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        淺析銀嘉超濾抗菌活性炭棒技術2016

        發表時間:2016-06-19 09:46:40

        1、高品質活性炭棒過濾技術

        隨著生活水平的提高,生活飲用水健康與安全越來越受人們關注與重視,我國凈水行業迅速發展,擁有潛在千億級的市場規模,各類凈水產品隨之孕育而生。

        總體上來說,自來水中的微污染物包括:微生物、有機物、固體不容物(例如鐵銹、泥沙)、膠體等。各類凈水產品采用的基本過濾原理為:膜加炭,膜主要有陶瓷膜、有機超濾膜、反滲透膜等,炭主要是顆粒炭濾芯或者活性炭棒濾芯;其中,膜在凈水產品中主要具有的功能是濾除固體不容物、微生物、膠體等,活性炭濾芯的主要功能是吸附有機物、余氯,改善口感等。

        隨著凈水產品更加注重過濾效能,產品往集約化、小型化上發展,這也為吸附過濾材料的發展提出更高的要求。在此背景下,活性炭棒凈水過濾技術近年來得到了長足發展?;钚蕴堪粲苫钚蕴糠?、熱塑性粘結劑及其他添加物按一定配比混合、密實、燒結而成,其含有豐富的多孔結構,具有強力的吸附能力,同時又有一定的過濾孔徑與精度,可以說活性炭棒是一種“弱版的膜”與“強版的炭”。

         

          

        圖一:炭棒徑向過濾與傳統軸向過濾濾芯對比

            如圖一所示,據相關數據顯示,在相同單位體積的濾芯空間中,若活性炭的基本性能一致,炭棒徑向過濾濾芯是傳統顆?;钚蕴枯S向過濾濾芯的吸附表面積的15倍。炭棒過濾濾芯可以大大增加活性炭對余氯、有機物、重金屬的效能。

        與之同時,活性炭棒具有一定的過濾孔徑及納污量,其可有效的阻隔、攔截水中的泥沙、鐵銹、膠體等大顆粒雜質及致病微生物,并且通過調控活性炭粉的粒徑、配比、燒結條件等,可有效的調節炭棒的過濾孔徑。我們認為超高精密的活性炭棒技術是未來發展方向,其不但可有效的活性炭棒的過濾精度,同時可更大程度的提升其吸附效能。

        為此,一方面,我們通過對活性炭粉本原料的特殊處理,通過改進相關工裝設備,使得深加工處理后的活性炭顆粒邊緣圓潤,同時不同目數段顆粒分布更加合理,有效提升成型炭棒的均勻性和密實度。另一方面對粘結材料進行二次加工,使材料顆粒更趨近于完美球形,目數分布范圍極為狹窄,這有助于減少粘結劑用量,大幅提高活性炭棒濾芯的吸附效果。截止目前為止,銀嘉公司已開發出一種超精密的燒結活性炭棒,其過濾孔徑可達0.3微米,親水性極好,其代表了活性炭棒過濾技術的發展方向。

         

        2、凈水微生物二次污染問題

        相信同行都了解,凈水產品的微生物二次污染問題層出不窮,凈水出水菌落總數超標、亞硝酸超標等;究其主要原因是活性炭具有優良的吸附功效,吸附了大量的有機物為微生物的繁殖提供了充足的營養物質,在適宜的環境下將大量繁殖,微生物代謝將產生致癌物質亞硝酸鹽,同時造成出水菌落總數超標。特別地,我國《生活飲用水衛生標準》(GB 5749-2006)中明確規定生活飲用水中菌落總數必須低于100CFU/毫升,這為凈水行業帶來極大的挑戰,行業內的諸多廠商、品牌商一直以來都在尋求解決該問題的解決方案。

        運用銀嘉自主開發的“鋅基抗菌活性炭”(廣東省高新技術產品,粵高企協【20161號),結合上文的高精密活性炭棒制造技術,銀嘉開發了一種可以高效濾除微生物、抑制微生物生長的抗菌活性炭棒,可濾除大腸桿菌超過99%,雜菌超過95%,具有良好的安全性及長效性,可廣泛應用于凈水后置濾芯中,保障凈水器出水菌落達標,有效防止凈水微生物二次污染。

        試驗測試

        1. 高精密活性炭棒及高精密抗菌活性炭棒除大腸桿菌的試驗(外徑=63mm,內徑=35mm,長=240mm

        取經培養的大腸桿菌(ATCC25922),在2.0bar的壓力下通過已封裝的高精密活性炭棒及超濾抗菌活性炭棒B1、B2,采集數據,分別獲得除菌效能,具體地:

        除菌率(%= (配制菌液-濾液)×100%

        1:活性炭棒對大腸桿菌的除菌效能測試對比

        測試菌種

        大腸桿菌(ATCC25922

        樣品

        菌落數

        除菌率

        配制菌液

        1.5×106

        高精密活性炭棒

        5.9×104

        88.7%

        高精密抗菌活性炭棒

        1.2×103

        99.9%

        流速

        2.4L/min

         

        數據可看出,高精密活性炭棒具有較好的大腸桿菌除菌效果,高精密抗菌活性炭棒可大大提高超濾活性炭棒的大腸桿菌的除菌效果(>99%),這是傳統普通活性炭棒所不具備的能力(通常來說傳統普通活性炭棒的濾除大腸桿菌的貢獻并不明顯,小于50%)。

            2. 高精密活性炭棒及高精密抗菌活性炭棒除雜菌的試驗(外徑=63mm,內徑=35mm,長=240mm

        以地下水為源水,凈PP棉粗過濾后得到具有大量雜菌的源水,在2.0bar的壓力下通過已封裝的超濾活性炭棒A1、A2及超濾抗菌活性炭棒B1、B2,采集數據,分別獲得除菌效能,具體地:

        除菌率(%= (地下源水-濾液)×100%

        2:活性炭棒對雜菌的除菌效能測試對比

        測試菌種

        地下含雜菌源水

        樣品

        菌落數

        除菌率

        配制菌液

        3.0×105

        A2

        4.5×104

        72.0%

        B2

        4.1×103

        98.6%

        流速

        2.4L/min

         

        以上數據可看出,高精密活性炭棒對于雜菌具有較好的除菌效果,高精密抗菌活性炭棒可大大提高性炭棒的雜菌的除菌效果(>90%),這是傳統普通活性炭棒所不具備的能力(通常來說傳統普通活性炭棒的對雜菌基本不具備過濾功效)。

            3. 高精密活性炭棒及高精密抗菌活性炭棒除雜菌的試驗(外徑=63mm,內徑=35mm,長=240mm)的除菌抗菌長效效能實驗

        自制一臺家用凈水器用于實驗測試,其采取雙級過濾結構,第一級為5微米PP棉,第二級分別采用高精密活性炭棒濾芯和高精密抗菌活性炭棒濾芯,以自來水為源水進行長效除菌抗菌測試,每日出水100L,跟蹤100天,分別在0、2000L、5000L、7000L、10000L取水樣測試雜菌菌落總數進行測試。

        3:活性炭棒對長效除菌抗菌效能測試

        流量(L

        高精密活性炭棒過濾菌落總數(cfu/ml

        高精密抗菌活性炭棒過濾菌落總數(cfu/ml

        0

        0

        0

         2000

        320

        6

         5000

        830

        10

         7000

        1100

        15

         10000

        1300

        30

            

        從上述實驗數據中可清楚的看到,抗菌型活性炭棒可有效殺滅微生物、抑制炭棒內的微生物生長,確保凈水器出水菌落總數不超標。

        4. 高精密活性炭棒及高精密抗菌活性炭棒除雜菌的試驗(外徑=63mm,內徑=35mm,長=240mm)的余氯去除實驗

        配置余氯含量為2.0ppm的挑戰水,在0.3bar的壓力下,測試炭棒的余氯去除效能。

        4:活性炭棒余氯去除實驗數據

        流量(L

        高精密活性炭棒

        高精密抗菌活性炭棒

        0

        99.9%

        99.9%

        3000

        99.5%

        99.5%

        9000

        99.0%

        99.0%

        15000

        98.4%

        98.2%

        24000

        97.3%

        97.0%

        30000

        96.5%

        96.1%

         

            從上述實驗數據中可看到,高精密活性炭棒對余氯具有非常好的余氯吸附效能,展現了高精密活性炭棒的吸附能力。



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