CN102655923A

CN102655923A - 过滤介质

Info

Publication number: CN102655923A
Application number: CN2010800550389A
Authority: CN
Inventors: 罗斯·莱斯利·帕尔默
Original assignee: Poolrite Research Pty Ltd
Current assignee: Poolrite Research Pty Ltd
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-09-05
Also published as: AU2009222556A1; EP2482954A1; EP2482954A4; AU2010302962A1; WO2011038468A1; US20120199525A1

Abstract

一种过滤介质，包括：第一级别的玻璃颗粒和适合于形成可渗透水的保持层的材料。优选地，所述过滤介质包括至少两个级别的玻璃颗粒。第一级别优选地大体上分布在0.75毫米至1.7毫米的范围内。第二级别优选地大体上在1.7毫米至3毫米的范围内。在另一个方面，描述了一种过滤器，所述过滤器具有可渗透水的保持层，所述可渗透水的保持层承载大体上包括所述第一级别的颗粒的过滤介质。所述保持层可以包括所述第二级别的玻璃。

Description

过滤介质

技术领域

本发明涉及过滤媒介物和用于水体的过滤器组件及系统。本发明尤其涉及一种用于游泳池、温泉浴场(spa)和类似物的过滤介质、过滤器组件和系统。

背景技术

水池组件中的一个表面面积最大的区域可以是过滤介质的表面区域。传统上，为了诸如过滤游泳池水等目的，已经使用了用砂来作为过滤介质。然而，砂也有一定的缺陷，所述缺陷包括趋向于密实和开裂，以及能够带有细菌、藻类和真菌。

已经发现磨砂玻璃在过滤介质中是有帮助的。玻璃的益处在于颗粒尺寸小、结合二氧化硅成分、非多孔构造和洁净。使用玻璃型有优势，但也倾向于遭受过滤差的问题，一般说来，玻璃型已经被使用于以粗略过滤为目标的大型商业设施。在这些环境下，当使用更小的粒径时会产生更高的压力抵抗，且阻碍或降低了过滤标准。

发明内容

本发明涉及一种用于游泳池、温泉浴场和类似物的过滤介质，所述过滤介质包括玻璃颗粒。

在第一个宽泛的方面中，本发明可以在于一种用于游泳池和类似物的过滤介质，所述过滤介质包括：

a)大体上介于0.5毫米至1.7毫米之间的第一级别的玻璃颗粒；

b)适合于形成可渗透水的保持层的材料。

在另一个方面中，本发明可以在于包括至少两个级别的玻璃的过滤介质，第一级别的玻璃(“级别1”)具有大体上介于0.75毫米至0.7毫米之间的颗粒，第二级别的玻璃具有大体上介于1.7毫米至3毫米之间的颗粒。所规定的尺寸为通常通过筛选而测定的断面尺寸(fracture size)。

优选地，第一级别的玻璃大体上具有如下的百分比浓度：

断面尺寸	体积的百分比
		大于1.7毫米	0-7％，优选为0-1％
0.75毫米至1.7毫米	82.5-99％，优选为92.5-99％
		小于0.75毫米	0-15.5％，优选为0-7.5％

第二级别的玻璃(“级别2”)可以大体上包括如下的百分比浓度：

优选地，两个级别的玻璃的混合比例的范围为从1.0/1.0到3.0/1.0。

在另一个方面中，本发明在于一种用于过滤水的过滤器组件，所述过滤器组件包括：

a)过滤器外壳，该过滤器外壳界定了适用于连接到水循环系统的内部空间；

b)过滤介质，该过滤介质包括大体上在0.5毫米至1.8毫米范围内的第一级别的玻璃颗粒，所述过滤介质在所述内部空间中；以及

c)可渗透水的保持层，该可渗透水的保持层覆盖了水收集装置。

优选地，所述第一级别的玻璃颗粒在0.5毫米至1.6毫米的范围内。所述玻璃颗粒至少在大体的比例上最优选为小于1.7毫米(直径或断面尺寸)。本说明书中的术语“玻璃颗粒”应理解为包括熔融二氧化硅化合物。过滤媒介物或介质可以包括活性金属熔融二氧化硅化合物处理，和用于水体的过滤器组件和系统。

优选地，所述玻璃颗粒大体上在0.75毫米至1.7毫米的范围内。所述玻璃颗粒可以大体上在0.75毫米至1.6毫米的范围内。

所述可渗透水的保持层可以包括第二层玻璃颗粒，优选为在尺寸上大体上在1.5毫米至3毫米范围内的碎玻璃颗粒。优选地，所述玻璃颗粒在尺寸上大体上在1.7毫米至3毫米的范围内。在这种情况下，“大体上在所述范围内”可以为8.25％至99％的颗粒在所述范围内，优选为92.5％至99％的颗粒在所述范围内。

所述可渗透水的保持层可以包括其他合适的配置，如一堆或一系列网状物，砾石(集料)层或类似物。可以利用具有适合的惰性且在保持所述过滤介质的同时仍允许水流过的任何材料。

所述水收集装置优选为连接到单个出水管的两个或更多个水收集管，优选地所述两个或更多个水收集管被安置在所述过滤器组件的底部。

水过滤单元可以可操作地连接到诸如游泳池或温泉浴场的水体，其中所述水体包括至少一种次卤盐，如氯化镁，所述次卤盐优选为通过氯化水体来为水体提供化学处理。

氯化镁的优选范围是从百万分之四百到百万分之三千。

在另一个方面中，本发明可以在于如上所述的水过滤系统，所述水过滤系统包括适用于从氯化镁或类似的盐中提取氯气的氯化器。

在另一个实例中，所述过滤系统或过滤器组件可以包含安置在所述过滤器中的活性化合物，所选活性化合物被选择用来去除至少一种有害化合物中的一些。

优选地，提供的所述活性化合物包括沸石。所述活性化合物还可以包含或包括活性炭。

适宜的是所述活性化合物可以位于可渗透水的膜内，所述可渗透水的膜可以由尼龙形成，并且可以形成为细长的管状结构。

在过滤期间，优选在所述过滤器组件中邻近入水口处安置所述活性化合物。

还在另一个方面中，本发明可以在于至少两种如上所述的玻璃过滤媒介物的混合物中。所述第一级别(“级别1”)与所述第二级别(“级别2”)的比例优选在1∶1至3.5∶1的范围内，所述范围包括1.5∶1至3.0∶1和2.0∶1至2.5∶1。所述混合物可以被封装在任何合适的容器中用于提供给目标用户。所述容器可以包括袋子、盒子或密封桶。

附图说明

图1为本发明的过滤器组件的横截面示意图；

图2示出了与图1类似的装置，包括在过滤器组件中的活性化合物；

图3示出了替代的过滤器装置；

图4示出了根据本发明一个方面的游泳池过滤器系统的示意性图示。

具体实施方式

根据图1，示出了过滤器组件10，所述过滤器组件10具有进入口(accesshatch)11，外壳12和底座13。水循环系统20的可视构件包括：进水管21和出水管22。进水和出水的引用涉及通常的过滤操作。如果在反流(backwash)模式下操作过滤器组件，则应将方向反转。进水管21截止于分流喷嘴(rose)23，分流喷嘴23将来自水池的经加压的水分流到外壳12内的过滤介质30中。到达的水在由本发明的过滤器组件提供的良好过滤之前已经流过了撇垢箱(skimmer box)和次级过滤器。

用于被过滤的水在被收集到水收集管24之前在压力下到达并且通过过滤介质30渗滤，还通常已知了旁侧(lateral)，用于现在经过滤的水流出出水管22回流到水池或温泉浴场。示出了可渗透水的保持层32的一个实例。可渗透水的保持层包括大体上在1.5毫米至3毫米范围内的玻璃颗粒。合适的规格如表1所示。

表1

断口	总体体积的百分比
		1.7毫米	0-7.5％

3毫米	92.5-99％
		大于3毫米	0-1％

要理解的是颗粒尺寸是指球形颗粒的直径或非球形颗粒的最大尺寸。技术人员还应当理解的是，所提供的范围是指具有可能有小比例的颗粒在所示的界限之上或之下的大体上的大多数颗粒。

在这种情况下，颗粒主要在1.7毫米至3毫米的范围内。

可渗透水的保持层用作支撑过滤介质30的目的。优选的过滤介质为在0.5毫米至1.8毫米范围内的玻璃颗粒。所述玻璃颗粒的尤为优选的规格为如下的表2。

表2：

断口	总体体积的百分比
		0.75毫米	0-0.75％
1.7毫米	92.5-99％
		大于1.7毫米	0-1％

因此，大多数颗粒优选为在0.75毫米至1.7毫米的范围内。

应当理解的是这些范围是根据不同尺寸的组分的实际百分比来示例出的，并且简单地示出了尺寸的处理。然而，所提供的加权示出了这样的玻璃混合物的组分的优选范围。所述组分可以在任意合适的相对量下共同使用。过滤介质与可渗透水的层的比例优选的范围是1比1到为3.5比1，包括1.5比1、2.0比1、和2.5比1。

本发明人已经惊奇地发现所述两种材料可被混合在一起被引入过滤器外壳。在几次反流后，所述材料显现为被分离成基本上反映了不同材料的起作用的层。因此，大体上如这里和上述范围中的描述，本发明延伸至两种玻璃颗粒尺寸的混合物。

图2为类似装置，包括作为渗透水的膜的实例的尼龙套(nylon sock)40。形成尼龙套40以界定内部管状空间，在这种情况下，所述内部管状空间填充有作为活性化合物的实例的沸石41。

尼龙套41形成细长的管状结构，所述细长的管状结构带有足以使水相对自由地流过该结构的开孔度(porosity)。尤为优选的活性化合物为沸石或其类似物。术语“沸石或其类似物”是指由于其离子交换能力、微孔特性或离子交换能力，以及微孔特性使其能够使一些类型的分子与环境隔离。本发明尤为有利的是材料的使铵、氨或类似物与水隔离的能力。沸石由于其较高的阳离子交换能力和微孔结构使其在理论上适合这项任务。然而，应当领会的是还能够结合本发明来使用其他材料，如粘土、粘土类矿物、膨胀粘土(expandable clay)、离子交换树脂、硫酸浸渍陶瓷、菱沸石(chabizite)、碳(如活性炭)、或作为离子交换介质的带有铵的任意其他材料。沸石是典型的铝矽酸盐，为自然产生的火山材料或合成材料，沸石有三维互连梯状结构。沸石有吸附能力，能够吸附或解吸附特定的分子。沸石的一种特定形式，即斜发沸石，已知为具有针对氨的高选择性，并且可以是优选的形式。然而，可以使用包括合成沸石的其他的沸石，以及任何合适的类似物。沸石的另外的益处在于沸石无毒的事实，因此是安全的，而不会像其他的诸如石灰的隔离物那样引起相关的健康问题。

给出了本申请人的氯化镁水池方法的益处，沸石还具有额外的环境益处，即其是优良的农业肥料。因此，用完(exhausted)的材料可以安全地被暴露在环境中，如果携带了铵则可以提供钾和氮的缓慢释放。

当作为优选的可渗透水的膜来描述套时，显然，其他形状和其他材料也可以用作该目的。例如，可以形成袋状结构或者甚至为调整了尺寸以加载到过滤装置中的塑料的网状盒。

在图1和图2中示出的装置还示出了水循环系统20的入水管和出水管的新配置。控制阀安装至36处，使得于输送管和出水管直接管道连接(plumb)到控制阀，而非描述为(大约)90度的弯曲。提供进入口11还可以是由旁侧流入/流出系统构成的新方面。

图3是具有过滤介质130和保持层132的传统过滤器的外壳110的横截面示意图。回水或出水管122连接到旁侧124。圆柱形可渗透水的膜140是更为规则的装置，大体上位于水平的位置。活性化合物141位于圆柱形的膜140中。

本申请人为国际申请PCT/AU2007/00893“IMPROVED WATERTREATMETN METHOD(改进的水处理方法)”的申请人。该发明在于处理类似于游泳池中水的卫生的方法，在这里通过引用包括该发明的内容。所述方法包括步骤：形成含有一系列可溶性卤化镁盐的电解质溶液；在电解卤化室(electrolytic halogenation cell)中处理所述电解质溶液以形成一种次卤酸水溶液。水被处理并流回到水池中。发明人惊奇地发现当在以前的方法中使用本发明的过滤器组件时使用本发明的过滤器组件尤其有效。申请人相信其处理卫生的方法形成了小的絮状聚集体(“絮状物”)，而不受任何理论约束。本发明的使用提供了移除那些絮状物并且在水池或类似物中提供了尤为干净和卫生的水体的过滤机制。

因此，如图4中的示意性形式中所示，本发明延伸到在水池中使用本发明的过滤器组件的装置。所述图示出了具有电解或盐氯化器的传统的游泳池过滤系统。所述布置还示出了用于保存来自游泳池的废水的系统。

在具有电解或“盐”氯化器的传统的游泳池过滤系统中，过滤器系统51包括：包含过滤介质的过滤器组件52，并且水流控制阀53通过吸水线路55，在一端连接到分离盒56的一端，在另一端连接过滤器泵57。反过来，过滤器泵57通过管道58连接到控制阀53，控制阀53选择性地驱动经加压的水流进入过滤器体内、到达回路管道59、或通过控制阀53中旁路管道回到回路管道59。控制阀53还通过反流和漂洗设施引导水到达连接到管道61的废水管道60，管道61按照当地政府规定连接到雨水渠(storm water drain)或污水线路。

另外，连接到回路管道69的是电解氯化器62，电解氯化器62电连接到控制器63，反过来控制器63电连接到过滤器泵57。

在示出的实例中，废水管道60可以与安装的雨水渠和/或旁路阀64断开连接。然后，管道60直接连接或通过旁路阀64连接到灌溉施肥管道65，灌溉施肥管道65与具有多个洒水器或滴头67的灌溉网络系统66连接。在反流、漂洗或旁路循环期间，可能会在其他方面有浪费的水在过滤器泵的压力和水流速度下直接被引导到灌溉网络系统66，灌溉网络系统66被设计成适应这样的水压和水流速度。

在当地管理局允许这样做的替代实例中，可以在具有合适容量的地下或地上储水罐68中收集反流、漂洗、和溢出的水以在受控条件下进行灌溉。在罐68中储存的水可以在重力的影响下通过人工水流控制阀69流向排灌网络系统66，或者，可替换地可以使用具有合适容量的水泵70靠喷头的压力以预设的流速将灌溉水输送至花园植物，草坪和类似物。

如果需要，则所储存的反流/漂洗水可以通过阀门71从水箱68抽出到达水桶或水罐，或通过阀门71流经花园软管72用于直接应用到草坪或花园苗圃。

在其他的实例中，集水箱68可以具有形成沉积物收集槽的锥形底面76，提供排放阀77以能够对收集在集水箱底部中的沉积物进行定期处理。上层液体可以用于花园或类似物，在通过另一个电解氯化器73消毒之后，消毒后的水将被重新引导回游泳池。可替换地，箱68可以被安置在过滤器泵57和过滤系统52之间，以作为沉降箱以在系统52中进行过滤之前至少移除部分悬浮固体。

与传统的硅质过滤媒介物相比，含有诸如本发明的玻璃等的过滤媒介物的无定形硅降低了凝固为固体块的风险。重金属和溶解的有机物可通过外在的吸力(surface attraction)移除。

本发明还要求的另一个较为有益的特性可以包括：

表面催化(surface catalytic)特性使媒介物抑制细菌繁殖；

不会被在过滤器床中生长的细菌堵塞；

更容易进行反流，该反流需要较少的抽运能量(pump energy)和少于50％的水；

过滤介质具非常高的磨擦强度以降低媒介物损耗；

光滑的、非多孔结构降低了微生物的驻留；

根据本发明，通过结合包含电解质的氯，使用活化处理过的金属熔融二氧化硅化合物，可以相信，从反流、冲洗或过滤器旁路引向废水从而降低游泳池标准的水的质量，当水被引入雨水渠时基本上对环境危害小，或对用于污水的处理系统危害小。而且，游泳池废水的病原污染的减少可以使收集在储水罐68中废水能够直接被利用，以直接用于草坪或花园，而不存在通常与将硅沙或沸石过滤器介质或甚至灰水应用到家用草坪或花园联系在一起所伴随的风险。

本发明尺寸的溶液尤为有效，同时减少了反向压力。在反流中，颗粒表现为容易在介质中浮起来并被排放至废水中，再次增强了水的保护。

术语“游泳池”和“游泳池和类似物”应理解为可扩展至温泉浴场。

贯穿本说明书，目的是描述本发明的优选实施例，而不是将本发明限制为的任一实施例或特征的特定组合。因此，本领域的技术人员应当领会，根据本发明，在特定的实施例中可以有各种更改和变化，而不偏离本发明的范围。

Claims

1.一种用于游泳池和类似物的过滤介质，所述过滤介质包括至少两个级别的玻璃颗粒，在尺寸上第一级别的玻璃颗粒大体上介于0.75毫米至1.7毫米之间，第二级别的玻璃颗粒大体上在1.7毫米至3毫米的范围内。

2.根据权利1所述的过滤介质，其中所述第一级别的玻璃颗粒中：尺寸大于1.7毫米的玻璃颗粒的百分比浓度为0-7％，尺寸在0.75毫米至1.7毫米的范围内的玻璃颗粒的百分比浓度为82.5-99％，以及尺寸小于0.75毫米的玻璃颗粒的百分比浓度为0-15.5％。

3.根据权利要求2所述的过滤介质，其中所述第一级别的玻璃颗粒中：尺寸大于1.7毫米的玻璃颗粒的百分比浓度为0-1％，尺寸在0.75毫米至1.7毫米的范围内的玻璃颗粒的百分比浓度为92.5-99％，以及尺寸小于0.75毫米的玻璃颗粒的百分比浓度为0-7.5％。

4.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第二级别的玻璃颗粒中：大于3毫米的玻璃颗粒的百分比浓度为0-5％，在1.7毫米至3毫米范围内的玻璃颗粒的百分比浓度为82.5-99％，以及小于1.7毫米的玻璃颗粒的百分比浓度为0-7.5％。

5.根据权利要求4所述的过滤介质，其中在所述第二级别的玻璃颗粒的尺寸范围中：大于3毫米的玻璃颗粒占0.1-3％，在1.7毫米至3毫米范围内的玻璃颗粒占92.5-99％，小于1.7毫米的玻璃颗粒占1-3％。

6.根据权利要求6所述的过滤介质，其中在所述第二级别的玻璃颗粒的尺寸范围中：大于3毫米的玻璃颗粒占0-1％，在1.7毫米至3毫米范围内的玻璃颗粒占92.5-99％，小于1.7毫米的玻璃颗粒占0-7.5％。

7.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一级别与所述第二级另的比例在1∶1至3.5∶1的范围内。

8.根据权利要求7所述的过滤介质，其中所述第一级别与所述第二级别的比例在1.5∶1至3.0∶1的范围内。

9.一种用于过滤水的过滤器组件，所述过滤器组件包括：

(a)过滤器外壳，所述过滤器外壳界定了内部空间并适用于连接到水循环系统；

(b)过滤介质，所述过滤介质包括大体上在0.5毫米至1.8毫米范围内的玻璃颗粒，所述过滤介质在所述内部空间内；以及

(c)可渗透水的保持层，所述可渗透水的保持层覆盖了水收集装置。

10.根据权利要求9所述的过滤器组件，其中所述玻璃颗粒大体上在0.5毫米至1.6毫米的范围内。

11.根据权利要求10所述的过滤器组件，其中所述玻璃颗粒大体上在0.75毫米至1.6毫米的范围内。

12.根据权利要求9所述的过滤器组件，其中所述可渗透水的保持层包括大体上在1.5毫米至3毫米的范围内的第二层玻璃颗粒。

13.根据权利要求9所述的过滤器组件，其中所述可渗透水的保持层包括砾石层。

14.根据权利要求9所述的过滤器组件，其中所述可渗透水的保持层包括一堆或一系列网状物，所述一堆或一系列网状物适用于在所述水收集装置上方容纳所述过滤介质。

15.根据权利要求9所述的过滤器组件，其中所述水收集装置为连接到单个出水管的两个或更多个水收集管，所述收集管被安置在所述过滤器组件的底部处或靠近所述过滤器组件的底部。

16.一种水过滤系统，包括权利要求9所述的、可操作地连接到水体的过滤器组件，其中所述水体包括用于提供对所述水体进行化学处理的次卤盐。

17.根据权利要求16所述的水过滤系统，其中所述次卤盐为氯化镁。

18.根据权利要求17所述的水过滤系统，其中所述氯化镁的存在比例在百万分之四百至百万分之三千的范围内。

19.根据权利要求16所述的水过滤系统或权利要求8所述的过滤器组件，进一步包括活性化合物，所述活性化合物被安置在与所述过滤器连通的液体中，所述活性化合物被选择用来去除至少一种有害化合物中的一些。

20.根据权利要求19所述的过滤系统或过滤器组件，其中，所述活性化合物包含或包括沸石。

21.根据权利要求19所述的过滤系统或过滤器组件，其中，所述活性化合物包括活性炭。

22.根据权利要求19所述的过滤系统过过滤器组件，其中，所述活性化合物位于可渗透水的膜内。

23.根据权利要求22所述的过滤系统或过滤器组件，其中，所述可渗透水的膜由尼龙形成。

24.根据权利要求23所述的过滤系统或过滤器组件，其中，所述可渗透水的膜形成为细长的管状结构。

25.根据权利要求1所述的过滤介质，用于在经封装后提供给目标用户。