[发明专利]过滤介质

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于处理液体，优选用于提供饮用水的过滤介质。

背景技术

良好的饮用水在维持人体健康方面的重要性是公认的，并且一直是发展各种水处理技术的理由。在成熟的技术当中，过滤被视为用于除去通常存在于水中的各种尺寸的固体颗粒以及溶解物和生物制剂的有效手段。由种类繁多的现有技术中选择使用何种过滤方法取决于水的性质、水污染的程度以及该技术的制造、组装和操作所涉及的成本。

过滤在近些年来成为水处理的领先方法的主要原因之一是其同时使用化学和物理过程来阻断污染物的通道。固体炭块和多介质过滤器不只是出众的可除去饮用水中的污染物的水处理产品；它们还能够保留水中有益健康的、pH平衡矿物质。这些过滤器的吸附过程使得污染物被吸引至过滤介质，同时允许矿物沉积物通过过滤器。

家庭应用以及工业或市政应用中所采取的过滤过程通常利用水所通过的过滤介质。这样的过滤介质的范围包括用于老式过滤器的砂和用于新式过滤器的固体炭块或碳介质混合物。过滤过程通常涉及数个阶段，由此按照重要性的顺序除去或减少污染物。在传统的过滤过程的第一阶段中，诸如氯和挥发性有机化合物等主要化学成分的浓度显著降低。该浓度的初步降低使得过滤的剩余阶段专注于杀虫剂和微小微生物等更难过滤的污染物。过滤的后续阶段专注于减少离子形式或其他可溶形式的金属，如来自农药流出的铅和化学物。因此，水经过过滤阶段时，污染物被以物理和化学方式阻止穿过过滤介质，并排出过滤系统。

发明内容

本发明的发明人长期追求的目标是开发一种用于液体过滤器或过滤系统的经济的且使用安全的通用过滤材料，优选用于水，从而一方面不会不当地限制水流通过，另一方面能够过滤颗粒物、有害的有机和无机物以及微生物，并防止过滤介质中的细菌和病毒生长，同时不会释放需要进一步过滤的生命有害毒素。

过滤材料，或本发明此处所提及的“过滤介质”是这样一种介质，其适用于例如水处理过程，即，使得水适合其应用或恢复其自然状态的众多过程中的任一过程，且特别是用于提供饮用水。

本发明的过滤介质包含固体水不溶性成分，其可以以各成分的混合物使用或者单独使用，即，在过滤系统的不同室/层中。三种成分是颗粒状碳质材料、颗粒状壳聚糖和/或离子交换剂和颗粒状金属氧化物。该最佳的成分组合具有很高的分离能力。它可以有效地从过滤的液体中除去可溶(溶解物)或不溶的颗粒物，如重金属、氯残留物、气味剂、着色剂、三卤甲烷和如杀虫剂等各种农业相关试剂。

本发明的过滤介质还可包含抗微生物成分，其能够实质上防止细菌等微生物在其中的累积。本发明的过滤介质还可包含能够实质上从过滤的水中杀死或除去细菌等微生物的抗微生物成分，由此防止过滤液体的污染。

所述过滤介质因此适于纯化引用水和各种水源。

另外，已经确定本发明的过滤介质的组合提供了足够大的过滤表面，可有效地在一段时间内过滤大量的水而不会堵塞，并且不会阻留或限制水流通过。由于所述过滤介质具有的简单性和通用性，其有可能纳入各种过滤器和过滤系统中。所述过滤介质可以结合或不结合其他的介质以用于例如提高对于特定污染物的过滤效率。

应当注意，尽管过滤介质的各成分均已预先实现液体过滤，但本发明的组合提供了这样一种介质，其在如讨论的除去液体中的溶解物和不溶物的能力方面以及获得最佳效果所需的时间方面均是有效的。该双重效力显然具有成分依赖性，尽管其他公知成分的某些组合也可有效地例如除去溶解物，但其可能不具有足够的过滤表面，因此造成堵塞或阻留水流通过。同样，尽管某些组合可能有效地对抗微生物，但是其可能仅仅在长时间与介质接触后才能发挥这样的作用。

在本发明的第一方案中，提供一种过滤介质，所述过滤介质包含碳质材料、金属氧化物或氢氧化物以及壳聚糖和离子交换剂中的至少一种(即壳聚糖和/或离子交换剂)。

在一个实施方式中，所述过滤介质适用于过滤液体，所述液体优选是水或含有水，如水溶液。

本发明的过滤介质中所用的碳质材料是能够将有机或无机物吸收或吸附至其表面的碳类材料。通常，这样的碳质材料是经选择能够非特定地吸收或吸附物质并优选经选择以具有抗微生物活性的颗粒状材料。所述碳质材料可以以非限制性的方式选自木炭、活性木炭、活性炭、烟煤、浸渍活性炭、骨炭、酸洗活性炭、椰壳类活性炭、木质活性炭、再生活性炭、无烟煤、沸石混煤、天然活性炭、水洗催化炭、焦化植物、粉煤灰，以及其他的本领域的技术人员公知的材料。