[发明专利]碳块型水过滤器

说明书

发明领域

本发明涉及过滤器，更具体而言，涉及用于水处理装置系的碳块型水过滤器。

技术背景

应用家庭水处理装置处理饮用水在美国及国外日益剧增，部分原因是公众日益关心消耗未处理的饮用水带来的问题，最有效益的常规家庭水处理装置通常应用碳块型过滤器从水流中去除颗粒物和吸附有机杂质。常规的碳块型过滤器包括密集填充的活性炭颗粒，它们结合在一起形成块，未处理的水通过该密实的块过滤。当未处理的水流过这种密实的碳砖时，过滤和吸附的联合作用使颗粒物和有机杂质从水流中以大比例地去除。

碳块型过滤器的制造比较复杂，通常包括各种相互竞争因素的仔细平衡。已知，较小的碳颗粒能改善过滤。主要原因在于较小的颗粒表面积大，从而得到能俘获较小颗粒物的密实块，不幸的是，较小的碳粒度会带来一些问题。首先，通过过滤器的水流量会大受影响。密实块不仅俘获较小的颗粒物，还大大地限制水的流动，大大降低给定时间内能够处理的水量。其次，高百分比的较细碳颗粒使常规的生产技术难以制造碳块。更具体而言，较高程度的细颗粒干扰粘接剂形成实心碳块的能力，这将引起碳块的破裂、易碎和其它缺点，这些又会使产率降低。为了平衡这些问题，常规碳块型过滤器制造商通常利用较大的碳颗粒制造碳块。另一种方法是增加块中所含粘接剂的量。这两种措施一般都会增高产率，但同时会降低过滤器的效率。典型的碳块型过滤器用标准的80×325目的碳制造。虽然标准的80×325目碳的精确粒度分布随制造商和批次有所变化，但它通常包含着高百分比的+140目碳颗粒(即尺寸大于140目的颗粒)和低百分比的-325目碳颗粒(即尺寸小于325目的颗粒)。典型的80×325目的碳的平均颗粒直径通常在98微米或更大的范围内。其结果，从典型的80×325目的碳制造的过滤器一般能提供较高的产率和流量，但不具优越的过滤性能。

为了以产率和流量为代价来增强过滤性能，另一碳块制造商降低了制造块所用的碳颗粒的平均粒径。为了制造这种碳混合物，将通常磨碎成典型的80×325目的碳通过一种专门的研磨工序，其目的是增加小于325目的碳颗粒子的量。虽然，该研磨工序本身会带来某些变化，但这种改性的碳混合物的平均粒度一般约为75微米，粒度分布中大约25％或更多的碳颗粒大于140目，25％或更多的碳颗粒小于500目。虽然，所得到的碳块型过滤器提供了改善的性能，但高含量的小碳颗粒使流量降低，并使产量损失达20-30％。此外，高含量的细碳颗粒制造的碳块型过滤器较软，从而易于受损伤。

发明内容

本发明克服了上面提到的问题，其中碳块型过滤器由一种独特的碳混合物制造，该混合物改进了碳块型过滤器的性能、流量、硬度和产率。该碳混合物优选的平均粒径约为60-80微米，粒度分布中，+140目的少于约10％，-500目的少于约10％。碳混合物用常规粘合剂粘合在一起，形成整块碳。该碳块可按各种常规技术组装入多种碳块型过滤器中。

在一更优选的实施方案中，碳块型过滤器用一种碳混合物制造，其平均粒度约为65-75微米，粒度分布中，+140目少于约10％，-500目的小于约10％。

在一最优选的实施方案中，碳块型过滤器由一种碳混合物制造，其平均粒度约为70微米，粒度分布中，+140目的少于约7％，-500目的少于约7.5％。

本发明提供一种碳块型过滤器，它减小了平均粒径，因而提高随时间的过滤性能。该碳混合物同样改善了产率。其次，本发明提供一种较不易于受损伤的硬碳块。此外，本发明的过滤器的流量特性比有相似平均粒度的常规碳块型过滤器的流量特性有显著的改进。

参照优选实施方案和附图的详细叙述，本发明的其它目的、优点和特点将易于理解及明显。

附图简介

图1是按照本发明的一个优选实施方案制造的碳块型过滤器的剖面图；

图2是表示现有技术中典型的80×325目碳粒子度分布的条线图；

图3是表示本发明一个优选实施方案的碳混合物的和现有技术中改性的80×325目碳的粒度分布的条线图；

图4是表示两种不同平均粒径的过滤器的过滤性能随时间的曲线图，其氯仿平均流入量为340ppb；

图5是表示用改性的80×325目碳制造的过滤器和用本发明一个优选实施方案的碳混合物制造的过滤器流量的曲线图；

图6是表示用改性的80×325目碳制造的过滤器和用本发明一个优选实施方案的碳混合物制造的过滤器的硬度试验结果表；

图7是本发明不同实施方案中各种碳混合物的粒度分布条线图。

本发明的实施模式