佛山市麦克罗美的滤芯设备制造有限公司 广东佛山 528311
摘要：利用活性炭的物理化学吸附性质和活性炭作为一种分子筛和裁体的性能，研制了活性炭氢(AC—H)，活性炭碘三离子(AC—I)，活性炭一EDTA(AC—EDTA)等材料，并按照一定顺序组装成滤芯，对流经当地的如涟水河与孙水河的水直接进行处理。结果表明：这种新型滤芯能高效地去除水中溶解性有机物、重金属离子、阴离子洗涤剂等等有害有毒物质，杀灭水中细菌，获得安全、优质的饮用水。
关键词：活性炭氢；活性炭碘三离子；活性炭一EDTA
随着经济社会的不断发展，各种工业企业不断增加，水源地污染也在日益加重，传统的饮用水净水工艺已经无法有效地去除水源水中的污染物，因此饮用水安全受到越来越多的关注。
一、慨况
由于工业飞速发展，工厂三废及生活污水中所含的大量的有毒有害有机物和重金属离子’，严重地污染了饮用水源，水体中有毒有害化学污染物含量逐年上升，品种逐年增多。饮用水的常规水处理工艺已不能高效地去除水中溶解性有毒有害物质。于是，形形色色的家用净水器应运而生。目前，市售的净水器中的主要净水剂为活性炭，有将活性炭加工成滤管或滤板的，也有为了延长活性炭的吸附寿命，增加了前处理的多孔滤膜的，也有增加电解絮凝装置的，也有增加出水紫外线消毒装置的，等等。“滤业中国商务信息网”报道，有人选择了7种有代表性的净水器，按国家“生活饮用水水质标准”中的水质指标，考核了活性炭净水器的出水水质。同时，以耗氧置、溶懈性有机碳、毛细色谱峰图总面积及Ames致突变试验’4项指标，检查其净水效率，对它们的净水效率及考核指标做出评价。结果表明，各种净水器对生活饮用水水质标准中规定的各项水质指标，有明显的降低作用；对水中有机物，有不同程度的去除效果，但也有增加的。其中采用电解絮凝材料的，会导致铝离子的增加；采用聚丙烯醇多孔滤膜作过滤介质的，对色度、CODmn、DOC无去除作用，特别是不能减少毛细色谱图的峰数及面积，不符合净水要求。本文研制了一种新型的活性炭净水器滤芯，用它对当地的河水进行了直接处理。结果表明，它实现了对水体的深度处理，能够满足高级宾馆、饮料食品、部队学校、企事业单位、健康家庭的高质水要求。
二、生活用净水器滤芯采用的类型
1.魔力活性炭棒。对水中存在的有害物质进行靶向过滤，高效定向吸附余氯、有机物和重金属等有害物质的同时，保留水中钙、镁和钾等有益矿物质元素。
2.医疗级PES打褶膜。具有良好的稳定性、优异的亲水性和高不对称性过滤结构，通过打褶形式增加过滤面积，有效过滤孢子包囊和致病菌等有害物质，提
升过滤效率。卓越的容污能力，高浊度地区亦使用。
3.复合式陶瓷银离子活性炭纤维滤材。结构均匀结实，过滤孔径达0.1-1微米。独特的银离子符合技术，可抑制细菌生长，除氯、异味等。
4.PP棉+碳纤维+PP棉+颗粒活性炭。复合滤芯滤除悬浮物、泥沙、铁锈、胶体，吸附余氯、腐殖质、消毒副产品、有机物、异味、异色等水中杂质，有效截留重金属离子、细菌、病毒农药残留物，改善口感，使出水甘冽可口。在水流过紫外线抑菌灯时，紫外线可有效抑制管路内可能的细菌滋生，使水质更安全，使用更放心。
5.柔性材料滤网。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆树脂材料造价低，工艺简单，缺点是脆弱易破损，使用寿命短，滤布孔径大小分布不均，过滤效率低。取而代之是新型材料，滤芯采用100微米孔径高性能不锈钢滤网制成。不锈钢材质，不易破损，使用寿命长，孔径为100微米，保证过滤精度，滤布孔径分布均匀，确保过滤效率。
三、实验部分
1.主要试剂与仪器。活性炭：10目—20目，20目_50目；超滤膜：60；光谱纯金属(Fe，Mn，Cu，Pb，Zn，Or)；硝酸(优级纯)；高氯酸(优级纯)；单倍和三倍乳糖；硝酸汞(优级纯)；氯化钾(优级纯)；二苯卡巴腙；溴酚蓝；二甲苯蓝；龙胆汁；硫酸钾(优级纯)；硫化钠(优级纯)；硫酸高铁铵；对位二甲氨基苯胺；乙炔(燃料)纯度99．7％；去离子水；蛋白酶培养液；EC培养液；原子吸收光谱仪(型号AAS9542C)；COD测试仪(型号HH一5)；数字浊度仪(型号WGZ一1)；分光光度计(型号7230)；培养箱(型号删．B11420)；70型离子交换纯水器)。
2.活性炭的处理活性炭的处理过程如下：（1）预处理。上述活性炭经自来水流水漂洗，干燥，用2mol·Dm-3的稀盐酸浸泡4h，再水洗至PH=5；恒温45℃千燥，即制得活性炭氢AC—H。（2）活性炭碘三离子的制作。另取活性炭经自来水流水漂洗，恒温干燥后，用饱和12一Ⅺ溶液浸泡8h；再经自来水流水漂洗直到流出的水无色即得活性炭碘AC—I。（3）AC—EDTA的制作。改用0．05mol·Dm-3EDTA溶液，经同样的方法制得AC—EDTA。
3.水样的过滤。分别按AC—H，AC—EDTA，AC—I和AC—EDTA，AC—I，AC—H的顺序，取等体积的三种活性炭装柱，滤芯底部用彻的超滤膜封住，并用它们对水样过滤。然后，我们采用原子吸收光谱仪，COD测试仪，数字浊度仪，分光光度计等仪器对过滤后的水样进行了检测。结果令人满意。
四、检测结果与讨论
1.有害重金属离子去除结果。表1表明，涟水河和孙水河的水经过该滤芯净化后，水中的一些有害金属离子得到高效的去除，去除率达100％。
表2水样净化前后其它有害物质的含量与除去率
3.讨论。(1)活性炭颗粒的大小对净化结果的影响。本实验采用了两种活性炭制取滤芯。结果表明：用20目—50目活性炭制取的滤芯处理效果更好。说明活性炭吸附性能与比表面积有关，颗粒越小，比表面积越大，吸附性能越好。(2)活性炭装柱顺序对净化效果的影响。本实验采取了两种装柱顺序(从底层到上层)来制作滤芯：①Ac—l、AC—EDTA AC—H、②xc—EDTAAC—I、AC—H、柱底均封装60中的超滤膜(UF)。结果表明，用①装柱顺序制作的滤芯，其净化效果比用②顺序制作的滤芯的净化效果更好。这说明，活性炭装柱顺序不同对净化效果有影响。其原因可能是上层AC—H对水中的大分子物质、有色物质、臭味、碱性物质有一个高效去除作用，中间的AC—EDTA可以将AC—H不能去除的重金属离子成为螯合物而被截留，下层的AC—I中的13-具有强烈的杀菌消毒能力，而且13-在溶液中有一个可逆平衡而产生I-，I-。能与从第二层中逃逸出来的那些重金属离子进一步反应，其产物被AC—I吸附掉。如果AC—I放在中间，AC—EDTA放在下层，那么13-与水中的有害重金属离子反应而被消耗，从而降低了AC—I的杀菌消毒作用。
本法制得的滤芯能有效地去除水中有机物，有害的重金属离子，细菌和病毒：CODmn的去除率达100％，阴离子去除率达90％以上，有害重金属去除率达100％，细菌去除率达100％。所以经过本工艺制作的滤芯处理过的水，其质量远高于国家饮用水标准，为优质的能够直接饮用的放心水。
参考文献：
[1]浩燕．水处理药荆及材料实用手册[M]．北京：中国石化出版社。2016．
[2]李雨．原子吸收及原子荧光光谱分析[M]．北京：科学出版社．2016．
论文作者:陈娟
论文发表刊物:《科技新时代》2019年4期
论文发表时间:2019/6/20
标签：活性炭论文; 滤芯论文; 离子论文; 重金属论文; 水中论文; 净水器论文; 有机物论文; 《科技新时代》2019年4期论文;