[发明专利]过滤介质及包括所述过滤介质的水过滤系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及用于水过滤的过滤器和系统。

背景技术

除去水中杂质的传统方法包括使用活性炭过滤器。一种普通类型的活性炭过滤器称为“炭块过滤器”。炭块过滤器具有用热塑性粘结剂固定在一起的活性炭颗粒，并且通常经模制或挤压，形成型块(例如中空柱体或盘)。

使用氯胺代替氯作为城市用水处理的消毒剂在美国和其他国家变得越来越普遍。通常，氯胺使水具有难尝的味道，因而在某些应用(例如饮用水)中希望将其除去。

用活性炭除去氯胺实质上比除去氯更难。由于氯胺很难清除，活性炭制造商(例如MeadWestvaco和Calgon Carbon)研制了本领域内称为“催化活性炭”的炭，这种炭与传统活性炭相比，具有更强的催化活性，以便去除氯胺。即使采用此种炭，实质上除去氯胺也比清除城市用水中存在的大多数其他化学污染物需要更多的接触时间。

因此，用于除氯胺的最新式过滤器一般来说很大，并且通常只设计用来除氯胺。此类过滤器用来过滤商用水，例如应用于餐饮服务业，但不适合过滤居民用水，过滤居民用水时，期望过滤器具有相对较小的物理尺寸，并能移除多种污染物。

发明内容

在一个方面，本发明提供含有以下组分的过滤介质：

a)55至80重量％的活性炭颗粒，其具有一定的粒度分布，其中D₅₀在70至130微米的范围内并且D₁₀在25至50微米的范围内；

b)5至20重量％的第一催化活性炭颗粒，其具有一定的粒度分布，其中D₅₀在20至40微米的范围内并且D₁₀在2至20微米的范围内；以及

c)10至30重量％的热塑性粘结剂，该热塑性粘结剂至少粘结活性炭颗粒和催化活性炭颗粒到多孔的单一主体中，

其中，组分a)-c)的重量％是基于组分a)-c)的总重量计算的。

在另一个方面，本发明提供了水过滤系统，该水过滤系统包括：

壳体，其具有以流体连接到出口的入口；以及

过滤介质，其设置在壳体内，使得通过入口进入壳体的水先穿过过滤介质，再到达出口，该过滤介质包含以下组分：

a)55至80重量％的活性炭颗粒，其具有一定的粒度分布，其中D₅₀在70至130微米的范围内并且D₁₀在25至50微米的范围内；

b)5至20重量％的第一催化活性炭颗粒，其具有一定的粒度分布，其中D₅₀在20至40微米的范围内并且D₁₀在2至20微米的范围内；以及

c)10至30重量％的热塑性粘结剂，该热塑性粘结剂至少粘结活性炭颗粒和催化活性炭颗粒到多孔的单一主体中，

其中，组分a)-c)的重量％是基于组分a)-c)的总重量计算的。

在一些实施例中，壳体包括头部件和主体部件，头部件包括入口和出口，头部件和主体部件可相互机械接合，形成不透水的密封件。在这些实施例的一些中，头部件和主体部件可通过运动而(包括头部件和主体部件的相对扭转)机械接合。

在一些实施例中，过滤介质还包含至少一种含量高达20重量％的除铅介质。在这些实施例的一些中，所述至少一种除铅介质包括阳离子交换树脂。在一些实施例中，过滤介质还包含高达20重量％的第二催化活性炭颗粒，其具有一定的粒度分布，其中D₅₀在130至140微米的范围内并且D₁₀在70至80微米的范围内。在一些实施例中，热塑性粘结剂包括热塑性聚烯烃。在一些实施例中，多孔的单一主体具有在其内基本上沿过滤介质的纵向轴线形成的导管。

有利的是，根据本发明的过滤介质具有相对较高的容量，以用于同时除去氯胺和其他水污染物(例如VOC、三卤甲烷、铅、孢囊菌等)。另外，根据本发明的过滤介质可被制成紧凑型尺寸，该过滤介质与以前的过滤介质相比获得了相对较高的容量，以用于从水中除去氯胺、VOC、任选的铅、以及其他污染物，而同时又具有基本的流速。

除非另外指明，或具有明显错误，预计参考本发明的各方面，上述实施例的任何组合可用于实施本发明。

如本文所用，

“催化活性炭”在水过滤领域中具有其通常含义，并且是指用这种方式制备的活性炭(未经化学绝缘浸渍的)：就水中催化分解氯胺而言，它实质上比活性炭更有效；

“活性炭”是指除催化活性炭之外(排除催化活性炭)的活性炭；

“D₁₀”是指一种粒度，在粒度分布中粒度小于它的颗粒仅占10体积％；