本發(fā)明屬于過濾材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的多功能凈水濾芯。
背景技術(shù)：
水處理系統(tǒng)中，常采用活性炭對水進(jìn)行預(yù)處理，市場上常見的水處理濾芯品種較為單一，通常為活性炭濾芯、聚丙烯熔噴濾芯或者陶瓷濾芯等。傳統(tǒng)的活性炭濾芯雖然具有良好的吸附作用，能有效去除水中的余氯、異味和顏色等，聚丙烯熔噴濾芯和陶瓷濾芯則對泥沙或者懸浮物等雜志的過濾效果較好。上述常見的水處理濾芯對去除重金屬離子和農(nóng)藥等能力非常有限，離子交換能力缺乏等。
凹凸棒土是指以凹凸棒石為主要組分的一種粘土礦物，凹凸棒土又稱坡縷石或坡縷縞石，是一種具鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物。由于凹凸棒石具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，使之具有陽離子可交換性、吸水性、吸附脫色性，大的比表面積以及膠質(zhì)價(jià)和膨脹容等物化性能和工藝性能。
蒙脫石又名高嶺石，是由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的層狀礦物，中間為鋁氧八面體，上下為硅氧四面體所組成的三層片狀結(jié)構(gòu)的黏土礦物，在晶體構(gòu)造層間含水及一些交換陽離子，有較高的離子交換容量，具有較高的吸水膨脹能力。
離子交換纖維，其纖維上的離子能跟溶液里的離子作有選擇性的交換，廣泛用于海水淡化等?？捎糜谖街亟饘偌吧厍冶缺砻娲蟆㈦x子交換速度快，易再生，對廢水有很好的脫色效果。
因此，上述新型過濾水材料在水處理的應(yīng)用上具有很大的應(yīng)用前景。
傳統(tǒng)的濾芯的加工方法通常采用擠壓成型或者燒結(jié)成型的加工方法。在擠壓成型加工中，通常加有膠水輔助固型，此膠水容易堵塞濾芯微孔，能破壞70％的微孔，濾材對水的阻力變大。通水量變小，親水性變差，導(dǎo)致通過擠壓成型加工后的濾芯，其通水量低，過濾效率低。在燒結(jié)成型加工中，通常采用粘結(jié)劑輔助固型，在經(jīng)高溫活化后，堵塞濾芯微孔，對水的阻力變大。通水量變小，親水性變差，導(dǎo)致濾芯的過濾效率低，效果差。
因此，有必要研究一種能較大程度保持濾芯微孔，親水性較好的濾芯的加工方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多功能凈水濾芯，不僅具有吸附作用，機(jī)械攔截能力，還具有較強(qiáng)的離子交換特性。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目～300目的凹凸棒土15％-45％；
100目～300目的活性炭纖維15％～35％；
100目～300目的新型濾水材料15％～60％；
100目～300目的纖維粘合劑5％～40％；
其中，所述新型濾水材料為離子交換纖維和/或蒙脫石。
主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目～300目的所述凹凸棒土20％-45％；
100目～300目的所述活性炭纖維15％～35％；
100目～300目的所述離子交換纖維15％～25％；
100目～300目的所述纖維粘合劑15％～35％。
主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目～300目的所述凹凸棒土15％-25％；
100目～300目的所述活性炭纖維15％～25％；
100目～300目的所述蒙脫石35％～50％；
100目～300目的所述纖維粘合劑15％～33％。
主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目～300目的凹凸棒土20％-30％；
100目～300目的活性炭纖維20％～30％；
100目～300目的新型濾水材料20％～55％；
100目～300目的纖維粘合劑5％～15％；
其中，所述新型濾水材料為所述離子交換纖維和/或所述蒙脫石。
所述纖維粘合劑品名為BiPUL 50TWG，由日本東洋紡株式會社提供。
一種多功能凈水濾芯的制作方法，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備100目～300目的凹凸棒土、100目～300目的活性炭纖維、100目～300目的新型濾水材料、100目～300目的纖維粘合劑；
(2)攪拌：將所述原料投入暫存罐進(jìn)行混合攪拌均勻，暫存罐內(nèi)加有純凈水，所述純凈水的量與原料投入總量比值為15-22：1，攪拌后形成黏稠狀的原漿料；
(3)成型：將步驟2)所得的原漿料通過管道輸送系統(tǒng)輸送至濕式成型裝置依次進(jìn)行吸料和整型，進(jìn)而成型，得到初品；或者，將步驟2)所得的原漿料通過管道輸送系統(tǒng)輸送至造型機(jī)進(jìn)行成型處理，得到初品；
(4)烘干：將步驟2)所得的初品傳送至烘箱，于100～130℃的溫度下，烘6～10小時(shí)，得到成品。
所述濕式成型裝置采用真空吸料機(jī)，在所述吸料的過程中，根據(jù)吸料量和真空度控制吸料的時(shí)間。
在所述攪拌過程中，所述純凈水的量與所述原料投入總量比值為19：1；在所述烘干步驟中，所述初品于120～125℃的所述烘箱中，烘7.5～8.5h，得到成品。
采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明一種多功能凈水濾芯，以凹凸棒土、新濾水材料和纖維粘合劑為原料制作而成，凹凸棒土和活性炭纖維均具有吸附作用，凹凸棒土和新濾水材料均具有離子交換能力；纖維粘合劑有助于成型，防止成品在使用過程中變形縮水等。且可提高成品的機(jī)械攔截能力，提高水處理能力，與傳統(tǒng)的濾芯相比，本發(fā)明具有多功能性，不僅具有吸附作用和機(jī)械攔截能力，還具有較強(qiáng)的離子交換熱性，吸附容量大。
本發(fā)明一種多功能凈水濾芯的制作方法，經(jīng)過混合攪拌、成型和烘干步驟，工藝簡單，在烘干的時(shí)候控制烘的溫度，使得纖維粘合劑的膠質(zhì)能熔化且不焦化，成型后依舊呈纖維狀，保證成品品質(zhì)。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，本發(fā)明采用濕式成型的制作方法，通過纖維粘合劑制成的濾芯，在成品的濾芯中纖維粘合劑也呈纖維狀，不易堵塞濾芯微孔，這樣成品的濾芯保留了濾芯微孔，即不破壞微孔，不堵塞微孔，既能減少濾芯過濾時(shí)受到的阻力，過濾通暢，又能形成較大的通水量，在具有良好親水性的同時(shí)還能延長濾芯的使用壽命。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。本發(fā)明中，凹凸棒土采用凹凸棒纖維狀粉。
一、濾芯制作
實(shí)施例一
一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目的凹凸棒土30％；
100目的活性炭纖維20％；
100目的離子交換纖維25％；
100目的纖維粘合劑25％。
該多功能凈水濾芯的制作方法，包括如下步驟：
(1)原料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備100目的凹凸棒土、100目的活性炭纖維、100目的離子交換纖維和100目的纖維粘合劑；
(2)混合攪拌：將步驟(1)中的原料按上述比例，投入暫存罐中，暫存罐裝設(shè)有自動(dòng)攪拌裝置，暫存罐中加有純凈水，純凈水的量與投入原料投入總量的比值為19:1，攪拌后形成黏稠狀的原漿料；
(3)成型：將步驟2)所得的原漿料通過管道輸送系統(tǒng)輸送至真空吸料機(jī)的漿料槽，在真空吸料機(jī)的固定工位上安裝有圓環(huán)狀的濾芯筒，該濾芯筒開設(shè)有微孔，便于原漿料在真空作用下被吸附成圓筒狀的濾芯。為了防止原漿料穿過微孔，在濾芯筒的外側(cè)壁上包覆有一層無紡布，然后，濾芯基材被吸附于濾芯筒上至一定厚度。該厚度可依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。進(jìn)一步地，將吸料后的濾芯進(jìn)行整型，進(jìn)而成型，得到初品；需要說明的是，本發(fā)明中，濾芯可制成棒狀、塊狀或者片狀等。不同形狀和規(guī)格的濾芯在真空吸料機(jī)中的吸料時(shí)間不同，可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適用性調(diào)整；
(4)烘干：將步驟3)所得的初品傳送至烘箱，于115℃的溫度下，烘8小時(shí)，得到成品，即該新型水處理濾芯。
實(shí)施例二
一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
300目的凹凸棒土25％；
300目的活性炭纖維20％；
300目的離子交換纖維40％；
300目的纖維粘合劑15％。
該多功能凈水濾芯的制作方法，包括如下步驟：
(1)原料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備300目的凹凸棒土、300目的活性炭纖維、300目的離子交換纖維和300目的纖維粘合劑；
(2)混合攪拌：將步驟(1)中的原料按上述比例，投入暫存罐中，暫存罐裝設(shè)有自動(dòng)攪拌裝置，暫存罐中加有純凈水，純凈水的量與投入原料投入總量的比值為20:1，攪拌后形成黏稠狀的原漿料；
(3)成型：將步驟2)所得的原漿料通過管道輸送系統(tǒng)輸送至真空吸料機(jī)的漿料槽，在真空吸料機(jī)的固定工位上安裝有圓環(huán)狀的濾芯筒，該濾芯筒開設(shè)有微孔，便于原漿料在真空作用下被吸附成圓筒狀的濾芯。為了防止原漿料穿過微孔，在濾芯筒的外側(cè)壁上包覆有一層無紡布，然后，濾芯基材被吸附于濾芯筒上至一定厚度。該厚度可依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。進(jìn)一步地，將吸料后的濾芯進(jìn)行整型，進(jìn)而成型，得到初品；需要說明的是，本發(fā)明中，濾芯可制成棒狀、塊狀或者片狀等。不同形狀和規(guī)格的濾芯在真空吸料機(jī)中的吸料時(shí)間不同，可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適用性調(diào)整；
(4)烘干：將步驟3)所得的初品傳送至烘箱，于115℃的溫度下，烘8小時(shí)，得到成品，即該新型水處理濾芯。
實(shí)施例三
一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
250目的凹凸棒土15％；
250目的活性炭纖維15％；
250目的蒙脫石40％；
250目的纖維粘合劑30％。
該多功能凈水濾芯的制作方法，包括如下步驟：
(1)原料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備250目的凹凸棒土、250目的活性炭纖維、250目的纖維粘合劑和250目的蒙脫石；
(2)混合攪拌：將步驟(1)中的原料按上述比例，投入暫存罐中，暫存罐裝設(shè)有自動(dòng)攪拌裝置，暫存罐中加有純凈水，純凈水的量與投入原料投入總量的比值為18:1，攪拌后形成黏稠狀的原漿料；
(3)成型：將步驟2)所得的原漿料通過管道輸送系統(tǒng)輸送至真空吸料機(jī)的漿料槽，在真空吸料機(jī)的固定工位上安裝有圓環(huán)狀的濾芯筒，該濾芯筒開設(shè)有微孔，便于原漿料在真空作用下被吸附成圓筒狀的濾芯。為了防止原漿料穿過微孔，在濾芯筒的外側(cè)壁上包覆有一層無紡布，然后，濾芯基材被吸附于濾芯筒上至一定厚度。該厚度可依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。進(jìn)一步地，將吸料后的濾芯進(jìn)行整型，進(jìn)而成型，得到初品；需要說明的是，本發(fā)明中，濾芯可制成棒狀、塊狀或者片狀等。不同形狀和規(guī)格的濾芯在真空吸料機(jī)中的吸料時(shí)間不同，可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適用性調(diào)整；
(4)烘干：將步驟3)所得的初品傳送至烘箱，于120℃的溫度下，烘7.5小時(shí)，得到成品，即該新型水處理濾芯。
實(shí)施例四
一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目的凹凸棒土20％；
100目的活性炭纖維20％；
100目的蒙脫石45％；
100目的纖維粘合劑15％。
該多功能凈水濾芯的制作方法，包括如下步驟：
(1)原料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備100目的凹凸棒土、100目的活性炭纖維、100目的纖維粘合劑和100目的蒙脫石；
(2)混合攪拌：將步驟(1)中的原料按上述比例，投入暫存罐中，暫存罐裝設(shè)有自動(dòng)攪拌裝置，暫存罐中加有純凈水，純凈水的量與投入原料投入總量的比值為20:1，攪拌后形成黏稠狀的原漿料；
(3)成型：將步驟2)所得的原漿料通過管道輸送系統(tǒng)輸送至真空吸料機(jī)的漿料槽，在真空吸料機(jī)的固定工位上安裝有圓環(huán)狀的濾芯筒，該濾芯筒開設(shè)有微孔，便于原漿料在真空作用下被吸附成圓筒狀的濾芯。為了防止原漿料穿過微孔，在濾芯筒的外側(cè)壁上包覆有一層無紡布，然后，濾芯基材被吸附于濾芯筒上至一定厚度。該厚度可依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。進(jìn)一步地，將吸料后的濾芯進(jìn)行整型，進(jìn)而成型，得到初品；需要說明的是，本發(fā)明中，濾芯可制成棒狀、塊狀或者片狀等。不同形狀和規(guī)格的濾芯在真空吸料機(jī)中的吸料時(shí)間不同，可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適用性調(diào)整；
(4)烘干：將步驟3)所得的初品傳送至烘箱，于120℃的溫度下，烘8小時(shí)，得到成品，即該新型水處理濾芯。
實(shí)施例五
本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于原料的重量百分比。
本實(shí)施例中，一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
100目的凹凸棒土20％；
100目的活性炭纖維20％；
100目的離子交換纖維55％；
100目的纖維粘合劑5％。
實(shí)施例六
本實(shí)施例與實(shí)施例三的區(qū)別在于原料的重量百分比。
本實(shí)施例中，一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
250目的凹凸棒土20％；
250目的活性炭纖維20％；
250目的蒙脫石50％；
250目的纖維粘合劑10％。
實(shí)施例七
本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于原料的重量百分比的，以及原料的粒度不同。
本實(shí)施例中，一種新型的多功能凈水濾芯，主要由如下重量百分比的原料制備而成：
200目的凹凸棒土40％；
200目的活性炭纖維30％；
200目的離子交換纖維20％；
200目的纖維粘合劑10％。
實(shí)施例八
本實(shí)施例與實(shí)施例一～實(shí)施例七任一實(shí)施例的區(qū)別在于：多功能凈水濾芯的制作方法中的步驟(3)，本實(shí)施例中，步驟(3)成型中通過造型機(jī)將原漿料造成球形、柱狀、或者顆粒形狀等初品。
需要說明的是，本發(fā)明中的100目～300目凹凸棒土可為市售所得，也可通過通過購買凹凸棒土進(jìn)行切割研磨進(jìn)而達(dá)到相應(yīng)顆粒大小要求。100目～300目的活性炭纖維、離子交換纖維和蒙脫石可為市售所得，也可通過購買蒙脫石進(jìn)行切割研磨進(jìn)而達(dá)到相應(yīng)顆粒大小要求。本發(fā)明中，纖維粘合劑，以及新型濾水材料均為市售所得，其中，纖維粘合劑品名為BiPUL 50TWG，由日本東洋紡株式會社提供。
二、性能測試
將上述實(shí)施例一至實(shí)施例七所制作得到的濾芯，分別對生活飲用水采樣進(jìn)行水處理測試。表1為實(shí)施例七所制得到的一種多功能凈水濾芯對采樣的生活飲用水進(jìn)行水處理過濾測試得到的測試結(jié)果報(bào)告，結(jié)果表明：本發(fā)明一種多功能凈水濾芯具有較好的吸附能力，離子交換能力和機(jī)械攔截能力。
需要說明的是，實(shí)施例七為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明中其他實(shí)施例所制得的濾芯所測試的各項(xiàng)目相應(yīng)的測試結(jié)果均符合技術(shù)要求，其測試結(jié)果與下表相同或相近。
表1測試結(jié)果報(bào)告
上述實(shí)施例并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。