在一个实施方式中，本发明专利技术涉及一种从水中除去污染物的过滤介质，包含铝涂布的颗粒活性炭和颗粒沸石。另一个实施方式涉及一种制备铝涂布的颗粒活性炭的方法，包括使颗粒活性炭暴露于包含一种或多种铝盐的水溶液中，所述水溶液被酸化到约5至约6.8之间的pH；除去所述水溶液并且洗涤和干燥制备的铝涂布的颗粒活性炭。另外的实施方式涉及：一种从水中除去污染物的过滤系统，包括(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及(ii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；其中系统允许水穿过的流速为约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2；一种用于从水中除去污染物的包含过滤系统的筒及相关的方法。
【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从水中除去污染物的过滤介质、相关的过滤系统、含有该系统的过滤筒以及从水中且特别地但不排他地从雨水或径流水中除去污染物的相关方法。本专利技术还涉及制备为过滤介质的组分的铝涂布的颗粒活性炭(GAC)的方法。
技术介绍
特别地在世界的干旱地区以及考虑到气候变化的影响，需要不断增强有效地获取和使用水的意识。特别地在澳大利亚，较大城市的饮用水供应主要来自位于远离城区的降雨集水区。虽然这种方法将水从集水区管道输送到需要它的人口集中区产生高的基础设施费用，但它还确保了水是可饮用的且基本上不被污染物污染。然而，遗憾的是，从这些集水区获得的水中的大部分用于工业应用，例如用于发电机的冷却塔，用于农业，用于建筑和大规模清洁，用于灌溉公园和花园，以及用于家庭应用，例如洗衣和冲洗厕所，在这些地方，不必须需要饮用水。因此，为了实现更可持续的向城镇供水的方法，需要替代的水供应，尤其用于非饮用水应用时。这种水的重要潜在来源为来自民宅和商用建筑的屋顶、来自公共道路和已铺路面的地区且特别地来自公路、停车场和类似地区的径流水。虽然使用径流水是有利的，因为可靠近使用水的地方来收集径流水，但其问题是径流水易于造成污染。例如， 雨水径流通常包括高含量的重金属，例如来自建筑材料(例如屋顶材料中的铜和锌)和来自与交通工具有关的来源(制动衬片中的铜、镍、铬、锌和铅，磨损轮胎中的锌和用作汽车燃料中催化剂的钼、铅和铑)。雨水径流还可包括以下重要来源来自交通工具燃料、废气和润滑油的烃污染物，营养物例如土壤和降解的有机物质中的基于氮和磷的化合物，以及病原体例如细菌、藻类、酵母、病毒颗粒、真菌及类似物。确保径流水不包含显著含量的污染物是期望的，因为这种污染物与径流水的安全储存和使用不相容，尤其是水用于公园和花园的时或在人类或其他动物可能暴露于水的其他环境中时。同样，这种污染物与被释放到环境中尤其是敏感水路环境中的水不相容。关于获取雨水或径流水的另外的具体挑战是其时间和体积有很大变异。因此，在一个方面，根据本专利技术的过滤介质被设计成处理非常高的穿流，在长期干旱期后维持良好的性能(适用于雨水排放的变化性)以及目标控制雨水污染物，例如沉淀物、烃、金属、营养物和病原体。开发用于其他的水类型(即，饮用水或废水)的现有处理系统不能够满足这些需求。本专利技术提供了一种过滤介质和能够适用于可能遭受的特殊水处理情形的包括介质的过滤系统。例如，待处理的水的流速可以随可被除去的污染物的性质可变化，使得所获得的处理的水的质量可根据所期望的用途来选择，或用于灌溉公园和花园，至河流和小溪的环境流，冲洗厕所和洗衣服或用于人类或动物消耗。在开发本专利技术的过滤介质和过滤系统时，本专利技术人确定可通过用铝涂布介质的颗粒活性炭组分来显著改进介质的颗粒活性炭组分的水处理效率，尤其是在除去氮和磷方面。US专利号2，210，966公开了在铝盐溶液中被处理的活性炭可用于从饮用水中除去氟化物° 此夕卜，Ramos 等人"Adsorption of fluoride from aqueous solution on aluminium-impregnated carbon(水溶液中的氟化物在铝浸渍的碳上的吸附)〃，Carbon 37 (1999)，第609-617页概述了使用被pH 3至4的硝酸铝浸渍的活性炭可从饮用水中除去氟化物。然而，本专利技术人不知道铝涂布的颗粒活性炭有效用于从水中除去磷和氮的报道，且不知道通过酸化到pH 5至6. 8、优选6至6. 5来制备铝涂布的颗粒活性炭时，这是特别有效的。专利技术概述根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种从水中除去污染物的过滤介质，该过滤介质包含铝涂布的颗粒活性炭和颗粒沸石。根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种制备铝涂布的颗粒活性炭的方法，包括使颗粒活性炭暴露于包含一种或多种铝盐的水溶液，该水溶液是被酸化到约5至约6. 8 之间的PH的；除去水溶液并且洗涤和干燥制备的铝涂布的颗粒活性炭。根据本专利技术的另外的实施方式，提供了一种从水中除去污染物的过滤系统，包括(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及(ii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；所述系统允许水穿过的流速为约0. SLsec^m"2至约lOLsec—V2。根据另一个优选的实施方式，提供了一种包含从水中除去污染物的过滤系统的筒，其中该筒具有允许水从其流过的顶部和底部，并且其中过滤系统包括(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及(ii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；其中所述系统允许水穿过的流速为约0. SLsec^m"2至约lOLsec—V2。根据本专利技术的另外的实施方式，提供了一种从水中除去污染物的方法，包括允许水流过过滤系统，该过滤系统包括(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及(iii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；其中所述水以约0. SLsec^m"2至约lOLsefnT2的速率流过所述介质。优选地，中间区域中颗粒活性炭对颗粒沸石的比(按体积计)在约0.5 1至 2 1之间。优选地，中间区域还包含砂。如果存在砂，砂优选地构成中间区域总体积的约 30%至约60%之间。在优选的实施方式中，颗粒活性炭包括铝涂布的颗粒活性炭。在另一个优选的实施方式中，过滤系统还包括用于除去粒状污染物的上部沉降池。在一个方面，筒的顶部包括网，该网用作固体、污泥和/或微粒的粗滤器。附图简述附图说明图1示出了从使用以下成分的不同组合制备的过滤介质中所除去的重金属和总氮(TN)污染物的百分比的柱状图颗粒活性炭(G)、无烟煤(A)、蛭石(V)和沸石(Z)，表明 1 1.5比例(按体积计)的G和Z的配制品为最佳的总体结果。对于所测试的每种介质， 按照从柱状图的左至右的相同顺序描述了图的图例中所列出的重金属(当彩色编码不明显时，这是重要的)。图2A示出根据本专利技术的一般的过滤系统的示意图，且图2B示出在实施例2中提及的低流量过滤系统的示意图。图2A和图2B均示出任选的沉降池。专利技术详述在本说明书和下面的权利要求中，除非上下文需要，否则词“包括(comprise)”和变体例如“包括(comprises) ”和“包括(comprising) ”将被理解为意指包括所阐述的整数或步骤或整数或步骤的组，但不排除任何其他整数或步骤或整数或步骤的组。在本说明书中，提到任何现有公开(或从其获取的信息)或对任何已知物质不被理解为且不应被理解为认可或承认或任何形式的暗示现有公开(或从其获取的信息)或已知的物质形成本说明书所试图涉及的领域的公知常识的一部分。在广义方面，本专利技术涉及一种从水中且尤其从径流或雨水中除去污染物(例如重金属、烃、营养物和病原体)的过滤介质。过滤介质包括颗粒活性炭(GAC)，优选为铝涂布的颗粒活性炭(ACGAC)和颗粒沸石，且还可包括砂。在过滤介质的低流量形式中，该低流量为例如适合于0. 5-3. 5Lsec"V2的水流过，介质可包括GAC和/或ACGAC和颗粒沸石，且可另外地包括砂。在过滤介质的高流量形式中，该高流量为例如适合于tlOLsePnT2的水流过，介质可不包括砂。本专利技术的另一个方面涉及过滤系统。就其最广的意义，过滤系统包括两个区域； 中间区域(包括上面提到的过滤介质)和下部屏障区域。过滤系统可任选地包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：大卫·托马斯·麦卡锡，安娜·迪莱蒂克，蒂莫西·大卫·弗莱彻，
申请(专利权)人：集水技术私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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