CN102596825A - 具有活性炭和沸石的水过滤系统 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方式中，本发明涉及一种从水中除去污染物的过滤介质，包含铝涂布的颗粒活性炭和颗粒沸石。另一个实施方式涉及一种制备铝涂布的颗粒活性炭的方法，包括使颗粒活性炭暴露于包含一种或多种铝盐的水溶液中，所述水溶液被酸化到约5至约6.8之间的pH；除去所述水溶液并且洗涤和干燥制备的铝涂布的颗粒活性炭。另外的实施方式涉及：一种从水中除去污染物的过滤系统，包括(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及(ii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；其中系统允许水穿过的流速为约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2；一种用于从水中除去污染物的包含过滤系统的筒及相关的方法。

Description

具有活性炭和沸石的水过滤系统
发明领域
本发明涉及一种从水中除去污染物的过滤介质、相关的过滤系统、含有该系统的过滤筒以及从水中且特别地但不排他地从雨水或径流水中除去污染物的相关方法。本发明还涉及制备为过滤介质的组分的铝涂布的颗粒活性炭(GAC)的方法。
背景技术
特别地在世界的干旱地区以及考虑到气候变化的影响，需要不断增强有效地获取和使用水的意识。特别地在澳大利亚，较大城市的饮用水供应主要来自位于远离城区的降雨集水区。虽然这种方法将水从集水区管道输送到需要它的人口集中区产生高的基础设施费用，但它还确保了水是可饮用的且基本上不被污染物污染。然而，遗憾的是，从这些集水区获得的水中的大部分用于工业应用，例如用于发电机的冷却塔，用于农业，用于建筑和大规模清洁，用于灌溉公园和花园，以及用于家庭应用，例如洗衣和冲洗厕所，在这些地方，不必须需要饮用水。因此，为了实现更可持续的向城镇供水的方法，需要替代的水供应，尤其用于非饮用水应用时。这种水的重要潜在来源为来自民宅和商用建筑的屋顶、来自公共道路和已铺路面的地区且特别地来自公路、停车场和类似地区的径流水。虽然使用径流水是有利的，因为可靠近使用水的地方来收集径流水，但其问题是径流水易于造成污染。例如，雨水径流通常包括高含量的重金属，例如来自建筑材料(例如屋顶材料中的铜和锌)和来自与交通工具有关的来源(制动衬片中的铜、镍、铬、锌和铅，磨损轮胎中的锌和用作汽车燃料中催化剂的铂、铅和铑)。雨水径流还可包括以下重要来源：来自交通工具燃料、废气和润滑油的烃污染物，营养物例如土壤和降解的有机物质中的基于氮和磷的化合物，以及病原体例如细菌、藻类、酵母、病毒颗粒、真菌及类似物。确保径流水不包含显著含量的污染物是期望的，因为这种污染物与径流水的安全储存和使用不相容，尤其是水用于公园和花园的时或在人类或其他动物可能暴露于水的其他环境中时。同样，这种污染物与被释放到环境中尤其是敏感水路环境中的水不相容。
关于获取雨水或径流水的另外的具体挑战是其时间和体积有很大变异。因此，在一个方面，根据本发明的过滤介质被设计成处理非常高的穿流，在长期干旱期后维持良好的性能(适用于雨水排放的变化性)以及目标控制雨水污染物，例如沉淀物、烃、金属、营养物和病原体。开发用于其他的水类型(即，饮用水或废水)的现有处理系统不能够满足这些需求。
本发明提供了一种过滤介质和能够适用于可能遭受的特殊水处理情形的包括介质的过滤系统。例如，待处理的水的流速可以随可被除去的污染物的性质可变化，使得所获得的处理的水的质量可根据所期望的用途来选择，或用于灌溉公园和花园，至河流和小溪的环境流，冲洗厕所和洗衣服或用于人类或动物消耗。
在开发本发明的过滤介质和过滤系统时，本发明人确定可通过用铝涂布介质的颗粒活性炭组分来显著改进介质的颗粒活性炭组分的水处理效率，尤其是在除去氮和磷方面。US专利号2,210,966公开了在铝盐溶液中被处理的活性炭可用于从饮用水中除去氟化物。此外，Ramos等人″Adsorption of fluoride from aqueous solution on aluminium-impregnatedcarbon(水溶液中的氟化物在铝浸渍的碳上的吸附)″，Carbon 37(1999)，第609-617页概述了使用被pH 3至4的硝酸铝浸渍的活性炭可从饮用水中除去氟化物。然而，本发明人不知道铝涂布的颗粒活性炭有效用于从水中除去磷和氮的报道，且不知道通过酸化到pH 5至6.8、优选6至6.5来制备铝涂布的颗粒活性炭时，这是特别有效的。
发明概述
根据本发明的一个实施方式，提供了一种从水中除去污染物的过滤介质，该过滤介质包含铝涂布的颗粒活性炭和颗粒沸石。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种制备铝涂布的颗粒活性炭的方法，包括：使颗粒活性炭暴露于包含一种或多种铝盐的水溶液，该水溶液是被酸化到约5至约6.8之间的pH的；除去水溶液并且洗涤和干燥制备的铝涂布的颗粒活性炭。
根据本发明的另外的实施方式，提供了一种从水中除去污染物的过滤系统，包括：
(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及
(ii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；
所述系统允许水穿过的流速为约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2。
根据另一个优选的实施方式，提供了一种包含从水中除去污染物的过滤系统的筒，其中该筒具有允许水从其流过的顶部和底部，并且其中过滤系统包括：
(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及
(ii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；
其中所述系统允许水穿过的流速为约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2。
根据本发明的另外的实施方式，提供了一种从水中除去污染物的方法，包括允许水流过过滤系统，该过滤系统包括：
(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及
(iii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；
其中所述水以约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2的速率流过所述介质。
优选地，中间区域中颗粒活性炭对颗粒沸石的比(按体积计)在约0.5∶1至2∶1之间。优选地，中间区域还包含砂。如果存在砂，砂优选地构成中间区域总体积的约30％至约60％之间。
在优选的实施方式中，颗粒活性炭包括铝涂布的颗粒活性炭。
在另一个优选的实施方式中，过滤系统还包括用于除去粒状污染物的上部沉降池。
在一个方面，筒的顶部包括网，该网用作固体、污泥和/或微粒的粗滤器。
附图简述
图1示出了从使用以下成分的不同组合制备的过滤介质中所除去的重金属和总氮(TN)污染物的百分比的柱状图：颗粒活性炭(G)、无烟煤(A)、蛭石(V)和沸石(Z)，表明1∶1.5比例(按体积计)的G和Z的配制品为最佳的总体结果。对于所测试的每种介质，按照从柱状图的左至右的相同顺序描述了图的图例中所列出的重金属(当彩色编码不明显时，这是重要的)。
图2A示出根据本发明的一般的过滤系统的示意图，且图2B示出在实施例2中提及的低流量过滤系统的示意图。图2A和图2B均示出任选的沉降池。
发明详述
在本说明书和下面的权利要求中，除非上下文需要，否则词“包括(comprise)”和变体例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”将被理解为意指包括所阐述的整数或步骤或整数或步骤的组，但不排除任何其他整数或步骤或整数或步骤的组。
在本说明书中，提到任何现有公开(或从其获取的信息)或对任何已知物质不被理解为且不应被理解为认可或承认或任何形式的暗示现有公开(或从其获取的信息)或已知的物质形成本说明书所试图涉及的领域的公知常识的一部分。
在广义方面，本发明涉及一种从水中且尤其从径流或雨水中除去污染物(例如重金属、烃、营养物和病原体)的过滤介质。过滤介质包括颗粒活性炭(GAC)，优选为铝涂布的颗粒活性炭(ACGAC)和颗粒沸石，且还可包括砂。在过滤介质的低流量形式中，该低流量为例如适合于0.5-3.5Lsec-1m-2的水流过，介质可包括GAC和/或ACGAC和颗粒沸石，且可另外地包括砂。在过滤介质的高流量形式中，该高流量为例如适合于4-10Lsec-1m-2的水流过，介质可不包括砂。
本发明的另一个方面涉及过滤系统。就其最广的意义，过滤系统包括两个区域；中间区域(包括上面提到的过滤介质)和下部屏障区域。过滤系统可任选地包括上部沉降池，上部沉降池用于从待处理的水中除去粒状污染物(如在图2A中示意性描述)。然而，应认识到区域之间的边界不一定是确定性的且在区域之间的边界处可存在材料从一个区域融合到下一区域中。在每个区域内的材料实际上为大体粒状的上下文中，这可易于被理解。虽然在本发明的一些实施方式中，在区域之间存在插入的间隔物，例如具有足够小以阻止材料从任一侧穿过的筛目大小的金属网、织物网或塑料网，而在本发明的其他实施方式中，未采用这种间隔物或网。在这些实施方式中，来自一个区域的颗粒材料能够随时间在一定程度上迁移到相邻区域内。然而，将理解每个区域内的材料将主要是初始被引入到每个区域内的材料。
本发明的整个系统是其构成产生的，该系统将允许水流过的合适速率(例如，从0.5Lsec-1m-2至10Lsec-1m-2，从4-10Lsec-1m-2(在高流量实施方式的情况下)，0.5-3.5Lsec-1m-2(在低流量实施方式的情况下)，2Lsec-1m-2至8Lsec-1m-2或从约3Lsec-1m-2至约6Lsec-1m-2)，以允许在倾盆大雨期间或倾盆大雨刚刚结束之后处理可能经历的峰值水流量，但该过滤介质内的水存在足够的停留时间，以允许充分除去污染物。在本发明的优选的方面，过滤介质是，诸如允许除去所有烃中的至少80％、优选至少90％且更优选至少95％、97％、98％或99％和重金属中的至少60％、优选至少80％、更优选至少90％、95％、96％、97％、98％或99％。类似地，过滤介质优选地除去含有氮和磷的营养物化合物中的至少30％且优选至少45％、更优选这些化合物中的至少50％、60％、70％或80％。
在系统意图用于待储存的处理水、在将与人类或动物接触且尤其是水供人类或动物使用或消耗的情况下，系统可适合于使病原体失活或除去病原体。其中本发明的发生病原体失活的一个实施方式为氯的水溶性盐被包括在过滤系统内的情况。最优选地，氯盐将呈现微粒、颗粒、块、立方体等形式的固体材料，该固体材料被缓慢地释放到流过系统的水中。固体氯盐可便利地分布在上部沉降池和/或中间区域内，作为一层或多层不连续的层或随机地穿过沉降池和/或中间区域。当固体氯盐包括这种特征时，例如，至少70％、优选至少80％、90％或95％且最优选至少96％、97％、98％、99％或99.9％的病原体(或实验模型中的病理指标(pathogenic indicator))通过过滤系统被除去或失活。合适的氯盐的实例包括次氯酸钠、氯化异氰脲酸盐，例如三氯异氰尿酸、二氯-s-三嗪三酮钠(二水合物或无水物)，有时称为“二氯”，以及三氯-s-三嗪三酮。同样可使用用于水消毒的其他常规的氯盐。
根据本发明的过滤系统可以是水采集系统的部件。即允许捕获雨水或径流水(例如在屋顶或已铺路面的区域上)和允许水粗过滤以除去可能堵塞除去污染物的精细过滤所采用的介质的固体或颗粒物(例如树叶、树枝、垃圾、石头和砾石)以及微粒(例如砂或土壤组分)的采集系统。在除去污染物后，然后可直接得到供使用的水或水可被储存在一些形式的槽或储存容器中，用于后续使用。然而，所提及的这种水采集系统仅以示例的方式被制造，因为对于根据本发明的过滤介质和系统，其同样可以用于其他环境中，例如用于管道水的过滤中或作为装置或机器的部件，如果污染物可从水流中被有效地除去，其可经历改进的操作。一些实例包括水池、池塘或喷泉过滤系统，高压水喷射装置，交通工具清洁装置、锅炉和其他工业机器。本发明的另一方面是在从诸如在建筑工地上可能形成的滞水体中除去颗粒物和其他污染物的情形下采用根据本发明的过滤介质和系统的情形。在这种情况下，系统可以是便携式的且可包括适当的泵送装置。
上部沉降池，其从待处理的水中除去粒状污染物是有效的，可包含颗粒活性炭、颗粒沸石和砂，且可任选地包含其他组分，例如渣。在一个实施方式中，沉降池包括GAC、砂和沸石的不连续层，且沸石可包括不同粒度的不连续层或混合物，例如细(0.5-2mm平均粒度)、中等(1.6-2mm平均粒度)、粗(2.0-4.0mm平均粒度)和非常粗(4.0至12mm平均粒度)，这些中的每种优选地为过滤级，且例如可从Zeolite Australia Pty Ltd得到。
如上提及的在过滤系统的上部沉降池和中间区域(过滤介质)内的材料实际上通常为粒状。沉降池内的材料优选地具有从0.5mm至8mm的平均粒度，或在另一方面从1mm至6mm或2mm至4mm的平均粒度。类似地，在中间区域中，材料将优选地具有从约0.25mm至约4mm或0.25mm至2mm的粒度，且优选约0.5mm的平均粒度。例如，过滤介质中的沸石可便利地具有从约0.5mm至约2mm的平均粒度，GAC可具有从约1mm至约4mm的粒度(例如，如通过6×12大小的网被筛分为1.68mm至3.35，从Activated Carbon Technologies Pty Ltd可得到)，且砂可具有从0.25mm至约0.5mm的平均粒度(例如，如通过30/60大小的网被筛分为0.25mm至0.42mm，且从Unimin Australia Ltd可得到)。
在下部屏障区域中，其中所包含的阻挡材料将有利地具有约1mm至约8mm的平均粒度，或在另一个实施方式中从约2mm至约6mm、优选约4mm的平均粒度，所述阻挡材料可例如包括优选地被洗涤的石头或砂砾、碎岩石或河石。下部区域中的阻挡材料充当屏障，以允许水传递通过系统但基本上截留包括在过滤介质内的其他材料。透水的网(例如具有允许所期望的水流速的适当孔径的金属网、塑料网或织网)可被设置在屏障区域的底部，以保持阻挡材料。虽然阻挡材料通常在除去污染物方面未呈现有效的作用，但重要的是阻挡材料不包括显著水平的能够传递到流过阻挡材料的水中的水可浸出污染物。
在本发明的另一个实施方式中，过滤系统的上部沉降池可包括任选地与一种或多种填料和/或碱性剂结合的颗粒石灰。术语“石灰”大体指通常从主要由钙的碳酸盐、氧化物和氢氧化物且特别为碳酸钙组成的石灰石或白垩得到的矿物。在本发明的上下文中，提供如所讨论的颗粒形式的石灰，且过滤系统中存在石灰可有助于病原体的除去和/或失活。不期望受理论束缚，本发明人理解在本发明的该实施方式中上部沉降池的碱性环境至中间区域的pH更中性的环境之间的过渡有助于使病原体失活。上部区域中存在石灰还使进入中间区域的水的pH缓冲至中性或略碱性pH，这具有阻止金属从中间区域浸出的效果。所期望的平均粒径的颗粒石灰易于商购，例如从园艺中心和散装化学品供应商。
过滤系统的中间区域或过滤介质包含GAC(优选ACGAC)和颗粒沸石，且可任选地还包含砂。另外的任选的组分，例如无烟煤、褐煤、蛭石和烃除去剂和抗菌剂，还可掺入到过滤系统中，尤其掺入到中间区域内。
颗粒活性炭和颗粒沸石是能够易于通过物理力或静电力吸附诸如烃和重金属的污染物的高表面积材料。术语沸石意图包括具有微孔结构的水合铝硅酸盐矿物。当火山岩层和灰层与碱性地下水反应时，形成天然沸石。适用于本发明的颗粒沸石可例如源自Zeolite Australia Pty Ltd(PO Box 6Werris Creek NSW 2341，Australia)。
活性炭，还称为活性木炭(activated charcoal)，源自木炭和火山岩，并且具有极高的表面积，用于物理吸附和静电吸附污染物，例如重金属、烃和含有氮和磷的营养物化合物。可通过用酸处理，或更可能地通过暴露于高温和压力，例如在蒸汽活化过程中，来活化活性炭。GAC可易于商购获得，例如从Activated Carbon Technologies Pty Ltd(PO Box 50 Eltham 3095Victoria，Australia)。活性炭可源自一定范围的有机材料，例如木材，且通常源自废弃的有机材料，例如木材下脚料和稻谷、花生、腰果和椰壳。
本发明人已确定，如果GAC用铝涂布来形成ACGAC，则在除去尤其是营养物例如含氮和磷化合物方面，过滤介质的效率被显著改进。这是指铝被吸附在活性炭的表面上。本发明人还确定具有在本发明方面尤其有利的特性的ACGAC可通过以下来制备：通过使颗粒活性炭暴露于被酸化到约4至约6.8之间的pH的包含一种或多种铝盐的水溶液；通过除去水溶液并且洗涤和干燥所制备的铝涂布的颗粒活性炭。本发明人注意到如果在铝吸附或涂布过程期间pH太低，则铝的吸附效果较差，然而如果该过程在太高的pH下进行，则铝趋于从溶液中沉淀出。
例如，在通过搅拌形成铝盐和混合物之前，GAC可与被酸化(例如用盐酸、硝酸、柠檬酸或磷酸)到约4至约6.8、优选约5至约6.8且更优选约6至约6.5的pH的蒸馏水混合。例如，铝盐可包括硫酸铝、硝酸铝、氢氧化铝、羟基氯化铝或氯化铝。在例如15分钟至24小时之间例如30分钟至6小时，45分钟至3小时，或优选地1小时至2小时的形成时期后，所得到的ACGAC可从铝溶液中除去。然后优选地用蒸馏水洗涤且可被干燥，例如在约40℃下过夜。
包括在过滤系统内的砂可以来自各种来源，例如矿物砂、海滩砂或河砂，但是砂优选地被洗涤以确保基本上除去水可浸出污染物。在本发明的优选的方面，砂是被洗涤的河砂或如可从Unimin Australia Limited商业上得到的Unimin特级砂30/60。
虽然不是必须的，但优选在被包括在本发明的过滤介质内之前，中间区域的组分被密切混合。在本发明的一个实施方式中，中间区域中颗粒活性炭对颗粒沸石的比(按体积计)在约0.5∶1至2∶1之间，例如0.6∶1、0.8∶1、1∶1、1.4∶1或1.8∶1。中间区域还可包含砂，如果存在砂，则砂优选地构成中间区域的总体积的约30％至约60％之间，例如约37.5％、40％、45％、50％、55％或60％。
本发明还包括在其范围内的通过除去微粒、烃、重金属、营养物和病原体中的一种或多种来净化水的方法，该方法包括将水暴露于如本文描述的过滤系统，优选地，其中水以从约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2的速率流过过滤系统。优选地，流速为约1Lsec-1m-2至约8Lsec-1m-2，且最优选约2Lsec-1m-2至约6Lsec-1m-2。
在本发明的一个实施方式中，过滤介质和/或过滤系统作为散装材料被提供，该散装材料可被原位安装到水处理装置中，而在另一形式中，过滤系统被设置在筒内。这种筒界定了用于过滤系统的容器，该筒具有允许水从其流过的顶部和底部。例如，在输送中，筒可包括用于底部和/或用于顶部的可拆装的盖，以确保过滤介质在输送时不被排出。在另一个实施方式中，筒可密封在塑料膜中以便进行输送。在一个方面，筒的顶部包括网(例如金属网、塑料网或织物网)，网在使用中用作例如固体、污泥和/或微粒的粗滤器。如果网被颗粒物、固体、污泥或类似物堵塞时，网可易于被清洁或被更换。
将理解，仅以示例方式描述了本发明，且根据本文的公开内容，对本领域技术人员将明显的其修改和/或改变还被理解为包括在本发明的精神和范围内。
现将参考下面的非限制性的实例来进一步描述本发明。
实施例
实施例1-过滤介质分析
选择了八种介质用于分析：无烟煤、褐煤、颗粒活性炭、清洁的河砂、蛭石、珍珠岩、沸石和花园堆肥。
当开始显著的降雨事件时，从现代化的不受影响的多层停车场的径流收集未处理的雨水。准备了四种雨水溶液，两种过滤的(通过0.45μm过滤器)和两种未过滤的，并且具有高的和低的污染物负荷。使用间歇平衡方法从吸附测试结果得到功效的比较。所实验的主要污染物包括：总氮、总磷、总悬浮固体和重金属(Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn)。在测试的介质中，具有最大吸附能力的介质按功效降序排列为：颗粒活性炭(G)、无烟煤(A)、蛭石(V)和沸石(Z)。
对上面列出的四种介质的十一种组合进行该研究的第二阶段。使用与第一阶段相似的方法。如在图1中示出的，发现最完全地除去污染物的组合为相同比例的颗粒活性炭与沸石的(G2Z2)。这种组合除去了85％的所测试的重金属和高达62％的总氮。
实施例2-过滤系统部件
高流量过滤系统：50mm深度的阻挡材料(即，碎岩石)，380mm深度的50％(所有百分比按体积计)GAC 50％沸石，然后是200mm深度的沉降池(20mm深度的50％GAC和50％沸石，45mm深度的沸石，45mm深度的中等沸石，45mm深度的粗沸石和45mm深度的非常粗的沸石)。
低流量过滤系统(未消毒)：50mm深度的阻挡材料(即，碎岩石)，250mm深度的25％GAC 25％沸石，50％砂，然后是200mm深度的沉降池(20mm深度的25％GAC 25％沸石，50％砂，45mm深度的沸石，45mm深度的中等沸石，45mm深度的粗沸石和45mm深度的非常粗的沸石)。该实施方式在图2B中被示意性地描述。
低流量过滤系统(消毒)：50mm深度的阻挡材料(即，碎岩石)，250mm深度的25％GAC 25％沸石，50％砂，然后是200mm深度的沉降池(20mm深度的25％GAC 25％沸石，50％砂，45mm深度的沸石，45mm深度的中等沸石，45mm深度的粗沸石和45mm深度的非常粗的沸石)。氯立方体置于沉降池部件内，在60mm深度的沸石内。这些立方体具有30mm的侧面，并且以130/m2的速率置于沉降池中。
在另一个实施方式中，用ACGAC代替上面的每个过滤系统中的GAC。
实施例3-过滤介质分析
使用来自实施例2的高流量过滤系统(使用GAC而不是ACGAC)获得对合成雨水的以下水分析结果。通过混合雨水池沉淀物与脱氯的自来水来制备合成雨水，合成雨水加有实验室级化学品和微生物以满足典型的雨水质量浓度。
表1示出经处理的水中的TSS＝总悬浮固体、TP＝总磷、TN＝总氮和重金属的减少百分比。图2示出经处理的水中的具体微生物的减少百分比。
表1
  TSS   TP   TN   Cu   Mn   Ni   Pb   Zn
  94％   35％   69％   ＞85％   80％   ＞60％   82％   90％
表2
  大肠杆菌   f-RNA噬菌体   产气荚膜梭菌
  66.97％   ＞99.72％   98.63％
初步结果表明，当使用ACGAC代替GAC时，TP除去率将高得多。还预期低流量过滤系统将导致比对于高流量过滤系统所观察到的除去率高的除去率。在低流量过滤系统中用ACGAC的初步测试已表明磷除去率增大到约70％(平均)。
当在低流量过滤系统中使用消毒时，微生物的除去率对于大肠杆菌(E.coli)增大到＞99.99％，对于f-RNA噬菌体(f-RNA phages)增大到＞99.8％，以及对于产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)增大到99.92％。

Claims (26)

1.一种从水中除去污染物的过滤介质，包含铝涂布的颗粒活性炭和颗粒沸石。
2.根据权利要求1所述的过滤介质，其中铝涂布的颗粒活性炭对颗粒沸石的比(按体积计)在约0.5∶1至2∶1之间。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的过滤介质，还包含砂。
4.根据权利要求3所述的过滤介质，其中所述砂构成所述过滤介质的总体积的约30％至约60％之间。
5.根据权利要求3所述的过滤介质，其中所述砂构成所述过滤介质的总体积的约37.5％。
6.一种制备铝涂布的颗粒活性炭的方法，包括使颗粒活性炭暴露于被酸化到约5至约6.8之间的pH的包含一种或多种铝盐的水溶液；除去所述水溶液并且洗涤和干燥所制备的铝涂布的颗粒活性炭。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述水溶液被酸化到约6至约6.5之间的pH。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述铝盐是硫酸铝。
9.一种从水中除去污染物的过滤系统，包括：
(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及
(iii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；
所述系统允许水穿过的流速为约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2。
10.根据权利要求9所述的过滤系统，其中所述中间区域中颗粒活性炭对颗粒沸石的比(按体积计)在约0.5∶1至2∶1之间。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的过滤系统，其中所述中间区域还包含砂。
12.根据权利要求11所述的过滤系统，其中所述砂构成所述中间区域的总体积的约30％至约60％之间。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的过滤系统，其中所述颗粒活性炭包括铝涂布的颗粒活性炭。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的过滤系统，还包括用于除去粒状污染物的上部沉降池。
15.根据权利要求14所述的过滤系统，其中所述沉降池包含渣、颗粒活性炭、颗粒沸石和砂中的一种或多种。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的过滤系统，还包含水溶性氯盐的颗粒。
17.根据权利要求16所述的过滤系统，其中所述水溶性氯盐的颗粒被设置在所述沉降池和/或所述中间区域内。
18.一种包含从水中除去污染物的过滤系统的筒，其中所述筒具有顶部和底部，所述顶部和底部允许水从其流过，并且其中所述过滤系统包括：
(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及
(iii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；
其中所述系统允许水穿过的流速为约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2。
19.根据权利要求18所述的筒，其中所述筒的顶部包括网，所述网用作固体、污泥和/或微粒的粗滤器。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的筒，其中所述中间区域还包含砂。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的筒，其中所述颗粒活性炭包括铝涂布的颗粒活性炭。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的筒，其中所述过滤系统还包括用于除去粒状污染物的上部沉降池。
23.一种从水中除去污染物的方法，包括允许水流过过滤系统，所述过滤系统包括：
(i)中间区域，其包含颗粒活性炭和颗粒沸石；以及
(iii)下部屏障区域，其包含阻挡材料；
其中所述水以约0.5Lsec-1m-2至约10Lsec-1m-2的速率流过所述介质。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述中间区域还包含砂。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的方法，其中所述颗粒活性炭包括铝涂布的颗粒活性炭。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中所述过滤系统还包括用于除去粒状污染物的上部沉降池。
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