BRPI0510702B1

BRPI0510702B1 - Filtration unit and filter for drinking water

Info

Publication number: BRPI0510702B1
Application number: BRPI0510702-4A
Authority: BR
Inventors: Ioannis Collias Dimitris; Allen Goldman Stephen; Donovan Mitchell Michael
Original assignee: Helen Of Troy Limited
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2005-05-05
Publication date: 2017-06-27
Also published as: CN1950301A; US20080105611A1; US7896168B2; US7316323B2; CA2565104A1; WO2005108300A1; ZA200608727B; RU2356599C2; EP1781573B1; CA2565104C; AU2005240651B2; MXPA06012737A; JP2007534487A; AU2005240651A1; CN1950301B; RU2006138432A; US20050247608A1; EP1781573A1; MX266547B; BRPI0510702A

Abstract

filtros com permeabilidade e capacidade de remoção de vírus otimizadas. a presente invenção refere-se a um bloco filtrante tendo uma permeabilidade maior que cerca de 3,0*10^ -9^ cm^ 2^ e um lrv-f maior que cerca de 99%. o bloco filtrante pode ser produzido a partir de partículas filtrantes que têm tamanho médio inferior a cerca de 50 mícrons e amplitude de cerca de 1,4 ou menos. os blocos filtrantes da presente invenção podem ser usados para produzir filtros para filtração de líquidos e, mais especificamente, para a obtenção de água potável. as partículas filtrantes podem ser meso-porosas. são apresentados, também, kits compreendendo filtros e informações referentes ao extermínio ou à remoção de bactérias, vírus e micróbios.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BLOCO FILTRANTE E FILTRO PARA A OBTENÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL".

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao campo de materiais filtrantes, filtros produzidos a partir desses materiais e, mais especificamente, ao campo de filtros para água.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A água pode conter muitos tipos diferentes de contaminantes inclusive, por exemplo, particulados, produtos químicos e organismos microbiológicos, como bactérias, vírus e protozoários. Em diversas circunstâncias, esses contaminantes precisam ter sua concentração reduzida ou ser completamente removidos da água, antes que esta possa ser usada. Por exemplo, muitas aplicações médicas e a fabricação de certos componentes eletrônicos exigem o uso de água extremamente pura. Como um exemplo mais comum, quaisquer contaminantes nocivos precisam ser removidos da água antes que ela fique potável, isto é, própria para o consumo.

[003] A qualidade da água varia amplamente ao redor do mundo. Nos EUA e em outros países desenvolvidos, a água potável é tipicamente submetida a tratamento municipal. Durante esse tratamento, contaminantes como sólidos em suspensão, matéria orgânica, metais pesados, cloro, bactérias, vírus e protozoários são removidos da água, antes que esta seja conduzida até os lares dos consumidores. No entanto, uma falha do equipamento e/ou uma quebra na infraestrutura, bem como outros problemas com o serviço público de tratamento de água, podem levar a uma remoção incompleta dos contaminantes.

[004] Muitos dos países em desenvolvimento não dispõem de serviço público de tratamento de água. Desse modo, há consequências mortais associadas com a exposição ã água contaminada, já que muitos países em desenvolvimento têm densidades populacionais crescentes, recursos hídricos cada vez mais escassos e nenhum serviço público de tratamento de água. É comum que fontes de água potável estejam bastante próximas de dejetos humanos e de animais, o que torna a contaminação microbiológica é um importante problema de saúde pública.

[005] Como resultado da contaminação microbiológica transportada pela água, estima-se que seis milhões de pessoas morrem a cada ano, metade das quais são crianças com menos de 5 anos de idade. Em 1987, a Agência de Proteção Ambiental (EPA, Environmental Protection Agency) dos Estados Unidos lançou o "Guide Standard and Protocol for Testing Microbiological Water Purifiers". Esse guia-padrão e protocolo estabelece diretrizes e exigências de desempenho para os sistemas de tratamento de água potável que são projetados para reduzir os conta-minantes específicos relacionados à saúde em empresas de abastecimento de água públicas e privadas. Os requisitos são que o efluente de um sistema para tratamento de água apresente 99,99% (ou, de modo equivalente, 4 log) de remoção de vírus, 99,9999% (ou, de modo equivalente, 6 log) de remoção de bactérias e 99,9 (ou, de modo equivalente, 3 log) de remoção de protozoários (cistos), contra uma provocação.

[006] Sob as regras do guia padrão e protocolo do EPA, no caso de vírus a concentração afluente precisa ser de cerca de 1 x 107 vírus por litro (UFP/L), enquanto no caso de bactérias a concentração afluente precisa ser de cerca de 1 x 108 bactérias por litro (UFC/L). Por causa da predominância de Escherichia coli (E. coli, bactéria) em sistemas de abastecimento de água e dos riscos associados a seu consumo, esse microorganismo é usado como a bactéria na maioria dos estudos. Analogamente, o bacteriófago MS-2 (ou, simplesmente, fago MS-2) é tipicamente usado como o microorganismo representante para a remoção de vírus porque seu tamanho e sua forma (isto é, cerca de 26 nm e icosaédrico) são similares aos de muitos vírus. Portanto, a capacidade de um filtro para remover o bacteriófago MS-2 demonstra a sua capacidade para remover outros vírus.

[007] Os versados na técnica acreditavam que pequenas partículas em suspensão, por exemplo bactérias e vírus, eram melhor filtradas por filtros com pequenos espaços intersticiais entre partículas filtrantes. O espaço pequeno entre partículas filtrantes é melhor obtido mediante o empacotamento compacto das ditas partículas. Um modo de se obter esse empacotamento compacto é descrito no pedido publicado PCT WO 00/71467 A1, sob o nome de Tremblay et al., que ensina o uso de partículas pequenas para preencher os espaços entre partículas maiores. Isso proporciona um empacotamento compacto mediante o uso de partículas filtrantes com uma distribuição de tamanho bimodal. Além disso, as patentes U.S. N° 5.922.803 e 6.368.504 B1, concedidas a Koslow et al. e a Kuennen et al., respectivamente, apresentam o princípio geral de uso de partículas filtrantes com uma distribuição estreita de tamanho, ou seja, as partículas são todas geralmente do mesmo tamanho, para garantir que o espaço intersticial entre as mesmas seja relativamente uniforme. O tamanho médio de partícula dessas duas patentes com distribuição estreita de tamanho de partícula situa-se na faixa de 80 pm a 45 pm. Essas patentes descrevem filtros que obtém ou um nível relativamente alto de remoção de vírus com alta queda de pressão ao longo do filtro, ou um baixo nível de remoção de vírus, já que o tamanho médio das partículas filtrantes é relativamente grande, embora a distribuição de tamanho seja estreita.

[008] Uma alta queda de pressão ao longo de um filtro pode causar um fluxo reduzido, bem como outros problemas que são vistos de modo negativo pelos usuários de filtro. Quanto ao uso de tamanhos de partícula menores, por exemplo menores que 45 pm, acreditava-se que isso exacerbava ainda mais a queda de pressão ao longo do filtro. Além disso, os versados na técnica compreenderão que a queda de pressão tem um impacto direto sobre a taxa de fluxo através de um bloco filtrante. Os consumidores tipicamente recebem a água em seus lares a uma pressão fixa (da rede municipal ou de uma bomba em seu poço, por exemplo). Portanto, um bloco filtrante com uma alta queda de pressão terá uma taxa de fluxo mais lenta que um bloco filtrante com menor queda de pressão. Deve-se compreender que os consumidores não gostam de esperar longos períodos de tempo por sua água, portanto altas taxas de fluxo são preferenciais. Como tais, os blocos filtrantes de baixa pressão são necessariamente preferidos pelos consumidores. Portanto, existe uma necessidade por filtros, processos para a fabricação de materiais filtrantes, e materiais filtrantes que sejam capazes de remover bactérias e/ou vírus de um fluido, sem a desvantagem do aumento na queda de pressão exibido pelos filtros da técnica anterior. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] Em um aspecto da presente invenção, é apresentado um bloco filtrante tendo uma permeabilidade maior que cerca de 3,0 x 10'9 cm2, e um LRV-F maior que cerca de 99%. De preferência, a permeabilidade é maior que cerca de 3,5 x 10‘9cm2, com mais preferência maior que cerca de 4,0 x 10‘9 cm2, com mais preferência ainda maior que cerca de 4,5 x 10'9 cm2 e, com a máxima preferência, maior que cerca de 5,0 x 10'9 cm2 De preferência, o LRV-F é maior que cerca de 99,9%, com mais preferência maior que cerca de 99,99%, com mais preferência ainda maior que cerca de 99,999% e, com a máxima preferência, maior que cerca de 99,9999%. Adicional mente, é preferencial que os blocos filtrantes da presente invenção tenham um LRB-F maior que cerca de 99,99%, de preferência maior que cerca de 99,999% e, com mais preferência, maior que cerca de 99,9999%.

[0010] Em outro aspecto da presente invenção, a permeabilidade preferencial do filtro é obtida mediante a fabricação do bloco filtrante a partir de partículas filtrantes com um tamanho médio menor que cerca de 50 pm, de preferência menor que cerca de 40 pm, com mais preferência menor que cerca de 37,5 pm e, com mais preferência ainda, menor que cerca de 35 pm. Em ainda outro aspecto da presente invenção, as partículas filtrantes têm uma amplitude de partículas de cerca de 1,8 ou menos, de preferência 1,5 ou menos, com mais preferência 1,4 ou menos e, com mais preferência ainda, 1,3 ou menos.

[0011] Determinou-se, surpreendentemente, que a permeabilidade do filtro é um importante parâmetro para regular a queda de pressão ao longo de um filtro, simultaneamente otimizando a remoção de pequenas partículas em suspensão, como bactérias e vírus. Conforme discutido acima, era crença geral que as melhorias na remoção de pequenas partículas em suspensão podiam ser obtidas somente em detrimento das propriedades de fluxo do filtro. A presente invenção prova que não é esse o caso e, como tal, apresenta um substancial benefício em comparação aos ensinamentos da técnica anterior. Mais especificamente, a presente invenção apresenta aos fabricantes e projetistas de filtros um parâmetro de filtragem que otimiza a remoção de pequenas partículas em suspensão, com pouca ou nenhuma redução nas características de fluxo do filtro. São apresentados, também, métodos para a fabricação de filtros, e materiais filtrantes usados nos mesmos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] Embora o relatório descritivo termine com reivindicações que apontam particularmente e reivindicam distintamente a invenção, acredita-se que a presente invenção seja melhor compreendida a partir da seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: [0013] A Figura 1 é uma representação esquemática do fluxo através de um bloco filtrante radial;

[0014] A Figura 2 é uma representação esquemática do fluxo através de um bloco filtrante axial; e [0015] A Figura 3 é uma representação esquemática de um dispositivo para controle de pressão/fluxo adequado ao uso com os filtros da presente invenção.

DESCRIÇÃODETALHADADASMODALIDADESPREFERENCIAIS

[0016] Todos os documentos citados são, em sua parte relevante, incorporados a esta invenção a título de referência. A citação de qualquer documento não deve ser interpretada como admissão de que este represente técnica anterior com respeito à presente invenção. I, Definições [0017] Para uso na presente invenção, os termos "filtros" e "filtração" referem-se, respectiva mente, a estruturas e mecanismos associados à remoção de microorganismos (e/ou de outros contaminantes) principal mente por meio de adsorção e/ou, secunda rí amente, através de exclusão por tamanho.

[0018] Para uso na presente invenção, a expressão "material filtrante" refere-se a um agregado de partículas filtrantes. O agregado de partículas filtrantes formando um material filtrante pode ser homogêneo ou heterogêneo. As partículas filtrantes podem ser distribuídas de maneira uniforme ou não-uniforme (por exemplo, camadas de diferentes partículas filtrantes) dentro do material filtrante. As partículas filtrantes que formam um material filtrante tampouco precisam ser idênticas em formato ou tamanho, e podem ser apresentadas sob uma forma solta ou interconectada. Por exemplo, um material filtrante pode incluir partículas de carvão ativado mesoporoso e básico em combinação com fibras de carvão ativado, e essas partículas filtrantes podem estar associadas entre si de maneira solta ou, ainda, parcial ou total mente unidas por um aglutinante polimérico ou outros meios para formação de uma estrutura integral.

[0019] Para uso na presente invenção, a expressão "partícula fil- trante" refere-se a um elemento ou peça individual que é utilizado para formar pelo menos parte de um material filtrante. Por exemplo, uma fibra, um grânulo, uma conta, etc., são considerados partículas filtrantes na presente invenção. Além disso, as partículas filtrantes podem variar em tamanho, desde partículas filtrantes impalpáveis (por exemplo, um pó muito fino) até partículas filtrantes palpáveis.

[0020] Para uso na presente invenção, a expressão "bloco filtrante" refere-se a uma mistura de partículas filtrantes ligadas umas às outras para formar uma estrutura que é capaz de filtrar um líquido, por exemplo água, ar, hidrocarbonetos e similares. Como tal, um bloco filtrante pode compreender partículas filtrantes, partículas aglutinantes e outras partículas ou fibras para a remoção de contaminantes específicos, como chumbo, mercúrio, arsênico, etc. Um bloco filtrante pode variar em termos de geometria e padrões de fluxo. Exemplos de blocos filtrantes de fluxo radial e de fluxo axial são descritos na presente invenção (vide, por exemplo, as Figuras 1 e 2), mas outras configurações de filtro como, por exemplo, em placa e cônico, são conhecidas pelos versados na técnica. Os exemplos aqui apresentados têm finalidade meramente ilustrativa, e não se destinam a limitar a presente invenção. Freqüen-temente, mas não sempre, o bloco filtrante fica alojado em uma "carcaça do filtro", que o protege contra danos e proporciona vedação entre o líquido "sujo" sendo filtrado e o líquido "limpo" saindo do filtro como o produto desejado. Embora essas superfícies vedantes possam estar fixadas de modo permanente ao bloco filtrante, ou ser integrais ao mesmo, e embora sejam necessárias para separar o líquido limpo do sujo, estas não são consideradas parte do bloco filtrante para propósito dos cálculos da presente invenção.

[0021] Para uso na presente invenção, a expressão "tamanho médio de partícula" refere-se ao diâmetro de uma partícula abaixo ou acima do qual estão situados 50% do volume total de partículas. Esse tamanho médio de partícula é designado como Vo,50 . Embora diversos métodos e equipamentos sejam conhecidos pelos versados na técnica para o fracionamento de partículas em tamanhos distintos, a peneiragem é um dos métodos mais fáceis, menos dispendiosos e mais comuns para medir os tamanhos de partícula e as distribuições de tamanho de partícula. Um método preferencial alternativo para a determinação da distribuição de tamanho de partículas é a dispersão de luz. Adicionalmente, a expressão "amplitude de partículas" é uma representação estatística de uma dada amostra de partícula, e pode ser calculada conforme exposto a seguir. Primeiro, o tamanho médio de partícula, d„050 , é calculado conforme descrito acima. Então, mediante um método similar, o tamanho da partícula que separa a amostra de partícula na fração a 10% por volume, d„010 , é determinado e, então, o tamanho da partícula que separa a amostra de partícula na fração a 90% por volume, dvA90 , é determinado. A amplitude de partículas é, então, igual a: (V,0,90 V,0,1o)/V,0,50 ■ [0022] Para uso na presente invenção, a expressão "volume dos poros do bloco filtrante" refere-se ao volume total dos poros interpartí-culas (também denominados espaços intersticiais) no bloco filtrante, com tamanhos maiores que 0,1 pm.

[0023] Para uso na presente invenção, a expressão "volume do bloco filtrante" refere-se à soma do volume dos poros do bloco filtrante e do volume ocupado pelas partículas filtrantes. Ou seja, o volume do bloco filtrante é o volume total do bloco filtrante, calculado com base nas dimensões externas do bloco filtrante. Por exemplo, na Figura 1, o volume do bloco filtrante é calculado como: nLr(r2 ri2), enquanto na Figura 2 o volume do bloco filtrante é calculado como: "Va. As unidades usadas na presente invenção estão, geralmente, em cm, embora os versados na técnica reconheçam que qualquer unidade de comprimento adequada pode ser usada para Ler.

[0024] Para uso na presente invenção, os termos "microorganismo", "organismo microbi o lógico", "microbiano" e "patógeno" são usados de maneira intercambiável. Esses termos referem-se a vários tipos de microorganismos que podem ser caracterizados como bactérias, vírus, parasitas, protozoários e germes.

[0025] Para uso na presente invenção, a expressão "Log da Remoção de Bactérias pelo Filtro (LRB-F) " refere-se à capacidade de remoção de bactérias do filtro, após o fluxo volumétrico de líquido ter atingido ao menos 10 volumes do bloco filtrante e a taxa de fluxo de líquidos através do bloco filtrante ser de ao menos 600 mL/min. O LRB-F é definido e calculado como: LRB-F = -log [(concentração efluente de E. coli)í (concentração afluente de E. coli)\, [0026] em que a "concentração afluente de E. cotí' é definida para cerca de 1 x 108 UFC/L de maneira contínua durante todo o teste, sendo a "concentração efluente de E co/f medida após o fluxo volumétrico de líquido através do bloco filtrante ter atingido ao menos 10 volumes do dito bloco. Note-se que o LRB-F tem unidades de "log" (onde "log" significa logaritmo). Note-se que, se a concentração efluente está abaixo do limite de detecção da técnica usada para o ensaio, então a concentração efluente para o cálculo do LRB-F é considerada como o limite de detecção. Além disso, note-se que o LRB-F é medido sem a aplicação de agentes químicos que proporcionam efeitos bacterícidas.

[0027] Para uso na presente invenção, a expressão "Log da Remoção de Vírus pelo Filtro (LRV-F)" refere-se à capacidade de remoção de vírus do filtro, após o fluxo volumétrico de líquido ter atingido ao menos 10 volumes do bloco filtrante, e a taxa de fluxo de líquidos através do bloco filtrante ser de ao menos 600 mL/min. O LRV-F é definido e calculado como: LRV-F = -log [(concentração efluente de MS-2)/ (concentração afluente de MS-2)], [0028] em que a "concentração afluente de MS-2" é definida para cerca de 1 x 107 UFP/L de maneira contínua durante todo o teste, sendo a "concentração efluente de MS-2" medida após o fluxo volumétrico de líquido através do bloco filtrante ter atingido ao menos 10 volumes do bloco filtrante. Note-se que o LRV-F tem unidades de "log" (onde "log" significa logaritmo). Note-se que, se a concentração efluente está abaixo do limite de detecção da técnica usada para o ensaio, então a concentração efluente para o cálculo do LRV-F é considerada como o limite de detecção. Além disso, note-se que o LRV-F é medido sem a aplicação de agentes químicos que proporcionam efeitos bactericidas.

[0029] Para uso na presente invenção, o termo "microporo" refere-se a um poro intraparticular, o qual tem largura ou diâmetro inferior a 2 nm (ou, de modo equivalente, 20 Â).

[0030] Para uso na presente invenção, o termo "mesoporo" refe-re-se a um poro intraparticular que tem largura ou diâmetro entre 2 nm e 50 nm (ou, de modo equivalente, entre 20 Á e 500 Â).

[0031] Para uso na presente invenção, o termo "macroporo" refe-re-se a um poro intraparticular que tem largura ou diâmetro superior a 50 nm (ou, de modo equivalente, 500 Â).

[0032] Para uso na presente invenção, a expressão "volume total dos poros" e seus derivados referem-se ao volume de todos os poros intraparticulares, isto é, microporos, mesoporos e macroporos. O volume total dos poros é calculado como o volume de nitrogênio adsorvido a uma pressão relativa de 0,9814, utilizando o processo BET (norma ASTM D 4820 - 99), um processo bem conhecido na técnica.

[0033] Para uso na presente invenção, a expressão "volume de microporos" e seus derivados referem-se ao volume de todos os microporos. O volume de microporos é calculado a partir do volume de nitrogênio adsorvido a uma pressão relativa de 0,15, utilizando o processo BET (norma ASTM D 4820 - 99), um processo bem conhecido na técnica.

[0034] Para uso na presente invenção, a expressão "soma dos volumes dos mesoporos e macroporos" e seus derivados referem-se ao volume de todos os mesoporos e macroporos. A soma dos volumes dos mesoporos e macroporos é igual à diferença entre o volume total dos poros e o volume de microporos, ou de maneira equivalente, é calculado a partir da diferença entre os volumes de nitrogênio adsorvido a pressões relativas de 0,9814 e 0,15 utilizando o processo BET (norma ASTM D 4820 - 99), um processo bem conhecido na técnica.

[0035] Para uso na presente invenção, a expressão "distribuição do tamanho de poro na faixa de mesoporos" refere-se à distribuição do tamanho de poro conforme calculado pelo processo de Barrett, Joyner e Halenda (BJH), um processo bem conhecido na técnica.

[0036] Para uso na presente invenção, o termo "carbonização" e seus derivados referem-se a um processo em que os átomos não-carbônicos em uma substância carbonácea são reduzidos.

[0037] Para uso na presente invenção, o termo "ativação" e seus derivados referem-se a um processo em que uma substância carbonizada se torna mais porosa.

[0038] Para uso na presente invenção, o termo "partículas de carvão ativado" ou "partículas filtrantes de carvão ativado", bem como seus derivados, referem-se a partículas de carvão que foram submetidas a um processo de ativação.

[0039] Para uso na presente invenção, a expressão "partícula filtrante de carvão ativado mesoporoso" refere-se a uma partícula filtrante de carvão ativado em que a soma dos volumes dos mesoporos e macroporos pode ser maior que 0,12 mL/g.

[0040] Para uso na presente invenção, a expressão "partícula fil- trante de carvão ativado microporoso" refere-se a uma partícula filtrante de carvão ativado em que a soma dos volumes dos mesoporos e ma-croporos pode ser menor que 0,12 mL/g.

[0041] Para uso na presente invenção, a expressão "partícula filtrante de carvão ativado mesoporoso e básico" refere-se a uma partícula filtrante de carvão ativado em que a soma dos volumes dos mesoporos e macroporos pode ser maior que 0,12 mL/g, e que tem um ponto de carga zero maior que 7.

[0042] Para uso na presente invenção, a expressão "fluxo axial" refere-se a um fluxo através de uma superfície planar, e perpendicularmente àquela superfície.

[0043] Para uso na presente invenção, a expressão "fluxo radial" tipicamente refere-se a um fluxo através de superfícies essencialmente cilíndricas ou essencialmente cônicas, e perpendicularmente àquelas superfícies.

[0044] Para uso na presente invenção, a expressão "área de face" refere-se à área de material filtrante inicialmente exposta à água afluente. Por exemplo, no caso de filtros de fluxo axial, a área de face é a área em seção transversal do material filtrante no ponto de entrada de fluido e, no caso do filtro de fluxo radial, a área de face é a área externa do material filtrante. II. Permeabilidade [0045] Foi inesperadamente determinado que um parâmetro de importância crítica para o projeto de blocos filtrantes é a permeabilidade do filtro. Conforme discutido acima, tentativas anteriores de produzir blocos filtrantes que removem partículas em suspensão pequenas, ou seja, em escala de submícron, resultavam em blocos filtrantes com características de fluxo insatisfatórias e, mais especificamente, altas quedas de pressão ao longo dos blocos filtrantes. Resulta que esses blocos filtrantes anteriores têm baixa permeabilidade; vide por exemplo a Tabela 1, na seção de Exemplos da presente invenção.

[0046] A permeabilidade é uma propriedade intrínseca de um bloco filtrante que pode ser calculada para determinadas taxa de fluxo, queda de pressão ao longo do bloco filtrante, viscosidade do fluido filtrado e medições geométricas gerais do bloco filtrante. As duas fórmulas a seguir podem ser usadas para calcular a permeabilidade para blocos filtrantes de fluxo radial e axial, os quais estão entre os blocos filtrantes mais comumente utilizados, e a configuração preferencial dos blocos filtrantes apresentados na presente invenção. Os versados na técnica serão capazes de adaptar facilmente essas fórmulas a outras geome-trias de bloco filtrante.

[0047] A permeabilidade de um bloco filtrante de fluxo radial é calculada como: κΓ =^Ιη^Γ1^ , e a permeabilidade de um bloco filtrante de fluxo axial é calculada como: Ka = . em que: Qr é a taxa de fluxo radial, Qa é a taxa de fluxo axial (em mL/s ou cm3/s), μ é a viscosidade (em poise ou dinas-s/cm2), In é o log natural, raéo raio de um filtro de fluxo axial, r2éo raio externo de um filtro de fluxo radial, r, é o raio interno de um filtro de fluxo radial (todos em cm), δργ é a queda de pressão de um filtro de fluxo radial, LPa é a queda de pressão de um filtro de fluxo axial (em dinas/cm2), Lré o comprimento de um filtro de fluxo radial, e La é o comprimento de um filtro de fluxo axial (em cm).

[0048] Agora com referência à Figura 1, a qual é uma representação esquemática de um bloco filtrante de fluxo radial 10 de acordo com a presente invenção, a entrada, ou fluxo "sujo" 12, designada como Qr, é mostrada penetrando a área 14 da superfície externa, que tem um raio 15 designado como r2.0 fluxo 12 passa através do bloco filtrante 10 até o centro oco interno 16, o qual tem um raio interno 17 designado como r,. O fluxo filtrado, ou "limpo", 18 flui então para baixo, através do centro oco 16 e para dentro de um recipiente de coleta (não mostrado). O bloco filtrante 10 tem um comprimento 11, designado como Lr.

[0049] Agora com referência à Figura 2, a qual é uma representação esquemática de um bloco filtrante de fluxo axial 20 de acordo com a presente invenção, a entrada, ou fluxo "sujo" 22, designada como Qa, é mostrada penetrando a superfície superior, ou área de face 24, que tem um raio exterior ou externo 25 designado como ra. O fluxo 22 passa através do bloco filtrante 20 até a superfície inferior 26. O fluxo filtrado, ou "limpo", 28 flui então para dentro de um recipiente de coleta (não mostrado). O bloco filtrante 20 tem um comprimento 21, designado como La. A área da superfície externa 13 de um bloco filtrante axial 20 está, tipicamente, selada de modo que o líquido sendo filtrado seja forçado a passar por todo o comprimento axial do bloco filtrante 20.

[0050] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o raio externo do bloco filtrante, ou seja, ou ra ou r2 é menor que cerca de 10 cm, de preferência menor que cerca de 7,5 cm e, com mais preferência, menor que cerca de 5 cm. Além disso, é preferencial que o volume do bloco filtrante seja menor que cerca de 2.000 mL, de preferência menor que cerca de 1.000 mL, com mais preferência menor que cerca de 200 mL, com mais preferência menor que cerca de 100 mL e, com mais preferência ainda, menos que cerca de 50 mL. Os versados na técnica compreenderão que o volume de um bloco filtrante radial exclui o volume do núcleo oco. III. Partículas filtrantes [0051] As partículas filtrantes preferenciais para uso na presente invenção são partículas de carvão, com mais preferência partículas de carvão ativado e, com mais preferência ainda, partículas de carvão ativado mesoporoso. Para obter uma descrição detalhada e uma melhor definição das partículas filtrantes de carvão ativado mesoporoso, vide as seguintes publicações impressas e pedidos de patente co-pendentes: pedidos PCT US02/27000, US02/27002, US03/05416, US03/05409, pedidos de patente U.S. N° 10/464.210, 10/464.209, 10/705572 e 10/705174, todos depositados sob o nome de Mitchell et ai. e todas atribuídas à Procter & Gamble Co. Todos os pedidos anteriormente mencionados estão aqui incorporados em sua totalidade, a título de referência.

[0052] Inesperadamente, descobriu-se que as partículas filtrantes de carvão ativado mesoporoso adsorvem um maior número de microorganismos, em comparação às partículas filtrantes de carvão ativado microporoso. Além disso, descobriu-se inesperadamente que as partículas filtrantes de carvão ativado mesoporoso e básico adsorvem um maior número de microorganismos, em comparação ao que é adsorvido por partículas filtrantes de carvão ativado mesoporoso e ácido. Além disso, também inesperadamente, descobriu-se que as partículas filtrantes de carvão ativado mesoporoso, básico e com oxigênio reduzido adsorvem um maior número de microorganismos, em comparação ao que é adsorvido por partículas filtrantes de carvão ativado mesoporoso e básico.

[0053] Os versados na técnica compreenderão que as partículas filtrantes adequadas ao uso na presente invenção incluem as partículas preferenciais listadas diretamente acima, bem como outros materiais selecionados do grupo consistindo em pós de carvão ativado, grânulos de carvão ativado, fibras de carvão ativado, zeólitos, alumina ativada, magnésia ativada, terra diatomácea, partículas de prata, sílica ativada, hidrotalcitas, vidro, fibras de polietileno, fibras de polipropileno, fibras de copolímero de etileno e anidrido maléico, areia, argila e combinações desses itens.

[0054] Um método que é preferencial, mas que não é de modo algum o único, para a obtenção da permeabilidade desejada para os blocos filtrantes da presente invenção refere-se à manipulação do tamanho médio de partícula e à diminuição da amplitude das partículas filtrantes. Especificamente, a permeabilidade preferencial pode ser obtida mediante a fabricação do bloco filtrante a partir de partículas filtrantes com um tamanho médio menor que cerca de 50 pm, de preferência menor que cerca de 40 pm, com mais preferência menor que cerca de 37,5 pm e, com mais preferência ainda, menor que cerca de 35 pm. Além disso, é também preferencial que as partículas filtrantes tenham uma amplitude de partículas de cerca de 1,8 ou menos, de preferência 1,5 ou menos, com mais preferência 1,4 ou menos e, com mais preferência ainda, 1,3 ou menos.

[0055] Conforme descrito na presente invenção, os blocos filtrantes da presente invenção geralmente compreendem partículas filtrantes e um aglutinante. Em um aspecto preferencial da presente invenção, ao menos cerca de 50%, de preferência ao menos cerca de 60%, com mais preferência ao menos cerca de 70% e, com mais preferência ainda, ao menos cerca de 80%, em peso, das partículas filtrantes são partículas de carvão ativado. Os versados na técnica compreenderão que as partículas de carvão ativado não incluem fibras de carvão ativado, embora ambas sejam subconjuntos da categoria mais ampla de partículas filtrantes. A distinção entre fibras e partículas é melhor feita pela razão de aspecto, ou seja, uma partícula filtrante que tem uma razão de aspecto maior que cerca de 4:1 é geralmente classificada como fibra, enquanto uma partícula filtrante com uma razão de aspecto de cerca de 4:1 ou menos é geralmente considerada uma partícula. IV. Partículas filtrantes revestidas [0056] As partículas filtrantes, utilizadas para produzir blocos filtrantes e filtros da presente invenção, podem ser revestidas com diversos materiais que proporcionam determinados benefícios. Por exemplo, os pedidos US N° 10/705572 e 10/705174, de Mitchell et al., apresentam diversos revestimentos metálicos e catiônicos adequados ao uso na presente invenção. Esses revestimentos proporcionam benefícios de remoção de vírus e bactérias.

[0057] Quando são usadas partículas filtrantes revestidas, de preferência ao menos uma porção das partículas filtrantes é revestida com um material selecionado do grupo consistindo em prata, um material contendo prata, um polímero catiônico e combinações desses itens. Os polímeros catiônicos preferenciais para uso na presente invenção são selecionados a partir do grupo consistindo em: poli(N-metil vinil amina), polialil amina, polialil dimetil amina, polidialil metilamina, cloreto de polidialil dimetil amônio, cloreto de polivinil piridínio, poli(2-vinil piridina), poli(4-vinil piridina), polivinil imidazol, poli(4-aminometil estireno), po-li(4-amino estireno), polivinil (acrilamida-co-dimetilamino propil acrila-mida), polivinil(acrilamida-co-dimetilamino etil metacrilato), polietileno imina, polilisina, dendrímeros DAB-Am e PAMAM, poliamino amidas, poli hexametileno biguanidina, poli dimetil amina-epicloridrina, amino-propil trietóxi silano, N-(2-amino etil)-3-aminopropil trimetóxi silano, cloreto de N-trimetóxi silil propil-N,N,N-trimetil amônio, bis(trimetóxi silil propil)amina, quitosano, amido enxertado, o produto da alquilação de polietileno imina por cloreto de metila, o produto da alquilação de poliamino amidas com epicloridrina, poliacrilamida catiônica com monô-meros catiônicos, cloreto de metil acrilato de dimetil amino etila (AE-TAC), cloreto de metil metacrilato de dimetil amino etila (METAC), cloreto de acrilamidopropil trimetil amônio (APTAC), cloreto de metacril amidopropil trimetil amônio (MAPTAC), cloreto de dialil dimetil amônio (DADMAC), ionenos, silanos e misturas desses itens. De preferência, os polímeros catiônicos são selecionados a partir do grupo consistindo em: poliamino amidas, polietileno imina, polivinil amina, cloreto de polidialil dimetil amônio, poli dimetil amina-epicloridrina, poli hexametileno bi-guanido, cloreto de poli-[2-(2-etóxi)-etóxi etil-guanidínio].

[0058] Em adição aos revestimentos acima descritos, que podem auxiliar na remoção ou no extermínio de vírus e bactérias, os revestimentos podem, também, ser adicionados de modo a otimizar as características de fluxo de um bloco filtrante, afetando assim a permeabilidade dos blocos filtrantes. Por exemplo, os polímeros para redução de arrasto podem ser aplicados ao bloco filtrante para reduzir a queda de pressão ao longo do bloco filtrante. Alguns exemplos não-limitadores de polímeros para redução de arrasto incluem polímeros lineares como polivinil amina, álcool polivinílico, poliacrilamida, poliacrilamída parcialmente hidrolisada e òxido de polietileno. Outros exemplos serão conhecidos pelos versados na técnica. V. Filtros da Presente Invenção [0059] Exemplos de configurações de filtros, dispositivos para água potável, eletrodomésticos e outros dispositivos para filtração de água adequados ao uso na presente invenção são apresentados nas patentes US N°s 5.527.451, 5.536.394, 5.709.794, 5.882.507, 6.103,114, 4.969.996, 5.431.813, 6.214.224, 5.957.034, 6.145.670, 6.120.685 e 6.241,899, estando a substância das mesmas aqui incorporada por referência. Adicionalmente, as patentes e pedidos mencionados acima e aqui incorporados, a título de referência, apresentam filtros que podem ser aceitáveis para uso com a presente invenção. Um método preferencial para produção de blocos filtrantes da presente invenção é descrito a seguir na seção de Exemplos.

[0060] Em adição aos blocos filtrantes descritos na presente invenção, os filtros da presente invenção podem, também, compreender outros sistemas de filtragem, inclusive sistemas à base de osmose reversa, sistemas à base de luz ultravioleta, sistemas à base de ozônio, sistemas de troca iônica, sistemas de água eletrolisada e outros sistemas para tratamento de água conhecidos pelos versados na técnica. Além disso, os filtros da presente invenção podem compreender pré-filtros envolvidos em redor dos blocos filtrantes, para evitar que os blocos filtrantes sofram entupimento pelas partículas em suspensão. Além disso, os filtros da presente invenção podem compreender sistemas indicadores e/ou sistemas de interrupção para indicar ao consumidor a vida útil/capacidade restante do filtro, e para desligar o filtro quando a vida útil restante no mesmo for zero.

[0061] Conforme discutido anteriormente, o material filtrante pode ser apresentado sob uma forma solta ou interconectada (por exemplo, parcial ou totalmente unidas por um aglutinante polimérico ou outros meios para formação de uma estrutura integral).

[0062] O material filtrante pode ser usado para diferentes aplicações (por exemplo, como um pré-filtro ou um pós-filtro) variando-se o tamanho, o formato, as formações de complexo, a carga, a porosidade, a estrutura de superfície e os grupos funcionais, entre outros, das partículas filtrantes, conforme discutido acima. O material filtrante pode, também, ser misturado a outros materiais, conforme descrito acima, para que se adeqüe a um determinado uso. Independentemente de o material filtrante ser misturado a outros materiais, pode ser usado como um leito solto, um bloco (inclusive um bloco coextrudado, conforme descrito na patente U.S. N° 5.679.248 que está aqui incorporada, a título de referência), e misturas desses itens. Os métodos preferenciais que podem ser usados com o material filtrante incluem a formação de um bloco filtrante feito de uma mistura de cerâmica e carvão (em que a ligação tem origem na queima da cerâmica), o uso de pó entre não-tecidos, conforme descrito na patente U.S. N° 6.077.588, que está aqui incorporada, a título de referência, o uso do método de resistência verde, conforme descrito na patente U.S. N° 5.928.588, que está aqui incorporada, a título de referência, a ativação do aglutinante de resina que forma o bloco, que está aqui incorporado, a título de referência, ou o uso de um método de aquecimento resistivo, conforme descrito no Pedido PCT N° Serial WO 98/43796. Os blocos filtrantes da presente invenção podem ser produzidos mediante processos de extrusão padrão conhecidos pelos versados na técnica. Esses processos estão descritos na patente U.S. N° 5.331.037 a Koslow et ai., que está aqui incorporada, a título de referência.

[0063] A taxa de fluxo em um sistema de filtros com alta permeabilidade pode ser controlado com um dispositivo para controle de fluxo ou pressão. Os dispositivos para controle de pressão/fluxo incluem reguladores de pressão que controlam a pressão de entrada ou a queda de pressão por todo o filtro. Os dispositivos de controle de fluxo direto criam uma queda de pressão variável, dependendo da taxa de fluxo. O dispositivo de controle de fluxo mais comum é uma arruela de fluxo, por exemplo, 30 conforme mostrado na Figura 3. A arruela de fluxo 30 é, tipicamente, uma arruela elastomérica espessa 31, com um orifício 32 no centro. A arruela de fluxo 30 é apoiada em seu perímetro 33 e se deflete para dentro em um formato côncavo, em resposta ao fluxo de entrada 34. Quanto maior for a taxa de fluxo, maior será a deflexão. Quando a arruela de fluxo 30 se deflete, faz com que a superfície a montante do orifício 35 diminua em tamanho (aumento na queda de pressão) controlando assim a taxa de fluxo da saída 36. VI. Exemplos de bloco filtrante [0064] Os blocos filtrantes são produzidos de acordo com a presente invenção, e são exemplificados abaixo. Esses exemplos não se destinam a limitar de qualquer modo a presente invenção. A permeabilidade e outros parâmetros calculados para os Exemplos de 1 a 4 são apresentados abaixo, na Tabela 1. Além disso, a Tabela 1 inclui três exemplos comparativos de publicações da técnica anterior. Os três exemplos comparativos não se destinam a ser uma representação exaustiva da técnica.

[0065] Os blocos filtrantes nos Exemplos de 1 a 4, abaixo, são produzidos por meio dos seguintes processos e equipamentos de modelagem por compactação. É usada uma prensa pneumática para filtros que consiste em uma prensa cilíndrica de dupla extremidade montada verticalmente, um pistão inferior e um pistão superior. O diâmetro do cano da prensa cilíndrica é 5,1 cm (2") e seu comprimento é 7,6 cm (3"). O pistão inferior é acionado por um cilindro pneumático com 3,8 cm (1,5") de diâmetro e 7,6 cm (3") de comprimento (Mosier Fluid Power of Ohio, Miamisburg, OH, EUA; Modelo N°EJ0155A1), e o pistão superior é acionado por um cilindro pneumático com 3,8 cm (1,5") de diâmetro e 10,2 cm (4") de comprimento (Mosier Fluid Power of Ohio, Miamisburg, OH, EUA; Modelo N° EJ0377A3). Os pistões superior e inferior são aquecidos com controladores de calor disponíveis junto à Omron Corp. (Schaumburg, IL, EUA; Modelo N° E5CS) e a prensa cilíndrica é aquecida por um aquecedor de banda disponível junto à Fast Heat, Inc. (Elmhurst, IL, EUA; Modelo N° BW020000). O controlador do aquecedor de banda é um Variac, disponível junto à Statco Energy Products, Co., Dayton, OH, EUA (Modelo N° 3PN1010).

[0066] Cerca de 42 g de carvão são misturados com cerca de 13,2 g de aglutinante de polietileno de baixa densidade Microthene® (LDPE) FN510-00, disponível junto à Equistar Chemicals, Inc. (Cincinnati, OH, EUA) e cerca de 4,8 g de aluminossilicato em pó Alusil® 70, disponível junto à Selecto, Inc. (Norcross, GA, EUA). Portanto, o total da mistura de carvão é de cerca de 60 g. Com o pistão superior totalmente retraído e o pistão inferior em sua posição totalmente rebaixada, a prensa cilíndrica é preenchida com a mistura de carvão, sendo a parede da dita prensa golpeada levemente para acomodar a mistura. A prensa cilíndrica é totalmente preenchida e acionada para nivelar a mistura. O pistão superior é lentamente baixado, completamente engatado a uma pressão de 0,41 MPa (60 psi), e mantido durante alguns segundos. Em seguida, a pressão é rebaixada para próximo a zero e o pistão superior é lentamente retraído. Novamente, a prensa cilíndrica é preenchida com mais mistura de carvão, a parede do cilindro é golpeada levemente e acionada para nivelar a mistura, sendo o pistão superior baixado lentamente até o engate total, e sendo a pressão elevada até 0,41 MPa (60 psi). Esse procedimento é repetido mais uma vez para preencher completamente a prensa cilíndrica com mistura de carvão. Após o terceiro preenchimento, a pressão de 0,41 MPa (60 psi) é mantida no pistão superior. Os controladores de calor do cilindro são, então, acionados e a temperatura é ajustada para 204 Ό (400 *F). O aq uecedor de banda também é acionado, e o controlador Variac é ajustado para 70%, ou aproximadamente 288 Ό (550 T). O ciclo de aquecim ento dura 10 minutos. Ao final do ciclo de aquecimento, os três aquecedores são desligados, a prensa é deixada resfriar pneumaticamente durante aproximadamente 10 minutos, com ar passando através dos pistões superior e inferior, e o filtro é extraído da prensa cilíndrica. As dimensões dos filtros extraídos são 5,1 cm (2") de diâmetro externo e cerca de 6,4 cm (2,5") de comprimento. Finalmente, os filtros são transformados em filtros de fluxo radial mediante a perfuração de um orifício central, e o diâmetro externo dos filtros é reduzido para o diâmetro final em um torno.

[0067] Em todos os Exemplos abaixo, o líquido utilizado foi água, que tem uma viscosidade de 0,01 poise, ou 0,01 dinas-s/cm2.

Exemplo 1 [0068] Uma amostra de partículas de carvão ativado mesoporoso e básico obtido a partir de lenha Nuchar® RGC é obtida junto à Me-adWestvaco Corp. (Covington, VA, EUA). A distribuição de tamanho das partículas de carvão é medida por meio de um método comum de dispersão de luz que é conhecido na técnica, E OS resultados são conforme exposto a seguir: dv050 = 33,2 pm, dv010 = 15,6 pm, dv090 = 63,4 pm, e amplitude de partículas = 1,44. As partículas filtrantes não são revestidas. Estas são misturadas a um aglutinante e moldadas por compressão para formar um bloco filtrante de fluxo radial com as seguintes dimensões: raio externo (r2) = 1,9 cm (0,75"), raio interno (n) = 0,48 cm (0,188") e comprimento = 5,8 cm (2,3"). O volume do bloco filtrante é 62 cm3 (62 mL), e sua área de face é 70 cm2. Para medir a permeabilidade do bloco filtrante são usadas as seguintes condições: taxa de fluxo, Qr = 625 mL/min (10,4 cm3/s) e queda de pressão, APr = 0,12 MPa (18 psi, ou 1,24*106 dinas/cm2). A permeabilidade do bloco filtrante é calculada como 3,30 x 10'9 cm2. O LRV-F do bloco filtrante é medido de acordo com o método aqui descrito, e o resultado dessa medição é: 4,3 log de redução em vírus, ou seja, mais que 99,99% de remoção de vírus.

Exemplo 2 [0069] Uma amostra de partículas de carvão ativado mesoporoso e básico obtido a partir de lenha Nuchar® RGC é obtida junto à Me-adWestvaco Corp. A distribuição de tamanho das partículas de carvão é medida por meio de um método comum de dispersão de luz que é conhecido na técnica, e os resultados são conforme exposto a seguir: Ο,,ο,δο = 33,2 pm, dv010 = 15,6 pm, dv 090 = 63,4 pm, e amplitude de partículas = 1,44. As partículas de carvão são revestidas com polivinil amina (PVAm). Estas são misturadas a um aglutinante e moldadas por compressão para formar um bloco filtrante de fluxo radial com as seguintes dimensões: raio externo (r2) = 1,9 cm (0,75"), raio interno (n) = 0,48 cm (0,188") e comprimento = 5,8 cm (2,3"). O volume do bloco filtrante é 62 cm3 (62 mL), e sua área de face é 70 cm2. Para medir a permeabilidade são usadas as seguintes condições: taxa de fluxo, Qr = 940 mL/min (15,7 cm3/s) e queda de pressão, δργ =0,10 MPa (15 psi, ou 1,03*10® dinas/cm2). A permeabilidade do bloco filtrante é calculada como 5,72 x 10'9 cm2. O LRV-F do bloco filtrante é medido de acordo com o método aqui descrito, e o resultado dessa medição é: 4,0 log de redução em vírus, ou seja, 99,99% de remoção de vírus.

Exemplo 3 [0070] Uma amostra de partículas de carvão ativado mesoporoso e básico obtido a partir de lenha Nuchar® RGC é obtida junto à Me-adWestvaco Corp. As partículas de carvão são fracionadas por um método de peneiragem comum, que é conhecido na técnica, para obter a seguinte distribuição de tamanho de partícula, a qual é verificada por dispersão de luz: dvA50 = 48,8 pm, dvM0 = 18,2 pm, dvA90 = 78,2 pm e amplitude de partículas = 1,23. As partículas de carvão não são revestidas. Estas são misturadas a um aglutinante e moldadas por compressão para formar um bloco filtrante de fluxo radial com as mesmas dimensões, o mesmo volume do bloco filtrante e a mesma área de face dos Exemplos 1 e 2. Para medir a permeabilidade são usadas as seguintes condições: taxa de fluxo, Qr = 625 mL/min (10,4 cm3/s) e queda de pressão, APr = 0,08 MPa (12 psi, ou 0,83*10® dinas/cm2). A permeabilidade do bloco filtrante é calculada como 4,75 x 10'9 cm2. O LRV-F do bloco filtrante é medido de acordo com o método aqui descrito, e o resultado dessa medição é: 4,2 log de redução em vírus, ou seja, mais que 99,99% de remoção de vírus.

Exemplo 4 [0071] Duas amostras de partículas de carvão ativado mesoporoso e básico obtido a partir de lenha Nuchar® RGC com diferentes distribuições de tamanho de partícula são obtidas junto à MeadWestvaco Corp. As duas amostras são misturadas uma à outra e a distribuição de tamanho de partícula resultante é medida por meio de dispersão de luz, conforme exposto a seguir: ov050 = 103,6 pm, dv010 = 23,8 pm, dv0 90 = 233,1 pm e amplitude de partículas = 2,02. As partículas de carvão são revestidas com polivinil amina (PVAm). Estas são misturadas a um aglutinante e moldadas por compressão para formar um bloco filtrante de fluxo radial com as mesmas dimensões, o mesmo volume do bloco filtrante e a mesma área de face dos Exemplos 1, 2 e 3. Para medir a permeabilidade são usadas as seguintes condições: taxa de fluxo, q, = 625 mL/min (10,4 cm3/s) e queda de pressão, δρ, = 0,055 MPa {8 psi, ou 0,55*10e dinas/cm2). A permeabilidade do bloco filtrante é calculada como 7,13 x 10'9 cm2. O LRV-F para o bloco resultante é medido de acordo com o método aqui descrito, e o resultado dessa medição é: 4,2 log de redução em vírus, ou seja, mais que 99,99% de remoção de vírus.

[0072] A Tabela 1, abaixo, apresenta a permeabilidade dos quatro blocos filtrantes exemplificados acima, e de três blocos filtrantes de publicações de técnica anterior. São fornecidas, também, informações adicionais cerca de os blocos filtrantes. TABELA 1 0073] Exemplos de patentes e pedidos de patente publicados.

[0074] Exemplo 5 = exemplo N° 3 da Publicação de Patente U.S. N° 2003/0217963A1, de Mitchell et al.

[0075] Exemplo 6 = do exemplo na patente U.S. N° 6.395.190, de Koslow et al.

[0076] Exemplo 7 = a primeira modalidade da publicação de patente U.S. N° 2003/0034290 A1, de Tochikubo et al.

[0077] Para os exemplos 5, 6 e 7 as distribuições de tamanho de partícula são apresentadas como frações de peso, em vez de volume. Os versados na técnica compreenderão, porém, que para uma amostra de um tipo de partícula, como foi o caso em cada um desses três exemplos, a densidade das partículas será a mesma e, conseqüente-mente, a distribuição volumétrica de tamanho de partícula será igual à distribuição de tamanho de partícula baseada em peso.

[0078] Desconhecido = estes parâmetros não puderam ser determinados a partir das informações na referência publicada.

[0079] Todos os blocos na Tabela 1 foram moldados por compressão, exceto pelo Exemplo 6, que foi produzido mediante um processo de extrusão.

[0080] Nenhum biocida metálico foi utilizado em qualquer dos exemplos VII. Procedimentos de teste e de cálculo [0081] Os procedimentos de teste apresentados a seguir são usados para calcular o LRV-F e LRB-F.

Procedimento de teste para LRB-F

[0082] O bloco filtrante a ser testado é montado no interior de uma carcaça adequada ao dito bloco e a suas características de fluxo (axial, radial, etc.), e a água contaminada com cerca de 1 x 108 UFC/L de E. coli flui através do mesmo a uma taxa de fluxo de ao menos cerca de 600 mL/min. As medições do efluente são feitas após o fluxo volumé-trico de líquido através do bloco filtrante ter atingido ao menos 10 vezes o volume do bloco filtrante. As bactérias E. coli usadas são as ATCC N° 25922 (American Type Culture Collection, Rockville, MD, EUA). O teste de E. coli pode ser realizado utilizando-se a técnica de membranas filtrantes, de acordo com o processo N° 9222 da 20a edição do "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" publicado pela American Public Health Association (APHA), Washington, DC, EUA, cuja essência está aqui incorporada, a título de referência. Outros testes conhecidos na técnica podem ser utilizados (por exemplo, COLILERT®). O limite de detecção (LD) é de cerca de 1 x 102 UFC/L, quando medido por meio da técnica de membranas filtrantes, e cerca de 10 UFC/L quando medido pela técnica COLILERT®. A água efluente é coletada após o fluxo de cerca dos 2.000 primeiros volumes dos poros do material filtrante, e é submetida a testes para contar as bactérias E. coli presentes, sendo que o LRB-F é calculado usando-se a definição. Procedimento de teste para LRV-F

[0083] As carcaças são iguais àquelas descritas no procedimento para LRB-F, acima. A água contaminada com cerca de 1x107 UFP/L de MS-2 flui através de um sistema de carcaça/filtro a uma taxa de fluxo de ao menos cerca de 600 mL/min. As medições do efluente são feitas após o fluxo volumétrico de líquido através do bloco filtrante ter atingido ao menos 10 vezes o volume do bloco filtrante. Os bacteriófagos MS-2 usados são os ATCC N° 15597B (American Type Culture Collection de Rockville, MD, EUA). O teste de MS-2 pode ser executado de acordo com o procedimento por C. J. Hurst, Appl. Environ. Microbiol., 60(9), 3462 (1994), cuja essência está aqui incorporada, a título de referência. Outros testes conhecidos na técnica podem ser utilizados. O limite de detecção (LD) é de 1 x 103 UFP/I. A água efluente é coletada após o fluxo de cerca dos 2.000 primeiros volumes dos poros do material filtrante, e é submetida a testes para contar os bacteriófagos MS-2 presentes, sendo que o LRV-F é calculado usando-se a definição.

[0084] A presente invenção pode, adicionalmente, incluir informações que comuniquem ao consumidor, por meio de palavras e/ou ima- gens, que o uso das partículas filtrantes e/ou material filtrante de carvão da presente invenção oferecem benefícios que incluem a remoção de microorganismos, sendo que essa informação pode incluir a reivindicação de superioridade em relação a outros produtos para filtragem. Em uma variação altamente desejável, a informação pode incluir que o uso da invenção oferece uma redução nos teores de microorganismos de tamanho nanométrico. Conseqüentemente, é importante o uso de embalagens em associação com informações que comuniquem ao consumidor, por meio de palavras e/ou imagens, que o uso da invenção proporcionará benefícios como água potável, ou mais potável, conforme aqui discutido. As informações podem incluir, por exemplo, publicidade em todas as mídias usuais, bem como declarações e ícones na embalagem, ou no filtro propriamente dito, para informar o consumidor.

[0085] Todos os documentos citados na Descrição Detalhada da Invenção são, em sua parte relevante, aqui incorporadas por referência, e a citação de qualquer documento não deve ser interpretada como admissão de que este represente técnica anterior com respeito à presente invenção.

[0086] As modalidades aqui descritas foram escolhidas e descritas para oferecer a melhor ilustração dos princípios da invenção e sua aplicação prática para, desse modo, permitir que um elemento versado na técnica utilize a invenção em várias modalidades e com várias modificações, conforme apropriado para o uso particular contemplado. Todas essas modificações e variações estão no escopo da invenção, conforme determinado pelas reivindicações anexas, quando interpretadas de acordo com a extensão até a qual elas têm o direito devido, legal e justo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Bloco filtrante caracterizado pelo fato de que compreende partículas filtrantes de carbono ativado sem qualquer biocida metálico, em que o bloco filtrante tem uma permeabilidade maior do que 3,0 x 10'9 cm2 e uma Remoção Filtrante de Vírus em Log de 4,0 logs 4,3 logs, e em que as partículas filtrantes de carbono ativado têm um tamanho médio de partícula menor do que 50 pm e têm uma amplitude de partícula de 1,4 ou menor.

2. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a permeabilidade é maior do que 3,0 x 10~9 cm2.

3. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a Remoção Filtrante de Vírus em Log é de 4,0 a 4,3 logs.

4. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um aglutinante, em que as partículas filtrantes de carbono ativado têm um tamanho médio menor do que 40 pm.

5. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas filtrantes de carbono ativado são partículas de carvão ativado mesoporoso.

6. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção das partículas filtrantes são revestidas com polivinilamina.

7. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a soma dos volumes dos mesoporos e ma-croporos das partículas de carvão ativado mesoporoso é maior do que 0,12 mL/g.

8. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que o bloco tem uma Remoção Filtrante de Vírus em Log maior do que 4 logs.

9. Bloco filtrante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bloco é feito por moldagem por compressão.

10. Filtro para a obtenção de água potável caracterizado pelo fato de que compreende: (a) uma carcaça dotada de uma entrada e uma saída; (b) um bloco filtrante conforme definido na reivindicação 1; e (c) um dispositivo para controle de pressão/fluxo.