中产生新的其它毒副产物，却少有人知。臭氧在水中产生羟自由基·OH，而羟自由基·OH对机体的DNA链、蛋白质等都会产生损伤，还可使含有溴离子Br^-的饮水中产生对人体健康有害的次溴酸盐和溴酸盐；更为严重的是，产生短链饱和的强氧化有机质副产物酮、醛等。乙醛、乙二醛、丙酮醛等经毒理学研究证实，是具有“致癌”、“致畸”、“致突变”的三致特性物质。

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、无二次污染、高效率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臭氧消毒副产物的方法。

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，包括将100～300重量份的超高分子量聚乙烯、50～200重量份的活性炭、10～100重量份的改性沸石粉以及10～50重量份的发孔剂，混合，在模具中压制，然后在150～400℃温度下烧结，冷却。作为优选，烧结温度为180～280℃，烧结时间不少于60分钟，更优选90～240分钟。

对于混合步骤，可以认为任何不会显著改变粉体粒径和粒度分布的低剪切混合器或搅拌器都是适用的，比如具有钝的叶轮叶片的搅拌器、滚筒式混合器、螺旋式搅拌器等，混合过程中控制旋转部件(如搅拌轴)的转速，转速过快会将粒径较细、比重较轻的粉体扬起，从而恶化工作环境、影响产品的组成。具体的转速要视混合器的类型而定，但以避免扬起粉尘为宜。

混合后的粉体填装入所希望的形状的模具中，通过加压将其压实，压力一般不大于2兆帕，且与所用模具的材质相适应；模具可以由铝、铸铁、钢或任何适当的能承受相应压力、能承受住400℃以上温度的材料制造。可以在模具内表面涂敷脱模剂，可选用硅氧烷油、铝箔或任何其他的几乎不会吸附到过滤介质上的市售脱模剂。

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。

天然沸石可以通过酸处理加工工艺进行改性处理：将天然沸石粉碎至5～80目，用浓度为4～10wt％的盐酸或硫酸浸渍处理10～20小时，经碳酸钠或苛性碱中和后洗涤，在水煮30～60分钟；将煮沸后的沸石干燥，然后在350～580℃温度下焙烧，然后粉碎至所需要的粒度。

还可以通过煅烧工艺，将天然沸石焙烧到温度足够高时，用水骤冷，然后干燥、粉碎得到改性沸石粉。

此外，天然沸石还可以改性成为Na型沸石、H型沸石、P型沸石、NH₄型沸石或八面沸石等。

如，将3克10～20目的沸石矿放入NaOH浸液中，在95±5℃下加热70小时，即获得P型沸石粉。