申請(qǐng)日2016.05.17

　　公開(公告)日2016.07.20

　　IPC分類號(hào)C02F1/44; C02F1/28; B01J20/16; B01J20/30

　　摘要

　　一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置。采用珍珠巖作為基材，經(jīng)過珍珠巖預(yù)加工、物料混合、浸潤、成型、干燥與焙燒工序制作所需形狀的微孔陶瓷膜容器;再選用天然凹凸棒土，經(jīng)過預(yù)加工、物料混合、浸潤、造粒、干燥與焙燒工序制成所需凹凸棒土顆粒吸附濾料。容器內(nèi)濾料可以采用單一的凹凸棒土顆粒濾料，也可以采用凹凸棒土與其他濾料如活性炭顆粒等組成的混合濾料。凈水時(shí)，既可以采用單級(jí)處理法，也可以采取二級(jí)或者多級(jí)處理法。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、材料無毒、易于制備、成本低，陶瓷膜容器可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置，其特征在于：采用珍珠巖為基材制作微孔陶瓷膜材料，并加工成所需形狀與尺寸的微孔陶瓷膜材料容器，該容器內(nèi)置石英砂、凹凸棒土顆粒、活性炭顆粒作為濾料;所述濾料是單一濾料，或是凹凸棒土與其他濾料組成的混合濾料。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置，其特征在于所述微孔陶瓷膜材料容器的制作方法具體包括以下步驟：

　　第一步.珍珠巖預(yù)加工：取珍珠巖，經(jīng)粉碎、研磨后成粉體，過80目篩;

　　第二步.物料混合：將珍珠巖粉、海藻酸鈉、聚乙二醇和甲基纖維素按照質(zhì)量比100：(10～15)：(0.4～0.7)：(4～6)的比例充分混合，再滴加適量蒸餾水，同時(shí)不斷攪拌、揉搓，形成塑性混合材料;

　　第三步.浸潤：將上述塑性混合材料，在密閉濕潤環(huán)境中靜置12～48小時(shí);

　　第四步.成型：將上述浸潤后塑性混合材料置入容器中，壓制成所需形狀的容器，容器厚度為10～15mm;

　　第五步.干燥：將所制容器在常溫下自然風(fēng)干;

　　第六步.焙燒：以0.5～2℃/min速度升溫至120℃，接著再以1.5～2.5℃/min速度升溫至850～1000℃，保持時(shí)間為0～1h，自然冷卻至室溫。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置，其特征在于所述凹凸棒土顆粒吸附濾料的制作方法具體包括以下步驟：

　　第一步.凹凸棒土預(yù)加工：取天然凹凸棒土，用蒸餾水按固液比1∶(5～10)浸泡12～24h，采用攪拌機(jī)高速攪拌10～30min后，再靜置12～24h，取懸濁液，用自動(dòng)平衡離心機(jī)脫水15～30min，將脫水后的凹凸棒土放入烘箱內(nèi)，在105±2℃下干燥，再研磨成粉體，過80目篩;

　　第二步.物料混合：將凹凸棒土、海藻酸鈉按照質(zhì)量比100：(4～9)比例充分混合，再滴加蒸餾水，同時(shí)不斷攪拌，形成塑性混合材料;

　　第三步.浸潤：將塑性混合材料在密閉濕潤環(huán)境中靜置12～48小時(shí)。

　　第四步.造粒成型：將浸潤后塑性混合材料置入造粒機(jī)造粒或手工造粒，顆粒粒徑2～4mm;

　　第五步.干燥：將所制顆粒物常溫下自然風(fēng)干;

　　第六步.焙燒：將風(fēng)干后顆粒物置于馬弗爐中，在600～750℃下，焙燒2～3小時(shí)，然后自然冷卻，即得所需顆粒吸附濾料。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置，其特征在于該裝置凈化水時(shí)，采用單級(jí)處理法，或采取二級(jí)或者多級(jí)處理法。

　　說明書

　　一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于飲用水處理技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種適用于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部干旱農(nóng)村地區(qū)高濁飲用水的家用處理設(shè)備。該發(fā)明可以去除飲用水中的顆粒物，并對(duì)水中重金屬等污染物也有一定的去除功能。具體為采用珍珠巖作基材制備微孔陶瓷膜材料并加工成容器，容器內(nèi)置凹凸棒土顆粒、活性炭等吸附濾料。

　　背景技術(shù)

　　我國西部干旱區(qū)面積遼闊，包含了新疆、甘肅西北部、寧夏、內(nèi)蒙古西部四個(gè)地區(qū)。有些地方群眾世世代代為水愁，終年為解決吃水奔忙。有水地區(qū)，可以通過飲水工程，如最長可達(dá)幾千公里的露天水渠，將地表水(如黃河水)引到居民區(qū)存入地窖，供飲用和農(nóng)田灌溉。有些地方特別是干旱缺水的山區(qū)，地表水系少，地下水資源埋藏不均，有些地區(qū)人畜飲水非常困難。為了解決吃水問題，通過降雨蓄集利用技術(shù)，利用集雨面將雨水引入地窖，蓄積起來，供人畜飲用。但無論長距離引來地表水，還是蓄積的雨水，通常水質(zhì)渾濁，地窖里容易滋生細(xì)菌微生物等，特別長距離引來的地表水，水質(zhì)受到沿途污染時(shí)有發(fā)生。廣大群眾在飲用前只是經(jīng)過簡單沉淀，便加熱燒開直接飲用，飲用水質(zhì)得不到保證，對(duì)廣大群眾的健康構(gòu)成了威脅。

　　常規(guī)飲用水濁度的去除，采用的是混凝、沉淀、過濾的工序，但對(duì)上述西部干旱農(nóng)村地區(qū)的飲用水是存于地窖中的長距離引來的地表水或雨水，無法集中進(jìn)行飲用水處理，因而自來水廠的混凝、沉淀、過濾工藝不適用。為了提高沉淀效果可以向水中投加混凝劑，但混凝劑投加量無法根據(jù)水質(zhì)變化進(jìn)行控制，投加混凝劑雖在一定程度上可有效降低濁度，也存在引入新污染的風(fēng)險(xiǎn)。石英砂過濾技術(shù)，需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的濾池，不適于分散飲用水處理，對(duì)水中其他污染物去除作用有限。

　　市場(chǎng)上所售飲用水凈水器，多采用反滲透膜分離法，雖然可以有效去除水中污染物，但需要一套完備的設(shè)備，造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用均較高，不適用于欠發(fā)達(dá)的西部干旱農(nóng)村地區(qū)群眾高濁飲用水的處理�；钚蕴渴怯猛咀顝V的水處理吸附劑。它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，在水處理過程中，活性炭有著非常重要的作用。市場(chǎng)所售的活性炭吸附裝置主要用來吸附去除水中的有機(jī)污染，而不適于高濁水的處理。

　　目前，尚缺乏簡單經(jīng)濟(jì)、針對(duì)西部干旱農(nóng)村地區(qū)家庭高濁飲用水處理技術(shù)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　技術(shù)問題：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置，可以使高濁飲用水有效過濾，并可對(duì)水中重金屬等污染物等進(jìn)行有效吸附去除。該裝置采用珍珠巖制作微孔陶瓷膜材料，并加工成所需形狀與尺寸的容器，容器內(nèi)置凹凸棒土顆粒濾料，或凹凸棒土顆粒、活性炭顆粒等多種濾料。微孔陶瓷膜對(duì)水中顆粒物具有良好的過濾效果;顆粒吸附濾料除了起到過濾作用，還可有效吸附去除水中重金屬離子等污染物。該反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。

　　技術(shù)方案：本發(fā)明的一種適用于西部干旱農(nóng)村地區(qū)的家用飲水處理裝置，采用珍珠巖為基材制作微孔陶瓷膜材料，并加工成所需形狀與尺寸的微孔陶瓷膜材料容器，該容器內(nèi)置石英砂、凹凸棒土顆粒、活性炭顆粒作為濾料;所述濾料是單一濾料，或是凹凸棒土與其他濾料組成的混合濾料。

　　本發(fā)明的陶瓷膜容器可以制作成所需形狀尺寸，可以裝配單一濾料，也可以裝配混合濾料濾料;可采用單級(jí)處理模式，也可采用多級(jí)處理模式。本發(fā)明具體材料制備包括以兩個(gè)主要部分：

　　(一).微孔陶瓷膜容器制作

　　第一步.珍珠巖預(yù)加工。取珍珠巖，經(jīng)粉碎、研磨后成粉體，過80目篩;

　　第二步.物料混合。將珍珠巖粉、海藻酸鈉、聚乙二醇和甲基纖維素按照質(zhì)量比100：(10～15)：(0.4～0.7)：(4～6)的比例充分混合，再滴加適量蒸餾水，同時(shí)不斷攪拌、揉搓，形成塑性混合材料;

　　第三步.浸潤。塑性混合材料，在密閉濕潤環(huán)境中靜置12～48小時(shí);

　　第四步.成型。將浸潤后塑性混合材料置入容器中，壓制成所需形狀的容器，容器厚度通常10～15mm。

　　第五步.干燥。將所制容器在常溫下自然風(fēng)干。

　　第六步.焙燒。以0.5～2℃/min速度升溫至120℃，接著再以1.5～2.5℃/min速度升溫至850～1000℃，保持時(shí)間為0～1h，自然冷卻至室溫。

　　(二).凹凸棒土顆粒吸附濾料制作

　　第一步.凹凸棒土預(yù)加工。取天然凹凸棒土，用蒸餾水按固液比1∶(5～10)浸泡12～24h，采用攪拌機(jī)高速攪拌10～30min后，再靜置12～24h，取懸濁液，用自動(dòng)平衡離心機(jī)脫水15～30min，將脫水后的凹凸棒土放入烘箱內(nèi)，在105±2℃下干燥，再研磨成粉體，過80目篩。

　　第二步.物料混合。將凹凸棒土、海藻酸鈉按照質(zhì)量比100：(4～9)比例充分混合，再滴加蒸餾水，同時(shí)不斷攪拌，形成塑性混合材料。

　　第三步.浸潤。塑性混合材料，在密閉濕潤環(huán)境中靜置12～48小時(shí)。

　　第四步.造粒成型。將浸潤后塑性混合材料置入造粒機(jī)造粒或手工造粒，顆粒粒徑2～4mm。

　　第五步.干燥。將所制顆粒物常溫下自然風(fēng)干。

　　第六步.焙燒。將風(fēng)干后顆粒物置于馬弗爐中，在600～750℃下，焙燒2～3小時(shí)，然后自然冷卻，即得所需顆粒吸附濾料。

　　有益效果：本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　1.本發(fā)明采用耐高溫、無毒的珍珠巖和凹凸棒土分別作為制作微孔陶瓷膜容器和顆粒吸附濾料的基材，其他添加劑經(jīng)高溫焙燒后，也不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，不會(huì)對(duì)處理后水產(chǎn)生二次污染。

　　2.本發(fā)明的陶瓷膜容器和顆粒吸附濾料的制備和成型工藝簡單，操作方便。其中陶瓷膜容器可以清洗后，反復(fù)使用，因而使用成本低廉，特別適于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)農(nóng)村地區(qū)生活飲用水的處理。

　　3.本發(fā)明容器內(nèi)裝配的濾料可以根據(jù)所需去除水中污染物的性質(zhì)進(jìn)行選擇，既可以是均質(zhì)的凹凸棒土顆粒吸附濾料，也可以是多材料的混合濾料。

　　4.本發(fā)明的陶瓷膜容器可以制作成所需形狀尺寸，既可以一個(gè)容器單級(jí)處理使用，還可以多個(gè)容器配合多級(jí)處理使用。