[发明专利]一种净水器及其应用

说明书

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种净水器及其应用。本发明提供了一种净水器，包括：膜反应装置和碳纳米管溶液进料装置；膜反应装置设置有过滤膜；碳纳米管溶液进料装置通过进料口与膜反应装置连接；碳纳米管溶液进料装置的碳纳米管可通过进料口进入膜反应装置并在第一水流的压力下固定于过滤膜上，与过滤膜形成碳纳米管动态吸附层。本发明中，碳纳米管在第一水流的压力下固定于过滤膜上并与过滤膜形成碳纳米管动态吸附层，碳纳米管提高了过滤膜的吸附性能，使过滤膜可应用于微污染物的去除，过滤膜为碳纳米管提供了附着点，避免了碳纳米管的团聚，从而提高了吸附性能，并且，碳纳米管与过滤膜结合减缓了过滤膜污染的发生。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种净水器及其应用。

背景技术

水中的微污染物主要有持久性有机污染物和环境荷尔蒙两大类。持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)具有毒性、易于在生物体内富集。POPs首先被植物、海洋微生物及昆虫吸收，植物、海洋微生物及昆虫又被较强大的生物捕食，POPs随着其在食物链中的循环，最终污染鱼、肉及乳类等食品，被污染的食品被人类食后，POPs藏匿于脂肪纤维中，并且可通过胎盘和哺乳传递给婴儿。环境荷尔蒙存在于生物环境中，是具有与荷尔蒙类同作用的“外因性扰乱内分泌化学物质”。水中的环境荷尔蒙可以通过各种途径进入人体，由于环境荷尔蒙的结构与人体雌性激素分子的结构非常相似，当它们进入人体后，与雌性激素的受体结合，使机体关闭或逐渐改变某些生物化学反应过程，久之会破坏人体内原有的某些功能，使正常的内分泌系统失调。

膜分离技术，是以选择性透过膜为介质，利用膜两侧的压力差、浓度差或电位差等为推动力，使被分离物质中的不同组分选择性的透过膜，从而实现物质分离或提纯。当前，膜分离技术在食品、化工、能源以及污水处理中都得到了广泛应用，并且还在不断发展。在环境工程，特别是废水处理和中水回用方面，膜分离技术有着广泛的应用前景。但是膜分离技术对于微污染物的去除效率不高。

膜分离技术虽然可以根据需要选择分离和提纯物质，但对于所截留的小分子微污染物，往往会产生不可逆的膜污染，需要大量且频繁的更换过滤膜，增加了使用成本。

碳纳米管是一种新型的纳米材料，其独特的一维结构使碳纳米管具备优良的电子学、光学、力学、化学等性质，对污染物具有出色的吸附性能。在水处理方面，碳纳米管常作为吸附去除水中有机微污染物的吸附介质，对生物和化学污染有很好的去除效果。目前对于碳纳米管研究较多的可吸附化合物包括重金属污染物(Cr³⁺、Pb²⁺、Zn²⁺等)、有机物(多环芳香族有机物和阿特拉津等)、生物污染物(细菌、病毒等)、天然有机物和蓝藻毒素等。有机物主要依靠疏水作用实现在碳纳米管上的吸附，除疏水作用外，扩散作用、偶极力、碳纳米管与有机物之间的π电子极化等均有可能在多方面影响吸附质分子在碳纳米管上的吸附行为。对有机物的吸附研究表明，碳纳米管对其吸附能力较强且平衡速率较快，吸附pH值范围较广。

然而，碳纳米管还存在一些不足之处，碳纳米管极易团聚，表面活性位点利用率降低，进而导致吸附性能的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种净水器，用于解决膜分离技术对于微污染物的去除效率不高、碳纳米管极易团聚导致其吸附性能降低的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种净水器，包括：膜反应装置和碳纳米管溶液进料装置；

所述膜反应装置设置有过滤膜；

所述碳纳米管溶液进料装置通过进料口与所述膜反应装置连接；

所述碳纳米管溶液进料装置的碳纳米管可通过所述进料口进入所述膜反应装置并在第一水流的压力下固定于所述过滤膜上，与所述过滤膜形成碳纳米管动态吸附层。

优选的，所述膜反应装置内还设置有安装架；