Фільтрувальний блок з оксиду алюмінію

Реферат: Даний винахід належить до фільтрувального блока з активованого оксиду алюмінію та до способу виготовлення блока з оксиду алюмінію, призначеного для застосування в самоплинних фільтрах для води та у фільтрах з подачею води під тиском для ефективного фільтрування забруднюючих домішок у вигляді твердих частинок, включаючи, окрім видалення хімічних забруднювачів, мікроорганізми, такі як цисти, бактерії та віруси, який також забезпечує відносно високі швидкості потоку. Даний фільтрувальний блок з оксиду алюмінію, призначений для застосування в самоплинних фільтрах для води та фільтрах з подачею води під тиском, містить (а) активований оксид алюмінію, що має розмір частинок в діапазоні від 100 до 1000 мкм з 2 питомою поверхнею за методом БЕТ в діапазоні від 200 до 1000 м /г, і (b) зв'язуючий матеріал з показником текучості розплаву (MFR) меншим 5, в якому відношення вмісту активованих частинок оксиду алюмінію до вмісту зв'язуючої речовини знаходиться в діапазоні від 1:1 до 20:1 мас. %. UA 107987 C2 (12) UA 107987 C2 UA 107987 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки, до якої відноситься винахід Даний винахід відноситься до фільтрувального блоку з активованого оксиду алюмінію та до способу виготовлення блоку з оксиду алюмінію, призначеного для застосування в самоплинних фільтрах для води та у фільтрах з подачею води під тиском для ефективного фільтрування забруднюючих домішок у вигляді твердих частинок, включаючи, окрім видалення хімічних забруднювачів, мікроорганізми, такі як цисти, бактерії та віруси, із забезпеченням при цьому відносно високих швидкостей потоку. Всяке обговорення в даному описі відомого рівня техніки жодною мірою не повинне розглядатися як визнання того, що такий рівень техніки є широко відомим або складає частину загальновідомих відомостей в даній області. Відомий рівень техніки Плинні середовища, такі як рідини або гази, як правило, містять забруднюючі домішки, що включають тверді частинки, хімічні сполуки і мікроорганізми. У разі таких рідин, як вода, особливо питна вода, перед їх вживанням для забезпечення належних вимог гігієни і безпеки відносно підтримки хорошого здоров'я бажане видалення з рідин шкідливих забруднюючих домішок. Відомо декілька різних способів фільтрації води, на основі яких були розроблені і в даний час пропонуються на ринку різні пристрої і прилади. Ці способи і пристрої змінюються залежно від того, чи призначаються вони для промислового застосування або для домашнього використання. Самоплинні системи страждають від властивого їм недоліку, пов'язаного із слабким тиском, і пропозиція безнапірних фільтрів, які мали б високопродуктивні швидкості потоку і в той же самий час мали б бажану фільтрувальну здатність та прийнятною кінетикою адсорбції, завжди була складним завданням. Відомі вуглецеві наповнювачі для фільтрувальних блоків містять порошкоподібне активоване вугілля особливого гранулометричного складу та зв'язуючий матеріал з певними реологічними характеристиками розплаву і з певним розподілом розмірів частинок, які забезпечують бажану фільтрацію мікрочасток, включаючи мікроорганізми, такі як цисти, бактерії та віруси, та при цьому забезпечують досягнення стабільно високих бажаних швидкостей потоку під дією сили тяжіння. US5505892 (Domme, 1996) описує спосіб виробництва фільтрувального елементу, виготовленого у вигляді формованого проникного для газів і рідин абсорбуючого елементу, що містить (i) змішування гранул абсорбуючого середовища і середовища гранульованого органічного термопластичного зв'язуючого, (ii) поміщення їх в прес-форму і пресування, (iii) нагрівання до температури від близько 330 до 350 °C до проходження часткового спікання зв'язуючого середовища та (iv) охолоджування. Дана публікація описує застосування вуглецю гранульованого типу, тобто з розмірами гранул від 2 мм до 3 мм. У EP 0345381 (American Cyanamid, 1989) описується конструкція фільтру, призначеного для застосування при очищенні рідин і активованого вугілля, що містить частинки, вміщені усередині пористої полімерної матриці, в якому розмір частинок активованого вугілля по суті знаходиться в межах діапазону від менш ніж близько 5 мкм до близько 150 мкм. Дана публікація описує ці виключно тонкодисперсні вуглецеві частинки, пов'язані з термопластичними зв'язуючими агентами, з розмірами, що в середньому по суті перевищують розміри частинок активованого вугілля. Зазначається, що частинки активованого вугілля переважно повинні бути однорідно розподіленими по всій структурі пористої пластмасової матриці. Наведений вище відомий рівень техніки описує фільтрувальні елементи, що містять вуглецеві частинки або у вигляді гранул дуже високого ступеня дроблення, або у вигляді дуже тонкого вуглецевого пилу, і які не відповідають високим вимогам, що пред'являються до витягання з води мікрочасток, особливо мікроорганізмів, при виконанні фільтрації в умовах низького гідростатичного натиску з підтримкою бажаної високої інтенсивності потоку. Патент США 7332088 (2008) розкриває спосіб видалення з води біологічних об'єктів, таких як Cryptosporidium, з використанням середовища на основі алюмінію, що містить поверхневі групи AL–OH. У ньому також розкривається, що переважне середовище на основі алюмінію є оксидом алюмінію, який гідратується з поверхні для утворення поверхневих груп Al–OH для прямої адсорбції відповідних біологічних об'єктів, і, залежно від передбачуваного застосування, розмір її частинок складає між 500 мкм (0,5 мм) та 13 мм. Це стосується тільки колонок з частинками оксиду алюмінію і не відноситься до частинок, об'єднаних у вигляді блоків. У заявці WO2010/086079 (Unilever) розкривається фільтр, що містить вуглецевий блок, обгорнутий спіральним навитим шаром гофрованого і негофрованого матеріалу, при цьому дані тканинні шари мають істотне значення в досягненні необхідного рівня мікробіологічної чистоти з 1 UA 107987 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 погляду видалення цист, а на застосування якого-небудь альтернативного гранульованого матеріалу не указується. Автори даного винаходу знайшли, що за допомогою підбору особливого сорту активованого оксиду алюмінію, що є істотним для застосування у фільтрах для води в цілях забезпечення відмінного видалення твердих частинок, включаючи такі мікроорганізми, як цисти, виявляється можливим виключення необхідності у використанні тканинних шарів. EP 2177252 (Unilever) розкриває спосіб виготовлення вуглецевих блок-фільтрів, що включають метал, але не розкриває вибір для застосування у фільтрах для води особливого сорту активованого оксиду алюмінію, який забезпечує відмінне видалення твердих частинок, включаючи мікроорганізми, такі як цисти, бактерії та віруси, забезпечуючи при цьому бажану інтенсивність потоку. US 2003140785 (Koslow Evan E) розкриває володіючий покращеною здатністю до затримання мікробіологічних об'єктів фільтрувальний матеріал, що має мікропористу структуру з середнім шляхом течії менш близько 2 мкм, що отримується з множини активних частинок, при цьому принаймні частина поверхні мікропористої структури покривається таким, що підсилює здатність до затримання мікробіологічних об'єктів, агентом, який містить катіонний матеріал в комбінації з біологічно активним металом, для забезпечення показника затримання вірусів, що перевищує близько 4 логарифмічних одиниць, і показника затримання бактерій, що перевищує близько 6 логарифмічних одиниць. Згідно представленому в US 2003140785 розкриттю, істотно важливе значення має забезпечення на гранульованих частинках покриття з підсилюючим затримання мікробіологічних об'єктів агентом, що містить катіонний матеріал в комбінації з біологічно активним металом. Нанесення покриття на вуглецеві частинки можливе завдяки відмінностям в заряді, проте нанесення покриття на частинки оксиду алюмінію, що володіють позитивним поверхневим зарядом (pH