[發明專利]用于以多級凈化飲用水的裝置

在審

• 申請號: 201980058059.7
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN112770835A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: M·韋爾特;C·邁耶;K·朗菲爾
• 申請（專利權）人: 因思特艾克申有限公司
• 主分類號: B01J20/00
• 分類號: B01J20/00;C02F1/28;C02F1/00;B01D29/58;C02F101/20
• 代理公司: 重慶西聯律師事務所 50250
• 代理人: 王樅

本發明涉及一種通過在一個模塊中組合正交凈化技術來以多級凈化飲用水的裝置。本發明的特征在于該裝置包括殼體(3)、水入口開口(1)、水出口開口(2)、填充有活性炭的外部中空圓柱體(4)、以及具有半透壁的中空圓柱體(5)，其中中空圓柱體(5)包含螯合滅菌凝膠或螯合和滅菌凝膠，其用于去除重金屬或細菌，或用于去除重金屬和細菌。

技術領域

本發明涉及一種裝置，其中在一個單元中將至少兩種水凈化方法組合，其中一個方法包含用于去除重金屬和/或細菌的螯合凝膠和/或滅菌凝膠。

背景技術

在市場上可得到用于飲用水凈化的大量裝置，它們遵循不同的策略和技術，并且在某些情況下已經將不同的策略和技術進行了組合。

除了具有最大市場份額的反滲透的主導技術之外，還存在使用不同的過濾技術或蒸餾方法的大量裝置。

所有已知方法都具有(有時是嚴重的)缺點：

在反滲透的情況下，最大的缺點是飲用水產量低(其很少超過所用水體積的10％)，是能量密集型的，并且還從飲用水中去除有助健康的元素(諸如鎂)。有時在第二步驟中還以復雜的方式再次將其添加到飲用水中。

對于蒸餾方法而言，共同的缺點是能耗極高。此外，如在反滲透的情況中的那樣，有助健康的元素也被去除，導致產生的蒸餾水不適合長期飲用，并且在后續步驟中還必須再次補充諸如鎂鹽的重要成分。

在單獨的單元/濾筒中組合若干過濾技術的凈水機需要具有相應的閥或連接器的復雜管，這些閥或連接器由于它們的性質而易于發生故障并且存在泄漏的風險等。此外，由于流動條件，放置連接器處為細菌等的生長提供了特別好的機會。

與上述RO技術和蒸餾方法相比，許多基于過濾(或基于不同正交過濾技術的組合)的凈化方法通常以高產率(100％)和管線壓力運行，導致沒有額外的能量消耗。然而，對于其前提是這樣的設置：其在設備中具有低的壓力降低，并且使用粗粒吸收劑樹脂，這降低了生產率和損耗的有效性。

市場上使用的已知過濾介質例如是活性炭，其在具有線性通流的濾筒中用作顆粒填充床，或用作具有徑向通流的壓制中空圓柱體。從生產率和壓力降低的角度來看，中空圓柱體是理想的設置。

其他已知的介質是用于從飲用水中去除重金屬的樹脂(WO2016030021)和用于從飲用水中去除細菌的樹脂(DE102017007273A1)。兩者通常在濾筒中使用且有時組合使用。

MetCap樹脂是線性聚乙烯基胺，其可施涂到多孔顆粒上，然后與雙功能交聯劑反應以形成三維聚合網絡。該網絡具有許多高密度的氨基，并且可以通過形成非常穩定的金屬-胺絡合物而以螯合的方式將重金屬從高容量溶液中結合出來，從而去除重金屬。對于僅形成弱胺絡合物的重金屬(例如鎳，錳)，可以將另外的螯合基團例如羧酸鹽，硫醇等引入聚合物網絡中。

BacCap樹脂同樣是氨基聚合物，其以與MetCap吸收劑相似的方式生產。然而，共混物，化學計量，交聯度等針對抗菌作用進行了優化。抗菌作用極有可能是由于聚合物的至少部分質子化(并因此帶正電)的氨基與負極化的細菌細胞被膜之間的相互作用。一種可能的解釋是聚合物氨基基團與細胞被膜的脂肪酸的直接相互作用，結果細胞被膜被破壞。第二種解釋可能是由氨基聚合物阻斷了細胞壁中的離子通道。歸根結底，兩種解釋都會導致細胞膜的破壞或損壞，并最終導致細菌死亡。

這里特別重要的是要指出，無論是去除細菌還是結合重金屬，都不是將物質釋放到飲用水中。在這方面，所提出的方法明顯不同于將銀、氯或其他物質釋放到飲用水中并污染飲用水的其他方法。

所提出的裝置的另一個優點是易于處理。與諸如反滲透的過濾方法相比，不需要借助泵(而泵又需要電力)來增加壓力。市場上的UV系統也是如此，其在操作過程中也需要動力。

用于凈化飲用水的第三種方法是通過微濾和納米過濾方法過濾。