[發明專利]一種活性炭基復合濾芯

在審

• 申請號: 202010562869.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111672205A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 劉學蛟;汪印;潘蓓蓓;李智偉;徐清馨
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20;C02F1/28;C02F1/00;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 黃斌

本發明涉及一種活性炭基復合濾芯，包括具有一流道的濾芯殼體，該流道的兩端分別為進水端和出水端，流道內安裝有濾料，其特征在于：所述濾料從進水端往出水端方向依序包括第一過濾層、第二過濾層和第三過濾層，第一過濾層中的濾料為載銀活性炭，第二過濾層中的濾料為載石墨烯活性炭，第三過濾層中的濾料為未改性的活性炭，以解決現有凈水濾芯凈水效果有限的問題。

技術領域

本發明涉及凈水濾芯領域，具體是涉及一種活性炭基復合濾芯。

背景技術

終端用水的品質關系到人們的健康。隨著人們對水質要求的提高，對水處理技術也出了更高的要求，特別是針對隨管網輸送產生的終端用水二次污染問題。而終端凈水技術是可以解決上述問題的重要途徑之一。在終端凈水技術中，較常用的活性炭吸附法，它可通過吸附、催化等方式去除水中的多種污染物，實現終端用水的深度凈化，保障了用水安全。

不同的污染物分子具有不同的分子結構與尺寸，其與活性炭的孔道結構和表面化學性質的匹配程度越高，被吸附效能越理想。例如，重金屬離子尺寸較小，從理論上微孔活性炭對其吸附效果比較理想。但活性炭表面大部分的疏水性質，導致其吸附效能不理想。部分含氧負離子形態的重金屬離子與活性炭表面負電荷產生靜電排斥，容易達到飽和造成二次釋放污染；殘留消毒劑及消毒副產物分子較小，微孔活性炭對其吸附效能較理想。針對新興有機污染物而言，其分子尺寸通常較大，微孔活性炭的吸附容量往往不理想。活性炭對致病微生物作用有限，反而可能因表面吸附的有機物導致微生物滋生的問題。綜上，針對水中存在的多種問題，通過一種類型的活性炭無法實現良好的深度凈化效果；此外，活性炭對污染物分子僅為吸附、攔截和富集，大多數吸附的污染物無法被降解或轉化，導致潛在的二次釋放風險。

因此，有些反感提出以活性炭為基礎，通過有機組合不同類型活性炭的優勢，協同吸附和轉化或降解徹底去除水中的污染物實現降低二次釋放風險的目的。如公開號為CN108585068A的專利公開了一種活性炭棒的制作方法，即包括活性炭、鎂卟啉化合物(天然防臭劑)、納米膨潤土、鈣基膠嶺石、鈉基膠嶺石(細菌抑制劑)等。公開號為CN107158805A的專利公開了以活性炭、高嶺土、硅藻泥、鋁礬土、氧化鎂、鈣基膨潤土、粘結劑、解凝、有機造孔劑、無機造孔、納米交換劑為原材料，采用注漿成型工藝制備了負載活性炭、造孔劑和納米交換劑的多功能復合陶瓷濾芯。公開號為CN108722015A的專利公開了一種通過復合多孔炭、接枝型兩性殼聚糖和改性二氧化鈦的濾芯方案。目前，在制備濾芯時加入不同的凈水材料，種類繁多，每種材料的安全性在使用中較難溯源，且混合的均勻性也會影響濾芯的性能。

此外，在凈水產品中，活性炭直接填充是一種常用的濾芯制作方式，填充方式制備的濾芯制作簡易，使用時水通量大且無需增壓泵，不產生廢水。但由于前部分敘述的短板，在流速較高的情況下，污染物分子與活性炭之間的接觸時間不足導致去除效果不達標。

發明內容

本發明旨在提供一種活性炭基復合濾芯，以解決現有凈水濾芯凈水效果有限的問題。

具體方案如下：

一種活性炭基復合濾芯，包括具有一流道的濾芯殼體，該流道的兩端分別為進水端和出水端，流道內安裝有濾料，所述濾料從進水端往出水端方向依序包括第一過濾層、第二過濾層和第三過濾層，第一過濾層中的濾料為載銀活性炭，第二過濾層中的濾料為載石墨烯活性炭，第三過濾層中的濾料為未改性的活性炭。

優選的，所述載銀活性炭的粒徑為8-20目，所述載石墨烯活性炭的粒徑為20-40目，未改性的活性炭的粒徑為8-40目。

優選的，所述濾料中載銀活性炭、載石墨烯活性炭和未改性的活性炭的體積比為3～8：1～6：1。

優選的，所述第一過濾層是由載銀活性炭制成的第一炭塊，第二過濾層是由載石墨烯活性炭制成的第二炭塊。

優選的，所述第一炭塊的厚度為5～10mm，第二炭塊的厚度為5～10mm。