阻垢炭膜：超滤的好拍档，反渗透的护卫舰

时间：2020-01-05作者：惠州市银嘉环保科技有限公司浏览：2096

    随着工业快速发展水体污染也越来越严重，能否喝到安全的饮用水已经成为人们高度关注的问题，因此净水行业迅速发展，除解决水中**物、细菌、胶体等污染物外，水垢却是一直以来难以解决的问题。
水中含有钙、镁离子以及碳酸根、碳酸氢根、硫酸根等。当水达到一定温度，其中的钙、镁离子与酸根结合，生成碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等析出沉淀，从而形成水垢。
    一般水中含钙离子较多，故水垢的主要成分一般为钙盐。
    成分:碳酸钙(镁)。水中含碳酸氢钙(镁)，这些都是可溶的，水煮沸后，二者分解为碳酸盐沉淀 。
    Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
    由于氢氧化镁比碳酸镁更难溶，因此生成的碳酸镁可转化为氢氧化镁。
    MgCO3+H20=Mg(OH)2↓+CO2↑
    水垢根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种。当水中含有碳酸盐、胶体、细菌和**物等杂质时，碳酸盐类似于水泥沙浆中的沙石，而胶体、细菌和**物等则相当于水泥沙浆中的水泥，当水中胶体、细菌和**物等粘性物质和碳酸盐共同作用，在高温煮沸条件下则形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。而一旦胶体、细菌和**物等粘性物质被去除后，即使水中钙、镁离子和碳酸根离子浓度很高，也只形成成洁白而松散的容易去除的碳酸盐软垢，而不会产生硬垢。
    水垢通常胶结于容器或管道表面。在开水器、太阳能热水、热水器、暖通等领域，水垢的产生往往引起大量的问题，首先，硬垢导热性很差，会导致受热面传热情况恶化，从而浪费燃料或电力。其次，水垢如果胶结于热水器或锅炉内壁，还会由于热胀冷缩和受力不均，较大的增加了热水器和锅炉爆裂甚至爆炸的危险性。另外，水垢胶结时，也常常会附着大量重金属离子，如果该容器用于盛装饮用水，会有重金属离子过多溶于饮水的风险。
    另一方面，在净水行业，超滤净水技术发展多年，技术成熟，可有效过滤水体中的固体颗粒物、胶体等杂质，然而超滤净水产品一直以来则保苦于无法去除水垢以至于无法大范围的推广普及，特别是在水质条件较差的北方地区和西南地区得不到推广应用。
与之对应的是，RO反渗透纯水技术在净水行业中得到大规模的应用推广，得力于它的**高过滤精度（0.0001微米），过滤掉了所有的钙镁离子，出水不会产生水垢的问题，能适合全国范围内的各种水质条件，市场行销中检测演示具有多样性、可操作性，说服力较高所以商家也爱推广应用。然而纯水机也纯在一个重要的问题，是在高硬度水质地区容易发生反渗透膜堵膜，膜寿命降低的问题，究其原因是因为，高硬度水质地区水垢晶体形成、生长于反渗透的膜孔上对膜孔进行堵塞造成反渗透膜寿命降低。
由此可见，在热水、净水等多个领域阻垢技术市场需求旺盛。然而当前没有合适的技术、产品满足这些领域的阻垢需求，工业上常用的硅灵精等阻垢剂常因为释放过快、药剂量大从而存在使用时效短、价格昂贵、安全隐患大等诸多问题。
    为此，我司开发了一种能解决水垢问题的一种阻垢炭膜技术，其以粉末活性炭为基材复合阻垢材料及其他添加剂，通过配方调配、成型工艺调节制备而成阻垢炭膜，其具有精密的过滤精度，可有效阻隔水体固体颗粒物、铁锈、泥沙、细菌、胶体等不容物，还可吸附余氯、**物等污染物，较大程度的阻断了硬垢形成的协助因子（图一）。
 
    图一：阻垢炭膜技术原理示意图

    与之同时，利用活性炭本身所具有的*特的吸附功效，复合在炭膜内的阻垢材料可被缓慢、长效的释放出来，有效的确保阻垢的效果与长效性（图二）。特别地，阻垢因子通过干扰水垢晶核、晶格的形成达到高效的阻垢性能（图三）。
 
    图二：阻垢炭膜效果展示图，左：自来水开水，右：阻垢炭棒过滤水开水。
 
     图三：阻垢炭膜作用机理卡通示意图
    可以看到该技术可有效解决热水、净水领域长期善待克服的阻垢问题，在家用净水、中央净水、商用净水、热水器、暖通及太阳能热水等领域具有广泛、显着的应用价值。

名称解释：
    炭膜：炭膜是一种由活性炭、高分子粘结剂、助剂，经过特殊加工制备而成。其具有三维多孔结构、差异化的过滤孔径、强大的吸附功效、可调配的复合功能等优良特性。相较于传统的只具有单向过滤孔道的水处理过滤膜，炭膜所具有的多样化三维多孔结构大大的增强了炭膜的过滤效能；同时，得益于活性炭本身强力的吸附功效，炭膜具有传统膜不可比拟的吸附功效，为吸附膜的发展与应用奠定了基础；另外，活性炭本身是非常优良的载体，通过对活性炭进行改性，可制备多样化、多功能化的炭膜，大大的增强了炭膜的应用范围。

    阻垢炭膜：阻垢炭膜是一种具有阻垢功效的水处理改性炭膜。针对水垢形成的基本原理，阻垢炭膜可有效过滤水体胶体、细菌，吸附**物等水垢生长协助因子；同时利用活性炭本身的吸附载体功效，缓慢的释放阻垢因子，干扰水垢中晶格、晶核形成，晶体生长，从而达到长期阻垢功效，是一种世界良好的创新技术。


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