[发明专利]水净化单元

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年4月10日提交的美国临时专利申请号61/473,778的优先权，所述申请以引用的方式整体并入本文。

背景

技术领域

本公开涉及水净化，并且具体来说，涉及水净化单元及用于制备和使用所述水净化单元的方法。

技术背景

在世界的一些地区取得纯净的饮用水被认为是一种奢侈。据估计，水传播疾病每年导致180万死亡数，而在世界上，约11亿人口缺少适当的饮用水。当前存在从水中除去污垢物的若干方法，如UV辐射、膜过滤法以及化学吸收剂。在这些方法中，部署基于化学品的方法是最便宜的。

当前，基于化学品的水净化呈重力给料单元、嵌入单元的形式、并且在一些情况下作为可以混合在水中的材料的囊袋(像来自P&G的Pur Sachet)而被投放到市场。囊袋中的用于水净化的化学品的投放具有不要求大体积包装材料的优点，所述大体积包装材料可能阻碍运输并且增加水净化的成本。一些基于囊袋的递送方法包括：将囊袋的内容物倾泻到原水中，混合溶液并且在规定的沉淀时间之后过滤所述溶液。如果用于水净化的化学品是不可重用的，并且溶解于水，那么这种方法工作良好。因此，对改进的过滤技术存在需要。本发明满足这种需要和其它需要。

发明概述

本发明涉及水净化，并且具体来说，涉及水净化单元及用于制备和使用所述水净化单元的方法。

一方面，本发明提供一种囊袋，其包括安置在其中的多个纳米材料颗粒。

附图简述

并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图示出若干方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示出可以容纳水净化组合物的囊袋的形式。

图2示出附接至搅拌棒的囊袋。图2a的囊袋由附接至搅拌棒的一端的多孔膜布构成。

图2b示出附接至搅拌棒的水净化筒的形式。所述筒是空心圆筒，其中粒状水净化组合物夹在处于所述圆筒的末端处的两个多孔膜之间。

图3示出其上涂布有活性组合物的简单水净化棒的形式。

图4示出可以用作过滤介质的囊袋的形式。在一个实施方案(图4a)中，将含有粒状水净化组合物的多孔囊袋插在家用漏斗里面，并且使受污染的水通过所述家用漏斗。图4b示出将小的可拆卸水净化筒连接在家用漏斗的底部处，并且使受污染的水通过所述家用漏斗。

图5至图12和图17示出图1至图4中所示出的不同囊袋的抗细菌、抗病毒以及氟化物除去活性。不应针对任何一种特定水净化组合物而是应针对所有水净化组合物来解释给定数据。

图5示出作为时间的函数的图2b中所示出的囊袋的抗细菌和抗病毒性能。在图5中，曲线(a)描绘输入是3×10³±50PFU/mL时的病毒输出浓度；(b)描绘输入是1×10⁵±1000CFU/mL时的大肠杆菌（E.coli）输出浓度；(c)描绘输入是1×10⁴±100CFU/mL时的大肠杆菌输出浓度；(d)描绘输入是1×10³±10CFU/mL时的大肠杆菌输出浓度。单独地测试囊袋的抗细菌和抗病毒性能。在与囊袋接触之后，在15、30、45以及60分钟时针对细菌和病毒过筛经处理水。图5示出在静止30分钟之后细菌和病毒二者几乎完全被杀死，并且在静止60分钟之后看到细菌和病毒二者完全被杀死。

图6示出作为不同的大肠杆菌和MS2大肠杆菌噬菌体浓度的函数的图2a中所示出的囊袋的抗细菌和抗病毒性能。在图6中，棒BI和BO分别表示输入大肠杆菌浓度和输出大肠杆菌浓度。并且棒VI和VO分别表示输入MS2大肠杆菌噬菌体浓度和输出MS2大肠杆菌噬菌体浓度。一起测试囊袋的抗细菌和抗病毒性能。取细菌和病毒组合物的六种不同浓度(如10⁵CFU/mL+10³PFU/mL、10⁵CFU/mL+10²PFU/mL、10⁴CFU/mL+10³PFU/mL、10⁴CFU/mL+10²PFU/mL、10³CFU/mL+10³PFU/mL以及10³CFU/mL+10²PFU/mL)以用于研究。如实施例1和实施例2中所解释，在60分钟之后过筛经处理水中的细菌和病毒。图6示出在静止60分钟之后看到细菌和病毒二者完全被杀死。