CN105731559A - 一种超滤抗菌活性炭棒及其制备方法 - Google Patents

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冯加劲
张瑾
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Abstract

本发明公开了一种超滤抗菌活性炭棒及其制备方法，由如下重量份数的组分制成：80?150目抗菌颗粒炭粉15?35份；150?250目抗菌颗粒炭粉15?40份；250?350目抗菌颗粒炭粉5?15份；粘结剂10?30份。本发明的超滤抗菌活性炭棒，具有净水膜的过滤功效，又具有活性炭棒的吸附功效，更特别的是其可杀灭微生物，确保炭棒不出现微生物的滋生，不产生亚硝酸盐，出水菌落总数达标。另外，通过对本发明技术的运用，净水产品可一改传统的膜加炭的多级滤芯净水结构，只需采用本超滤抗菌活性炭棒单只滤芯结构便可达到同等净水效果，可有效解决上述净水产品结构复杂、漏水、更换滤芯麻烦等诸多弊端，可大大的推进净水产品的市场发展、行业进步。

Description

一种超滤抗菌活性炭棒及其制备方法
技术领域
本发明涉及水净化领域，具体地说，涉及一种超滤抗菌活性炭棒及其制备方法。
背景技术
因环境污染的严重，随着生活水平的提高，生活饮用水健康与安全越来越受人们关注与重视，我国净水行业迅速发展，拥有潜在千亿级的市场规模，各类净水产品随之孕育而生。
总体上来说，自来水中的微污染物包括：微生物、有机物、固体不容物(例如铁锈、泥沙)、胶体等。各类净水产品采用的基本过滤原理为：膜加炭，膜主要有陶瓷膜、有机超滤膜、反渗透膜等，炭主要是颗粒炭滤芯或者活性炭棒滤芯；其中，膜在净水产品中主要具有的功能是滤除固体不容物、微生物、胶体等，活性炭滤芯的主要功能是吸附有机物、余氯，改善口感等功效。然而当前净水行业面临着以下几个难题：
1)由于净水产品采取膜加炭的基本净水原理，净水产品结构复杂，使用较多的管线连接，净水产品常出现漏水的情况，给消费者带来不良的体验及不必要的损失；同时净水产品常需要大量的售后服务工作，例如多只滤芯的维护及更换，这大大的限制了净水产品的市场推广，也给消费者的使用照成了诸多的不便利。
2)净水产品的微生物二次污染，出水菌落总数超标、亚硝酸超标等；究其原因是，活性炭具有优良的吸附功效，吸附了大量的有机物为微生物的繁殖提供了充足的营养物质，在适宜的环境下将大量繁殖，微生物代谢将产生致癌物质亚硝酸盐，同时造成出水菌落总数超标。特别地，我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中明确规定生活饮用水中菌落总数必须低于100CFU/毫升，这为净水行业带来极大的挑战，行业内的诸多厂商、品牌商一直以来都在寻求解决该问题的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超滤抗菌活性炭棒及其制备方法，其可有效滤除微生物、过滤不溶物、有机物、胶体等，其可杀灭微生物，避免微生物的二次污染，彻底解决***出水菌落超标、亚硝酸盐超标等问题，广泛运用于各类水净化装置及水处理工程设备中。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超滤抗菌活性炭棒，由如下重量份数的组分制成：
80-150目抗菌颗粒炭粉 15-35份；
150-250目抗菌颗粒炭粉 15-40份；
250-350目抗菌颗粒炭粉 5-15份；
粘结剂 10-30份。
在上述的超滤抗菌活性炭棒中，所述抗菌颗粒炭粉为抗菌剂与活性炭粉的混合物，抗菌剂的重量含量为0.05-1％，余量为活性炭粉。所述抗菌剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、银系抗菌剂、胍系抗菌剂或铵盐抗菌剂。
在上述的超滤抗菌活性炭棒中，所述粘结剂为LDPE、HDPE、PVA等。
上述超滤抗菌活性炭棒的制备方法，包括如下步骤：取不同目数的抗菌颗粒炭粉与粘结剂混合均匀，通过套筒法或挤出法在120-300℃温度下烧结制备而成。
在上述制备方法中，所述烧结时间为：10分钟-4小时。
本发明的超滤抗菌活性炭棒的过滤孔径为0.01微米-1微米；
本发明的超滤抗菌活性炭棒的大肠杆菌滤除功效>99％，杂菌滤除功效>90％；
本发明的超滤抗菌活性炭棒的具有良好的余氯去除效能；
与现有技术相比，本发明的分级配比原理为：抗菌活性炭材料经过特殊的破碎和研磨处理，粉体颗粒在微观上趋于于圆球形，用不同目数的颗粒按一定比例进行连续级配，目的在于用小颗粒填补大颗粒之间架起的空隙，使滤芯空隙率减少，另外此方法也可大大增加颗粒之间的焊接点，使滤芯内部的空间网状结构更加丰富更加致密，从而提高过滤精度和抗菌效率。
其具有如下有益效果：本发明的超滤抗菌活性炭棒，具有净水膜的过滤功效(滤除微生物、固体不溶物、有机物及胶体等)，又具有活性炭棒的吸附功效(可吸附余氯、有机物、改善口感等)，更特别的是其可杀灭微生物，确保炭棒不出现微生物的滋生，不产生亚硝酸盐，出水菌落总数达标。另外，通过对本发明技术的运用，净水产品可一改传统的膜加炭的多级滤芯净水结构，只需采用本超滤抗菌活性炭棒单只滤芯结构便可达到同等净水效果，可有效解决上述净水产品结构复杂、漏水、更换滤芯麻烦等诸多弊端，可大大的推进净水产品的市场发展、行业进步。
具体实施方式
下面将以如下具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：超滤抗菌活性炭棒B1的制备
分别将90克80-150目、90克150-250目、30克的150-250目纳米氧化锌复合抗菌活性炭粉(由惠州市银嘉环保科技有限公司生产，氧化锌重量含量为0.1％)及90克LDPE粘结剂置入混料缸中搅拌混匀，将此混合料粉加入磨具中通过压实机压实，在170℃下烘烤2小时，脱模切割既得超滤抗菌活性炭棒B1(尺寸：外径＝63mm，内径＝35mm，长＝240mm)。
对比例1：超滤活性炭棒A1的制备
分别将90克80-150目、90克150-250目、30克的150-250目普通活性炭粉及90克LDPE粘结剂置入混料缸中搅拌混匀，将此混合料粉加入磨具中通过压实机压实，在170℃下烘烤2小时，脱模切割既得超滤活性炭棒A1(尺寸：外径＝63mm，内径＝35mm，长＝240mm)。
实施例2：超滤抗菌活性炭棒B2的制备
分别将90克80-150目、110克150-250目、40克的150-250目纳米氧化锌复合抗菌活性炭粉(由惠州市银嘉环保科技有限公司生产，氧化锌重量含量为0.3％)及60克LDPE高分子粘结剂置入混料缸中搅拌混匀，将此混合料粉加入磨具中通过压实机压实，在190℃下烘烤2小时，脱模切割既得超滤抗菌活性炭棒B2(尺寸：外径＝63mm，内径＝35mm，长＝240mm)。
对比例2：超滤活性炭棒A2
分别将90克80-150目、110克150-250目、40克的150-250目普通活性炭粉及60克LDPE高分子粘结剂置入混料缸中搅拌混匀，将此混合料粉加入磨具中通过压实机压实，在190℃下烘烤2小时，脱模切割既得超滤活性炭棒A2(尺寸：外径＝63mm，内径＝35mm，长＝240mm)。
实施例3：A1、A2及B1、B2的孔径分析
利用气孔仪对实施例1、2中的超滤活性炭棒A1、A2及超滤抗菌活性炭棒B1、B2的孔径分析，采集数据，A1：0.4um，B1:0.4um；A2:0.2um，B2:0.2um。
实施例4：A1、A2及B1、B2的大肠杆菌过滤效能实验
取经培养的大肠杆菌(ATCC25922)，在2.0bar的压力下通过已封装的超滤活性炭棒A1、A2及超滤抗菌活性炭棒B1、B2，采集数据，分别获得除菌效能，具体地：
除菌率(％)＝(配制菌液－滤液)×100％
表1：活性炭棒对大肠杆菌的除菌效能测试对比。
以上数据可看出，超滤活性炭棒具有较好的大肠杆菌除菌效果，超滤抗菌活性炭棒可大大提高超滤活性炭棒的大肠杆菌的除菌效果(>99％)，这是传统普通活性炭棒所不具备的能力(通常来说传统普通活性炭棒的滤除大肠杆菌的贡献并不明显，小于50％)。
实施例5：A1、A2及B1、B2的杂菌过滤效能实验
以地下水为源水，净PP棉粗过滤后得到具有大量杂菌的源水，在2.0bar的压力下通过已封装的超滤活性炭棒A1、A2及超滤抗菌活性炭棒B1、B2，采集数据，分别获得除菌效能，具体地：
除菌率(％)＝(配制菌液－滤液)×100％
表2：活性炭棒对杂菌的除菌效能测试对比。
以上数据可看出，超滤活性炭棒对于杂菌具有较好的除菌效果，超滤抗菌活性炭棒可大大提高超滤活性炭棒的杂菌的除菌效果(>90％)，这是传统普通活性炭棒所不具备的能力(通常来说传统普通活性炭棒的对杂菌基本不具备过滤功效)。
实施例6：A1、A2及B1、B2的除菌抗菌长效效能实验
自制一台家用***用于实验测试，其采取双级过滤结构，第一级为5微米PP棉，第二级分别采用超滤活性炭棒滤芯(A2)和超滤活性炭棒滤芯(B2)，以自来水为源水进行长效除菌抗菌测试，每日出水100L，跟踪100天，分别在0、2000L、5000L、7000L、10000L取水样测试杂菌菌落总数进行测试。
表3：活性炭棒对长效除菌抗菌效能测试。
从上述实验数据中可清楚的看到，抗菌型活性炭棒可有效杀灭微生物、抑制炭棒内的微生物生长，确保***出水菌落总数不超标。
实施例7：A1、A2及B1、B2的余氯去除实验
配置余氯含量为2.0ppm的挑战水，在0.3bar的压力下，测试炭棒A1、A2、B1、B2的余氯去除效能。
表4：活性炭棒余氯去除实验数据。
从上述实验数据中可看到，超滤活性炭棒A1、B1、A2、B2对余氯具有非常好的余氯吸附效能，展现了超滤活性炭棒的吸附能力。

Claims (5)

1.一种超滤抗菌活性炭棒，其特征在于由如下重量份数的组分制成：
80-150目抗菌颗粒炭粉 15-35份；
150-250目抗菌颗粒炭粉 15-40份；
250-350目抗菌颗粒炭粉 5-15份；
粘结剂10-30份。
2.如权利要求1所述的超滤抗菌活性炭棒，其特征在于，所述抗菌颗粒炭粉为抗菌剂与活性炭粉的混合物，抗菌剂的重量含量为0.05-1%，余量为活性炭粉；所述抗菌剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、银系抗菌剂、胍系抗菌剂或铵盐抗菌剂。
3.如权利要求1所述的超滤抗菌活性炭棒，其特征在于，所述粘结剂为LDPE、HDPE或PVA。
4.权利要求1所述超滤抗菌活性炭棒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：取不同目数的抗菌颗粒炭粉与粘结剂混合均匀，通过套筒法或挤出法在120-300℃温度下烧结制备而成。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结时间为：10分钟-4小时。
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