一種飲用水碳纖維過(guò)濾器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種飲用水碳纖維過(guò)濾器，從上到下依次包括進(jìn)水口、混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層和儲(chǔ)水罐體，儲(chǔ)水罐體內(nèi)設(shè)置加熱元件，混雜纖維過(guò)濾層由熱塑性纖維和活性碳纖維長(zhǎng)絲混雜編織而成；抑菌過(guò)濾層包括第一層活性炭纖維長(zhǎng)絲織物和涂覆在其表面的納米銀附著層；重金屬過(guò)濾層包括第二層活性碳纖維長(zhǎng)絲織物和噴涂在其表面的KDF銅鋅合金涂層。將目前通用的顆粒物過(guò)濾芯材替換為活性碳纖維織物結(jié)構(gòu)形式，活性碳纖維織物自身的多孔結(jié)構(gòu)形式，使得濾芯材料與顆粒芯材相比具有更好的滲透性，同時(shí)織物結(jié)構(gòu)也賦予了過(guò)濾材料較高的分布均勻性，有效避免顆粒過(guò)濾材料堆積而導(dǎo)致的水源凈化過(guò)程的水流量不通暢的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種飲用水碳纖維過(guò)濾器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種飲用水碳纖維過(guò)濾器及其制備方法與應(yīng)用，特別涉及一種利用活性碳纖維織物為載體復(fù)合各種功能性涂層的多級(jí)濾芯結(jié)構(gòu)、同時(shí)帶有碳纖維遠(yuǎn)紅外電加熱功能的飲用水過(guò)濾器，該過(guò)濾器可對(duì)水中各種復(fù)雜污染物進(jìn)行有效過(guò)濾凈化，同時(shí)配有碳纖維遠(yuǎn)紅外加熱裝置可對(duì)飲用水進(jìn)行快速加熱，達(dá)到方便舒適飲用的特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]自遠(yuǎn)古開(kāi)始，水就是世間萬(wàn)物的源泉，水也是生命的第一要素。在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，由于農(nóng)業(yè)、工業(yè)活動(dòng)大幅機(jī)械化以及人類活動(dòng)的無(wú)序化，水源環(huán)境的破壞和水質(zhì)的污染日趨嚴(yán)重。當(dāng)各種泥沙、重金屬、浮游生物和有害菌類進(jìn)入到飲用水源中，在造成水質(zhì)降低的同時(shí)，也帶來(lái)了水中成分分布的失衡和正常結(jié)構(gòu)的改變。近年來(lái)許多科研人員已經(jīng)開(kāi)始研制各種家庭飲用水的凈化裝置，主要利用各種顆粒吸附材料來(lái)改善水質(zhì)成分、凈化水中污染物，現(xiàn)有的浸水設(shè)備所用的濾芯材料主要是顆粒狀凈化材料，主要有活性炭、陶瓷微球、礦物微球等，這些濾芯材料雖然有吸附有害物質(zhì)、活化水質(zhì)成分的作用，但是顆粒凈化物自身的形態(tài)造成了凈化裝置對(duì)水源的凈化過(guò)程不均勻，有時(shí)甚至?xí)驗(yàn)榇罅课⑿艋w粒堆積而出現(xiàn)凈化器中水流停滯堵塞等問(wèn)題，雖有一定的處理效果但是影響處理的效率，對(duì)家庭飲用水的使用造成了影響。
[0003]碳纖維是一種纖維狀的柔性碳材料，利用高溫活化技術(shù)也可以賦予高強(qiáng)度、高模量碳纖維以及表面發(fā)達(dá)微孔結(jié)構(gòu)，這種納米或微米級(jí)別的微孔結(jié)構(gòu)也賦予了碳纖維極強(qiáng)的吸附特性，稱之為活性碳纖維。利用活性碳纖維自身的吸附性可制成具有過(guò)濾功能的凈化濾芯，同時(shí)利用其吸附性也可作為各種功能材料的載體，對(duì)水源進(jìn)行不同類型的抑菌或消毒以及控制微生物的作用。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的利用活性炭纖維制備的過(guò)濾器一般壽命較短，過(guò)濾總水量以及凈水流量相對(duì)較小，過(guò)濾效果較差的弊端。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種飲用水碳纖維過(guò)濾器，該過(guò)濾器是利用熱塑性纖維混雜碳纖維和活性碳纖維織物為載體復(fù)合各種功能性涂層的多級(jí)濾芯結(jié)構(gòu)，同時(shí)帶有碳纖維遠(yuǎn)紅外電加熱功能的飲用水過(guò)濾器，具有過(guò)濾效果好、使用壽命長(zhǎng)、凈水流量大的特點(diǎn)。
[0005]為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]—種飲用水碳纖維過(guò)濾器，從上到下依次包括進(jìn)水口、混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層和儲(chǔ)水罐體，儲(chǔ)水罐體內(nèi)設(shè)置加熱元件，混雜纖維過(guò)濾層由熱塑性纖維和活性碳纖維長(zhǎng)絲混雜編織而成;抑菌過(guò)濾層包括第一層活性炭纖維長(zhǎng)絲織物和涂覆在其表面的納米銀附著層;重金屬過(guò)濾層包括第二層活性碳纖維長(zhǎng)絲織物和噴涂在其表面的KDF銅鋅合金涂層。
[0007]優(yōu)選的，混雜纖維過(guò)濾層中，所述熱塑性纖維為聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或聚酯纖維;所述活性碳纖維長(zhǎng)絲為高強(qiáng)型碳纖維T300、T700或T800經(jīng)過(guò)高溫活化制備。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述活性碳纖維長(zhǎng)絲的比表面積為500-3000m2/g。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，熱塑性纖維和活性碳纖維的混雜比例為1:1至10:1之間可調(diào)。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述混雜纖維過(guò)濾層的目數(shù)為60-500目，厚度為l-10mm。
[0011]混雜纖維過(guò)濾層主要利用熱塑性纖維與活性碳纖維混雜，使一級(jí)過(guò)濾層兼?zhèn)錈崴苄岳w維的力學(xué)韌性和活性碳纖維的吸附性，不僅對(duì)飲用水中大顆粒的污染物，例如泥沙、鐵銹、浮游微生物進(jìn)行過(guò)濾和吸附處理，而且會(huì)大大提高混雜纖維過(guò)濾層的使用壽命。
[0012]優(yōu)選的，抑菌過(guò)濾層中，活性碳纖維長(zhǎng)絲采用高強(qiáng)型碳纖維T300、T700或T800經(jīng)過(guò)高溫活化制備，活性碳纖維長(zhǎng)絲的比表面積為500-3000m2/g。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，第一層活性炭長(zhǎng)絲織物為無(wú)紡布、網(wǎng)眼布、平紋、斜紋或緞紋織物形式的任意一種或多種形式的疊層。
[0014]更進(jìn)一步優(yōu)選的，抑菌過(guò)濾層的厚度為l-10mm，目數(shù)為100-500目，織物面密度為20-100g/m2。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述納米銀顆粒的粒徑為25-50nm，納米銀顆粒的質(zhì)量為抑菌過(guò)濾層總質(zhì)量的5-30 %。
[0016]抑菌過(guò)濾層主要利用活性碳纖維自身的高吸附性對(duì)飲用水中的致病微生物進(jìn)行吸附凈化，同時(shí)利用表面附著的納米銀顆粒層對(duì)飲用水中的多種致病菌(大腸桿菌、霍亂菌、痢疾菌、淋球菌、沙眼衣原體等)進(jìn)行抑制或殺滅處理，相比單純的活性碳纖維織物和單純的納米銀，本實(shí)用新型的抑菌過(guò)濾層的過(guò)濾殺菌效果更好。
[0017]優(yōu)選的，重金屬過(guò)濾層中，活性碳纖維長(zhǎng)絲采用高強(qiáng)型碳纖維T300、T700或T800經(jīng)過(guò)高溫活化制備，活性碳纖維長(zhǎng)絲的比表面積為500-3000m2/g。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選的，第二層活性炭長(zhǎng)絲織物為無(wú)紡布、網(wǎng)眼布、平紋、斜紋或緞紋織物形式的任意一種或多種形式的疊層。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述KDF銅鋅合金為KDF55或KDF85，銅鋅合金涂層占重金屬過(guò)濾層總質(zhì)量的5-30 %。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選的，重金屬過(guò)濾層的厚度為l-10mm，目數(shù)為100-500目，織物面密度為20-100g/m2。
[0021]重金屬過(guò)濾層主要以活性碳纖維為載體，在其表面附著致密的KDF銅鋅合金涂層，利用該合金涂層表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，達(dá)到對(duì)水中的氯、化學(xué)毒素、農(nóng)藥、水溶性重金屬等的過(guò)濾，尤其對(duì)去除鐵、硫化氫、氯氣、氟化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及鍋垢等均有明顯效果，主要用于生活用水的深度凈化，相比單純的KDF銅鋅合金涂層和單純的活性碳纖維織物，本實(shí)用新型的重金屬過(guò)濾層的深度凈化效果更好，凈化效率更好，單位體積的重金屬過(guò)濾層在單位時(shí)間內(nèi)可以凈化更大流量的水。
[0022]優(yōu)選的，所述加熱元件為碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件。
[0023]內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體，用于對(duì)凈化后的水源進(jìn)行短期儲(chǔ)存，同時(shí)利用碳纖維自身通電加熱以及發(fā)射2-15微米遠(yuǎn)紅外線的特性，對(duì)儲(chǔ)水罐體內(nèi)的凈化水進(jìn)行暖化加熱處理，有效避免凈化飲用水過(guò)涼的問(wèn)題。
[0024]所述碳纖維過(guò)濾器的制備方法，包括如下步驟:
[0025]I)混雜纖維過(guò)濾層的制備
[0026]使用熱塑性纖維和活性炭纖維長(zhǎng)絲混雜編織，得到混雜纖維過(guò)濾層；
[0027]2)抑菌過(guò)濾層的制備
[0028]將活性碳長(zhǎng)絲編織成織物，在織物表面制備納米銀顆粒附著層，得到抑菌過(guò)濾層；
[0029]3)重金屬過(guò)濾層的制備
[0030]將活性碳長(zhǎng)絲編織成織物，在織物表面制備KDF銅鋅合金涂層，得到重金屬過(guò)濾層；
[0031]步驟1)-3)的順序可以交換；
[0032]4)在過(guò)濾器殼體的儲(chǔ)水罐體內(nèi)安裝加熱元件，并將混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層和重金屬過(guò)濾層按照從上到下的順序安裝在過(guò)濾器殼體內(nèi)，得到過(guò)濾器。
[0033]上述碳纖維過(guò)濾器在水過(guò)濾中的應(yīng)用，尤其在飲用水過(guò)濾中的應(yīng)用。
[0034]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0035]第一，將目前通用的顆粒物過(guò)濾芯材替換為活性碳纖維織物結(jié)構(gòu)形式，活性碳纖維織物自身的多孔結(jié)構(gòu)形式，使得濾芯材料與顆粒芯材相比具有更好的滲透性，同時(shí)織物結(jié)構(gòu)也賦予了過(guò)濾材料較高的分布均勻性，有效避免顆粒過(guò)濾材料堆積而導(dǎo)致的水源凈化過(guò)程的水流量不通暢的問(wèn)題。
[0036]第二，充分利用活性碳纖維長(zhǎng)絲織物微孔結(jié)構(gòu)賦予其的超強(qiáng)吸附性，同時(shí)以活性碳纖維長(zhǎng)絲織物作為載體制備成納米銀附著層或銅鋅合金涂層，以其作為抑菌過(guò)濾層或重金屬過(guò)濾層，將活性碳纖維的吸附過(guò)濾特性與其它材料的抑菌性或氧化還原性相結(jié)合，達(dá)到凈化飲用水中重金屬或有害菌類的功能。
[0037]第三，活性碳纖維長(zhǎng)絲具有高強(qiáng)型碳纖維的優(yōu)異力學(xué)性能，可以有效延長(zhǎng)凈化過(guò)濾芯材的使用壽命，經(jīng)過(guò)該過(guò)濾器凈化的水源可達(dá)到直接飲用的級(jí)別而無(wú)需燒開(kāi)殺毒。
[0038]第四，凈化水儲(chǔ)罐中內(nèi)置碳纖維電熱元件，利用碳纖維自身通電加熱以及發(fā)射2-15微米遠(yuǎn)紅外線的特性，對(duì)儲(chǔ)水罐體內(nèi)凈化水進(jìn)行暖化加熱處理，避免凈化飲用水過(guò)涼的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是本實(shí)用新型的活性碳纖維過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]其中:1、混雜纖維過(guò)濾層，2、抑菌過(guò)濾層，3、重金屬過(guò)濾層，4、儲(chǔ)水罐體，5、碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0042]實(shí)施例1
[0043]一種飲用水碳纖維過(guò)濾器分為三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)并配有碳纖維遠(yuǎn)紅外電加熱裝置，其中三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括:混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層，在三級(jí)過(guò)濾裝置之后的底部配有儲(chǔ)水罐體，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件，對(duì)處理后的凈化水進(jìn)行加熱暖化處理。
[0044]第一，混雜纖維過(guò)濾層的制備?；祀s纖維使用聚乙烯纖維熱塑性纖維和高強(qiáng)型碳纖維T300經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維混雜編織制成無(wú)紡布織物，T300制備的活性碳纖維比表面積為500m2/g，熱塑性纖維和活性碳纖維混雜比例為1:1。最終制備的織物面密度為20g/m2，混雜纖維過(guò)濾層的織物目數(shù)為60目，織物厚度為1mm?；祀s纖維過(guò)濾層用于對(duì)飲用水中大顆粒的污染物，例如泥沙、鐵銹、浮游微生物進(jìn)行過(guò)濾和吸附。
[0045]第二，抑菌過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T700經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成無(wú)紡布織物，活性碳纖維織物的比表面積為1000m2/g，在纖維織物表面通過(guò)浸漬或噴涂技術(shù)與震蕩技術(shù)結(jié)合制備粒徑為25nm納米銀顆粒附著層，附著層占抑菌過(guò)濾層總質(zhì)量的5%，最終活性碳纖維長(zhǎng)絲抑菌層的厚度為1_，織物目數(shù)為100目，織物面密度為20g/m2?；钚蕴祭w維表面附著的納米銀顆粒層對(duì)飲用水中的多種致病菌(大腸桿菌、霍亂菌、痢疾菌、淋球菌、沙眼衣原體等)進(jìn)行抑制或殺滅處理。
[0046]第三，重金屬過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T700經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成網(wǎng)眼布織物，活性碳纖維織物的比表面積為1200m2/g，在纖維織物表面通過(guò)電弧噴涂或等離子體噴涂等技術(shù)制備KDF55銅鋅合金涂層，銅鋅合金涂層占重金屬過(guò)濾層總質(zhì)量的15%。最終活性碳纖維長(zhǎng)絲重金屬過(guò)濾層的厚度為2_，織物目數(shù)為100目，織物面密度為28g/m2。利用該合金涂層表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，達(dá)到對(duì)水中的氯、化學(xué)毒素、農(nóng)藥、水溶性重金屬等的過(guò)濾，尤其對(duì)去除鐵、硫化氫、氯氣、氟化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及鍋垢等均有明顯效果，主要用于生活用水的深度凈化。
[0047]第四，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體的制備。在三級(jí)過(guò)濾裝置底部配有內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體，用于對(duì)凈化后的水源進(jìn)行短期儲(chǔ)存，同時(shí)利用碳纖維自身通電加熱以及發(fā)射2-15微米遠(yuǎn)紅外線的特性，對(duì)儲(chǔ)水罐體內(nèi)的凈化水進(jìn)行暖化加熱處理，有效避免凈化飲用水過(guò)涼的問(wèn)題，經(jīng)該過(guò)濾器凈化的水源可達(dá)到直接飲用級(jí)別無(wú)需燒開(kāi)殺毒。
[0048]使用壽命為4年，過(guò)濾后的水符合世界衛(wèi)生組織健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
[0049]實(shí)施例2
[0050]一種飲用水碳纖維過(guò)濾器分為三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)并配有碳纖維遠(yuǎn)紅外電加熱裝置，其中三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括:混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層，在三級(jí)過(guò)濾裝置之后的底部配有儲(chǔ)水罐體，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件，對(duì)處理后的凈化水進(jìn)行加熱暖化處理。
[0051]第一，混雜纖維過(guò)濾層的制備?；祀s纖維使用聚丙烯纖維熱塑性纖維和高強(qiáng)型碳纖維T700經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維混雜編織制成無(wú)紡布織物，T700制備的活性碳纖維比表面積為1200m2/g，熱塑性纖維和活性碳纖維混雜比例為2:1。最終制備的織物面密度為80g/m2，混雜纖維過(guò)濾層的織物目數(shù)為80目，織物厚度為7mm?；祀s纖維過(guò)濾層用于對(duì)飲用水中大顆粒的污染物，例如泥沙、鐵銹、浮游微生物進(jìn)行過(guò)濾和吸附。
[0052]第二，抑菌過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T800經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成平紋織物，活性碳纖維織物的比表面積為1900m2/g，在纖維織物表面通過(guò)浸漬或噴涂技術(shù)與震蕩技術(shù)結(jié)合制備粒徑為30nm納米銀顆粒附著層，附著層占抑菌過(guò)濾層總質(zhì)量的20%，最終活性碳纖維長(zhǎng)絲抑菌層的厚度為4mm，織物目數(shù)為200目，織物面密度為60g/m2?；钚蕴祭w維表面附著的納米銀顆粒層對(duì)飲用水中的多種致病菌(大腸桿菌、霍亂菌、痢疾菌、淋球菌、沙眼衣原體等)進(jìn)行抑制或殺滅處理。
[0053]第三，重金屬過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T800經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成斜紋織物，活性碳纖維織物的比表面積為1400m2/g，在纖維織物表面通過(guò)電弧噴涂或等離子體噴涂等技術(shù)制備KDF85銅鋅合金涂層，銅鋅合金涂層占重金屬過(guò)濾層總質(zhì)量的22%。最終活性碳纖維長(zhǎng)絲重金屬過(guò)濾層的厚度為3mm，織物目數(shù)為300目，織物面密度為90g/m2。利用該合金涂層表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，達(dá)到對(duì)水中的氯、化學(xué)毒素、農(nóng)藥、水溶性重金屬等的過(guò)濾，尤其對(duì)去除鐵、硫化氫、氯氣、氟化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及鍋垢等均有明顯效果，主要用于生活用水的深度凈化。
[0054]第四，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體的制備。在三級(jí)過(guò)濾裝置底部配有內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體，用于對(duì)凈化后的水源進(jìn)行短期儲(chǔ)存，同時(shí)利用碳纖維自身通電加熱以及發(fā)射2-15微米遠(yuǎn)紅外線的特性，對(duì)儲(chǔ)水罐體內(nèi)的凈化水進(jìn)行暖化加熱處理，有效避免凈化飲用水過(guò)涼的問(wèn)題，經(jīng)該過(guò)濾器凈化的水源可達(dá)到直接飲用級(jí)別無(wú)需燒開(kāi)殺毒。
[0055]實(shí)施例3
[0056]一種飲用水碳纖維過(guò)濾器分為三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)并配有碳纖維遠(yuǎn)紅外電加熱裝置，其中三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括:混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層，在三級(jí)過(guò)濾裝置之后的底部配有儲(chǔ)水罐體，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件，對(duì)處理后的凈化水進(jìn)行加熱暖化處理。
[0057]第一，混雜纖維過(guò)濾層的制備?；祀s纖維使用聚酯纖維熱塑性纖維和高強(qiáng)型碳纖維T800經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維混雜編織制成無(wú)紡布織物，T800制備的活性碳纖維比表面積為1100m2/g，熱塑性纖維和活性碳纖維混雜比例為5:1。最終制備的織物面密度為70g/m2，混雜纖維過(guò)濾層的織物目數(shù)為140目，織物厚度為4mm?；祀s纖維過(guò)濾層用于對(duì)飲用水中大顆粒的污染物，例如泥沙、鐵銹、浮游微生物進(jìn)行過(guò)濾和吸附。
[0058]第二，抑菌過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T300經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成斜紋織物，活性碳纖維織物的比表面積為2 10mVg，在纖維織物表面通過(guò)浸漬或噴涂技術(shù)與震蕩技術(shù)結(jié)合制備粒徑為25nm納米銀顆粒附著層，附著層占抑菌過(guò)濾層總質(zhì)量的23%，最終活性碳纖維長(zhǎng)絲抑菌層的厚度為8mm，織物目數(shù)為500目，織物面密度為100g/m2?；钚蕴祭w維表面附著的納米銀顆粒層對(duì)飲用水中的多種致病菌(大腸桿菌、霍亂菌、痢疾菌、淋球菌、沙眼衣原體等)進(jìn)行抑制或殺滅處理。
[0059]第三，重金屬過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T800經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成緞紋織物，活性碳纖維織物的比表面積為2400m2/g，在纖維織物表面通過(guò)電弧噴涂或等離子體噴涂等技術(shù)制備KDF55銅鋅合金涂層，銅鋅合金涂層占重金屬過(guò)濾層總質(zhì)量的30%。最終活性碳纖維長(zhǎng)絲重金屬過(guò)濾層的厚度為10mm，織物目數(shù)為500目，織物面密度為100g/m2。利用該合金涂層表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，達(dá)到對(duì)水中的氯、化學(xué)毒素、農(nóng)藥、水溶性重金屬等的過(guò)濾，尤其對(duì)去除鐵、硫化氫、氯氣、氟化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及鍋垢等均有明顯效果，主要用于生活用水的深度凈化。
[0060]第四，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體的制備。在三級(jí)過(guò)濾裝置底部配有內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體，用于對(duì)凈化后的水源進(jìn)行短期儲(chǔ)存，同時(shí)利用碳纖維自身通電加熱以及發(fā)射2-15微米遠(yuǎn)紅外線的特性，對(duì)儲(chǔ)水罐體內(nèi)的凈化水進(jìn)行暖化加熱處理，有效避免凈化飲用水過(guò)涼的問(wèn)題，經(jīng)該過(guò)濾器凈化的水源可達(dá)到直接飲用級(jí)別無(wú)需燒開(kāi)殺毒。
[0061 ] 實(shí)施例4
[0062]一種飲用水碳纖維過(guò)濾器分為三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)并配有碳纖維遠(yuǎn)紅外電加熱裝置，其中三級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括:混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層，在三級(jí)過(guò)濾裝置之后的底部配有儲(chǔ)水罐體，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件，對(duì)處理后的凈化水進(jìn)行加熱暖化處理。
[0063]第一，混雜纖維過(guò)濾層的制備?；祀s纖維使用聚丙烯纖維熱塑性纖維和高強(qiáng)型碳纖維T300經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維混雜編織制成無(wú)紡布織物，T300制備的活性碳纖維比表面積為1700m2/g，熱塑性纖維和活性碳纖維混雜比例為10:1。最終制備的織物面密度為100g/m2，混雜纖維過(guò)濾層的織物目數(shù)為400目，織物厚度為50mm?；祀s纖維過(guò)濾層用于對(duì)飲用水中大顆粒的污染物，例如泥沙、鐵銹、浮游微生物進(jìn)行過(guò)濾和吸附。
[0064]第二，抑菌過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T700經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成緞紋織物，活性碳纖維織物的比表面積為2900m2/g，在纖維織物表面通過(guò)浸漬或噴涂技術(shù)與震蕩技術(shù)結(jié)合制備粒徑為21nm納米銀顆粒附著層，附著層占抑菌過(guò)濾層總質(zhì)量的20%，最終活性碳纖維長(zhǎng)絲抑菌層的厚度為10mm，織物目數(shù)為450目，織物面密度為90g/m2?；钚蕴祭w維表面附著的納米銀顆粒層對(duì)飲用水中的多種致病菌(大腸桿菌、霍亂菌、痢疾菌、淋球菌、沙眼衣原體等)進(jìn)行抑制或殺滅處理。
[0065]第三，重金屬過(guò)濾層的制備。采用高強(qiáng)型碳纖維T800經(jīng)高溫活化制備的活性碳纖維長(zhǎng)絲，編織制成無(wú)紡布織物，活性碳纖維織物的比表面積為3000m2/g，在纖維織物表面通過(guò)電弧噴涂或等離子體噴涂等技術(shù)制備KDF85銅鋅合金涂層，銅鋅合金涂層占重金屬過(guò)濾層總質(zhì)量的25%。最終活性碳纖維長(zhǎng)絲重金屬過(guò)濾層的厚度為5_，織物目數(shù)為500目，織物面密度為30g/m2。利用該合金涂層表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，達(dá)到對(duì)水中的氯、化學(xué)毒素、農(nóng)藥、水溶性重金屬等的過(guò)濾，尤其對(duì)去除鐵、硫化氫、氯氣、氟化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽以及鍋垢等均有明顯效果，主要用于生活用水的深度凈化。
[0066]第四，內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體的制備。在三級(jí)過(guò)濾裝置底部配有內(nèi)置碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件的儲(chǔ)水罐體，用于對(duì)凈化后的水源進(jìn)行短期儲(chǔ)存，同時(shí)利用碳纖維自身通電加熱以及發(fā)射2-15微米遠(yuǎn)紅外線的特性，對(duì)儲(chǔ)水罐體內(nèi)的凈化水進(jìn)行暖化加熱處理，有效避免凈化飲用水過(guò)涼的問(wèn)題，經(jīng)該過(guò)濾器凈化的水源可達(dá)到直接飲用級(jí)別無(wú)需燒開(kāi)殺毒。
[0067]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種飲用水碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:從上到下依次包括進(jìn)水口、混雜纖維過(guò)濾層、抑菌過(guò)濾層、重金屬過(guò)濾層和儲(chǔ)水罐體，儲(chǔ)水罐體內(nèi)設(shè)置加熱元件，混雜纖維過(guò)濾層由熱塑性纖維和活性碳纖維長(zhǎng)絲混雜編織而成;抑菌過(guò)濾層包括第一層活性炭纖維長(zhǎng)絲織物和涂覆在其表面的納米銀附著層;重金屬過(guò)濾層包括第二層活性碳纖維長(zhǎng)絲織物和噴涂在其表面的KDF銅鋅合金涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:混雜纖維過(guò)濾層中，所述熱塑性纖維為聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或聚酯纖維；所述活性碳纖維長(zhǎng)絲為高強(qiáng)型碳纖維T300、T700或T800經(jīng)過(guò)高溫活化制備。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:所述活性碳纖維長(zhǎng)絲的比表面積為500-3000m2/g; 或熱塑性纖維和活性碳纖維的混雜比例為1:1至10:1之間可調(diào)； 或所述混雜纖維過(guò)濾層的目數(shù)為60-500目，厚度為l-10mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:抑菌過(guò)濾層中，活性碳纖維長(zhǎng)絲采用高強(qiáng)型碳纖維T300、T700或T800經(jīng)過(guò)高溫活化制備，活性碳纖維長(zhǎng)絲的比表面積為500-3000m2/go5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:第一層活性炭長(zhǎng)絲織物為無(wú)紡布、網(wǎng)眼布、平紋、斜紋或緞紋織物形式的任意一種或多種形式的疊層； 或抑菌過(guò)濾層的厚度為l-10mm，目數(shù)為100-500目，織物面密度為20-100g/m2; 或所述納米銀顆粒的粒徑為25-50nm，納米銀顆粒的質(zhì)量為抑菌過(guò)濾層總質(zhì)量的5-30%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:重金屬過(guò)濾層中，活性碳纖維長(zhǎng)絲采用高強(qiáng)型碳纖維T300、T700或T800經(jīng)過(guò)高溫活化制備，活性碳纖維長(zhǎng)絲的比表面積為500-3000m2/go7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:第二層活性炭長(zhǎng)絲織物為無(wú)紡布、網(wǎng)眼布、平紋、斜紋或緞紋織物形式的任意一種或多種形式的疊層。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:所述KDF銅鋅合金為KDF55或KDF85，銅鋅合金涂層占重金屬過(guò)濾層總質(zhì)量的5-30 %。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:重金屬過(guò)濾層的厚度為l-10mm，目數(shù)為100-500目，織物面密度為20-100g/m2。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維過(guò)濾器，其特征在于:所述加熱元件為碳纖維遠(yuǎn)紅外電熱元件。
【文檔編號(hào)】C02F101/20GK205676269SQ201620553068
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日 公開(kāi)號(hào)201620553068.7, CN 201620553068, CN 205676269 U, CN 205676269U, CN-U-205676269, CN201620553068, CN201620553068.7, CN205676269 U, CN205676269U
【發(fā)明人】喬琨, 曹偉偉, 于麗媛, 王永偉, 朱波
【申請(qǐng)人】山東大學(xué), 天津工業(yè)大學(xué)