[发明专利]用于去除饮用水中溴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饮用水中溴酸盐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

水体中普遍含有浓度不等的溴化物，溴化物本身对人体的危害比较小，但是在饮用水采用臭氧或氯化消毒过程中会产生致癌与致遗传毒性物质溴酸盐。溴酸盐的毒性比氯酸盐更强，可引发高铁血红蛋白血症、肾脏障碍，并会导致肾癌，在国际上被定为2B级潜在致癌物。

欧盟和美国水质标准规定BrO₃^-最大污染浓度为10μg/L，中国疾控中心的专家在2006年对超市中瓶装矿泉水溴酸盐含量的检测发现：12种矿泉水中溴酸盐检出浓度为0.89μg/L～48.2μg/L，经过其它抽检有的竟高达98.24μg/L。

饮用水源中的溴化物在水厂常规的处理工艺中很难被去除，大部分会进入供水管网，BrO₃^-主要是含溴化物源水在臭氧氧化工艺和氯化过程中形成的，且大多数瓶装、筒装矿泉水厂都采用臭氧消毒工艺，因此饮用水中的溴酸盐目前已引起人们极大关注。

常规的水处理工艺和生物法对于去除溴酸盐没有效果；一般的吸附法效果也不理想；反渗透成本较高，需要大量的电能和水，使用麻烦，浓缩液难以处理，易产生二次污染。

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溴酸盐的去除率高，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溴酸盐的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、天然锰钾矿粉和发孔剂的原料混合，所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、天然锰钾矿粉和发孔剂的重量比为：80～300∶100～400∶60～250∶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，所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉、天然锰钾矿粉和发孔剂的重量比为：100～200∶200～350∶100～200∶80～120。

压制压力为0.4MPa～1.0MPa，烧结温度为200℃～300℃，烧结时间为120分钟～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。

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。

作为优选，活性炭选用粒径为74μm～104μm的还原改性活性炭粉。还原改性主要是使活性炭表面在适当温度下通过还原剂对表面官能团进行还原改性，提高含氧碱性基团的相对含量，酸性官能团含量减少，增加了活性炭表面的碱性，增强了活性炭的阴离子交换能力，提高了活性炭对溴酸盐的吸附能力。还原改性的手段主要有通过H₂或N₂等惰性气体对活性炭进行高温处理或使用氨水对活性炭进行浸渍处理，去除活性炭表面的大部分酸性基团。

所述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89μm～104μm。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，可以起到吸附水中溴酸盐的作用。