本發明專利技術涉及一種提供應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋及其制作方法，在由防水材料制作的殼體內部，分別通過內置密封的正滲透膜界面和隔水界面將水袋內部分隔成三個獨立的腔室，依次為原溶液腔、汲取液腔、凈水腔。原溶液和汲取液僅借助于兩者之間的滲透壓差作為推動力使原溶液中的水通過正滲透膜擴散至汲取液一側，實現淡水資源的再生，從而為地震、洪水、突發水污染等緊急情況下提供安全、健康、可靠的飲用水。應急水袋的核心組件——正滲透膜自主制備，其性能良好且穩定，水通量可達6~15L/(m2.h)，可以快速的生產淡水資源。該應急水袋同時實現了飲用水的生產和儲存功能，且易于操作，方便攜帶，是提供安全應急飲用水的良好工具。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，所述凈水袋能夠給處于自然災害(地震、洪澇等)及水污染突發時的受災群眾快速提供安全、健康、可靠的應急飲用水。
技術介紹
我國是一個自然災害頻發的國家。近些年來，由于環境污染的日益嚴重，人口的不斷增長，人們社會經濟活動的不合理造成了人與自然的嚴重不和諧，人為因素加之氣候或地理活動的因素使自然災害的發生率急劇上升。最近幾年的云南暴雨、南方冰雪災害、汶川地震、玉樹地震、溫州臺風、新疆暴風雪等給國家帶來了嚴重的經濟損失和人員傷亡。在中國，廣大地區由于經濟不發達、設備不完善、體系不成系統等因素，不可能及時的了解相關災害發生的信息。一旦發生災害，又因交通不便、物資不全、專業救急人員不能馬上趕赴現場或者受災人群由于本身知識的欠缺而不知所措等都會加劇災害帶來的影響。水是生命之源，在受災區域其作用更是舉足輕重，災害初期，正常的供水系統被嚴重破壞，極大地影響了當地受災群眾和救災人員的飲用水供應。據統計，“5.12”汶川地震后，飲水受影響的總人口數為1121萬，地震后全省有42萬余處農村供水工程不同程度受損，損毀供水管道4X 104km。因此當務之急是為受災人民和救災人員快速提供安全、健康的飲用水。災害不僅 毀壞了日常供水方式，而且造成了飲用水的嚴重污染。洪澇發生時，水通常會被人畜排泄物、尸體及被破壞的建筑中的污染物污染，容易引起水源性疾病的暴發；地震時，建筑物的破壞會導致化學污染源進入水體，造成嚴重的有機物和化學類污染。通常救災人員的應對措施包括尋找新的可用水源:即未被污染的地表水、地下水以及山泉水；搶修被破壞的供水系統，加強消毒措施；采用潔凈的瓶裝水和桶裝水應急；修建應急集中供水站等。但即使這樣也不能保證每位受災群眾都能及時獲取安全的淡水資源。隨著正滲透膜相關技術的迅速發展，尤其是美國Hydration TechnologyInnovations (HTI)公司高效能正滲透膜的問世，大大的推進了正滲透膜的實際應用，衍生了一系列的供水設備。但是由于商業正滲透膜的價格較為昂貴，不適宜較大范圍的推廣使用。本專利技術利用自行制備的正滲透膜材料，設計出了簡單、便攜、高效、經濟的多功能正滲透膜凈水袋，在應急飲用水的供給上可發揮至關重大的作用。在受災地區，只需將污染水源作為原溶液灌入到原溶液腔中，再將高濃度的汲取液加入到汲取液腔中，搖勻平放靜置數小時后，即可獲得衛生的飲用水。相信隨著正滲透膜的進一步發展和完善，正滲透膜凈水袋必定會成為供給應急飲用水的不可或缺的設備。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種簡便易攜、高效節能、經濟實用且能夠提供應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋，水袋內部依次為原溶液腔、汲取液腔、凈水腔，前兩者僅借助滲透壓差就可獲取安全的淡水資源，后者為凈水儲存空間。本專利技術提出的供給應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋，所述凈水袋由生產飲用水和儲存凈水兩部分組成，生產飲用水部分包含原溶液、汲取液的獲取充入和淡水的自主擴散兩個階段；儲存凈水部分即將現有的凈水或是水袋生產的飲用水儲存在凈水腔內，以供隨時飲用。所述凈水袋由原溶液入口 1、過濾濾網2、正滲透膜3、汲取液入口 4、凈水入口5、隔水界面6和殼體7組成，正滲透膜3和隔水界面6垂直分布于殼體7內，將殼體7內分隔成三個獨立的空間，依次為原溶液腔8、汲取液腔9和凈水腔10 ;殼體7 —側設有原溶液入口 I，原溶液入口 I通過過濾濾網2連接原溶液腔7，殼體7另一側設有凈水入口 5，凈水入口 5連接凈水腔10，殼體7 —端設有汲取液入口 4，汲取液入口 4連接汲取液腔9 ;原溶液由原溶液入口 I進入到原溶液腔8內，汲取液由汲取液入口 4進入到汲取液腔9內，保證各入口為關閉狀態，搖勻水袋并使其水平放置，借助于正滲透膜兩側的溶液滲透壓差，無需外加動力，位于原溶液腔8內的原溶液擴散至汲取液腔9 一側，被稀釋的汲取液可供直接飲用。本專利技術提出的供給應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋的制作方法，具體步驟如下: (1)正滲透膜的制備 按體積百分比計，將1(Γ15%的三醋酸纖維素(CTA)、1 3%的溶液添加劑、4 8%的乳酸和80%的1，4- 二氧六環混合均勻，加熱溶液至70°C 90°C并充分攪拌22 26小時使三醋酸纖維素完全溶解、靜置12 24小時使其脫除氣泡。在室溫為20°C 25°C、相對濕度為70°/Γ90%的條件下，使用刮膜機在聚酯篩網支撐層上刮出一定厚度的正滲透膜，放入去離子水中凝膠1.8 2.2小時后，再放入熱水中進行熱處理，最后保存在去離子水中待用并且定期更換水； (2)正滲透水袋的制備 將步驟(I)得到的正滲透膜和隔水界面放置于殼體內，將其內部分隔成三個獨立的空間，依次為原溶液腔、汲取液腔和凈水腔，原溶液腔外設置原溶液入口，且原溶液入口處設置過濾濾網，汲取液腔外設置汲取液入口，凈水腔外設置凈水入口，即得所需凈水袋。本專利技術中，所述溶劑可選擇二甲基酰胺、甲基吡咯烷酮、1，4- 二氧六環或丙酮中的一種或多種。本專利技術中，所述溶液添加劑可選擇聚乙烯吡咯烷酮、磷酸三乙酯、聚乙二醇、甲醇或乳酸中的一種或多種。本專利技術中，所述原溶液主要是發生自然災害及突發污染事件地區可獲取的輕度污染水資源，即井水、雨水、河水或湖水等。本專利技術中，所述汲取液由易溶解且能產生高滲透壓的高能量固態顆粒、粉末物質或溶液組成。即將一種或幾種高能量物質(例葡萄糖、蛋白質、果糖、蔗糖、乳糖、淀粉等)按照一定比例配置的溶液。本專利技術中，殼體采用防水材料，主要成分是無毒、無味、耐老化、不污染水質、不與溶液發生反應的橡膠、乳膠、聚乙烯或PVC聚酯纖維等。本專利技術中，所述過濾濾網2采用16目可拆卸過濾濾網，其材質可選用銅、鋅、不銹鋼或其他金屬，用于原溶液的過濾，以減輕對正滲透膜的污染。水袋不用的時候，保證原溶液入口 1、汲取液入口 4、凈水入口 5為關閉狀態，保持正滲透膜處于濕潤的環境中，避免其失水變干，同時保持腔室內部與外界隔絕，免受污染與損害，延長其使用壽命。本專利技術中，正滲透膜的有效面積為0.16mX0.24m (可以采用其它不同規格尺寸)，飲用水生產量可達0.2^0.5L/h。本專利技術的主要優點: (I)相較于傳統的水袋，多功能正滲透膜凈水袋不僅具有儲存凈水的功能，還具有生產潔凈飲用水的功能，這對及時提供應急飲用水有著重大的意義。(2)該水袋結構簡單、輕便易攜、經濟高效且應用范圍廣泛，不僅在應急飲用水的供給上有重大作用，而且適用軍事、遠途、探險等領域，應用前景非常廣闊。(3)原溶液易于獲取，運行成本低，反應無需任何外加動力，僅借助于兩溶液之間的滲透壓差。生產的淡水資源完全符合國家生活飲用水標準，可直接飲用。附圖說明圖1為多功能正滲透水袋正面(原溶液一側)； 圖2為多功能正滲透水袋反面(凈水一側)； 圖3為多功能正滲透水袋斷面圖。圖中標號:I為原溶液入口 ；2為過濾濾網；3為正滲透膜；4為汲取液入口(飲用水出口)；5為凈水入口 ；6為隔水界面；7為殼體；8為原溶液腔；9為汲取液腔；10為凈水腔。具體實施例方式為進一步了解該水袋的內容、特點及性能，以下通過實施例結合附圖進一步說明。實施例1:根據圖1-圖3所示，本專利技術一種提供應急飲用水的正滲透膜凈水袋由原溶液入口 1、過濾濾網2、正滲透膜3、汲取液入口(飲本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種提供應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋，其特征在于所述凈水袋由生產飲用水和儲存凈水兩部分組成，生產飲用水部分包含原溶液、汲取液的獲取充入和淡水的自主擴散兩個階段；儲存凈水部分即將現有的凈水或是水袋生產的飲用水儲存在凈水腔內，以供隨時飲用；凈水袋由原溶液入口(1)、過濾濾網(2)、正滲透膜(3)、汲取液入口(4)、凈水入口(5)、隔水界面(6)和殼體(7)組成，正滲透膜(3)和隔水界面(6)垂直分布于殼體(7)內，將殼體(7)內分隔成三個獨立的空間，依次為原溶液腔(8)、汲取液腔(9)和凈水腔(10)；殼體(7)一側設有原溶液入口(1)，原溶液入口(1)通過過濾濾網(2)連接原溶液腔(7)，殼體(7)另一側設有凈水入口(5)，凈水入口(5)連接凈水腔(10)，殼體(7)一端設有汲取液入口(4)，汲取液入口(4)連接汲取液腔(9)；原溶液由原溶液入口(1)進入到原溶液腔(8)內，汲取液由汲取液入口(4)進入到汲取液腔(9)內，保證各入口為關閉狀態，搖勻水袋并使其水平放置，借助于正滲透膜兩側的溶液滲透壓差，無需外加動力，位于原溶液腔(8)內的原溶液擴散至汲取液腔(9)一側，被稀釋的汲取液可供直接飲用。...
【技術特征摘要】
1.一種提供應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋，其特征在于所述凈水袋由生產飲用水和儲存凈水兩部分組成，生產飲用水部分包含原溶液、汲取液的獲取充入和淡水的自主擴散兩個階段；儲存凈水部分即將現有的凈水或是水袋生產的飲用水儲存在凈水腔內，以供隨時飲用；凈水袋由原溶液入口(1)、過濾濾網(2)、正滲透膜(3)、汲取液入口(4)、凈水入口(5)、隔水界面(6)和殼體(7)組成，正滲透膜(3)和隔水界面(6)垂直分布于殼體(7)內，將殼體(7)內分隔成三個獨立的空間，依次為原溶液腔(8)、汲取液腔(9)和凈水腔(10);殼體(7) —側設有原溶液入口(I)，原溶液入口(I)通過過濾濾網(2)連接原溶液腔(7)，殼體(7)另一側設有凈水入口(5)，凈水入口(5)連接凈水腔(10)，殼體(7) —端設有汲取液入口(4)，汲取液入口(4)連接汲取液腔(9);原溶液由原溶液入口(I)進入到原溶液腔(8)內，汲取液由汲取液入口(4)進入到汲取液腔(9)內，保證各入口為關閉狀態，搖勻水袋并使其水平放置，借助于正滲透膜兩側的溶液滲透壓差，無需外加動力，位于原溶液腔(8)內的原溶液擴散至汲取液腔(9) 一側，被稀釋的汲取液可供直接飲用。2.一種如權利要求1所述的提供應急飲用水的多功能正滲透膜凈水袋的制作方法，其特征在于具體步驟如下: (1)正滲透膜的制備 將1(T15%的三醋酸纖維素、3%的溶液添加劑、4 8%的乳酸和80%的1，4- 二氧六環混合均勻，加熱溶液至70°C 90°C并充分攪拌22 26小時使三醋酸纖維素完全溶解、靜置12 24小時使其脫除氣泡；在室溫為20°C 25°C、相對濕度為70% 90%的條件...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周雪飛，張亞雷，褚華強，趙靜，郭肅晉，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：
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