[发明专利]用于去除饮用水中锰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饮用水中锰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

锰是人体必须的微量元素，但锰过量摄入对人体具有慢性危害，会抑 制骨骼的发育，损伤动脉内壁和心肌，形成动脉粥样斑块，造成冠状动脉 窄导致冠心病；严重时会出现神经精神症状，表情呆板、动作迟缓，表现 为“帕金森氏综合症”；长期引用锰含量高的饮用水，可能对儿童神经行为 有不良影响，是神经行为改变的重要原因，还会影响儿童的智力。

近年来，我国许多地区地表饮用水源，尤其是一些水库出现锰含量超 标的现象，如上海市黄浦江源水，大部分年份出厂水中，锰含量都超标， 东北地区地下水源也不容乐观。

传统的除锰方法有接触过滤法、生物法、氧化法、固定化生物活性炭 法等，但这些除锰工艺复杂，处理时间较长，生物法仅挂膜就要40天时间， 且去除率低。

发明内容

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 质对饮用水中的锰的去除率高，速度快，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。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于去除饮用水中锰的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将包含沸石分子筛粉、超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉和发孔剂的 原料混合，所述沸石分子筛粉、超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉和发孔剂 的重量比为：100～300∶200～400∶50～150∶50～150；

b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却。

作为优选，所述沸石分子筛粉、超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉和发 孔剂的重量比为：150～260∶250～300∶60～100∶100～120。

压制压力为0.4～1.0MPa，烧结温度为200℃～300℃，烧结时间为120～ 150分钟，烧结后冷却至40℃～60℃脱模。在此制作过程中，在发明人很 多次的试验之后，得出在烧结温度范围在200～300℃内制作出的过滤介质， 过滤效果更好。

沸石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，内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相 互连接，分子由孔道经过。由于孔穴的结晶性质，分子筛的孔径分布非 常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附，也 就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子，因而被形象地称为″ 分子筛″。沸石分子筛在化学工业中作为固体吸附剂，可用于气体和液 体的干燥、纯化、分离和回收，被其吸附的物质可以解吸，沸石分子筛 用后可以再生。商品沸石分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛 加以分类，其中13X沸石分子筛也叫钠X型沸石分子筛，13X沸石分子筛 的孔径为可以吸附小于任何分子，具有较高吸附容量，较快的 吸附速率。

作为优选，选用粒径为74～89微米的13X沸石分子筛。

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，优选的 粒径为104～124微米。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)、M-II 型(分子量为250±50万)、M-III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，可以起到吸附水中锰的作用。

活性炭是一种多孔性炭吸附剂，它具有如蜂窝状丰富的孔隙结构、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。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。