带有抗菌源的微孔过滤器制造技术

一种流体过滤装置具有流体入口，流体出口，以及位于入口与出口之间、贯穿微孔过滤器的流体通路，该微孔过滤器具有适合的孔径，可通过物理粒径分离来过滤细菌或细菌和病毒。该装置包括抗菌源，优选的是卤素源，将抗菌物质添加至流体通路中的流体，该流体通路是指位于流体入口与微孔过滤器的入口表面之间的通路，使得阻止微孔过滤器上生物膜的形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种流体过滤装置，该流体过滤装置具有流体入口，流体出口，以及位于入 口与出口之间、贯穿微孔过滤器的流体通路，该微孔过滤器具有适合的孔径，可通过物理粒 径分离来过滤细菌或细菌和病毒。
技术介绍
典型地，用于消除饮用水中的微生物的家庭式水净化设备有两种方式化学灭活或机械 过滤。如果是化学灭活，通常使用卤化介质，如氯或碘。例如，在使用碘源的水净化器械中， 碘和碘化物从树脂释放到水中，从而使微生物灭活，通常，是在水流过该装置时，在相对较 短的接触时间和停留时间内完成的。灭活效果是接触和停留时间与卤化介质浓度的乘积。为 了达到一定的微生物灭活效果，接触和停留时间越短，卤化介质所需的浓度就越高。这种高 浓度的卤素被用户从水中吸收，将导致水的味道和气味变异，长期使用也可能危害健康。为 了避免这种负面影响，剩余的碘和碘化物通常在最后的处理步骤，即水被释放使用之前，用碘清除剂去除。活性碳，例如颗粒状活性碳(GAC)，常被用作清除剂，此外，活性碳也可用银或铜来处理，以增加抗菌的效果。由于碘是相当昂贵的物质，减少碘的使用更为可取。另一方面，无卤素的机械过滤器，通过粒径分离，可以用于微生物的净化。例如，本技 术领域中公知的陶瓷过滤器，这种过滤器可用于水过滤，无需添加碘或氯。例如，市面上有售的，JP陶瓷有限公司和Fairey工业陶瓷有限公司(FICL)生产的陶瓷过滤器。在现有技术中，己经公开了其它无需对水进行卤素处理的系统。例如公告号为 W098/15342和WO98/53901的国际专利申请所指出的初级水系统，公开了带有中空纤维/管 束的流体过滤器，其具有微孔纤维壁，需要进行处理的水可从中流过。由于微孔纤维壁的微 滤和超滤薄膜特性，阻止了微生物流入这些纤维壁中。根据壳体的设计，聚集的微生物、无 机沉淀物和腐植酸可从薄膜表面被冲掉，从而恢复薄膜的过滤性能，以防滤液堆积成"滤饼" 并堵塞薄膜的细孑L。荷兰公司IMTMembranes 和Filtrix㊣也开发出商用的中空纤维膜筒体， 其带有前向冲洗系统。清除及恢复薄膜表面功能的性能，取决于冲洗功率(流速)和滤饼的 密度。对薄膜使用寿命来说，最关键的是薄膜上游生物膜的培育，这是通过机械分离来实现 的，但不能使连带着腐植酸的微生物灭活。已转让给Argonide公司的，专利号为6,838,005的美国专利，公开了另一个无卤素的水 过滤器的例子，该过滤器作为Argonide⑧公司销售的一款产品，注册商品名为Nanoceram⑧。 在这款产品中，多孔玻璃纤维基质中设有氧化铝纳米纤维，通过使微生物吸附在纳米纤维上 将其过滤掉。微生物和无机沉淀物被带大量正电荷的氧化铝吸引，并永久地停留，不会在过 滤器基质中释放。过滤器的使用寿命取决于流入的水中的污染物水平以及过滤器的性能。无卤素过滤器的优点在于，它的寿命相对较长，无需再填充或更换卤素源，并且能避免 卤素的味道，以及避免最终释放的水可能对健康造成的影响。然而，最近，通过实验发现这 些过滤器存在一个普遍的缺点，该缺点是在过滤器内部形成生物膜，导致薄膜的细孔被堵塞， 而且万一薄膜破裂，会造成大量微生物从生物膜中释放出来的风险。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于改进现有技术的过滤器，通过避免或至少大幅度地降低微生物 在过滤器内繁殖的风险。本专利技术目的是通过以下技术方案实现的 一种流体过滤装置，该流体过滤装置具有流体 入口，流体出口，以及入口与出口之间、贯穿于微孔过滤器的流体路径，该微孔过滤器具有 适合的孔径，可通过物理粒径分离来过滤细菌或细菌和病毒，该流体过滤装置还包括抗菌源， 将抗菌物质添加至流体通路中的流体，该流体通路是指位于流体入口与微孔过滤器的入口表 面之间的通路。典型地，微孔过滤器采用一层薄膜或多层薄膜的形式。尽管表面上不需要抗菌物质，例 如卤素，然而，在这些多孔过滤器中，由于微生物能被细孔过滤，通过使用抗菌物质，例如 卤素，可使过滤器得到大大的改进，因为抗菌物质能阻止生物膜在微孔过滤器之内或之上的 形成，例如在过滤器薄膜的入口表面，以及防止微孔过滤器的内部发生结垢，例如在过滤器 薄膜壁的内部。这一优点是有许多原因的。通过阻止生物膜的形成，微孔过滤器的上游或微孔过滤器的入口表面上的滤出颗粒，可以很容易地被冲出该装置。实验证明，0.1-0.2bar的流压足以将颗粒冲出本专利技术所述的过滤器。 因此，在家庭式过滤器中，重力作用下得到的水压能够通过冲洗来清洁过滤器。这与现有技 术中的筒体形成鲜明对比，在现有技术中，为了去除粘性生物膜，需要相当高的冲洗压强来 通过过滤器。0.2bar的冲洗压强对去除位于微滤或超滤薄膜前面的粘性生物膜，例如位于中 空纤维的孔内的粘性生物膜，是不够有力的。阻止生物膜形成的另一个优点将从以下论证中得到支持。在过滤器中生物膜的增长可能 会发展成微生物群，万一多孔薄膜破裂，该微生物群会释放大量微生物给最终用户。因此，由于卤素或其它抗菌剂杀灭了微生物，阻止了生物膜的增长，或仅仅阻止微生物在过滤器中 的生长，降低了过滤器损坏时造成感染的风险。抗菌源，优选的是卤素源，设置在微孔过滤器的上游，例如过滤薄膜中，这与其他现有 技术形成对比，在现有技术的系统中，由于薄膜的孔隙度不够小，不能分离相应尺寸的颗粒， 为了灭活穿过薄膜的微生物，需将卤素设置在薄膜的下游。虽然在上文中将孔径限定为配置用于过滤细菌和病毒，但在本专利技术的范围内，其他生物 的或非生物的物质可以使用本专利技术所述的装置进行过滤。例如，本专利技术所述的装置可以用于 过滤真菌、寄生生物、胶状的杀虫剂或化学品、腐殖酸、气溶胶以及其它来自液体或气体， 如空气中的微粒。术语"过滤细菌和病毒"应当理解为，通过物理粒径分离，抑制细菌或病毒进入或一般 地横穿过微孔过滤器的介质，为了阻止微生物流入并穿过细孔，细孔的尺寸应比微生物更小。 这与市面上有售的NanoCeram⑧产品形成对比，在NanoCeram⑧产品中，颗粒通过电荷作用， 被吸引到过滤器介质内的纳米氧化铝颗粒上。流体通路被限制为，流体的输送从入口穿过过滤器到达出口 。需要提及的是，权利要求和说明书中使用的单数形式并非将本专利技术限定为单个装置，而 是也包括复数形式，除非文中清楚指明的除外。作为一种可选方案，上述的卤素源可以是卤化液体或气体，以适当调整过的洗脱率，从 储液器提供给流经该装置的流体。作为另一种可选方案，卤素源可以是固体介质，例如以片 剂或微粒的形式，以适当的速率溶解在流体通路中。在适合的备选物中，与本专利技术有关的是 具有高含量三氯异氰酸(TCCA)的片剂。优选的是，这种TCCA片剂溶解慢，这就导致了 卤素的低洗脱。作为一种可选方案，具有高洗脱特性的TCCA片剂可被装入一个刚性、多孔 的片剂腔体，其中，流入的水大部分会绕过TCCA片剂腔体，而仅有小部分渗入片剂腔体。 这将导致，与TCCA片剂接触过的、卤化的流入水被绕过TCCA片剂的、剩余的流入水稀释。 作为一种可选方案，作为卤素源的卤化树脂设置在位于入口与微孔过滤器之间的通路中。卤 素的浓度，例如碘，可以是低洗脱型的。生物膜随时间不断地生长，对于在暂停使用期间存 储了水的过滤器，由于过滤器中残留有流体，在存储期间内，生物膜会在过滤器中生长。因 为在存储期间内流体中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体过滤装置，具有流体入口和流体出口以及位于流体入口与流体出口之间、贯穿微孔过滤器的流体通路，所述的微孔过滤器具有适合的孔径，通过物理粒径分离将微生物，例如细菌和病毒，从流体中过滤出来；所述的流体过滤装置还包括抗菌源，用于将抗菌物质添加至流体通路的流体中，所述流体通路指位于流体入口与微孔过滤器之间的通路。

【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：米凯尔韦斯特高凡德森，
申请(专利权)人：韦斯特高有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]