KR100661957B1 - 다단 액체 여과 방법 및 장치 - Google Patents

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브루너마이클에스.
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 액체에서 미생물과 다른 불필요한 불순물을 여과하는 다단 액체 여과 장치 및 다단 공정을 제공한다. 본 발명은 활성화 탄소 필터 단에 앞서 미생물 제거 필터 단를 채용하며 특히 가정 용수 공급에의 사용에 적합하다.
다단 액체 여과, 활성화 목탄, 활성화 탄소, 필터, 미세섬유 유리, 멜트블로운 웨브

Description

다단 액체 여과 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTISTAGE LIQUID FILTRATION}
본 발명은 1999년 9월 30일자로 출원된 가 특허 출원 제60/156,892에 기초하며 이로부터 우선권을 주장한다.
본 발명은 물 및 다른 액체로부터 불필요한 입자와 미생물을 제거하기 위한 장치 및 공정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 물과 같은 액체의 더 효과적인 여과를 위한 장치 및 공정에 관한 것이다.
인간이 섭취하기 위한 물은 유해 성분을 포함하지 않거나 유해 기준 이하의 성분을 포함하여야 한다. 가정과 사업장에서 사용되는 음용 가능한 물을 제공하기 위해, 행정 당국은 대규모의 천연 생성 수원으로부터 수집된 물 내에 존재하는 유해 성분을 제거하거나 감소시키려는 노력의 일환으로 산업적인 규모의 공정을 사용한다. 음용 가능한 물은 또한 섭취 이전에 어떠한 처리도 하지 않고 우물이나 샘에서 소규모로 얻어진다.
불행하게도, 특정 수원의 음용 가능성이 종종 의문시 된다. 행정 당국에 의한 처리의 일관성 및 효율성은 집중 호우, 설비 고장, 사용 정도 등의 수 많은 요인에 따라 변동될 수 있다. 처리의 변동의 심각성에 따라, 행정 당국은 소비자들 에게 공급된 물의 추가 처리(예컨대, 끓임)가 소비하기에 안전한 사용 이전의 시점에서 요구된다는 것을 공지해야 할 지 모른다. 천연 수원으로부터 직접 수집된 물은 수원 근처의 환경 상태에 따라 의심받을 수 있다. 예컨대, 우물과 샘은 오염 물질을 수원으로 씻어 내리는 빗물 때문에 오염될 수 있다. 따라서, 가정이나 사무실에서 사용하도록 크기와 규모가 적절한 액체 여과 장치가 필요하다.
이에 따라, 액체 여과 장치들이 개발되어왔다. 이러한 장치들은 사용 지점(point-of-use)에 위치한 것들(예컨대, 부엌 싱크대의 수도 꼭지, 물 주전자 같은 중력 유동 급수기 및 스포츠 병 같은 저압 급수기)에서 가정이나 사무실의 배관 내에 숨겨진 통상 부피가 큰 입구 지점(point-of-entry)의 유닛까지 다양하다. 이들 장치의 다수는 여과 공정의 적어도 한 단계에서 활성화 목탄을 사용한다. 활성화 목탄은 물에서 강한 냄새와 맛을 제거하는데 도움을 준다. 특히, 활성화 목탄은 물에서 염소와 침전물을 제거할 수 있다.
(활성화 탄소라고도 하는) 활성화 목탄의 사용에 관련된 문제점은 박테리아와 같은 특정 미생물이 활성화 목탄 내에서 빠르게 번식한다는 점이다. 이 문제점은 적어도 세 가지 바람직하지 않은 효과를 갖는다. 첫째로, 목탄 내의 박테리아의 성장은 필터의 이 단계를 통해서 물의 유동을 방해할 수 있다. 둘째로, 특히, 활성화 목탄의 사용은 다쉬너(Daschner) 등의 "상업적인 가정 용수 정화 시스 에서의 식수의 미생물 오염", 15이유알. 제이. 클린. 미생물. 감염. 디스.(15Eur, J. Clin. Microbiol. Infect. Dis.) 233-37 (1996)에서 설명된 것 처럼 박테리아 복제에 도움이 되는 습하고 영양이 풍부한 환경을 제공함으로써 물에 존재하는 박 테리아의 농도를 실제로 증가시킬 수 있다. 셋째로, 간헐적인 이들 사용에 있어서 일정 미사용 기간 후의 활성화 목탄을 통한 물의 최초 유동은 박테리아의 과농도(spike concentration)를 포함할 수 있다.
통상, 박테리아의 일정한 농도는 모든 수원에 존재한다. 이러한 농도는 특정 필터로부터 정기적인 물의 사용에 의해 씻어내려지지 않은 활성화 목탄 내에서 증가될 수 있다. 박테리아가 활성화 목탄에서 씻어내려지기 때문에 결과적으로 과농도는 간헐적인 각각의 사용시에 존재한다. 증가된 박테리아 농도는 필터 설치에 의해 의도된 결과와 반대이다. 많은 여과 메커니즘이 사용 가능하지만, 어느 것도 활성화 목탄의 빈번한 교체 없이는 이러한 도전적인 문제 모두를 해결하지 못한다.
미국 특허 제5,271,837호는 은, 카티온 교환 수지, 및 음이온 교환 수지가 함침된 활성화 목탄으로 구성된 중심 필터 카트리지를 사용한 음료수 여과를 위한 다단 시스템을 설명한다. 활성화 목탄은 여과 시스템의 제1 단계이며, 수지가 이를 따른다. 입자가 중심 필터 카트리지를 막는 것을 방지하기 위해, 미국 특허 제5,271,837호는 중심 필터 카트리지 앞에 위치된 미립자 필터를 개시한다. 그러나, 이 특허는 미생물의 여과에 특이한 어떤 문제들과 활성화 목탄 상의 박테리아 증식의 방지를 해결하지 못한다.
미국 특허 제5,891,333호는 주방용 조리대 내에서 또는 주방용 조리대 밑에서 사용하기 위한 모듈식의 다단 식수 필터를 설명한다. 이 특허는 요구되는 여과 능력에 따른 크기 변화를 허용하는 구성 내에 필터 매체를 포함하는 제거 및 교체 가능한 카트리지를 갖는 장치에 대한 것이다. 이러한 개시는 어떤 특정 필터 매체 또는 구성물 여과 순서를 명시하지 않는다. 물 공급 장치로부터의 어느 특정한 구성물의 제거는 교시되어있지 않는다.
미국 특허 제5,318,703호는 커피 분쇄물에 접촉하기 이전에 물로부터 잔류 염소, 악취, 더러운 맛, 불순물 및 특정되지 않은 다른 침전물을 제거하도록 설계된 커피 끓임 장치에서 사용하기 위한 식수 필터 모듈을 설명한다. 개시된 필터 매체는 메쉬 스크린(mesh screen)에 의해 제 위치에 보유된 활성화 탄소이다. 중합체 재료일 수 있는 메쉬 스크린은 침전물 및 기타 먼지 입자와 같은 큰 입자 불순물을 기계적 여과에 의해서 제거하도록 포함된다. 미생물의 제거 또는 이와 관련된 특정 문제들은 해결되지 않는다.
종이 필터 매체로 구성된 1회용 필터가 미국 특허 제5,554,288호에 제시된다. 다양한 형태를 위해 종이 필터 매체를 생성하는 펄프를 통해 미세하게 분할된 흡착제가 균일하게 배포된다. 활성화 탄소를 포함하여 다양한 흡착제들이 요구된다. 미국 특허 제5,554,288호는 처리되는 물에 잠긴 탄소 필터 카트리지가 박테리아 성장을 위한 좋은 매체가 될 수 있다는 것을 특히 인지한다. 그러나, 청구된 바와 같이, 미국 특허 제5,554,288호의 필터가 물 내에 잠겨 있지 않고 사용 후에 폐기되기 때문에 이러한 특정 문제점은 회피된다. 그러나, 이 해결책은 사용자가 빈번하게 필터를 교체하도록 요구하며 사용한 필터의 폐기를 요구한다.
그러므로, 물과 같은 액체로부터 원치 않는 입자와 박테리아, 바이러스, 원생동물, 효모, 곰팡이 및 미생물 포낭과 같은 미생물을 제거하기 위한 향상된 방법 및 장치의 필요성이 존재해왔다. 특히, 선행 기술에 의해 해결되지 않은, 더욱 큰 여과 효율로 액체를 여과하며 미생물의 과농도를 제거하기 위한 향상된 방법 및 장치의 필요성이 존재해왔다.
본 발명은 필터의 활성화 목탄 단과 박테리아의 접촉을 감소시키는 물과 같은 액체를 여과하기 위한 방법 및 장치를 제공함으로써 전술한 몇 문제들을 해결한다. 특히, 필터 단은 활성화 탄소 이전의 유동의 한 지점에서 다단 필터의 물의 흐름 내에 위치하여 미생물들은 활성화 탄소에 의해 여과에 앞서 물로부터 실질적으로 제거된다.
결과적으로 박테리아가 활성화 목탄과 접촉하는 것을 방지함으로써, 증가된 박테리아 농도 및 관련된 유동 감소의 문제들이 회피된다. 간헐적인 사용에 있어서, 과농도의 문제는 물의 유동이 없는 기간에 복제 조건이 양호한 활성화 탄소에 미생물이 도달하는 것을 방지함으로써 회피될 수 있다.
본 발명의 여러 실시예가 채용될 수 있다. 예컨대, 필터는 원통형 또는 다른 형상의 챔버 내에서 적층된 형상으로 재료의 층 형태인 단을 구성할 수 있다. 액체는 일 단부로부터 챔버에 유입되어 필터 매체의 다양한 단을 통해 종방향으로 지나가고, 챔버를 나가서 사용 지점에 이른다. 필터 시스템의 다른 형상은 또한 본 발명의 범주 내이며 구조적인 형상에 대한 변경은 물과 같은 액체를 효과적으로 여과하는 본 발명의 장치 및 공정의 성능에 영향을 주지 않는다. 여기에서 물의 여과 공정이 예시되었지만, 본 공정 및 장치는 요구되는 오염물 제거 특성에 따라서 다른 액체를 여과하기 위해서 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용된 재료의 층은 비이드, 수지, 과립형 재료, 또는 압축 흡착제를 포함할 수 있으며 대전되거나 그렇지 않을 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 필터는 물을 통과하여 흐르도록 하는 층으로 함께 쌓인 여과 매체의 시트 또는 웨브의 형태인 단으로 구성될 수 있다. 각각의 시트는 일정 성분의 제거를 위해 특별히 설계된 여과 매체로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 필터는 물이 반경 방향 내향 또는 외향으로 층을 통하여 사용 지점으로 유동하게 되는 동심의 원통형 층의 형태인 단으로 구성될 수 있다.
본 발명의 범주는 여기에서 설명된 어느 특정 실시예에 한정되지 않는다. 대신, 본 발명은 필터가 내장되거나 사용되는 장치의 형상, 구성, 또는 특정 실시예에 무관하게, 미생물을 제거하는 필터 매체를 사용하여 활성화 탄소를 통하여 유동하기 전에 액체가 여과될 것을 요구한다. 미생물에 대한 조치에 관하여 여기에서 사용된 바와 같이, "미생물의 제거"는 그러한 미생물을 죽이거나, 포획하거나, 비활성화시키는 것을 포함한다.
또한, 본 발명의 범주를 제한하지 않고, 필터 매체의 추가 단이 제거되어야 하는 성분에 따라서 필터에 더해질 수 있다. 이들 단은 활성화 목탄을 포함하는 단 전 또는 후에 위치될 수 있다. 다시, 본 발명은 미생물의 제거를 위한 적어도 하나의 단이 활성화 목탄을 포함하는 단에 선행할 것을 요구한다.
적어도 2개의 단을 구비한 전체 여과 장치는 의도된 소비자 또는 용도에 따라 다양한 물리적 형상 및 구성으로 조립될 수 있다. 본 발명의 범주를 한정하지 않고 예를 들면, 필터 매체를 포함하는 장치는 부엌 싱크의 마개 또는 물을 공급하 는 다른 수도 꼭지에 용이하게 부착될 수 있다. 다른 형상으로는 거주지 또는 상업지의 배관 내에 또는 캐비닛에 끼워 맞추는 필터 유닛을 포함하는 장치가 사용될 수 있다. 다른 실시예는 주전자, 스포츠 병 또는 다른 급수기 내의 장치의 사용을 포함한다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 여과 장치로 들어가는 물은 처음에 멜트블로운(meltblown) 웨브, 전하 변경 멜트블로운 웨브, 유리 섬유 웨브, 또는 전하 변경 유리 섬유 웨브로 구성된 단을 통과한다. 이러한 단은 액체를 흐리게 할 수 있는 탁도와 관련된 성분, 다양한 침전물, 그리고 특정 유기 성분을 제거하는 작용을 한다. 그 다음, 물은 미세섬유 유리와 같은 하나 이상의 미공성 재료로 구성된 다른 단을 통과한다. 박테리아를 포함한 미생물은 이 단계에서 주로 제거된다.
이러한 2개의 단에 이어서, 물은 기타 불순물이 흡착을 통해 제거되는 활성화 탄소의 단을 통과한다. 박테리아가 이 단 이전에 이미 제거되었기 때문에, 활성화 탄소는 박테리아와 같은 미생물에 덜 오염된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 태양 및 장점들은 후속하는 설명 및 첨부된 청구의 범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 도시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는데 도움이 된다.
최상의 모드를 포함하는, 본 기술 분야의 숙련자에 대한 본 발명의 완전하고 권한 있는 개시는 첨부 도면을 참조하여 명세서의 나머지 부분에서 더 설명된다.
도1은 필터 매체를 통한 물의 유동을 도시하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면이다.
도2는 필터 매체를 통한 물의 유동을 도시하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도3은 (챔버를 갖지 않는) 본 발명의 필터 단의 원통형의 실시예를 도시한 도면이다.
도4는 (챔버를 갖지 않는) 본 발명의 필터 단의 원통형의 실시예를 도시한 도면이다.
이제 본 발명의 실시예를 참고하여 상세하게 기술될 것이며, 그의 하나 이상의 예가 이하에 기술된다. 각각의 예들은 본 발명의 설명을 위해 제공되는 것으로 본 발명을 한정하지 않는다. 사실, 본 발명의 범주 또는 사상을 벗어나지 않고 본 발명에 있어서 다양한 변경 또는 변형이 가능하다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 예컨대, 일 실시예의 일부로서 기술되거나 설명된 특징은 다른 실시예에서 또 다른 실시예를 산출하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명이 첨부된 청구의 범위와 그의 등가물의 범주 내에 있기 때문에 본 발명이 이러한 변경 및 변형을 포함하는 것은 의도된 바이다. 본 발명의 다른 목적, 특징 및 태양들은 후술하는 상세한 설명에서 개시되거나 그로부터 명백하다. 본 기술 분야의 숙련자는 본 설명이 단지 예시적인 실시예의 설명일 뿐 본 발명의 더 넓은 태양을 한정하려는 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다.
통상, 본 발명은 유체 필터의 활성화 탄소 단에 접촉하는 박테리아를 감소시키는 액체를 여과하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 필터 단은 활성화 탄소 단 이전의 유동 내 지점에서 다단 필터의 물 흐름 내에 위치될 수 있어서, 미생물은 활성화 탄소에 의해 여과되기 전에 물에서 실질적으로 제거된다.
도1에 도시된 바와 같이, 다단 물 필터(10)는 물 유동을 위한 입구(14)를 갖는 챔버(12), 물 유동을 위한 출구(16), 챔버(12)의 내부에 있고 입구(14)와 유체 연통하는 제1 필터 단(18), 그리고 챔버(12)의 내부에 있고 출구(16)와 유체 연통하는 제2 필터 단(20)을 포함한다. 제2 필터 단(20)은 물 유동의 방향을 도시하는 도1의 화살표에 의해 설명되는 바와 같이, 물이 제2 필터 단(20)을 통과하기 전에 제1 필터 단(18)을 통과하게 하는 위치에서 챔버(12) 내에 위치된다.
필터 단의 다양한 기타의 배열이 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 단들은 동일한 챔버 내에 존재하지 않을 수 있지만 관 등을 통해 유체 연통할 수 있다.
제1 필터 단(18)은 미생물을 제거하고, 포획하고, 죽이거나, 비활성화시키는 필터 매체로 구성된다. 제1 필터 단(18)에 사용될 수 있는 재료의 예들은 멜트블로운 부직포, 미세섬유 유리 부직포 또는 전하 변경 멜트블로운 부직포 또는 전하 변경 미세섬유 유리 부직포와 같은 다양한 전하 변경 매체 등의 미공성 재료들이다. 이러한 제1 필터 단을 위해 이용될 수 있는 다른 필터 매체는 미생물을 죽이거나 비활성화시키는 매체를 포함한다.
통상, 미공성 재료가 채용되면, 이러한 재료는 크기가 20 미크론 이하의 미 세 구멍 크기를 가질 수 있으며 어떠한 실시예에서는, 10 미크론 이하의 미세 구멍 크기를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 미공성 재료는 7.5 미크론의 최대 구멍 크기를 가질 것이다. 이들은 다양한 부직 웨브 뿐만 아니라 다양한 미세섬유 유리 구성을 포함한다.
여기서 사용된 바와 같이, "부직 웨브"란 용어는 개재된 개별 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웨브 또는 천을 의미하고, 편물 또는 직물에서와 같이 동일시 할 수 있는 방식은 아니다. 부직 웨브는 본 기술 분야의 통상의 숙련자에게 잘 알려진 방법으로 통상 마련될 수 있다. 그러한 공정의 예는, 예시만을 위해, 멜트블로운, 보조성형(coforming), 스펀본딩(spunbonding), 소면(carding)과 결합, 에어 레잉(air laying) 및 웨트 레잉(wet laying) 등을 포함한다. 멜트블로운, 보조성형 및 스펀본딩 공정은 후술하는 참조 문헌에 의해 예시되며, 그들 각각은 여기서 참고로 설명된다.
(a) 멜트블로운에 대한 참조 문헌은, 예시로서, 알 더블유 페리 쥬니어(R. W. Perry, Jr.)에게 허여된 미국 특허 제3,016,599호, 제이 에스 프렌티스(J. S. Prentice)에게 허여된 미국 특허 제3,704,198호, 제이 피 켈러(J. P. Keller) 등에게 허여된 미국 특허 제3,755,527호, 알 알 부틴(R. R. Butin) 등에게 허여된 미국 특허 제3,849,241호, 알 알 부틴(R. R. Butin) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,978,185호, 티 제이 위스네스키(T. J. Wisneski) 등에게 허여된 미국 특허 제4,663,220호를 포함한다. 또한, 산업과 공업 화학 48권 8호 1342-1346 페이지(1956)의 브이 에이 웬티(V. A. Wente)의 "초미세 열가소성 섬유"와 브이 에 이 웬티(V. A. Wente) 등의 "초미세 유기 섬유의 제조", 1954년 5월 25일자, 미국 통상부 기술 서비스부의 해군 연구소, 와싱톤 디씨, 엔알엘(NRL) 보고서 4364(111437)의, 그리고 펄프 및 종이 산업 기술 위원회 저널 56권 4호 74-77 페이지(1973)의 로버트 알 부틴(Robert R. Butin)과 드와이트 티 로우캄프(Dwight T. Lohkamp)의 "멜트블로운- 새로운 부직 생성물을 위한 1 단계 웨브 공정"을 참고할 만하다.
(b) 보조성형 참고 문헌은 알 에이 앤더슨(R. A. Anderson) 등에게 허여된 미국 특허 제4,100,324호와 이 알 하우저(E. R. Hauser)에게 허여된 미국 특허 제 4,118,531호를 포함한다.
(c) 스펀본딩에 대한 참조 문헌은 키니(Kinney)에게 허여된 미국 특허 제3,341,394호, 도르쉬너(Dorschner) 등에게 허여된 미국 특허 제3,655,862호, 도르쉬너 등에게 허여된 미국 특허 제3,692,618호, 도보(Dobo) 등에게 허여된 미국 특허 제3,705,068호, 마츠키(Matsuki) 등에게 허여된 미국 특허 제3,802,817호, 포르테(Porte)에게 허여된 미국 특허 제 3,853,651호, 아키야마(Akiyama) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,064,605호, 하르몬(Harmon) 등에게 허여된 미국 특허 제4,091,140호, 슈바르츠(Schwartz)에게 허여된 제4,100,319호, 아펠(Appel)과 모르만(Morman) 등에게 허여된 미국 특허 제4,340,563호 및 제4,405,297호, 하트만(Hartman) 등에게 허여된 미국 특허 제4,434,204호, 가이저(Geiser)와 와그너(Wagner) 등에게 허여된 미국 특허 제4,627,811호, 그리고 포웰스(Fowells) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,644,045호를 포함한다.
전하 변경 미세섬유 유리 부직포는 양이온으로 대전된 코팅을 갖는 유리 섬 유를 통합하는 섬유질 웨브로 마련될 수 있다. 통상, 이러한 미세섬유는 약 10 미크론 이하의 직경을 갖는 유리 섬유일 수 있다. 코팅은 열로 교차결합된 기능화 양이온 중합체를 포함한다. 즉, 기능화 양이온 중합체는 유리 섬유 상에 코팅된 후에 열로 교차결합된다. 이러한 섬유질의 필터는 유리 섬유를 포함하는 섬유질의 필터를 제공하는 단계와, 기능화된 양이온 중합체와 함께 실질적으로 섬유를 코팅하기에 충분한 조건에서 섬유질 필터를 통하여 열에 의해 교차결합될 수 있는 기능화 양이온 중합체의 용액을 통과시키는 단계와, 유리 섬유 상에 있는 기능화 양이온 중합체를 교차결합하기에 충분한 온도와 시간으로 결과적으로 코팅된 섬유질 필터를 처리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 마련된다. 기능화 양이온 중합체는 에피클로로히드린 기능화 폴리아민(epichlorohydrin functionalized polyamin) 또는 에피클로로히드린 기능화 폴리아미도-아민(polyamido-amine)일 수 있다.
통상, 필터 매체로서 사용될 때, 전하 변경 미세섬유 유리 웨브는 필터 매체 내에 존재하는 모든 섬유의 무게에 기초하여, 유리 섬유 무게의 적어도 50 퍼센트를 함유할 것이다. 어떤 실시예에서는 근본적으로 섬유의 100 퍼센트가 유리 섬유일 것이다. 그러나, 다른 섬유가 존재할 때 그들은 통상 셀룰로오스 섬유, 합성 열가소성 중합체로 준비된 섬유, 또는 그들의 혼합물이 될 것이다.
여기에 사용된 바와 같이, 유리 섬유 상의 코팅에 관한 "양이온으로 대전된"이란 용어 및 기능화 중합체에 관한 "양이온의"란 용어는 코팅 및 중합체의 각각에 복수의 양으로 대전된 그룹이 존재하는 것을 의미한다. 따라서, "양이온으로 대전된" 및 "양으로 대전된"이란 용어는 동의어이다. 이렇게 양으로 대전된 그룹은 전 형적으로 복수개의 제4 암모늄 그룹을 포함할 것이나 그들은 거기에 반드시 한정되지는 않는다.
"기능화"란 용어는 열이 가해졌을 때 교차결합될 수 있는 양이온 그룹이 아닌 복수개의 기능적 그룹이 양이온 중합체 내에 존재하는 것을 의미하도록 여기에서 사용된다. 따라서, 기능적 그룹은 열적으로 교차결합될 수 있는 그룹이다. 이러한 기능적 그룹의 예는 에폭시, 에틸렌이미노(ethlyenimino) 및 에피술피도(episulfido)를 포함한다. 이들 기능적 그룹은 양이온 중합체 내에 전형적으로 존재하는 다른 그룹과 용이하게 반응한다. 다른 그룹은 전형적으로 적어도 하나의 반응성 수소 원자를 가지며 아미노, 하이드록시(hydroxy) 및 티올(thiol) 그룹에 의해 예시된다. 기능적 그룹과 다른 그룹의 반응이 기능적 그룹과 반응할 수 있는 다른 그룹을 종종 생성한다는 것이 인지될 수 있다. 예컨대, 에폭시 그룹과 아미노 그룹의 반응은 β- 하이드록시아미노 그룹의 형성을 초래한다.
그러므로, "기능화 양이온 중합체"란 용어는 열 인가에 의해 교차결합될 수 있는 복수개의 다른 기능적 그룹과 복수개의 양으로 대전된 그룹을 포함하는 어떠한 중합체를 포함한다는 의미이다. 특히, 이러한 중합체의 유용한 예는 에피클로로하이드린(epichlorohydrin) 기능화 폴리아민 및 에피클로로하이드린 기능화 폴리아미도-아민이다. 중합체의 두 가지 타입은 델라웨어주 윌밍톤의 허큘리스 사(Hercules Inc.,)에서 입수할 수 있는 등록상표 카이민(Kymene) 수지에 의해 예시된다. 다른 적절한 재료는 내쇼날 스타치(National Starch) 사의 레디본드(RediBond)와 같은 양이온 변경 전분을 포함한다.
여기서 사용된 바와 같이, "열적으로 교차결합된"이란 용어는 기능화 양이온 중합체의 코팅이 전술된 기능적 그룹을 교차결합하기에 충분한 온도와 시간으로 가열되었다는 것을 의미한다. 가열 온도는 전형적으로 50℃에서 150℃까지 변화할 수 있다. 통상, 가열 시간은 온도와 양이온 중합체 내에 존재하는 기능적 그룹의 형태의 함수이다. 예컨대, 가열 시간은 1분 미만에서 60분 이상까지 변할 수 있다.
전하 변경 멜트블로운 부직포는 소수성 중합체 섬유, 소수성 중합체 섬유의 표면의 적어도 일부 상에 흡수된 호양성(amphophilic) 고분자, 기능화 양이온 중합체가 교차결합된 호양성 고분자의 적어도 일부에 결합된 기능화 양이온 중합체로 구성될 수 있다. 교차결합은 화학적 교차결합제의 사용 또는 열 인가에 의해 달성될 수 있다. 양호하게는, 열적 교차결합, 예컨대 열 인가가 채택될 것이다. 통상, 호양성 고분자는 단백질, 폴리(비닐 알코올), 단당류, 이당류, 다당류, 폴리하이드록시(polyhydroxy) 화합물, 폴리아민, 폴리아세톤 등의 타입들 중 하나 이상일 수 있다. 양호하게는, 호양성 고분자는 과립상 단백질(globular protein) 또는 무작위 코일 단백질 고분자와 같은 호양성 단백질 고분자일 수 있다. 예컨대, 호양성 단백질 고분자는 우유 단백질 고분자일 수 있다. 기능화 양이온 중합체는 전형적으로 복수개의 양이온으로 대전된 그룹과 예컨대 화학적 교차결합제 또는 열 인가에 의해서 교차결합될 수 있는 복수개의 다른 기능화 그룹을 포함하는 어떠한 중합체일 수 있다. 특히, 이러한 중합체의 유용한 예는 에피클로로히드린 기능화 폴 리아민 및 에피클로로히드린 기능화 폴리아미도-아민 등이다. 다른 적절한 재료는 양이온으로 변경된 전분을 포함한다.
전하 변경 멜트블로운 부직포는 소수성 중합체 섬유를 포함하는 섬유질 멜트블로운 필터 매체를 제공하는 단계와, 호양성 고분자의 적어도 일부가 호양성 고분자 코팅 섬유질 웨브를 부여하기 위해 소수성 중합체 섬유의 적어도 얼마의 위에 흡수되도록 하기 위해 호양성 고분자를 저장하는 용액을 전단 응력(sheer stress) 조건에서 섬유질 필터를 통과시키는 단계와, 기능화 양이온 중합체가 호양성 고분자의 적어도 일부와 결합된 기능화 양이온 중합체 코팅 섬유질 웨브를 부여하도록 호양성 고분자의 적어도 한 부분 상에 기능화 양이온 중합체를 통합시키기에 충분한 조건에서 호양성 고분자 코팅 섬유질 웨브를 통하여, 교차결합될 수 있는 기능화 양이온 중합체를 지나가게 하는 단계와, 도출된 코팅 섬유질 필터를 화학적 교차결합제 또는 열로 처리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 마련될 수 있다. 양호하게는, 코팅 섬유질 필터는 기능화 양이온 중합체를 교차결합 하기에 충분한 온도와 시간으로 처리될 것이다.
제2 필터 단(20)은 활성화 탄소를 포함한다. 이는 과립상으로 존재하거나 실린더, 시트 및 디스크를 포함하는 많은 형상을 갖는 부피 안으로 압축될 수 있다. 고체 다공성 필터 형상은 용이한 조작 및 손쉬운 처리를 위해 특히 바람직하다. 이들은 열가소성 교결제 재료와 분말 또는 과립상 형태의 활성화 탄소의 혼합물을 압출함으로써 제조될 수 있다. 다양한 다른 성분들은 제올라이트(zeolite), 이온 교환 수지, 교결제 및 다양한 다른 흡착제와 같은 이러한 활성화 탄소 함유 단 내에 존재할 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, "열가소성 교결제"란 용어는 열가소성인, 즉 열이 가해졌을 때 연화 및 유동 가능하며 냉각되었을 때 다시 경화될 수 있는 전형적으로는 중합체인 교결제를 의미한다. 열가소성 교결제의 예는 예시만으로서, 폴리(옥시메틸렌) 또는 폴리형 알데히드, 폴리(트리클로로아세트알데히드), 폴리(엔 발레르알데히드), 폴리(아세트알데히드) 및 폴리(프로피온알데히드) 등의 단부 캡(end-capped) 폴리아세탈, 폴리아크릴아미드, 폴리(아크릴 산) 및 폴리(메타크릴 산), 폴리(아크릴산 에틸) 및 폴리(메틸 메탈크릴레이트) 등의 아크릴 중합체, 폴리(테트라플루오르에틸렌), 퍼플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌 공중합체, 에틸렌 테트라플루오르에틸렌 공중합체, 폴리(클로로트리플루오르 에틸렌), 에틸렌 클로로트리플루오르 에틸렌 공중합체, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 및 폴리(비닐 플루오라이드) 등의 플루오르카본 중합체, 폴리(6-아미노카프로 산) 또는 폴리(이 카프로락탐), 폴리(헥사메틸렌 아디파미드), 폴리(헥사메틸렌 세바카마이드) 및 폴리(11-아미노운데카노익 산) 등의 폴리아미드, 폴리(이미노-1,3-페닐렌이미노이소프탈오일) 또는 폴리(엠 페닐렌 이소프탈아미드) 등의 폴리아라미드, 폴리 피 크실렌 및 폴리(클로로 피 크실렌) 등의 패릴렌, 폴리(옥시-2,6-디메틸-1,4페닐렌) 또는 폴리(피 페닐렌 옥사이드) 등의 폴리아릴 에테르, 폴리(옥시-1,4-페닐렌술포닐-1,4-페닐렌옥시-1,4-페닐렌이소프로필리딘-1,4-페닐린) 및 폴리(술포닐-1,4-페닐린-옥시-1,4-페닐렌술포닐-4,4'-바이페닐렌) 등의 폴리아릴 술폰, 폴리(바이스페놀 에이) 또는 폴리(카보닐디옥시-1,4-페닐린이소프로필리딘-1,4-페닐렌) 등의 폴리카보네이트, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(테트라메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(사이클로헥실-에네-1,4-디메틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리(옥시메틸렌-1,4-사이클로헥시렌메틸렌옥시테레프탈오일)등의 폴리에스테르, 폴리(피-페닐렌 술파이드) 또는 폴리(티오-1,4-페닐렌) 등의 폴리아릴 술파이드, 폴리(피로멜리티미도-1,4-페닐렌) 등의 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(1-부텐), 폴리(2-부텐), 폴리(1-펜텐), 폴리(2-펜텐), 폴리(3-메틸-1-펜텐) 및 폴리(4-메틸-1-펜텐) 등의 폴리올레핀, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐리딘 클로라이드) 및 폴리(비닐 클로라이드) 등의 비닐 중합체, 1,2-폴리-1,3-부타디엔, 1,4-폴리-1,3-부타디엔, 폴리이소프렌 및 폴리클로로프렌 등의 디엔 중합체, 폴리스티렌, 아크릴오니트라일-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체 등의 전술한 공중합체를 포함한다.
챔버(12)는 필터 구조를 수용하고 물이 노출되는 순서로 단을 통하여 유동하는 것을 허용하는 어떠한 형상으로도 형성될 수 있다. 예시로서, 챔버(12)는 수도에 연결하거나 물 주전자의 상부에 주입하는 등의 다양한 사용 지점의 적용 예를 위한 형상일 수 있다. 이러한 적용 예에서, 챔버(와 그에 따른 필터 단)는 보통 원통형이다. 그러나, 본 발명은 단지 원통형의 챔버 및 필터 만을 요구하지는 않는다.
유사하게, 도2, 도3 및 도4 각각은 도1의 요소를 도시하지만 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이들 실시예는 여기서 설명된 교시에 기초하여 본 기술 분야의 숙련자에 의해 다수의 다른 실시예가 용이하게 과립상될 수 있도록 단지 실시예로서만 제공된다. 예컨대, 다양한 전하 변경 매체는 활성화 탄소 층 단 이후 뿐만 아니라 활성화 탄소를 포함하는 단 이전의 필터 단으로서 사용될 수 있다. 다른 예를 들면, 다단 필터는 제1 필터 단으로서 전하 변경 매체의 층과 제2 필터 단으로서 활성화 목탄 저장 층을 가질 수 있으며, 활성화 탄소 함유 단을 통한 유동 후에 여러 불필요한 오염 물질을 제거하기 위해 세척 단으로서 작용하는 제3 필터 단으로서의 전하 변경 매체의 다른 층이 뒤따른다. 더욱이, 활성화 탄소 함유 층에 선행되고, 전하 변경 매체의 두 개의 층에 선행되며, 다음으로 전하 변경 매체의 최종 층에 최종적으로 선행되는 전하 변경 매체 층과 같은 필터 단의 다중 유사 층이 채용될 수 있다.
도2는 물 유동을 위한 입구(114), 물 유동을 위한 출구(116), 챔버(112)의 내부에 있고 입구(114)와 유체 연통하는 제1 필터 단(118), 챔버(112)의 내부에 있고 출구(116)와 유체 연통하는 제2 필터 단(120), 미공성 재료를 포함하는 제3 필터 단(122)을 갖는 챔버(112)를 구비한 다단 물 필터(110)를 도시한다. 제2 필터 단(120)은, 물 유동의 방향을 도시하는 도2의 화살표에 의해 설명된 바와 같이, 물이 제2 필터 단(120)을 통과하기 전에 제1 필터 단(118)을 통과하는 것을 허용하는 곳에서 챔버(112) 내에 위치된다.
제3 필터 단(122)는 제2 필터 단(120)을 통과하기 전에 물이 제3 필터 단(122)을 통과하는 것을 허용하는 곳에서 챔버(112) 내에 위치된다. 그러므로, 제3 필터 단(122)은 도2에서 도시된 것 처럼 제1 필터 단(118)을 통과한 후에 물이 제3 필터 단(122)를 통과하는 것을 허용하는 곳에 위치될 수 있거나, 제3 필터 단(122)은 물이 제3 필터 단(122)을 먼저 통과하고 다음으로 제1 필터 단(118)을 통과하며 그 후에 제2 필터 단(120)을 통과하는 것을 허용하는 곳에 위치될 수 있다. 제2 필터 단(120)은 도1과 함께 위에서 논의된 바와 같이 활성화 탄소를 포함한다. 제1 필터 단(118)과 제3 필터 단(122)은 도1과 함께 위에서 설명된 것 처럼 미공성 재료로 구성될 수 있다. 어떠한 실시예에서, 이러한 제3 필터 단(122)은 미세 구멍의 직경이 필터 단의 한 표면에서 필터 단의 다른 표면으로 변화하는 것을 의미하는 경사 미세 구멍 구조(gradient pore structure)를 나타내는 다공성 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 필터 단이 침전물 제거 단으로서 작동하도록 의도된 때, 미세 구멍의 직경은 초기 유체 접촉 표면에서 유체 배출 표면으로 감소될 수 있다.
도3은 반경 방향 내향으로 이동하고 실린더의 중공 중심 축을 따라 이동하는 유동에서 실린더의 외보로 이동하는 물 유동과 함께 도시된 본 발명의 다른 실시예이다. 도시된 바에 의하면, 다단 물 필터(210)는 실린더의 외부면인 물 유동을 위한 입구(214), 실린더의 중공 중심 축을 따르는 물 유동을 위한 출구(216), 입구(214)와 유체 연통하는 제1 필터 단(218), 그리고 출구(216)와 유체 연통하는 제2 필터 단(220)을 포함한다. 제2 필터 단(220)은 물 유동의 방향을 도시하는 도1의 화살표에 의해 설명된 바와 같이, 제2 필터 단(220)을 통과하기 전에 물이 제1 필터 단(218)을 통과하게 하는 곳에 위치된다. 도3에 도시되지 않은 챔버는 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이러한 실시예를 수용할 수 있도록 용이하게 형성될 수 있다. 도1 및 도2의 실시예에서와 같이, 제1 필터 단(218)은 전하 변경 멜트블로운 또는 미세섬유 유리 웨브와 같이 미생물을 제거하는 필터 매체를 포함한다. 유사하게, 제2 필터 단(220)은 활성화 탄소를 포함한다. 도시되진 않았지만, 제3 필터 단은 필터 매체의 제3 동심 층을 추가함으로써 도3의 실시예에 용이하게 추가될 수 있다. 이러한 제3 필터 단은 동심 층으로서 제1 필터 단(218)의 외측에 추가되거나 제1 필터 단(218)과 제2 필터 단(220) 사이의 동심 층으로서 추가될 수 있다.
도4는 도3에서 설명된 것에 반대 방향으로 이동하는 유동의 실시예이다. 특히, 도4의 물은 실린더의 중공 중심 축을 따라 장치로 유입되어 필터 단을 통과하여 반경 방향 외향으로 이동한다. 도4의 다단 물 필터(310)는 실린더의 중공 중심 축을 따른 물 유동을 위한 입구(314), 실린더의 면인 물 유동을 위한 출구(316), 입구(314)와 유체 연통하는 제1 필터 단(318), 그리고 출구(316)와 유체 연통하는 제2 필터 단(320)을 포함한다. 제2 필터 단(320)은 물 유동의 방향을 도시하는 도1의 화살표에 의해 설명된 바와 같이, 제2 필터 단(320)을 통과하기 전에 물이 제1 필터 단(318)을 통과하도록 하는 곳에 위치된다. 도3에 도시되지 않은 챔버는 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이러한 실시예를 수용하도록 용이하게 형성될 수 있다. 도1, 도2 및 도3의 실시예에서와 같이, 제1 필터 단(318)은 미생물을 제거하는 필터 단을 포함한다. 유사하게, 제2 필터 단(320)은 활성화 탄소를 포함한다. 도시되진 않았지만, 제3 필터 단은 필터 매체의 제3의 동심 층을 추가함으로써 도4의 실시예에 용이하게 추가될 수 있다. 이러한 제3 필터 단은 동심 층으로서 제1 필터 단(318)의 외측에 추가되거나 제1 필터 단(318)과 제2 필터 단(320) 사이에 동심 층으로서 추가될 수 있다.
이제 도2를 참조하면, 여과된 물을 얻기 위해, 챔버(112)를 물 유동의 경로 내에 연결된다. 물은 미생물이 물에서 제거되는 제1 필터 단(118)을 통과한다. 그 후, 물은 침전물 및 다소의 유기체가 물에서 제거되는 제3 필터 단(122)을 통과한다. 제2 필터 단(120) 내로 유동하면서, 활성화 탄소가 물에서 일정 중금속, 염소 및 잔류 침전물을 제거한다. 그 후, 물은 제2 필터 단(120)을 나와서 물 유동을 위한 출구(116)를 통과하고, 챔버(112)를 나가서 소비되거나 여과된 물 저장기에 이른다. 유사하게, 도1, 도3 및 도4는 도2에 도시된 바와 같이 수행하는 각각의 필터 단이 이들 각각의 실시예를 통해 물 유동의 방향을 도시한다.
본 발명의 양호한 실시예가 특정 용어, 장치 및 방법을 사용하여 설명되었지만, 이러한 설명은 단지 예시를 위한 것이다. 사용된 단어는 설명을 위한 단어이지 한정을 위한 것은 아니다. 후속하는 청구의 범위에서 설명될 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고, 변경 또는 변형이 본 기술 분야의 통상적인 숙련자에 의해서 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 다양한 실시예의 태양이 전체 또는 부분적으로 대체될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 그러므로, 첨부된 청구의 범위의 사상 및 범주는 여기에 포함된 양호한 실시예의 설명에 한정되지 않아야 한다.

Claims (47)

  1. 다단 액체 필터이며,
    액체 유동을 위한 입구 및 출구를 갖는 챔버와,
    상기 챔버의 내부에서 상기 입구와 유체 연통하고, 미생물을 제거하는 재료를 포함하는 제1 필터 단과,
    상기 챔버의 내부에서 상기 출구와 유체 연통하고, 활성화 탄소를 포함하는 제2 필터 단을 포함하고,
    상기 제2 필터 단은 상기 챔버 내에서 액체가 상기 제2 필터 단을 통과하기 전에 상기 제1 필터 단을 통과하도록 하는 곳에 위치되는 다단 액체 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버 내부에 제3 필터 단을 더 포함하고, 상기 제3 필터 단은 미공성 재료로 구성되고, 상기 제3 필터 단은 상기 챔버 내에서 액체가 상기 제2 필터 단을 통과하기 전에 상기 제3 필터 단을 통과하도록 하는 곳에 위치되는 다단 액체 필터.
  3. 제1항에 있어서 상기 액체는 물인 다단 액체 필터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 상기 챔버 내에서 액체가 상기 제1 필터 단을 통과한 후에 상기 제3 필터 단을 통과하도록 하는 곳에 위치되는 다단 액체 필터.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 미세섬유 유리를 포함하는 다단 액체 필터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 미세섬유 유리는 전하 변경되는 다단 액체 필터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 멜트블로운 웨브를 포함하는 다단 액체 필터.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 탁도 관련 성분, 침전물 및 유기 재료를 선택적으로 제거하는 재료를 포함하는 다단 액체 필터.
  10. 제2항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터 단은 멜트블로운 웨브를 포함하는 다단 액체 필터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터 단은 미세섬유 유리를 포함하는 다단 액체 필터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 미세섬유 유리는 전하 변경되는 다단 액체 필터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터 단은 미공성 재료인 다단 액체 필터.
  16. 제2항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 과립상 재료의 층으로 구성되는 다단 액체 필터.
  17. 제1항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  18. 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정이며,
    필터로 액체를 공급하는 단계와,
    제1 여과 단계에서 상기 액체 공급부로부터 미생물의 적어도 일부를 제거하는 단계와,
    활성화 탄소를 사용하여 제2 여과 단계에서 유기물 및 다른 비생물적 성분의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 여과 단계는 멜트블로운 웨브를 사용하여 달성되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 여과 단계는 미세섬유 유리 웨브를 사용하여 달성되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제1 여과 단계는 전하 변경 미세섬유 유리 웨브를 사용하여 달성되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  22. 제21항에 있어서, 상기 여과 단계는 물 공급을 위한 사용 지점에서 수행되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  23. 제18항에 있어서, 상기 여과 단계는 물 공급을 위한 사용 지점에서 수행되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  24. 제18항에 있어서, 상기 제2 여과 단계로의 유동 이전에 침전물 및 다소의 유기물을 제거하는 제3 여과 단계를 더 포함하는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  25. 제24항에 있어서, 상기 여과 단계는 물 공급을 위한 사용 지점에서 수행되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제3 여과 단계는 미세섬유 유리 웨브를 사용하여 달성되는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  27. 제24항에 있어서, 상기 제3 여과 단계는 상기 제1 여과 단계에 선행하는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제3 여과 단계는 상기 제1 여과 단계에 후행하는, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  29. 제18항에 있어서, 상기 액체는 물인, 액체로부터 불순물을 여과하기 위한 다단 공정.
  30. 다단 액체 필터이며,
    액체 유동을 위한 입구 및 출구와,
    상기 입구와 유체 연통하고, 미생물을 제거하는 재료를 포함하는 제1 필터 단과,
    상기 출구와 유체 연통하고, 활성화 탄소를 포함하는 제2 필터 단을 포함하고,
    상기 제2 필터 단은 액체가 상기 제2 필터 단을 통과하기 전에 상기 제1 필터 단을 통과하도록 하는 곳에 위치되는 다단 액체 필터.
  31. 제30항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  32. 제30항에 있어서, 상기 제1 필터 단은 미공성 재료인 다단 액체 필터.
  33. 제30항에 있어서, 상기 제1 필터 단은 멜트블로운 웨브를 포함하는 다단 액체 필터.
  34. 제30항에 있어서, 상기 제1 필터 단은 미세섬유 유리를 포함하는 다단 액체 필터.
  35. 제34항에 있어서, 상기 미세섬유 유리는 전하 변경되는 다단 액체 필터.
  36. 제35항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  37. 제30항에 있어서, 제3 필터 단을 더 포함하고, 상기 제3 필터 단은 미공성 재료로 구성되고, 상기 제3 필터 단은 액체가 상기 제2 필터 단을 통과하기 전에 상기 제3 필터 단을 통과하도록 하는 곳에 위치되는 다단 액체 필터.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 액체가 상기 제1 필터 단을 통과한 후에 상기 제3 필터 단을 통과하도록 하는 곳에 위치되는 다단 액체 필터.
  39. 제37항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 멜트블로운 웨브를 포함하는 다단 액체 필터.
  40. 제37항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 미세섬유 유리를 포함하는 다단 액체 필터.
  41. 제40항에 있어서, 상기 미세섬유 유리는 전하 변경되는 다단 액체 필터.
  42. 제41항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  43. 제37항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 탁도 관련 성분, 침전물 및 다소의 유기물을 선택적으로 제거하는 재료를 포함하는 다단 액체 필터.
  44. 제37항에 있어서, 상기 제3 필터 단은 과립상 재료의 층으로 구성되는 다단 액체 필터.
  45. 제37항에 있어서, 상기 필터는 물 공급을 위한 사용 지점에 연결되는 다단 액체 필터.
  46. 제37항에 있어서, 상기 액체는 물인 다단 액체 필터.
  47. 제30항에 있어서, 상기 액체는 물인 다단 액체 필터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107628693A (zh) * 2017-05-02 2018-01-26 东北师范大学 一种用于生活低污染水的多级过滤吸附处理装置

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6821425B2 (en) * 2002-02-06 2004-11-23 U.S. Environmental Protection Agency Biomass concentrator reactor
JP3734803B2 (ja) 2003-03-27 2006-01-11 明智セラミックス株式会社 液体処理装置
US8592219B2 (en) * 2005-01-17 2013-11-26 Gyros Patent Ab Protecting agent
ITRE20060056A1 (it) * 2006-05-09 2007-11-10 Ufi Filters Spa Filtro per la potabilizzazione dell'acqua e relativo metodo di realizzazione
TW200826957A (en) * 2006-10-16 2008-07-01 Teva Gyogyszergyar Zartkoruen Mukodo Reszvenytarsasag Purification processes for echinocandin-type compounds
RU2328525C1 (ru) * 2007-03-09 2008-07-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Евростандарт" Устройство для обработки и очистки жидкого продукта
RU2328523C1 (ru) * 2007-03-09 2008-07-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Евростандарт" Устройство для обработки и очистки жидкого продукта
CN100586876C (zh) * 2007-08-08 2010-02-03 中国科学院地球化学研究所 一种净化水质的设备
RU2381268C1 (ru) * 2008-05-29 2010-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Евростандарт" Устройство для обработки и очистки жидкого продукта и его узлы
CA2729311A1 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Pur Water Purification Products, Inc. Multi-stage water filters
US9206058B2 (en) * 2009-02-20 2015-12-08 The Water Initative, Llc Water purification and enhancement systems
IT1395390B1 (it) * 2009-04-10 2012-09-14 Laica Spa Filtro a cartuccia sostituibile per sistemi filtranti, particolarmente per il trattamento di acqua potabile, e sistema filtrante includente detto filtro
JP5489084B2 (ja) * 2011-08-12 2014-05-14 Jnc株式会社 混繊長繊維不織布
TWI616352B (zh) 2012-03-20 2018-03-01 碧然德有限公司 用於製造液體處理系統之卡匣的方法
US9539526B2 (en) 2012-12-04 2017-01-10 Whirlpool Corporation Filter assembly and systems/methods of dispensing from and storing the filter assembly
US9550138B2 (en) * 2012-12-04 2017-01-24 Whirlpool Corporation Gravity fluid/water filter system
MX354656B (es) * 2014-01-29 2018-03-14 Mason Dennis Dispositivo y método de tratamiento para destruir micro-organismos en medios gaseosos o líquidos.
CN104266866B (zh) * 2014-09-15 2017-08-11 孚派特环境科技(苏州)有限公司 一种便携式多级抽滤***
CN106693519A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 栢卓有限公司 过滤元件及其制造方法
CN106139728B (zh) * 2016-08-30 2018-07-06 天津市振津石油天然气工程有限公司 一种多功能过滤器
WO2018124190A1 (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 日本国土開発株式会社 層状複水酸化物を用いた浄水装置および浄水方法
US20220282471A1 (en) * 2019-08-13 2022-09-08 Rockwool B.V. Storm water drain pit
NO347082B1 (en) * 2020-04-24 2023-05-08 Dennis Mason A micro-organisms treatment device and a method for mechanical treatment of micro-organisms
RU206571U1 (ru) * 2021-06-08 2021-09-16 Общество с ограниченной ответственностью «Алкофреш» Устройство для хранения и очистки пищевой жидкости
CN114314879B (zh) * 2021-12-14 2023-05-09 湖北工业大学 一种悬浮式的水体分级过滤装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3327856A (en) 1963-07-22 1967-06-27 Manitowoc Co Apparatus for filtering fluid
US3327859A (en) 1963-12-30 1967-06-27 Pall Corp Portable unit for potable water
US3372808A (en) * 1966-06-09 1968-03-12 Joseph F. Sabo Apparatus for removing radioactive materials from water
US3705651A (en) * 1971-09-10 1972-12-12 Samuel H Klein Filter system employing activated carbon, porous material and diatomaceous earth
US4681677A (en) * 1978-02-17 1987-07-21 Olin Corporation Water processor having automatic shutoff and bypass means
US4523995A (en) 1981-10-19 1985-06-18 Pall Corporation Charge-modified microfiber filter sheets
US4595500A (en) * 1983-07-28 1986-06-17 Mauro Galbiati Filter for purifying drinkable and non-drinkable water
US4711723A (en) * 1986-05-27 1987-12-08 Nimbus Water Systems, Inc. Water purification system
US5004535A (en) * 1989-04-17 1991-04-02 Aquatec Water Systems Incorporated Water purification system
US5126044A (en) 1990-09-27 1992-06-30 Magnusson Jan H Iodine resin/carbon water purification system
WO1993018837A1 (en) 1992-03-20 1993-09-30 Spangrud Bruce D Water purification system
EP0681993A1 (fr) 1994-05-11 1995-11-15 M-Sit France Dispositif multicouches pour la désinfection et la purification de l'eau
US5635063A (en) 1994-09-26 1997-06-03 Rajan Rajan G Water treatment apparatus
CA2146609C (en) 1995-04-07 2000-04-25 Paul Serenko Water filtration cartridge
CN2240520Y (zh) 1995-12-13 1996-11-20 卢庆玲 便携式净化饮水器
US5688588A (en) 1996-04-12 1997-11-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Water purification device
WO1998004335A1 (en) * 1996-07-29 1998-02-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of using cationic charge modified filter
US6274041B1 (en) * 1998-12-18 2001-08-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Integrated filter combining physical adsorption and electrokinetic adsorption
TR200200141T2 (tr) 1999-07-21 2002-05-21 The Procter & Gamble Company Mikroorganizma filtresi ve mikroorganizmaların sudan uzaklaştırılması için yöntem.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107628693A (zh) * 2017-05-02 2018-01-26 东北师范大学 一种用于生活低污染水的多级过滤吸附处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
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RU2266253C2 (ru) 2005-12-20
TW527206B (en) 2003-04-11
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