一种家庭净水器用膜组件的制作方法

本实用新型涉及一种家庭净水器用膜组件，属于过滤器技术领域。

背景技术：

近年来，随着人们对饮水安全的重视，家庭净水器使用量逐渐增大。其中含有分离膜如超滤膜、纳滤膜、反渗透膜的滤芯应用广泛。但是由于膜污染造成的滤芯堵塞、水质下降，出水量少导致滤芯清洗、更换频繁，使用不便且成本增加。

膜污染主要是膜分离过程中，料液中的无机、有机颗粒、溶质大分子、细菌类等与膜发生物化、生物等作用，沉积、吸附在膜表面或膜孔隙中，导致膜的各项性能变化的现象。主要有有机污染、结垢、无机污染和生物污染等几种类型。其中，有机物污染与生物污染的对膜性能的影响尤为严重，而且有机污染往往会改变膜的表面状态(荷电性、亲疏水性)，从而对无机污染、微生物污染产生影响。降低有机污染的途径有提高膜亲水性，膜中引入抑菌物质等。如有意识地引入含—OH、—NH2、—COOH、—SO3H等亲水基团的物质做膜材料，分离膜中引入抑菌、杀菌的材料如纳米ZnO、TiO2、石墨烯等。其中，纳米TiO2引起人们的极大的关注。通常，TiO2在紫外光照射下能产生电子-空穴对，部分光生电子-空穴对转移到TiO2表面，与表面吸附的水以及环境中的氧气等分子发生反应，产生具有氧化还原作用的活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)如羟基自由基(·OH)，超氧自由基(·O2–)等。这些ROS可以攻击细胞壁细胞膜上的生物分子，使其降解进而导致微生物死亡。近年，有研究制备X-TiO2复合光催化剂，复合催化剂中TiO2吸收可见光也能反应释放活性氧，产生抑菌、杀菌效果，并且用于分离膜中取得良好的自洁净效果，例如哈迪丝赞格尼(Hadis Zangeneh)报道了一种新型光催化自洁净PES纳滤膜，包含钾、硼、氮金属-非金属掺杂的TiO2(K-B-N-TiO2)，用于生物法棕榈油厂废水的后处理，效果良好，201420432075.2公开了一种耐溶剂抗菌超支化聚酰胺(HBPA)纳滤膜，但是相关的应用装置未见报道，一定程度上减慢了这类材料的成果转化。

技术实现要素：

本实用新型在于提供一种家庭净水器用膜组件，其抑菌杀菌效果好，耐污染能力强，以解决当前滤芯更换频繁、成本提高的问题。

本实用新型是这样来实现的。一种家庭净水器用膜组件，包括透明滤芯外壳、中空纤维纳滤膜、节能灯、节能灯固定架、膜组件外壳，中空纤维纳滤膜设置在透明滤芯外壳内，透明滤芯外壳上端设有上底座，透明滤芯外壳下端设有下底座，中空纤维纳滤膜两端用环氧树脂封端，中空纤维纳滤膜下端安装在透明滤芯外壳的下底座上，中空纤维纳滤膜上端与透明滤芯外壳的上底座连接，透明滤芯外壳的下侧壁设有进水口，透明滤芯外壳的上侧壁设有浓缩水出口，透明滤芯外壳的上底座设有净化水出口，透明滤芯外壳外部设置膜组件外壳，膜组件外壳与透明滤芯外壳之间存在空腔，空腔中设置节能灯固定架，节能灯通过节能灯固定架固定。

进一步优选，所述中空纤维纳滤膜是K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜，其基底为聚丙烯腈中空纤维，通过界面聚合的方法制备超支化聚酰胺分离层，并在分离层中引入K-B-N-TiO2纳米粒子。纳滤膜与现在使用的超滤膜相比对高价重金属离子的去除率高，与反渗透膜相比，操作压力低，节省能耗。基于孔径筛分、电荷排斥等作用，对有机杂质、高价重金属离子、钙镁离子等具有良好分离效果，水质优良。分离层表面的K-B-N-TiO2纳米粒子吸收节能灯辐照光后能产生电子-空穴对，与表面吸附的水以及环境中的氧气等分子发生反应，从而产生氧化还原作用的活性氧，具有良好的抑菌、杀菌效果，降低膜的表面生物污染，且膜表面亲水性增强，水流作用下污染物随水流带走，达到自洁净的目的。

进一步优选，所述上底座的出水口放置多孔抗菌麦饭石球，抑制储水中的细菌繁殖，同时能增加出水中微量元素的含量，有益于人体健康。

进一步优选，所述膜组件外壳的内壁镀有银膜，增强节能灯的光反射，提高节能灯光的利用率。

进一步优选，所述膜组件外壳是聚丙烯膜组件外壳。

进一步优选，所述节能灯为黄光60瓦节能灯，主波段在580nm左右，为滤芯中纳米K-B-N-TiO2发挥抑菌、杀菌及增强膜亲水性提供光源。

进一步优选，节能灯固定架是插槽式固定架，所述节能灯与外壳间通过插槽式固定架连接。

进一步优选，所述透明滤芯外壳是有机玻璃透明滤芯外壳。

进一步优选，所述透明滤芯外壳的内壁设有档杆，能够有效地改变水流状态，减小膜表面浓差极化及滤过性物质在膜表面的沉积，提高膜分离性能。

进一步优选，所述膜组件外壳上端通过密封圈与透明滤芯外壳的上底座连接。

与现有的家用净水器用膜组件相比，本实用新型中膜组件使用的滤芯由于采用了K-B-N-TiO2/HBPA(超支化聚酰胺)中空纤维纳滤膜，可在低操作压力下有效分离有机杂质、高价重金属离子、钙镁离子；K-B-N-TiO2纳米粒子结构的存在使膜抑菌、杀菌效果增强，降低膜污染，且膜表面亲水性增强，在滤芯外壳内壁上设置的档杆结构有效改变进水流动状态，从而降低膜表面的浓差极化，由于膜表面亲水性的增强使水流能有效带走膜表面可能沉积的物质达到自洁净的目的；为充分发挥K-B-N-TiO2纳米粒子结构的优越性，设置的组件外壳上装有主波段在580nm的节能灯，且为充分利用节能灯光，膜组件外壳的内壁镀有银膜，银膜不仅起反光作用，同时也有一定的抑菌、杀菌效果；出水口抗菌麦饭石多孔球的引入抑制了储水中细菌的繁殖，同时引入人体所需多种微量元素，进一步提高水质，有益人体健康。

附图说明

图1为本实用新型所述家庭净水器用膜组件示意图。

图2为本实用新型中滤芯内部的结构图。

图3为本实用新型中滤芯透明外壳结构示意图。

图4为本实用新型组件外壳示意图。

图5为本实用新型的密封圈示意图。

图中：1.聚丙烯膜组件外壳、2.节能灯、3.节能灯固定架、4.有机玻璃透明滤芯外壳、5.K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜、6.多孔抗菌麦饭石球、7.密封圈、8.档杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例，对本实用新型的具体实施方法做进一步详细叙述。下面的实施实例用于说明本实用新型但不用于限制本实用新型的范围。

参照图1-5，一种家庭净水器用膜组件，包括聚丙烯膜组件外壳1、节能灯2、节能灯固定架3、有机玻璃透明滤芯外壳4、K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜5。

K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜5设置在有机玻璃透明滤芯外壳4内，有机玻璃透明滤芯外壳4上端设有上底座，有机玻璃透明滤芯外壳4下端设有下底座，K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜5两端用环氧树脂封端，K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜5下端安装在有机玻璃透明滤芯外壳4的下底座上，K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜5上端与有机玻璃透明滤芯外壳4的上底座连接，有机玻璃透明滤芯外壳4的下侧壁设有进水口，有机玻璃透明滤芯外壳4的上侧壁设有浓缩水出口，有机玻璃透明滤芯外壳4的上底座设有净化水出口，有机玻璃透明滤芯外壳4外部设置聚丙烯膜组件外壳1，聚丙烯膜组件外壳1与有机玻璃透明滤芯外壳4之间存在空腔，空腔中设置节能灯固定架3，节能灯2通过节能灯固定架3固定。K-B-N-TiO2/HBPA中空纤维纳滤膜5，其基底为聚丙烯腈中空纤维，通过界面聚合的方法制备超支化聚酰胺分离层，并在分离层中引入K-B-N-TiO2纳米粒子。纳滤膜与现在使用的超滤膜相比对高价重金属离子的去除率高，与反渗透膜相比，操作压力低，节省能耗。基于孔径筛分、电荷排斥等作用，对有机杂质、高价重金属离子、钙镁离子等具有良好分离效果，水质优良。分离层表面的K-B-N-TiO2纳米粒子吸收节能灯辐照光后能产生电子-空穴对，与表面吸附的水以及环境中的氧气等分子发生反应，从而产生具有氧化还原作用的活性氧，具有良好的抑菌、杀菌效果，降低膜的表面生物污染，且膜表面亲水性增强，水流作用下污染物随水流带走，达到自洁净的目的。

如图1所示，上底座的出水口放置多孔抗菌麦饭石球6，可抑制储水中的细菌繁殖，同时能增加出水中微量元素的含量，有益于人体健康。多孔抗菌麦饭石球6采用超细麦饭石粉、粘土和谷壳粉制成球,通过浸渍,于球表面附着上一层银系抗菌剂,经低温烧成制得抗菌麦饭石矿化球。

如图1所示，所述聚丙烯膜组件外壳1的内壁镀有银膜，增强节能灯的光反射，提高节能灯光的利用率。

节能灯2为黄光60瓦节能灯，主要波段在580nm左右，为滤芯中纳米K-B-N-TiO2发挥抑菌、杀菌及增强膜亲水性提供光源。

节能灯固定架3是插槽式固定架，以插槽式与聚丙烯膜组件外壳1连接，将节能灯2过插槽式固定架连接在聚丙烯膜组件外壳1上，然后将聚丙烯膜组件外壳1套在有机玻璃透明滤芯外壳4外面，使用塑料管分别连接进水口与浓缩水出口。聚丙烯膜组件外壳1上端通过密封圈7与有机玻璃透明滤芯外壳4相连。

如图3所示，有机玻璃透明滤芯外壳4的内壁设有档杆8，能够有效地改变水流状态，减小膜表面浓差计划及滤过性物质在膜表面的沉积，提高膜分离性能。

该膜组件结构简易、抗污染性强、带有自洁净分离膜，减少清洗、更换次数，使用方便，对有机质及高价重金属离子的脱除率高，对大肠杆菌、沙门氏菌的抑菌率达到85％以上。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。