[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(guò)濾膜；碳納米管溶液進(jìn)料裝置通過(guò)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(guò)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(guò)濾膜上，與過(guò)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(guò)濾膜上并與過(guò)濾膜形成碳納米管動(dòng)態(tài)吸附層，碳納米管提高了過(guò)濾膜的吸附性能，使過(guò)濾膜可應(yīng)用于微污染物的去除，過(guò)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(guò)濾膜結(jié)合減緩了過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)濾膜；

所述碳納米管溶液進(jìn)料裝置通過(guò)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(guò)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(guò)濾膜上，與所述過(guò)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；