用于水处理的多孔烧结体及其制备方法与流程

1.本发明属于水处理领域，具体涉及一种用于水处理的多孔烧结体及其制备方法。


背景技术：

2.一直以来，水处理行业的多孔过滤材料主要以活性炭、沸石，高分子或超高分子量聚乙烯、聚丙烯以及聚氨酯类材料为主，在商用、家用水处理系统实际应用过程中，这些滤材主要作为前置水处理装置中的核心过滤部件对水进行预处理，而水的预处理除用多孔滤材滤除水中大颗粒杂质外，往往还需要对水体进行进一步的阻垢、抗(抑)菌或去除有机残留、重金属离子等净化处理，这时就需要在这些前置水处理装置中加载其它具有阻垢、抗(抑)菌，以及净化、稳定功能的水处理用水处理剂(如具有阻垢、抗(抑)菌、活化、催化、除重金属等功能的固体缓释型材料)与多孔滤材相结合使用。
3.一些相关技术，其以颗粒活性炭为主材料，混合水处理剂后，获得具有多种水处理功能的活性炭棒。
4.还有一些相关技术，其直接将水处理剂颗粒填入该滤筒夹层或滤芯空腔内。在使用时，水处理剂会因受水流冲刷而碎裂失去完整性，碎裂的水处理剂碎块会被冲出滤芯。如此会加速水处理剂的消耗，削弱水处理效果。而且上述水处理剂碎块会堵塞水处理装置的出口，使水处理装置的水通量下降。


技术实现要素：

5.本公开提供一种新型的用于水处理的多孔烧结体，该多孔烧结体可具有阻垢、抗菌或抑菌一种或多种用途，而且其耐水流冲刷，耐用性好。
6.在一些方面，本公开提供一种多孔烧结体，由粉末组合物烧结而成；
7.所述粉末组合物包括第一树脂颗粒和第二树脂颗粒；
8.所述第一树脂颗粒含有第一树脂和水处理剂，水处理剂在第一树脂颗粒中的含量为a wt％；
9.所述第二树脂颗粒含有第二树脂，所述第二树脂颗粒不含水处理剂，或者含有b wt％含量的水处理剂；
10.其中，a＝10～90，0＜b＜a；
11.其中，所述水处理剂在25℃的水中溶解度为0.01g/100g以上；
12.在一些实施方案中，a-b≥10。
13.在一些实施方案中，a＝10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70、70～80或80～90。
14.在一些实施方案中，b＝10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70、70～80或80～90。
15.在一些实施方案中，a-b＞10，例如a-b＞20，例如a-b＞30，a-b＞40，例如a-b＞50，例如a-b＞60，例如a-b＞70，a-b＞80或a-b＞90。
16.在一些实施方案中，a-b＝10～90。
17.在一些实施方案中，第一树脂和第二树脂各自独立地选自热固性树脂或热塑性树脂。
18.在一些实施方案中，所述第一树脂和第二树脂为相同的树脂。
19.在一些实施方案中，所述第一树脂和第二树脂为不同的树脂。
20.在一些实施方案中，所述第一树脂为聚乙烯。
21.在一些实施方案中，所述第二树脂为聚丙烯。
22.在一些实施方案中，所述第一树脂颗粒的平均粒径为0.1～1mm，例如0.3～0.7mm。
23.在一些实施方案中，所述第二树脂颗粒的平均粒径为0.1～1mm，例如0.3～0.7mm。
24.在一些实施方案中，所述第一树脂颗粒与第二树脂颗粒的重量比为1～10:1，例如1～2:1，例如2～3:1，例如3～4:1，例如4～5:1，例如5～6:1，例如6～7:1，例如7～8:1，例如8～9:1，例如9～10:1。
25.在一些实施方案中，第一树脂颗粒和第二树脂颗粒的总重量占粉末组合物总重量的80％以上，例如90％以上。
26.在一些实施方案中，粉末组合物中还可以含有以下一种或多种：稳定剂、增塑剂、抗氧化剂、润滑剂、偶联剂。
27.在一些实施方案中，所述水处理剂包括以下一种或多项：固体水溶性阻垢剂和固体水溶性抑菌剂。
28.优选地，所述水处理剂包括以下一种或多项：缓释型固体水溶性阻垢剂和缓释型固体水溶性抑菌剂。
29.在一些实施方案中，所述第一树脂颗粒与其邻近的树脂颗粒在接触点熔化复合形成多孔结构。
30.在一些实施方案中，所述第二树脂颗粒与其邻近的树脂颗粒在接触点熔化复合形成多孔结构。
31.在一些实施方案中，所述多孔烧结体的孔隙率为1～50％，例如1～10％，10～20％，20～30％，30～40％或40～50％。
32.在一些实施方案中，所述多孔烧结体的平均孔径为1～100μm。
33.在一些实施方案中，所述多孔烧结体的平均孔径为1～10μm、10～20μm、20～30μm、30～40μm、40～50μm、50～60μm、60～70μm、70～80μm、80～90μm或90～100μm。
34.在一些方面，本公开提供一种多层体，包括第一层、第二层和第三层，第二层位于第一层和第三层之间；
35.所述第一层和/或第三层的材质是水可渗透材料；
36.所述第二层的材质是上述任一项所述的多孔烧结体；
37.优选地，所述水可渗透材料是树脂粉末的烧结体。
38.在一些方面，本公开提供一种管或一种板，所述管或板的壁包括上述任一项的多层体。
39.在一些方面，本公开提供一种制备多孔烧结体的方法，包括以下步骤：
[0040]-提供上述任一项的粉末组合物；
[0041]-烧结所述粉末组合物。
[0042]
在一些实施方案中，在150-220℃的温度下烧结所述粉末组合物。
[0043]
在一些实施方案中，在压力模具内烧结所述粉末组合物，期间向粉末组合物施加3-10mpa的压力。
[0044]
在一些实施方案中，制备多孔烧结体的方法还包括制备第一树脂颗粒的步骤：
[0045]
将第一树脂粉末和水处理剂粉末混合，加热至挤出温度，然后挤出造粒。
[0046]
在一些实施方案中，所述水处理剂粉末是指经偶联剂处理的水处理剂粉末；
[0047]
优选地，所述偶联剂包括以下一种或多项：硅烷、有机钛酸酯或其盐、有机锆酸酯(盐)、有机铝酸酯或其盐。
[0048]
在一些方面，本公开提供一种制备多层体的方法，包括以下步骤：
[0049]
提供第一层和第三层，第一层和第三层的材质是水可渗透材料；
[0050]
提供第二层，第二层的材质是上述任一项所述的多孔烧结体；
[0051]
将第二层置于第一层和第三层之间，并将三者烧结复合。
[0052]
在一些实施方案中，在压力(例如3-10mpa)条件下，将三者烧结复合。
[0053]
在一些实施方案中，所述水可渗透材料是树脂粉末的烧结体。
[0054]
在一些方面，本公开提供一种制备多层体的方法，包括以下步骤：
[0055]
提供上述的粉末组合物，将所述粉末组合物置于层状模具中进行预烧结，获得预烧结芯层；
[0056]
提供树脂粉末，将树脂粉末置于层状模具中进行预烧结，获得第一预烧结外层和第二预烧结外层；
[0057]
将预烧结芯层置于第一预烧结外层和第二预烧结外层之间，并对三者进行第二次烧结，使三者复合。
[0058]
在一些实施方案中，水处理剂是固态物质，例如固态粉末。
[0059]
在一些实施方案中，第一树脂粉末和第二树脂粉末各自独立地选自：热固性树脂的粉末或热塑性树脂的粉末。
[0060]
在一些实施方案中，热固性树脂包括以下一种或多种：聚四氟乙烯、酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料、聚酰亚胺等。
[0061]
在一些实施方案中，热塑性树脂包括以下一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、abs、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚苯醚、氯化聚醚等。
[0062]
在一些实施方案中，热塑性树脂选自聚烯烃，例如是聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)，或者选自卤化树脂，例如是聚氯乙烯(pvc)，后氯化的聚氯乙烯(pvcc)，聚偏二氟乙烯(pvdf)，或者选自苯乙烯类树脂，例如是具有高苯乙烯比率的苯乙烯-丁二烯共聚物(hips)，kratontm型嵌段共聚物，苯乙烯-丙烯腈型树脂，丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯类树脂，甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物，或者选自丙烯酸类树脂，例如是聚甲基丙烯酸甲酯，或者选自聚碳酸酯树脂，或者选自不饱和聚酯树脂(pbt)，例如是聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚乳酸(pla)和聚对苯二甲酸丁二酯，或者选自聚氨酯树脂，或者选自聚酰胺树脂，或者这些树脂的混合物。
[0063]
在一些实施方案中，水处理剂在25℃的水溶性≥0.01wt％，例如0.01～0.1wt％，例如为0.1～1wt％，例如为1～10wt％，例如10～20wt％，例如20～30wt％。
[0064]
在一些实施方案中，水处理剂选自阻垢分散剂、缓蚀剂、阻垢缓蚀剂、杀生剂、混凝
剂、清洗剂、预膜剂和其他能改变水体性能的物质。
[0065]
在一些实施方案中，水处理剂是《hg/t 2762-2019水处理剂产品分类和命名》记载的任何一种水处理剂。
[0066]
术语解释
[0067]
本公开如果使用了如下的术语，它们可以有如下的解释：
[0068]
聚乙烯是指至少50mol％(优选至少60mol％，更优选至少70mol％，更优选至少80mol％，更加优选至少90mol％，更加优选至少95mol％或优选100mol％)乙烯单元制得的树脂；并且具有小于20wt％丙烯单元。超高分子量聚乙烯是指黏均分子量为100万以上的聚乙烯。聚乙烯例如是符合gb/t 32679-2016超高分子量聚乙烯(pe-uhmw)树脂中任一项的树脂。
[0069]
聚丙烯是指由至少50mol％(优选至少60mol％，更优选至少70mol％，更优选至少80mol％，更加优选至少90mol％，更加优选至少95mol％或优选100mol％)丙烯单元制得的树脂；并且具有小于35wt％乙烯单元。聚丙烯例如是符合《gb/t 12670-2008聚丙烯(pp)树脂》中任一项聚丙烯。
[0070]
术语“硅磷晶”，其是由多聚磷酸盐与硅酸盐经高温熔融反应制得。
[0071]
术语“热塑性树脂”是指通常用于加工和使用该材料的温度范围内当重复加热和冷却时保持热塑性的树脂。热塑性是指在通常用于它的温度范围内在重复的加热-冷却循环中在加热时软化而在冷却时固化的能力，以及借助软化态下的流动可重复模塑以生产呈模制品、挤出物或热成型部件形式的半成品部件或制品的能力。
[0072]
术语“热固性树脂”是指能够发生化学交联的单体、低聚物、预聚物、聚合物或任何大分子。该术语更优选地是指这样的单体、低聚物、预聚物、聚合物或任何大分子：当其在能量源(例如热或辐射)以及任选的催化剂的存在下与交联剂反应时，能够发生化学交联；其除了能与交联剂发生交联反应外，在热源、辐射作用下还可产生分子间的自聚反应，形成交联网状结构。
[0073]
术语“水处理剂”可以是申请人之前开发的水处理剂，如申请号为201710836115.8、201880006731.3的专利申请中记载的材料，以上专利申请的内容全部引用于此。
[0074]
术语“缓释型(slow release type)”在本领域内是已知的，缓释型水处理剂能够以降低的速度释放于水体中。因此特别地，水处理剂不会立即全部溶解于静止或流动的水体中，但会随着时间的推移而释放，例如持续释放12小时以上，例如持续释放24小时以上，例如持续释放240小时以上，例如持续释放2400小时以上。
[0075]
术语“抑菌剂”是指能够抑制和/或防止细菌的生长的物质。抑菌剂例如能够杀死细菌，例如能够防止/抑制细菌的生长。
[0076]
术语“偶联剂”意指一类具有两种不同性质官能团的物质，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应、物理缠绕或生成氢键溶于其中，以及可增强无机物与树脂的粘附的任何有机金属化合物，例如，硅烷、有机钛酸酯(盐)、有机锆酸酯(盐)、有机铝酸酯(盐)，不管在树脂与偶联剂之间是否形成共价键。
[0077]
以下实施例中，“孔隙率”采用压汞仪测试。测试方法参考astm d4404-2018(用汞
侵入孔隙率测定法测定土壤和岩石的孔隙空间和孔隙空间分布的标准试验方法)。
[0078]
以下实施例中，“平均孔径”采用滤速法测定，其测试方法如下：提供外径ф40mm，内径ф16mm，高25mm的管状多孔烧结体作为测试试样。在该管状多孔烧结体的两个端部粘接了第一端盖和第二端盖，第二端盖完全密封，第一端盖留有出水孔。从管状多孔烧结体的外侧壁面注水，水流通过管状多孔烧结体外侧壁进入到管腔内，再从第一端盖的出水孔流出，测试时控制进出水的压差为2
×
105pa，采集单位时间通过单位面积的水的体积流量j；根据以下公式计算平均孔径r：
[0079][0080]
式中：
[0081]
r为多孔材料的平均孔径(cm)；
[0082]
η为水的粘度，单位为pa/s(9.98
×
104pa/s，23℃)；
[0083]
l为试样厚度(cm)
[0084]
j为单位时间通过单位面积试样的水的体积流量(ml/cm2·
min)；
[0085]
δp为材料两侧压力(2
×
105pa)；
[0086]
ε为材料孔隙率(％)。
[0087]
在一些实施方案中，“包含”“包括”“含有”可以是含量为大于零，例如1％以上，指重量含量为10％以上，例如20％以上，例如30％以上，例如40％以上，例如50％以上，例如60％以上，例如70％以上，例如80％以上，例如90％以上，例如100％。当含量为100％时，“包含”“包括”“含有”的含义相当于“由
…
构成”。
[0088]
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0089]
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或几种”中“几种”的含义是两种或两种以上。
[0090]
有益效果
[0091]
(1)多孔烧结体能够缓释地释放水处理剂；
[0092]
(2)多孔烧结体能够长时间地、稳定地释放水处理剂；
[0093]
(3)多孔烧结体结构强度好，使用寿命长；多孔烧结体在水流冲刷下具有较好的结构稳定性，整体外形稳定、不易崩解为小块，孔道结构稳定，孔道不易塌缩；多孔烧结体能解决中间层水处理剂由于使用过程中不断消耗后产生大的孔隙使滤材整体过滤精度下降的问题；
[0094]
(4)多孔烧结体的制备方法简单、成本低；
[0095]
(5)多层体结构能降低滤材中的水处理剂在使用过程中被水体当中的杂质堵塞包裹，造成水处理功能快速下降的问题；
[0096]
(6)多层体结构能防止水处理剂在使用过程中的流失。
附图说明
[0097]
图1为实施例1的多孔烧结体的制备工艺流程；
[0098]
图2为多层结构多孔烧结体的横截面照片和纵截面照片；
[0099]
图3为多层结构多孔烧结体中芯层区域的扫描电子显微镜照片；
[0100]
图4为实施例2的水处理滤芯的示意图；
[0101]
图5为实施例2的水处理装置的示意图；
[0102]
图6为对比例1的水处理装置的示意图；
[0103]
图7为一个实施例的水处理测试系统的示意图；
[0104]
图8示出本发明一些实施例的管状多孔烧结体的照片。
具体实施方式
[0105]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0106]
以下实施例和对比例使用原料名称和参数如下表所示。
[0107]
表1
[0108][0109][0110]
实施例1
[0111]
本实施例制备多孔烧结体的流程图如图1所示。制备多孔烧结体的方法主要包括以下步骤：
[0112]
(1)将第一树脂与水处理剂共混、挤出、造粒，获得第一树脂颗粒；
[0113]
(2)将第一树脂颗粒与第二树脂颗粒混合后，置于模具中进行预烧结，获得多孔预烧结芯层。
[0114]
(3)将第二树脂颗粒置于模具中预烧结，获得第一多孔预烧结外层和第二多孔预
烧结外层；
[0115]
(4)将第一多孔预烧结外层、多孔预烧结芯层和第二多孔预烧结外层依次层叠，置于模具中烧结，获得复合多层多孔烧结体。
[0116]
下面详细描述制备多孔烧结体的方法。
[0117]
1.制备第一树脂颗粒
[0118]
1.1.提供原料水处理剂颗粒：型号i水处理剂颗粒，粒度约200目；
[0119]
1.2.将上述原料水处理剂颗粒置于烘箱烘干去除水分，烘干温度为120℃，烘干时间为1小时；
[0120]
1.3.将上述烘干后的原料水处理剂颗粒加入到混合机中，再加入0.1wt％(相当于原料水处理剂重量的0.1％，下同)铝酸酯偶联剂，在120℃搅拌混合5分钟，然后加入1wt％聚乙烯蜡、1wt％硬脂酸、0.1wt％抗氧化剂，继续混合5分钟，获得活化的水处理剂颗粒；
[0121]
1.4.将聚丙烯颗粒和活化的水处理剂颗粒分别加入到双螺杆挤出机的主喂料斗和辅喂料斗，将挤出机的挤出模具的温度设定为150℃，进行共挤出操作，获得挤出产物；挤出产物中聚丙烯成分和水处理剂成分的重量比为1:4；
[0122]
1.5.对挤出产物进行造粒，获得平均粒径约0.3mm的第一树脂颗粒；
[0123]
2.提供第二树脂颗粒，即超高分子量聚乙烯颗粒，粒度约40目(约0.425mm)；
[0124]
3.制备具有多孔结构的多层管状烧结体，包括：
[0125]
3.1.提供第一预压模具、第二预压模具和第三预压模具，三个预压模具都具有筒状型腔；在第一预压模具和第三预压模具中分别填入第二树脂颗粒；在第二预压模具中填入第二树脂颗粒与第一树脂颗粒的混合物，混合物中第二树脂颗粒与第一树脂颗粒的重量比为3:1；
[0126]
3.2.分别对第一预压模具、第二预压模具和第三预压模具进行预压制，压制温度为90℃，压制压力为10mpa，压制时间为5分钟，分别获得第一预压体、第二预压体和第三预压体，各预压体的密度约为终产品密度的80％；
[0127]
3.3.将第一预压体、第二预压体和第三预压体按照由内至外的顺序嵌套组合，获得组合件，将组合件置于具有筒状型腔的终压模具中，对终压模具进行压制，压制温度为200℃，压制压力10mpa，压制时间为20分钟，获得终压产物。
[0128]
3.4.对终压产物进行降温、脱模、整形、抛光，获得具有三层结构的管状多孔烧结体。
[0129]
图2的(a)示出上述管状多孔烧结体的横截面示意图，图2的(b)示出管状多孔烧结体的纵截面示意图。管状多孔烧结体100的尺寸如下：轴向长度25mm，内径ф16mm，外径ф40mm，壁厚度12mm。管状多孔烧结体100包括由内至外依次层叠复合的第一管状层10、第二管状层20和第三管状层30。第一管状层10、第二管状层20和第三管状层30的厚度比为1：4：1。管状多孔烧结体100的质量为60g，其中水处理剂含量为2g。第一管状层10和第三管状层30的主要成分为超高分子量聚乙烯。第二层20的主要成分为聚丙烯、超高分子量聚乙烯和水处理剂。
[0130]
图3为管状多孔烧结体100的第二管状层20的扫描电子显微镜照片。如图所示，第二管状层20部位颗粒堆积形成的多孔结构。
[0131]
按照上文记载的方法检测实施例1的管状多孔烧结体的孔隙率和平均孔径。结果
如下：孔隙率为约30％，平均孔径为约10μm。
[0132]
实施例2
[0133]
图4示出一个配置有管状多孔烧结体的水处理滤芯，将其命名为第一水处理滤芯40。如图所示，第一水处理滤芯40包括管状多孔烧结体100，管状多孔烧结体100的两端分别密封连接有第一端盖41与第二端盖42，第一端盖41上设有滤芯出水口43，滤芯出水口43与管状多孔烧结体100的管腔贯通，第二端盖42将多孔烧结体100的另一端部完全密封。当将第一水处理滤芯40用于水处理时，如图4的箭头所示，水流将依次通过管状多孔烧结体100的第三管状层30、第二管状层20和第一管状层10进入到管状多孔烧结体100的管腔内，再通过滤芯出水口43排出。在本实施例中，第一水处理滤芯40的初始重量为60.51g，其中配置的管状多孔烧结体100的质量为60g，其中水处理剂含量为2g。
[0134]
实施例3
[0135]
图5示出一个实施例3的水处理装置的示意图。将其命名为第一水处理装置500。如图所示水处理装置500具有筒状腔体53，筒状腔体53的两端分别是水处理装置进水口51和水处理装置出水口52。筒状腔体53内配置有第一水处理滤芯40，第一水处理滤芯40的滤芯出水口43与水处理装置500的水处理装置出水口52连通，滤芯出水口43排出的水通过水处理装置出水口52输送至后续程序。
[0136]
对比例1
[0137]
图6示出对比例1的水处理装置的示意图。将对比例1的水处理装置命名为第二水处理装置600。第二水处理装置600包括腔体66，腔体66具有水处理装置进水口64和水处理装置出水口65。腔体66内设置有一个第二水处理滤芯60。
[0138]
第二水处理滤芯60包括一个不锈钢滤网200，不锈钢滤网200的孔径为200目(孔径约75μm)，其中填充有2g型号ii的水处理剂，填充率约95％。该不锈钢滤网200的两端分别密封连接有第一端盖61与第二端盖62，第一端盖61上设有滤芯出水口63，滤芯出水口63用于排出滤芯过滤后的水，第二端盖62将不锈钢滤网200的另一端部完全密封。第二水处理滤芯60设置于第二水处理装置600的腔体66中。如图6的箭头所示，水流从水处理装置进水口64进入腔体66，然后流经滤网200及其中的水处理剂，再通过滤芯出水口63排出至水处理装置出水口65，输送至后续程序。在本实施例中，第二水处理滤芯60的初始重量为15.26g。
[0139]
阻垢性能测试：
[0140]
图7示出一个水处理系统的示意图。该水处理系统包括水箱70、第一流路710和第二流路720，水箱70向第一流路710和第二流路720供水。第一流路710包括第一水泵71、第一水处理装置500，第一水泵71从水箱70抽水，送至第一水处理装置500处理，处理后输出。第二流路720包括第二水泵72和第二水处理装置600，第二水泵72从水箱70抽水，送至第二水处理装置600处理，处理后输出。
[0141]
阻垢性能测试方法如下：
[0142]
1)水箱70中盛放硬水，该硬水是根椐《gb 34914-2017反渗透净水机水效限定值及水效等级》附录a的方法配置而成；
[0143]
2)提供第一流路710和第二流路720，第一流路上安装有第一水处理装置500，第二流路上安装有第二水处理装置600
[0144]
3)分别使用第一水泵71和第二水泵72将水箱70中的水抽出供向第一流路710和第
二流路720，每个流路的供水量总计5吨，流量3升/分钟；
[0145]
4)分别对第一流路710和第二流路720输出的水进行采集水样，采集水样共有五次，于正式通入硬水之初进行第一次采集水样，1/4段末(通水量1.25t)第二次采集水样、2/4段末(通水量2.5t)第三次采集水样、3/4段末(通水量3.75t)第四次采集水样，4/4段末(通水量5t)第五次采集水样。分别测试各次采集的水样的阻垢率，具体测试数据如下表：
[0146]
表2
[0147][0148]
上表中的阻垢率测试和计算方法参照gb/t16632-2019《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》。
[0149]
水样处理方法如下：将硬水原水和通过水处理装置的水样分别置于两个洁净的锥形瓶中，浸入(80土1)℃的恒温水浴中(试液的液面不得高于水浴的液面)，恒温放置10h。冷却至室温后用中速定量滤纸干过滤。移取25.00ml滤液置于250ml锥形瓶中，加水至约80ml，加5ml氢氧化钾溶液和约0.1g钙羧酸指示剂。用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮蓝色即为终点。分别计算水样和硬水原水中钙离子的质量浓度，记为ρ2和ρ3。另外，分别取未经加热的水样和硬水原水，按相同的方法分别计算其中钙离子的质量浓度，记为ρ1和ρ4。
[0150]
根据以下公式计算阻垢率：
[0151][0152]
式中:
[0153]
ρ1—未加热的水样的钙离子(ca
2
)浓度mg/ml；
[0154]
ρ2—加热并冷却至室温后的水样的钙离子(ca
2
)浓度，mg/ml；
[0155]
ρ3—加热并冷却至室温后的硬水原水的钙离子(ca
2
)浓度，mg/ml；
[0156]
ρ4—未加热的硬水原水的钙离子(ca
2
)浓度，mg/ml。
[0157]
将使用后的水处理滤芯放入烘箱内于105℃烘干两小时，待冷却至室温，称量其绝对干重m1。利用以下公式计算水处理滤芯的补偿后重量m3：m3＝m1 m2，其中m2为水处理滤芯的初始含水质量。根据以下公式计算水处理剂的消耗量δm：
[0158]
δm＝m
0-m3[0159]
结果如下表所示：
[0160][0161]
结合以上实验数据可知，与对比例1的水处理滤芯相比，实施例1的水处理滤芯的阻垢性能更加稳定，整体有效使用寿命提高一倍多。
[0162]
实施例1的水处理滤芯有如下优点：
[0163]
(1)具有粉末烧结后形成的稳定的多孔结构；
[0164]
(2)具有第一树脂颗粒和第二树脂颗粒的复合结构，第一树脂颗粒中水处理剂的含量高于第二树脂颗粒，第一树脂颗粒的主要作用是释放水处理剂，第二树脂颗粒的主要作用是维持结构的整体稳定性，避免烧结体随着水处理剂的溶解流失而崩解破碎；第一树脂颗粒与第二树脂颗粒协同地维持多孔烧结体的水处理性能和结构稳定性；
[0165]
(3)多层复合结构(第一管状层10、第二管状层20和第三管状层30)进一步改善了多孔烧结体的水处理性能，第一管状层10和第三管状层30起到前置过滤的作用，避免水体中的杂物附着和包裹第二管状层，影响第二管状层的水处理效果。
[0166]
图8示出本发明一些实施例的管状多孔烧结体的照片。
[0167]
本说明书中多个实施例采用递进的方式描述，各实施例的重点有所不同，而各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其整体以及涉及的模块功能与方法实施例中的内容存在对应关系，因此描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0168]
尽管本发明的实施方式已经得到详细的描述，但本领域技术人员将理解:根据已经公开的所有教导，可以对细节进行各种修改和变动，并且这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。