[發(fā)明專利]一種凈水器及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810533086.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN108609683B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?chǎng)┫?/a>;莫嘉豪;陳文松;楊奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/28
• 分類號(hào): C02F1/28;C02F1/44
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種凈水器及其應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種凈水器，包括：膜反應(yīng)裝置和碳納米管溶液進(jìn)料裝置；膜反應(yīng)裝置設(shè)置有過濾膜；碳納米管溶液進(jìn)料裝置通過進(jìn)料口與膜反應(yīng)裝置連接；碳納米管溶液進(jìn)料裝置的碳納米管可通過進(jìn)料口進(jìn)入膜反應(yīng)裝置并在第一水流的壓力下固定于過濾膜上，與過濾膜形成碳納米管動(dòng)態(tài)吸附層。本發(fā)明中，碳納米管在第一水流的壓力下固定于過濾膜上并與過濾膜形成碳納米管動(dòng)態(tài)吸附層，碳納米管提高了過濾膜的吸附性能，使過濾膜可應(yīng)用于微污染物的去除，過濾膜為碳納米管提供了附著點(diǎn)，避免了碳納米管的團(tuán)聚，從而提高了吸附性能，并且，碳納米管與過濾膜結(jié)合減緩了過濾膜污染的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種凈水器及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

水中的微污染物主要有持久性有機(jī)污染物和環(huán)境荷爾蒙兩大類。持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)具有毒性、易于在生物體內(nèi)富集。POPs首先被植物、海洋微生物及昆蟲吸收，植物、海洋微生物及昆蟲又被較強(qiáng)大的生物捕食，POPs隨著其在食物鏈中的循環(huán)，最終污染魚、肉及乳類等食品，被污染的食品被人類食后，POPs藏匿于脂肪纖維中，并且可通過胎盤和哺乳傳遞給嬰兒。環(huán)境荷爾蒙存在于生物環(huán)境中，是具有與荷爾蒙類同作用的“外因性擾亂內(nèi)分泌化學(xué)物質(zhì)”。水中的環(huán)境荷爾蒙可以通過各種途徑進(jìn)入人體，由于環(huán)境荷爾蒙的結(jié)構(gòu)與人體雌性激素分子的結(jié)構(gòu)非常相似，當(dāng)它們進(jìn)入人體后，與雌性激素的受體結(jié)合，使機(jī)體關(guān)閉或逐漸改變某些生物化學(xué)反應(yīng)過程，久之會(huì)破壞人體內(nèi)原有的某些功能，使正常的內(nèi)分泌系統(tǒng)失調(diào)。

膜分離技術(shù)，是以選擇性透過膜為介質(zhì)，利用膜兩側(cè)的壓力差、濃度差或電位差等為推動(dòng)力，使被分離物質(zhì)中的不同組分選擇性的透過膜，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離或提純。當(dāng)前，膜分離技術(shù)在食品、化工、能源以及污水處理中都得到了廣泛應(yīng)用，并且還在不斷發(fā)展。在環(huán)境工程，特別是廢水處理和中水回用方面，膜分離技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景。但是膜分離技術(shù)對(duì)于微污染物的去除效率不高。

膜分離技術(shù)雖然可以根據(jù)需要選擇分離和提純物質(zhì)，但對(duì)于所截留的小分子微污染物，往往會(huì)產(chǎn)生不可逆的膜污染，需要大量且頻繁的更換過濾膜，增加了使用成本。

碳納米管是一種新型的納米材料，其獨(dú)特的一維結(jié)構(gòu)使碳納米管具備優(yōu)良的電子學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等性質(zhì)，對(duì)污染物具有出色的吸附性能。在水處理方面，碳納米管常作為吸附去除水中有機(jī)微污染物的吸附介質(zhì)，對(duì)生物和化學(xué)污染有很好的去除效果。目前對(duì)于碳納米管研究較多的可吸附化合物包括重金屬污染物(Cr³⁺、Pb²⁺、Zn²⁺等)、有機(jī)物(多環(huán)芳香族有機(jī)物和阿特拉津等)、生物污染物(細(xì)菌、病毒等)、天然有機(jī)物和藍(lán)藻毒素等。有機(jī)物主要依靠疏水作用實(shí)現(xiàn)在碳納米管上的吸附，除疏水作用外，擴(kuò)散作用、偶極力、碳納米管與有機(jī)物之間的π電子極化等均有可能在多方面影響吸附質(zhì)分子在碳納米管上的吸附行為。對(duì)有機(jī)物的吸附研究表明，碳納米管對(duì)其吸附能力較強(qiáng)且平衡速率較快，吸附pH值范圍較廣。

然而，碳納米管還存在一些不足之處，碳納米管極易團(tuán)聚，表面活性位點(diǎn)利用率降低，進(jìn)而導(dǎo)致吸附性能的降低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種凈水器，用于解決膜分離技術(shù)對(duì)于微污染物的去除效率不高、碳納米管極易團(tuán)聚導(dǎo)致其吸附性能降低的問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種凈水器，包括：膜反應(yīng)裝置和碳納米管溶液進(jìn)料裝置；

所述膜反應(yīng)裝置設(shè)置有過濾膜；

所述碳納米管溶液進(jìn)料裝置通過進(jìn)料口與所述膜反應(yīng)裝置連接；

所述碳納米管溶液進(jìn)料裝置的碳納米管可通過所述進(jìn)料口進(jìn)入所述膜反應(yīng)裝置并在第一水流的壓力下固定于所述過濾膜上，與所述過濾膜形成碳納米管動(dòng)態(tài)吸附層。

優(yōu)選的，所述膜反應(yīng)裝置內(nèi)還設(shè)置有安裝架；