申请日2016.12.13
公开(公告)日2017.04.26
IPC分类号C02F9/02; B01J23/68; B01J23/34
摘要
本发明公开了一种中央净水处理系统过滤装置,包括活性炭过滤器、滤芯精密过滤器、纳滤膜过滤器及高压泵;活性炭过滤器的滤芯精密过滤器的进水口通过连通管连接，且滤芯精密过滤器与纳滤膜过滤器通过高压泵，滤芯精密过滤器内设置有净化催化剂，净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为1.85‑2.15%，稀土元素氧化物为4.95‑5.25%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;过渡元素氧化物包括银氧化物或锌氧化物，稀土元素氧化物为镧氧化物或铈氧化物。
权利要求书
1.一种中央净水处理系统过滤装置,包括活性炭过滤器、滤芯精密过滤器、纳滤膜过滤器及高压泵;
所述活性炭过滤器的滤芯精密过滤器的进水口通过连通管连接，且滤芯精密过滤器与纳滤膜过滤器通过高压泵，所述滤芯精密过滤器内设置有净化催化剂，所述净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为1.85-2.15%，稀土元素氧化物为4.95-5.25%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;
所述过渡元素氧化物包括银氧化物或锌氧化物，所述稀土元素氧化物为镧氧化物或铈氧化物;
净化催化剂的制备按以下步骤进行：
㈠采用共沉淀法，将MnSO4溶液置于磁力搅拌器上，在伴以1250-1350r/min快速搅拌下逐滴加入含有可溶性过渡元素盐、可溶性稀土元素盐及可溶性高锰酸盐的溶液，直至生成浆状物;
㈡将所述浆状物过滤，取滤出物在110-130℃下干燥后11-13小时，即得到室温非光空气净化催化剂;
所述纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
㈠.采用钢丝网制为长方体状，制得支撑层;
㈡.在制得的支撑层表面覆盖多孔载体层;
㈢.在多孔载体层表面覆盖纳滤膜层，该纳滤膜层的制备方法包括以下步骤：
A.在0℃冰水浴中将质量分数为98%的浓硫酸添加至可膨胀石墨原料中，缓慢添加高锰酸钾，搅拌均匀，并将其置于恒温水浴中加热升温至45-50℃，保持0.5-2h;
B.于步骤A中所得溶液中缓慢滴加去离子水至反应体系无气泡产生，恒温水浴中升温至95-100℃，搅拌25-30分钟，自然冷却后添加质量分数为25%的双氧水溶液至溶液变为亮黄色的悬浊液;
C.将步骤B所得悬浊液过滤得棕黄色胶体，经酸洗及去离子水洗涤至中性，干燥后于超纯水中超声分散并离心操作，上清液置于65-75℃烘干箱中烘干得氧化石墨烯粉末;
D.步骤C中所得氧化石墨烯粉末置于极性溶剂中超声分散1-5h，离心后去除上清液，得到氧化石墨烯溶液;
E.以高分子超滤膜为基膜，使用基膜过滤氧化石墨烯溶液，在0.05-0.5MPa静态压力下不断推动氧化石墨烯溶液使溶剂分子透过超滤膜，得湿润的纳滤膜层;
F.将覆盖湿润的纳滤膜层的产品置于真空干燥箱中干燥，制得最终的纳滤膜层;
㈣.在纳滤膜层外表面涂覆保护层，所述保护层采用浓度为11-15%的PVA水溶液与纳滤膜层反应并置于真空干燥箱中干燥，制得纳滤膜。
2.根据权利要求1所述的中央净水处理系统过滤装置,其特征在于，所述净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为2.05%，稀土元素氧化物为5.15%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;
所述过渡元素氧化物包括银氧化物，所述稀土元素氧化物包括镧氧化物;
净化催化剂的制备按以下步骤进行：
㈠采用共沉淀法，将MnSO4溶液置于磁力搅拌器上，在伴以1340r/min快速搅拌下逐滴加入含有硝酸银、硝酸镧及KMnO4的溶液，直至生成浆状物;
㈡将所述浆状物过滤，取滤出物在115℃下干燥后12小时，即得到室温非光空气净化催化剂;
所述纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
㈠.采用钢丝网制为长方体状，制得支撑层;
㈡.在制得的支撑层表面覆盖多孔载体层;
㈢.在多孔载体层表面覆盖纳滤膜层，该纳滤膜层的制备方法包括以下步骤：
A.在0℃冰水浴中将质量分数为98%的浓硫酸添加至可膨胀石墨原料中，缓慢添加高锰酸钾，搅拌均匀，并将其置于恒温水浴中加热升温至46℃，保持0.8h;
B.于步骤A中所得溶液中缓慢滴加去离子水至反应体系无气泡产生，恒温水浴中升温至98℃，搅拌26分钟，自然冷却后添加质量分数为25%的双氧水溶液至溶液变为亮黄色的悬浊液;
C.将步骤B所得悬浊液过滤得棕黄色胶体，经酸洗及去离子水洗涤至中性，干燥后于超纯水中超声分散并离心操作，上清液置于68℃烘干箱中烘干得氧化石墨烯粉末;
D.步骤C中所得氧化石墨烯粉末置于极性溶剂中超声分散3h，离心后去除上清液，得到氧化石墨烯溶液;
E.以高分子超滤膜为基膜，使用基膜过滤氧化石墨烯溶液，在0.43MPa静态压力下不断推动氧化石墨烯溶液使溶剂分子透过超滤膜，得湿润的纳滤膜层;
F.将覆盖湿润的纳滤膜层的产品置于真空干燥箱中干燥，制得最终的纳滤膜层;
㈣.在纳滤膜层外表面涂覆保护层，所述保护层采用浓度为12%的PVA水溶液与纳滤膜层反应并置于真空干燥箱中干燥，制得纳滤膜。
3.根据权利要求1所述的中央净水处理系统过滤装置,其特征在于，所述净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为1.95%，稀土元素氧化物为5.20%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;
所述过渡元素氧化物包括锌氧化物，所述稀土元素氧化物包括铈氧化物;
净化催化剂的制备按以下步骤进行：
㈠采用共沉淀法，将MnSO4溶液置于磁力搅拌器上，在伴以1280r/min快速搅拌下逐滴加入含有硝酸锌、硝酸铈及KMnO4的溶液，直至生成浆状物;
㈡将所述浆状物过滤，取滤出物在120℃下干燥后11小时，即得到室温非光空气净化催化剂;
所述纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
㈠.采用钢丝网制为长方体状，制得支撑层;
㈡.在制得的支撑层表面覆盖多孔载体层;
㈢.在多孔载体层表面覆盖纳滤膜层，该纳滤膜层的制备方法包括以下步骤：
A.在0℃冰水浴中将质量分数为98%的浓硫酸添加至可膨胀石墨原料中，缓慢添加高锰酸钾，搅拌均匀，并将其置于恒温水浴中加热升温至48℃，保持1.5h;
B.于步骤A中所得溶液中缓慢滴加去离子水至反应体系无气泡产生，恒温水浴中升温至95℃，搅拌27分钟，自然冷却后添加质量分数为25%的双氧水溶液至溶液变为亮黄色的悬浊液;
C.将步骤B所得悬浊液过滤得棕黄色胶体，经酸洗及去离子水洗涤至中性，干燥后于超纯水中超声分散并离心操作，上清液置于72℃烘干箱中烘干得氧化石墨烯粉末;
D.步骤C中所得氧化石墨烯粉末置于极性溶剂中超声分散3h，离心后去除上清液，得到氧化石墨烯溶液;
E.以高分子超滤膜为基膜，使用基膜过滤氧化石墨烯溶液，在0.27MPa静态压力下不断推动氧化石墨烯溶液使溶剂分子透过超滤膜，得湿润的纳滤膜层;
F.将覆盖湿润的纳滤膜层的产品置于真空干燥箱中干燥，制得最终的纳滤膜层;
㈣.在纳滤膜层外表面涂覆保护层，所述保护层采用浓度为13%的PVA水溶液与纳滤膜层反应并置于真空干燥箱中干燥，制得纳滤膜。
说明书
一种中央净水处理系统过滤装置
技术领域
本发明属于净水过滤设备技术领域，特备是一种中央净水处理系统过滤装置。
背景技术
现有技术中，自来水厂出品的自来水经过市政管网后流入百姓家庭等作为饮用水为大众使用;但是，现有的自来水净化工艺对水源中的有机物等只能去除20%左右，而市政管网等输送水设备由于陈旧等会带来二次污染;另外，自来水厂多采用氯来消毒，氯与有机物结合会产生新的致癌物质;以上诸多因素导致自来水无法到达直饮水的饮用要求;现有的楼宇供水系统中，居民需要的饮用级水还是需要各个家庭自己购买配置净水器，成本高，净水质量高低不同，从而不能满足人们的使用需求。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种中央净水处理系统过滤装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种中央净水处理系统过滤装置,包括活性炭过滤器、滤芯精密过滤器、纳滤膜过滤器及高压泵;
活性炭过滤器的滤芯精密过滤器的进水口通过连通管连接，且滤芯精密过滤器与纳滤膜过滤器通过高压泵，滤芯精密过滤器内设置有净化催化剂，净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为1.85-2.15%，稀土元素氧化物为4.95-5.25%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;
过渡元素氧化物包括银氧化物或锌氧化物，稀土元素氧化物为镧氧化物或铈氧化物;
净化催化剂的制备按以下步骤进行：
㈠采用共沉淀法，将MnSO4溶液置于磁力搅拌器上，在伴以1250-1350r/min快速搅拌下逐滴加入含有可溶性过渡元素盐、可溶性稀土元素盐及可溶性高锰酸盐的溶液，直至生成浆状物;
㈡将浆状物过滤，取滤出物在110-130℃下干燥后11-13小时，即得到室温非光空气净化催化剂;
纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
㈠.采用钢丝网制为长方体状，制得支撑层;
㈡.在制得的支撑层表面覆盖多孔载体层;
㈢.在多孔载体层表面覆盖纳滤膜层，该纳滤膜层的制备方法包括以下步骤：
A.在0℃冰水浴中将质量分数为98%的浓硫酸添加至可膨胀石墨原料中，缓慢添加高锰酸钾，搅拌均匀，并将其置于恒温水浴中加热升温至45-50℃，保持0.5-2h;
B.于步骤A中所得溶液中缓慢滴加去离子水至反应体系无气泡产生，恒温水浴中升温至95-100℃，搅拌25-30分钟，自然冷却后添加质量分数为25%的双氧水溶液至溶液变为亮黄色的悬浊液;
C.将步骤B所得悬浊液过滤得棕黄色胶体，经酸洗及去离子水洗涤至中性，干燥后于超纯水中超声分散并离心操作，上清液置于65-75℃烘干箱中烘干得氧化石墨烯粉末;
D.步骤C中所得氧化石墨烯粉末置于极性溶剂中超声分散1-5h，离心后去除上清液，得到氧化石墨烯溶液;
E.以高分子超滤膜为基膜，使用基膜过滤氧化石墨烯溶液，在0.05-0.5MPa静态压力下不断推动氧化石墨烯溶液使溶剂分子透过超滤膜，得湿润的纳滤膜层;
F.将覆盖湿润的纳滤膜层的产品置于真空干燥箱中干燥，制得最终的纳滤膜层;
㈣.在纳滤膜层外表面涂覆保护层，保护层采用浓度为11-15%的PVA水溶液与纳滤膜层反应并置于真空干燥箱中干燥，制得纳滤膜。
进一步，前述的中央净水处理系统过滤装置,净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为2.05%，稀土元素氧化物为5.15%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;
过渡元素氧化物包括银氧化物，稀土元素氧化物包括镧氧化物;
净化催化剂的制备按以下步骤进行：
㈠采用共沉淀法，将MnSO4溶液置于磁力搅拌器上，在伴以1340r/min快速搅拌下逐滴加入含有硝酸银、硝酸镧及KMnO4的溶液，直至生成浆状物;
㈡将浆状物过滤，取滤出物在115℃下干燥后12小时，即得到室温非光空气净化催化剂;
纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
㈠.采用钢丝网制为长方体状，制得支撑层;
㈡.在制得的支撑层表面覆盖多孔载体层;
㈢.在多孔载体层表面覆盖纳滤膜层，该纳滤膜层的制备方法包括以下步骤：
A.在0℃冰水浴中将质量分数为98%的浓硫酸添加至可膨胀石墨原料中，缓慢添加高锰酸钾，搅拌均匀，并将其置于恒温水浴中加热升温至46℃，保持0.8h;
B.于步骤A中所得溶液中缓慢滴加去离子水至反应体系无气泡产生，恒温水浴中升温至98℃，搅拌26分钟，自然冷却后添加质量分数为25%的双氧水溶液至溶液变为亮黄色的悬浊液;
C.将步骤B所得悬浊液过滤得棕黄色胶体，经酸洗及去离子水洗涤至中性，干燥后于超纯水中超声分散并离心操作，上清液置于68℃烘干箱中烘干得氧化石墨烯粉末;
D.步骤C中所得氧化石墨烯粉末置于极性溶剂中超声分散3h，离心后去除上清液，得到氧化石墨烯溶液;
E.以高分子超滤膜为基膜，使用基膜过滤氧化石墨烯溶液，在0.43MPa静态压力下不断推动氧化石墨烯溶液使溶剂分子透过超滤膜，得湿润的纳滤膜层;
F.将覆盖湿润的纳滤膜层的产品置于真空干燥箱中干燥，制得最终的纳滤膜层;
㈣.在纳滤膜层外表面涂覆保护层，保护层采用浓度为12%的PVA水溶液与纳滤膜层反应并置于真空干燥箱中干燥，制得纳滤膜。
进一步，前述的中央净水处理系统过滤装置,净化催化剂以重量百分比计包括以下组分：过渡元素氧化物为1.95%，稀土元素氧化物为5.20%，其余为粒径40nm的纳米MnO2;
过渡元素氧化物包括锌氧化物，稀土元素氧化物包括铈氧化物;
净化催化剂的制备按以下步骤进行：
㈠采用共沉淀法，将MnSO4溶液置于磁力搅拌器上，在伴以1280r/min快速搅拌下逐滴加入含有硝酸锌、硝酸铈及KMnO4的溶液，直至生成浆状物;
㈡将浆状物过滤，取滤出物在120℃下干燥后11小时，即得到室温非光空气净化催化剂;
纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
㈠.采用钢丝网制为长方体状，制得支撑层;
㈡.在制得的支撑层表面覆盖多孔载体层;
㈢.在多孔载体层表面覆盖纳滤膜层，该纳滤膜层的制备方法包括以下步骤：
A.在0℃冰水浴中将质量分数为98%的浓硫酸添加至可膨胀石墨原料中，缓慢添加高锰酸钾，搅拌均匀，并将其置于恒温水浴中加热升温至48℃，保持1.5h;
B.于步骤A中所得溶液中缓慢滴加去离子水至反应体系无气泡产生，恒温水浴中升温至95℃，搅拌27分钟，自然冷却后添加质量分数为25%的双氧水溶液至溶液变为亮黄色的悬浊液;
C.将步骤B所得悬浊液过滤得棕黄色胶体，经酸洗及去离子水洗涤至中性，干燥后于超纯水中超声分散并离心操作，上清液置于72℃烘干箱中烘干得氧化石墨烯粉末;
D.步骤C中所得氧化石墨烯粉末置于极性溶剂中超声分散3h，离心后去除上清液，得到氧化石墨烯溶液;
E.以高分子超滤膜为基膜，使用基膜过滤氧化石墨烯溶液，在0.27MPa静态压力下不断推动氧化石墨烯溶液使溶剂分子透过超滤膜，得湿润的纳滤膜层;
F.将覆盖湿润的纳滤膜层的产品置于真空干燥箱中干燥，制得最终的纳滤膜层;
㈣.在纳滤膜层外表面涂覆保护层，保护层采用浓度为13%的PVA水溶液与纳滤膜层反应并置于真空干燥箱中干燥，制得纳滤膜。
本发明所设计的中央净水处理系统过滤装置，结构简单合理、经济实用、使用方便，能够对水进行优质的净化，通过多种过滤设备的配合使用，使得原水能够达到饮用水的标准，从而达到节能环保的作用。