过滤介质制造技术

本发明专利技术涉及用于重力供料过滤器的碳块过滤介质，其包括粒度分布使得９５ｗｔ％的颗粒通过５０目筛而不超过１３％的颗粒通过２００目筛的粉末活性炭（ＰＡＣ），和熔体流动速率（ＭＦＲ）低于５克／１０分钟的粘合剂。本发明专利技术也提供滤水器和用于制备所述碳块过滤介质的方法。最后，本发明专利技术提供用于净化水的方法，从而使得水在重力的影响下首先通过可洗的或可替换的用于除去３微米以上的细粉尘及其他颗粒的沉降过滤器，然后通过包括ＰＡＣ和粘合剂的碳块过滤介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于重力供料过滤单元的碳块过滤介质，其用于从液体中过滤颗粒状污染物，包括微生物如囊孢、细菌和病毒，以及用于除去化学污染物，同时保持高的流速。
技术介绍
诸如液体或气体的流体通常包含污染物，其包括颗粒物、化学品和生物体。在液体，如水，特别是饮用水中，希望在消费之前除去有害的污染物以便保持用于维护身体健康的彻底的卫生和安全状况。已知有若干种不同的方法用于过滤水，并且已经设计出了多种设备和装置，它们都可以从市场上买到。这些方法和设备根据其属于工业用途还是家庭使用而变化。用于家庭的水处理基本上都旨在提供安全的饮用水。常用于家庭水处理的方法和设备可以根据水是带压供应(比如水来自高架槽的高水头)还是少量供应(如几升水，在这种情况下，有效压力接近于重力)来分类。在前一种情况下，水的过滤被分类在联机系统下，其优势在于水流的压力驱动过滤的进行，因此通常不会面对达到希望的流速这样的问题，而是要设法满足有效过滤的基本需求。后一情况下，水的过滤被分类在自备式系统下，其在低的重力压头下分批对水进行处理。其面对的挑战是，确保在这种低的重力压头下通过过滤强制除去不希望有的污染物同时还确保希望的高流速。因此，当设计用于联机系统的过滤器被用于重力式供给系统时，它们不会随着时间的推移产生人们希望的一致的流速，而是在几升之后往往会发生气阻，导致需要更换或清洗。因此，真正的挑战是提供有效的用于自备式系统的过滤介质，其一方面将保证希望的流速，并同时设法满足更需要的除去颗粒状污染物的需求，所述污染物除了溶解的化学品如氯气、有机物和杀虫剂残留物之外，还包括生物学污染物，如原生动物囊孢(如隐孢子虫)和甚至更小的生物体，如细菌和病毒。通常，家庭用途的自备式系统具有被滤筒分开的上闸室和下闸室，其中待处理的水被倾入上闸室中，并允许由于重力自流通过所述滤筒以贮存在下闸室中。下闸室中已经过处理的水可以根据需要以及当需要时被分配用于消费。在这种滤筒中，大家都知道可使用活性炭来从水中除去不良的味道和气味以及氯气及其他的反应性化学品。使用离子交换树脂从水中除去金属及其他离子也是已知的。同样已知的是用于家庭用途的重力供料滤水器，如饮料瓶过滤器，其中水通过处于梯形过滤器较宽的顶部的一系列小的开孔进入到过滤元件中，并通过多孔的疏松吸收剂床流过所述过滤器到达工艺中较窄的底部。这种重力流动饮料瓶过滤器像其他的重力过滤器一样，因为要求水要穿过深的吸收剂颗粒床，且在这种体系中，不象在具有高压优势、能达到高流速的联机系统那样，水压力较低，因此在获得有效流速方面具有某些固有的局限。因此，人们试图通过使用较大的颗粒来增加重力式供给系统中的流速，但是这一尝试导致吸附动力学减慢，从而使得有效过滤受损。相反，使用相对小的颗粒导致产生更大的流动限制。US 5505892描述了一种用于制造能够渗透气体和液体的用作模塑吸收剂元件的过滤装置的方法，其包括(i)将吸收剂介质颗粒和颗粒状的有机热塑性粘合剂介质混合，(ii)将其置于模具中并压缩，(iii)加热到约330-350℃的温度直到粘合剂介质发生部分结焦，和(iv)冷却。所述出版物描述的是使用颗粒型碳，即，粒度为2毫米-3毫米的颗粒型碳。EP 0345381(American Cyanamid，1989)描述了一种用于纯化液体的过滤器结构，其包括圈闭在多孔塑料基质内的活性炭颗粒，其中活性炭颗粒的尺寸是5-150微米。极其精细的碳颗粒通过尺寸平均起来远远大于活性炭颗粒粒度的热塑性粘合剂粘结在一起。活性炭颗粒在整个多孔塑料基质结构中均匀分布。以上先有技术描述了包括碳颗粒的过滤装置，其中碳颗粒或者粒度很大或者是非常精细的碳粉，并且不会满足微粒尤其是微生物从在低重力压头下过滤的水中分离出来同时还使希望的高流量处理能力保持一致这种高的要求。US 4753728(Amway，1988)描述了一种包括碳颗粒的碳颗粒过滤器，其中所述碳颗粒通过熔体指数低于1克/10分钟(在190℃和15千克负载下通过ASTM D 1238测定)的低熔体指数聚合物材料粘结成滤块，这样的话，所述聚合物材料将在高温下增粘而不会充分地变成液体以基本上润湿所述碳颗粒。以上先有技术不能保证在长时间段内保持水在重力流动条件下的希望的高流速，同时还能不断地除去希望被脱除的污染物。因此，提供将具有有效的流速同时具有希望的过滤性能和可接受的吸附动力学的重力给料式过滤器已经成为一种挑战。
技术实现思路
本专利技术提供碳块过滤介质，其包括具有选定粒度分布的粉状活性炭和具有选定熔体流动特性及指定粒度分布的粘合剂。所述过滤介质已经被制造成跨越床层高度具有希望的粒度分布。本专利技术人也已经开发了用于制备上述过滤介质的改进的工艺。因此，本专利技术的一个目的是提供用于重力供料过滤装置的过滤介质，其能脱除颗粒物，包括微生物如囊孢、细菌和病毒，同时能得到希望的流速。因此，所述过滤介质在不影响流速的情况下保证有效的过滤，使得甚至抗氯性的囊孢，如尺寸范围为3-6微米的小球隐孢子虫和肠兰伯式鞭毛虫的去除率能达到高达99.9％，其他微生物，如尺寸在1-0.1微米范围的细菌的去除率达到99.99％以上，和甚至更小的生物，如病毒的去除率达到高达99％。此外，所述过滤介质能够去除化学品包括杀虫剂，并且能够去除恶味。本专利技术的另一个目的是，提供用于制备以上所列过滤介质的方法。此外，本专利技术的目的是，提供用以上所列出的过滤介质纯化水的方法。具体实施例方式一个方面，本专利技术提供用于重力供料过滤器的碳块过滤介质，其包括(a)粒度分布使得95wt％的颗粒通过50目筛而不超过13％的颗粒通过200目筛的粉末活性炭(PAC)，和(b)熔体流动速率(MFR)低于5克/10分钟的粘合剂。优选，95％的PAC颗粒也通过60目筛。还优选，不超过12％的颗粒通过200目筛。跨越碳块过滤介质的高度，碳块过滤介质的粒度分布优选不是均匀的，优选55-80wt％在100-200目的粒度范围内的PAC颗粒被局限在下部50体积％的碳块过滤介质中。进一步优选，碳块过滤介质中有55-95wt％的在小于200目筛粒度范围内的PAC颗粒被局限在下部50体积％的碳块过滤介质中。另一个方面，本专利技术提供用于重力供料滤水设备的滤水器，其包括(a)用于除去3微米以上的细粉尘和其他颗粒的可洗的或可替换的沉降过滤器；(b)如这里所述的包括PAC和粘合剂的碳块过滤介质；(c)与碳块连接在一起的具有用于出水的喷嘴的底板；(d)用于容纳整个过滤器作为一个整体部件的仓室或盖。所述盖或仓室优选是可分离的。再一个方面，本专利技术提供一种用于制备碳块过滤介质的方法，其包括如下步骤(a)将粒度分布使得95wt％的颗粒通过50目筛而不超过13％的颗粒通过200目筛的粉末活性炭(PAC)和熔体流动速率(MFR)低于5克/10分钟的粘合剂在混合器中紧密混合；(b)将所述混合物在振动压实机中压实；(c)在具有希望的形状和尺寸的模具中，通过施加不大于20kg/cm2的压力而进一步将所述混合物压实；(d)将模具加热到选定的温度；(e)冷却所述模具并从模具中释放出碳块。所述PAC优选由选自烟煤、椰子壳、木材、或石油焦油的碳源制备。PAC的表面积优选高于500m2/g，更优选超过1000m2/g。PAC粒度的选择要使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重力供料过滤器的碳块过滤介质，其包括：（ａ）粒度分布使得９５ｗｔ％的颗粒通过５０目筛而不超过１３％的颗粒通过２００目筛的粉末活性炭（ＰＡＣ），和（ｂ）熔体流动速率（ＭＦＲ）低于５（克／１０分钟）的粘合剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SG班索德，D拉维库马，J查特杰，VNG库马，
申请(专利权)人：荷兰联合利华有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]