本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可食用除垢劑及由其制備的阻垢燒結(jié)碳棒。

背景技術(shù)：

我國人均淡水占有量遠低于世界平均水平，80％左右的城市河段不適宜作飲用水源，50％的城市地下水受到污染，可用水資源日漸匱乏。在飲用水中，水垢處理是一個常見的難題，全球每年用于水垢引起清洗、結(jié)垢處理等的損失耗資達百億美元。由于供水中含有大量的鈣、鎂等重金屬離子，尤其是北方的高堿、高硬度的飲用水，管路設(shè)備經(jīng)長時間使用內(nèi)壁易形成碳酸鹽水垢層，且水體環(huán)境又適宜微生物及藻類生存。因此，長久使用的管路設(shè)備易出現(xiàn)腐蝕、脆裂、長菌等問題。

目前，飲用水的除垢方法主要是物理法和化學(xué)法，如電場、離子交換法等。目前，物理法主要采用聲場、磁場、電場等物理場處理，主要存在需要電能、除垢性能有限等問題，對于北方高堿高水垢地區(qū)不適用。而離子交換法存在交換容量小、定期再生等問題，材料耗費大，再生廢液需要進行后續(xù)處理，在此過程易產(chǎn)生二次污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種可食用除垢劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述可食用除垢劑制備的阻垢燒結(jié)碳棒。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述阻垢燒結(jié)碳棒在水質(zhì)凈化中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種可食用除垢劑，通過如下方法制備得到：

將檸檬、橙或橘子榨汁，依次用乙醇水溶液提取、超濾膜分離，取透過液為粗提液，采用交聯(lián)度范圍為5％～30％，粒度為0.2～0.3mm，徑高比為30～50的凝膠型陰離子樹脂吸附、洗脫目標產(chǎn)物，洗脫液用堿調(diào)節(jié)pH為6.0～7.0，然后通過濃縮、結(jié)晶、干燥、粉碎，得到顆粒為5～10μm的可食用除垢劑。

優(yōu)選地，所述的乙醇水溶液的體積濃度為8～10％。

優(yōu)選地，所述超濾膜分離是指用截留分子量為1萬的超濾膜進行分離。

優(yōu)選地，所述的洗脫是指用0.005mol/L的硫酸溶液進行洗脫。

優(yōu)選地，所述的濃縮是指在65～70℃下真空濃縮；所述的干燥是指在58℃～65℃下真空干燥；所述的粉碎是指采用氣流粉碎。

一種采用上述可食用除垢劑制備的阻垢燒結(jié)碳棒，通過如下方法制備得到：

將可食用除垢劑、高分子粘合劑和顆粒碳按質(zhì)量比為3:1:1的比例混合，研磨混合均勻后裝填到模具中，在145～155℃和15～20MPa下燒結(jié)30min，冷卻，脫模，得到阻垢燒結(jié)碳棒。

優(yōu)選地，所述的高分子粘合劑是指超高分子量聚乙烯。

上述阻垢燒結(jié)碳棒在水質(zhì)凈化中的應(yīng)用。

本發(fā)明以檸檬、橙、橘子等天然水果為原料，采用乙醇水溶液提取，通過超濾膜分離、凝膠型陰離子樹脂吸附，得到可食用除垢劑，再將可食用除垢劑與高分子粘合劑、顆粒碳按一定比例混合，通過熱壓燒結(jié)工藝，制成具有高度發(fā)達的比表面積、除垢效果顯著的燒結(jié)活性碳棒。制備的燒結(jié)活性碳棒主要通過吸附鈣、鎂等重金屬離子除去水垢，并與碳酸鈣等形成配位化合物，阻止碳酸鈣和碳酸鎂的形成，通過阻垢、除垢兩種方式減少加熱時水垢的形成。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明以檸檬、橙、橘子等水果為原料，通過生物提取獲得可食用的阻垢成分，具有安全性高，綠色無污染，原料來源廣泛等特點；

(2)本發(fā)明以可食用除垢劑與高分子粘合劑、顆粒碳按一定比例混合，采用熱壓燒結(jié)工藝，制備的燒結(jié)活性炭棒具有極好的阻垢作用、吸附性能，盡可能吸附鈣、鎂離子，同時干擾碳酸鈣、碳酸鎂等水垢的晶體形成，通過除垢和阻垢的雙重方式進行高堿、高硬度的水質(zhì)凈化；

(3)本發(fā)明制備的燒結(jié)活性碳棒容量大，除垢效果顯著，重300-330g的燒結(jié)碳棒可處理硬度為300-340mg/L的高水垢水達2噸以上。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

稱取制備好的橙肉50g，通過榨汁機榨汁形成橙汁，放置于1000mL燒杯中，用約800mL 10％乙醇溶液三次提取，澄清后取上清液，用截留分子量1萬的超濾膜進行分離，取透過液為粗提液。采用交聯(lián)度范圍為5％，粒度為0.2mm，徑高比為30的凝膠型陰離子樹脂吸附目標產(chǎn)物，吸附流速0.1L/min，洗脫液為0.005mol/L的硫酸溶液，洗脫流速為0.1L/min。洗脫液用0.1％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，然后在真空下70℃下濃縮至固形物含量為75％，于結(jié)晶罐內(nèi)靜置結(jié)晶，在真空下60℃下干燥結(jié)晶物12h，采用氣流粉碎獲得顆粒為5-10μm具有阻垢作用的可食用除垢劑。

實施例2

稱取制備好的檸檬50g，通過榨汁機榨汁形成檸檬汁，放置于1000mL燒杯中，用約800mL 10％乙醇溶液三次提取，澄清后取上清液，用截留分子量1萬的超濾膜進行分離，取透過液為粗提液。采用交聯(lián)度范圍為30％，粒度為0.3mm，徑高比為50的凝膠型陰離子樹脂吸附目標產(chǎn)物，吸附流速0.1L/min，洗脫液為0.005mol/L的硫酸溶液，洗脫流速為0.1L/min。洗脫液用0.1％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，然后在真空下70℃下濃縮至固形物含量為78％，于結(jié)晶罐內(nèi)靜置結(jié)晶，在真空下60℃下干燥結(jié)晶物12h，采用氣流粉碎獲得顆粒為5-10μm具有阻垢作用的可食用除垢劑。

實施例3

稱取制備好的檸檬50g，通過榨汁機榨汁形成檸檬汁，放置于1000mL燒杯中，用約800mL 8％乙醇溶液三次提取，澄清后取上清液，用截留分子量1萬的超濾膜進行分離，取透過液為粗提液。采用交聯(lián)度范圍為20％，粒度為0.3mm，徑高比為40的凝膠型陰離子樹脂吸附目標產(chǎn)物，吸附流速0.1L/min，洗脫液為0.005mol/L的硫酸溶液，洗脫流速為0.1L/min。洗脫液用0.1％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.5，然后在真空下65℃下濃縮至固形物含量為73％，于結(jié)晶罐內(nèi)靜置結(jié)晶，在真空下60℃下干燥結(jié)晶物12h，采用氣流粉碎獲得顆粒為5-10μm具有阻垢作用的可食用除垢劑。

實施例4

將顆粒碳、實施例1所得可食用除垢劑和粘合劑超高分子量聚乙烯按照3:1:1的添加量比例混合，研磨使其顆粒均勻。將混合均勻的原料裝填到模具中，在150℃和18MPa下燒結(jié)30min。冷卻，脫模，得到阻垢燒結(jié)碳棒。

實施例5

將顆粒碳、實施例1所得可食用除垢劑和粘合劑超高分子量聚乙烯按照3:1:1的添加量比例混合，研磨使其顆粒均勻。將混合均勻的原料裝填到模具中，在145℃和20MPa下燒結(jié)30min。冷卻，脫模，得到阻垢燒結(jié)碳棒。

除垢效果測試：

配置高水垢的原水：稱取24.3g氯化鈣、11.12g氯化鎂和24.3g碳酸氫鈉，溶解于80L自來水中，混合均勻，形成高水垢的原水。

取330g實施例4所得燒結(jié)碳棒，按照水泵、PP棉過濾桶、阻垢燒結(jié)碳的配置裝配好過濾裝置，高水垢的原水作為過濾水，以不同的過濾總量和過濾速度進行過濾，取過濾前后的水，采用EDTA滴定法測定不同水樣的硬度，并分別在100℃加熱5min，觀察水垢產(chǎn)生情況。結(jié)果如表1所示。

表1樣品測試結(jié)果

由表1結(jié)果可以看出，通過本發(fā)明的阻垢燒結(jié)碳棒濾芯進行處理，原水硬度由338降至205～274，且燒開后不出現(xiàn)水垢。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。