專利名稱：：用于去除水中農(nóng)藥的過濾介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種去除水中農(nóng)藥的過濾介質(zhì)及其制備方法、使用該過濾介質(zhì)的濾芯、凈水裝置和飲水機(jī)。
背景技術(shù)：
：工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展導(dǎo)致水資源遭到嚴(yán)重破壞，工業(yè)廢水排放到江河、湖泊中，農(nóng)藥、殺蟲劑等大量使用以及生活垃圾和生活廢水的肆意排放，這些都造成地下水和地表水的水質(zhì)變差，導(dǎo)致水中產(chǎn)生很多對(duì)人體有害的物質(zhì)。水污染越來越成為影響人們生活的嚴(yán)峻問題。從全世界范圍來看，幾乎所有國家的水資源都遭受了農(nóng)藥的污染，中國是農(nóng)業(yè)大國，使用的農(nóng)藥則更多，受到農(nóng)藥的污染更為嚴(yán)重。中國衛(wèi)生部的一些專家從20世紀(jì)80年代初至90年代末，對(duì)全國水資源的水質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查研究分析之后發(fā)現(xiàn)黃河、太湖等受到農(nóng)藥的普遍污染，水中農(nóng)藥含量多、種類多，例如六六六、滴滴涕、阿特拉津、莠滅凈等。其中以六六六和滴滴弟為主。另外，北京官廳水庫中的阿特拉津超標(biāo)。在中國，六六六是含農(nóng)藥水中的危害人體健康最嚴(yán)重的農(nóng)藥。六六六是六氯化苯的商品名，英文簡(jiǎn)稱為BHC，分子式為cjw:i6，因?yàn)榉肿又惺选?、氯原子各?個(gè)，因此而得名為六六六。六氯化苯常溫下為白色晶體，有8種同分異構(gòu)體，分別為a、P、y、5、s、n、e和^。六氯化苯對(duì)昆蟲有觸殺、熏殺和胃毒作用，其中y異構(gòu)體殺蟲效力最高，a異構(gòu)體次之，5異構(gòu)體又次之，P異構(gòu)體效率極低。人體中毒時(shí)主要表現(xiàn)為頭痛、頭暈、多汗、無力、震顫、上下肢呈癲癇狀抽搐、站立不穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、意識(shí)遲鈍、甚至昏迷、并可因呼吸中樞抑制而民生呼吸衰竭。對(duì)消化系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生流涎、惡心、嘔吐、上腹不適疼痛及腹瀉等癥狀。呼吸及循環(huán)系統(tǒng)可以造成咽、喉、鼻粘膜因吸入農(nóng)藥而充血，喉部有異物感，吐出泡沫痰、帶血絲、呼吸困難、肺部有水肺，臉色蒼白，血壓下降，體溫上升，心律不齊，心動(dòng)過速甚至心室顫動(dòng)。對(duì)皮膚、眼部刺激癥狀，有皮膚潮紅、產(chǎn)生丘滲、水皰、皮炎、甚至糜爛有滲出、發(fā)生過敏性皮炎；眼部有流淚，眼瞼痙攣和劇烈疼痛<滴滴弟是危害人體健康的另一種農(nóng)藥。滴滴涕的結(jié)構(gòu)式如下所示:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>滴滴弟的英文簡(jiǎn)稱為DDT,中文名稱又為1，1，1~三氯~2，2~雙(對(duì)氯苯基)乙烷，其在常溫下為白色或者淡黃色粉末。滴滴弟是第一個(gè)大量使用的有機(jī)合成殺蟲劑。早在1874年，齊德勒就已發(fā)現(xiàn)，用氯苯和三氯乙醛反應(yīng)生成一種物質(zhì)，具有殺蟲效力。1936年~1938年，瑞士的繆勒在實(shí)驗(yàn)中重復(fù)了齊德勒的反應(yīng)，得到了這種具有殺蟲效力的物質(zhì)，并為之申請(qǐng)了專利。這種物質(zhì)于1943年正式投入生產(chǎn)，在20世紀(jì)40年代已為人們廣泛使用了。滴滴洋對(duì)害蟲有極強(qiáng)的觸殺和胃毒作用，對(duì)于種種害蟲都有很好的效果，用途極廣。因此在它出現(xiàn)的30年里，一直是重要的殺蟲劑。然而，長(zhǎng)期使用中，它也暴露了自己的缺點(diǎn)，最嚴(yán)重的是它不易被生物分解，會(huì)殘留下來，造成環(huán)境污染。急性中毒時(shí)癥狀有頭痛、眩暈、惡心、嘔吐、四肢感覺異常，共濟(jì)失調(diào)；重者體溫升高、心動(dòng)過速、呼吸困難、昏迷、甚至死亡。對(duì)皮膚有刺激作用。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-1985規(guī)定了生活飲用水中水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)滴滴弟和六六六限量分別為1jag/L(微克/升)和5|ag/L,具體的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)參見國家標(biāo)準(zhǔn)GB5750-1985的第85~87頁。利用傳統(tǒng)的處理工藝即混凝~沉淀~過濾工藝去除超標(biāo)農(nóng)藥的效果不佳，利用顆粒狀活性炭過濾吸附的效果也不理想。電滲析、納濾膜、RO膜(反滲透膜)處理效果雖然很好，但是處理工藝復(fù)雜、設(shè)備等投資昂貴，在相當(dāng)大的程度上限制了它們的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種過濾介質(zhì)，主要用于去除水中的農(nóng)藥，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于去除水中農(nóng)藥的過濾介質(zhì)的制備方法。為了達(dá)到以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于去除水中農(nóng)藥的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯、活性炭、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉、海泡石粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉、海泡石粉和發(fā)孔劑的重量比為100-300:100-200:50~150:100~200:10~80;b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在制備上述的過濾介質(zhì)的過程中，其中的三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉和海泡石的重量和如果大于活性炭重量的120%，可以取得更加好的去除水中農(nóng)藥的效果，具體的原因或原理尚不能確定。所述的超高分子量聚乙烯為重均分子量大于100萬的聚乙烯，優(yōu)選使用重均分子量為250400萬的聚乙烯。超高分子量聚乙烯可從國內(nèi)生產(chǎn)廠家得到，如北京東方石油化工有限公司助劑二廠可提供M-1(分子量為150±50萬)、M-II(分子量為250±50萬)、M-III(分子量為350±50萬)、M-IV(分子量為大于400萬)等規(guī)格的產(chǎn)品。超高分子量聚乙烯的一個(gè)作用是粘結(jié)和形成過濾介質(zhì)骨架的作用，另外利用超高分子量聚乙烯通過壓制，燒結(jié)得到的過濾介質(zhì)，容易形成微孔，可以起到吸附水中雜質(zhì)的作用?；钚蕴渴且环N多孔性物質(zhì)，它具有如蜂窩狀的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、特異的表面官能團(tuán)、穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能，是優(yōu)良的吸附劑、催化劑或催化劑載體。根據(jù)原料來源不同活性炭可分為木質(zhì)活性炭，如椰殼活性炭、杏殼活性炭、木質(zhì)粉炭等；礦物質(zhì)原料活性炭，如各種煤和石油及其加工產(chǎn)物為原料制成的活性炭；其它原料制成的活性炭，如廢橡膠、廢塑料等制成的活性炭。其中以椰殼材質(zhì)為來源的活性炭強(qiáng)度較高、吸附性能較好。優(yōu)選活性炭的比表面積不低于500平方米/克，更優(yōu)選不低于1000平方米/克?；钚蕴靠梢愿咝剿械挠袡C(jī)物，尤其是醫(yī)用活性炭，作為通過國家相關(guān)藥品監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，雜質(zhì)含量更低，表面積更大，吸附效果也更好。選用醫(yī)用活性炭可以保證過濾介質(zhì)直接用于飲用水的處理。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)醫(yī)用活性炭粉對(duì)農(nóng)藥的吸附效果非常好，并且使用粒徑為38250微米的醫(yī)用活性炭時(shí)，效果更佳。三氧化二鋁柱撐蒙脫石是蒙脫石的一種。蒙脫石粉對(duì)有才幾物有良好的吸附作用，蒙脫石為天然原狀粘土，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)層片狀結(jié)晶體，經(jīng)活化處理后，其層片狀結(jié)構(gòu)由原先的緊密疊加變成為松散疊加，具有較大的吸附表面，吸附能力得以加強(qiáng)。屬于層片狀表面吸附。它不同于活性炭的孔狀吸附，且具有活化吸附、絮凝、生化活性等良好的性能。蒙脫石粉優(yōu)選使用粒徑為10~150微米的蒙脫石粉。型，通常稱為cx型海泡石和P-型海泡石。熱液型海泡石礦由熱液直接結(jié)晶而成或者由火山玻璃、含鎂的礦物經(jīng)低溫?zé)嵋何g變而成，常產(chǎn)于富含4美的白云質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)大理巖石中；沉積型海泡石礦床常與碳酸鹽巖、粘土巖共生，由沉積成巖作用生成。熱液型海泡石呈長(zhǎng)束纖維狀，MgO(氧化^:)和Si02(二氧化硅)含量高，A1203(氧化鋁)含量低，為富鎂海泡石；沉積型海泡石呈粘土狀，但在電子顯微鏡下觀察仍然呈纖維狀，改性海泡石A1203含量高，Mg和Si02含量低，為富鋁海泡石。海泡石具有大的比表面積和孔容積，有貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)的通道和空隙，而且海泡石表面存在三類活性中心(1)硅氧四面體層中的氧原子，氧原子提供弱的電荷從而進(jìn)行對(duì)吸附物的吸附；(2)在邊緣部位與鎂離子配位的水分子，它們可以與吸附物形成氫鍵；(3)在四面體的外表面，Si0Si鍵斷裂而產(chǎn)生的Si0H離子團(tuán)，通過一個(gè)質(zhì)子或一個(gè)幾基分子來補(bǔ)償剩余的電荷，這些離子團(tuán)沿纖維軸以5埃的間距分布，其數(shù)量取決于纖維的大小和晶體的缺穴。這些Si~0H離子團(tuán)可與被吸附在海泡石外表面上的分子相互作用，還可以與某些有機(jī)試劑形成共價(jià)鍵。這些活性中心使得海泡石的吸附性能極好，包括吸附非極性或者弱極性的有機(jī)化合物。優(yōu)選使用粒徑為18150微米的海泡石粉。粒徑小的海泡石粉比表面積大，更容易發(fā)揮吸附作用。經(jīng)過活化處理的海泡石粉效果更佳，可以使用酸活化，例如^f吏用濃度為0.1~20%的石克酸在溫度20~10(TC浸泡處理1~15h(小時(shí))。也可以進(jìn)行高溫焙燒海泡石粉，例如在200500。C左右焙燒海泡石1~5h。海泡石粉優(yōu)選18~15(H敖米的燒過的活化海泡石4分?；钚蕴糠?、活化海泡石粉、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉均對(duì)農(nóng)藥有很強(qiáng)的吸附能力，三種具有很強(qiáng)吸附力的材料混合，具有協(xié)同吸附力，使得農(nóng)藥的去除率達(dá)到95°/。以上。發(fā)孔劑選擇偶氮二曱酰胺、食品級(jí)碳酸氫銨、草酸中的至少一種。作為優(yōu)選，發(fā)孔劑為偶氮二甲酰胺或食品級(jí)碳酸氫銨。其中，食品級(jí)碳酸氬銨也稱食用級(jí)碳酸氫銨，與工業(yè)級(jí)碳酸氫銨相區(qū)別。雖然工業(yè)級(jí)碳酸氪銨也有發(fā)孔的作用，但是它可能會(huì)含有對(duì)健康有害的雜質(zhì)，不宜用作^:用水過濾介質(zhì)的生產(chǎn)原料。發(fā)孔劑是一類易分解產(chǎn)生大量氣體而引起發(fā)孔作用的物質(zhì)，其中偶氮類化合物、碳酸氫鈉、碳酸氫銨、碳酸銨、磺酰腈類化合物、草酸等是其典型的代表。壓制壓力可以選擇為0.4-1.OMPa,燒結(jié)溫度為230~240°C，燒結(jié)時(shí)間為10~200分鐘，冷卻至70。C以下可以脫沖莫。雖然本發(fā)明對(duì)于上述制備方法中步驟a)中所用的幾種原料進(jìn)行了較為詳盡的描述，但是本發(fā)明不局限于任何理論。對(duì)于在制備過程中它們之間的具體的化學(xué)變化、結(jié)構(gòu)的變化尚不能確定。此幾種原料經(jīng)過上述的工藝處理制備出的過濾介質(zhì)，可以有效去除水中的農(nóng)藥，并且有協(xié)同作用，可以將水中的農(nóng)藥充分吸收。在本發(fā)明中，對(duì)于混合步驟，可以認(rèn)為任何不會(huì)顯著改變粉體粒徑和粒度分布的低剪切混合器或攪拌器都是適用的，比如具有鈍的葉輪葉片的攪拌器、滾筒式混合器、螺旋式攪拌器等，轉(zhuǎn)速要視混合器的類型而定，但以避免揚(yáng)起粉塵為宜?；旌虾蟮姆垠w填裝入預(yù)先設(shè)計(jì)好的;f莫具中，通過加壓將其壓實(shí)，壓力一般不大于2MPa，且與所用模具的材質(zhì)相適應(yīng)；模具可以由鋁、鑄鐵、鋼或任何適當(dāng)?shù)哪艹惺芟鄳?yīng)壓力和溫度的材料制造?？梢栽谀＞邇?nèi)表面涂敷脫模劑，可選用硅氧烷油或任何其他的幾乎不會(huì)吸附到過濾介質(zhì)上的市售脫模劑，也可以使用鋁箔等脫模紙。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案一種使用了上述過濾介質(zhì)的濾芯。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案一種凈水裝置，包括上述的過濾介質(zhì)或者濾芯。本發(fā)明還提供了一種包括上述凈水裝置的飲水機(jī)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所提出的技術(shù)方案能夠去除水中的農(nóng)藥，去除率達(dá)到95%以上，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的，并且方法簡(jiǎn)單，成本低，見效快。具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)上述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述和說明。實(shí)施例1(1)稱取超高分子量聚乙烯粉200g，所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限公司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，其分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉150g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38~250微米；(3)稱取三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉100g,所述三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉的粒徑為18~250微米；(4)稱取海泡石粉100g，所述海泡石粉的粒徑為18~150微米，該海泡石經(jīng)過溫度為50(TC時(shí)間為lh的焙燒處理；(5)稱取食品級(jí)碳酸氫銨50g,純度達(dá)到99.99%以上；(6)將上述五種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(7)裝填入管狀模具中，在0.8MPa的液壓壓力下壓制，在240。C溫度下燒結(jié)180分鐘；(8)自然冷卻至5(TC然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實(shí)施例2(1)稱取超高分子量聚乙烯粉200g,所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限^^司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，其分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉150g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38~250微米；(3)稱取三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉70g,所述三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉的粒徑為18250;微米；(4)稱取海泡石粉100g，所述海泡石粉的粒徑為18~150微米，該海泡石經(jīng)過溫度為50(TC時(shí)間為lh的焙燒處理；(5)稱取食品級(jí)碳酸氫銨50g,純度達(dá)到99.99%以上；(6)將上述五種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(7)裝填入管狀才莫具中，在0.8MPa的液壓壓力下壓制，在240。C溫度下燒結(jié)180分鐘；(8)自然冷卻至5(TC然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實(shí)施例3(1)稱取超高分子量聚乙烯粉100g，所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限公司助劑二廠的M-III型產(chǎn)品，其分子量為350萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉200g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為89~178微米；(3)稱取三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉150g,所述三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉的粒徑為18~250微米；(4)稱取海泡石粉200g,所述海泡石粉的粒徑為18~150微米，該海泡石經(jīng)過溫度為50(TC時(shí)間為lh的焙燒處理；(5)稱取偶氮二曱酰胺10g,純度達(dá)到99.99%以上；(6)將上述五種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(7)裝填入管狀模具中，在lMPa的液壓壓力下壓制，在23(TC溫度下燒結(jié)160分鐘；(8)自然冷卻至室溫然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實(shí)施例4(1)稱取超高分子量聚乙烯粉300g,所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限^^司助劑二廠的M-1型產(chǎn)品，其分子量為150萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉100g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38~250微米；(3)稱取三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉50g，所述三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉的粒徑為18~250微米；(4)稱取海泡石粉100g,所述海泡石粉的粒徑為18~150微米，該海泡石經(jīng)過溫度為50(TC時(shí)間為lh的焙燒處理；(5)稱取草酸80g，純度達(dá)到99.99%以上；(6)將上述五種粉末放入機(jī)械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(7)裝填入管狀模具中，在0.5MPa的液壓壓力下壓制，在24(TC溫度下燒結(jié)100分鐘；(8)自然冷卻至室溫然后脫模，即得多微細(xì)孔的管狀濾芯。實(shí)施例5取實(shí)施例1~4所得多微細(xì)孔的管狀濾芯1,2,3,4,內(nèi)襯兩層無紡布，外包兩層無紡布，再在外層裹上聚丙烯多孔網(wǎng)，濾芯兩端粘接上連接端蓋，放置于不銹鋼或塑料殼體內(nèi)，用于處理飲用水，經(jīng)檢測(cè)，該結(jié)構(gòu)濾芯對(duì)飲用水中的六六六和滴滴弟的去除效果好，如表1所示。非常適合家庭終端飲用水處理的需要。表l使用濾芯處理前后的水，測(cè)試方法采用GB5750-1985單位ug/L<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表1可以看出，利用本發(fā)明的濾芯進(jìn)行去除水中的農(nóng)藥取得了很好的效果<以上對(duì)本發(fā)明尸/f拔伏的iX聰-々1、順夂頭市'J命萬'/5:"夂田iS遼耽巧1'濾芯進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本說明書中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上可能在實(shí)施過程中會(huì)有改變之處。因此，本說明書記載的內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種用于去除水中農(nóng)藥的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯、活性炭、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉、海泡石粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉、海泡石粉和發(fā)孔劑的重量比為100～300∶100～200∶50～150∶100～200∶10～80；b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉和海泡石的重量和大于活性炭重量的120%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于超高分子量聚乙烯的分子量為250~400萬。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于活性炭為醫(yī)用活性炭，其粒徑為3825(M鼓米。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于海泡石粉的粒徑為18~150;錄米的燒過的活化海泡石^%6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于發(fā)孔劑為偶氮二曱酰胺、食品級(jí)碳酸氬銨、草酸中的至少一種。7、根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的制備方法得到的過濾介質(zhì)。8、使用權(quán)利要求7所述過濾介質(zhì)的濾芯。9、一種凈水裝置，包括使用權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)或者權(quán)利要求8所述的濾芯。10、一種飲7jc機(jī)，包括權(quán)利要求10所述的凈水裝置。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于去除水中農(nóng)藥的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯、活性炭、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉、海泡石粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、三氧化二鋁柱撐蒙脫石粉、海泡石粉和發(fā)孔劑的重量比為100～300∶100～200∶50～150∶100～200∶10～80；b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。利用此方法制備的過濾介質(zhì)去除水中的農(nóng)藥，去除率達(dá)到95％以上，并且方法簡(jiǎn)單，成本低，見效快。文檔編號(hào)B01J20/30GK101628226SQ20081013253公開日2010年1月20日申請(qǐng)日期2008年7月15日優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日發(fā)明者周奇迪申請(qǐng)人:周奇迪