CN114502511A - 用于从水中去除脂肪、油和/或油脂（fog）的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于从水中去除脂肪、油和/或油脂(“FOG”)的过滤器、装置和方法。所述装置包括用于从水中去除FOG的分离器，其中分离器在重力作用下去除与水分离的FOG；以及过滤器，其中过滤器去除水通过分离器后残留在水中的FOG。过滤器包括具有不同成分的适合用于从水中去除FOG的数层，包括包含粘合在一起并包裹在聚酯中的颗粒活性炭(GAC)的层。

Description

用于从水中去除脂肪、油和/或油脂(FOG)的装置

技术领域

本发明涉及用于从水中去除脂肪、油和/或油脂(“FOG”)的过滤器、装置和方法。

背景技术

商业和工业厨房和餐饮场所，例如餐馆、快餐店、员工食堂和食品加工单位，通常会产生大量被脂肪、油和/或油脂(“FOG”)污染的废水。住宅和公寓等居住属性的厨房也可能产生大量被FOG污染的废水。

大部分FOG是由于烹饪或以其他方式分解食品，特别是蔬菜和/或动物产品而产生的。当清洗FOG污染的烹饪设备、食品制作设备、食品制作表面、餐具和某些织物(例如茶巾、桌布、餐巾纸)时，这些FOG最终会污染水。

餐饮FOG包括例如鸡肉脂肪、牛肉脂肪、鸭脂肪、羊肉脂肪、猪肉脂肪、鱼油、黄油、人造黄油、抹酱、蛋黄酱、棕榈油、玉米油、菜籽油、葵花籽油、橄榄油、食用油、植物油、冰淇淋和奶昔。

被FOG污染的大量废水通常会通过排水和污水系统排出厨房和餐饮场所。如果不进行处理，FOG可能会聚集在排水和污水系统中造成堵塞。特别是，如果FOG凝固，它们可能会形成所谓的“地沟油(fatbergs)”，即堵塞下水道的大型FOG聚集体，地沟油通常必须手动分解才能将其从下水道中去除。

被FOG污染的废水还可能导致污水处理系统出现问题。如果FOG碰到污水处理系统中存在的用于消化污水的细菌或生物质，则生物质可能会被FOG窒息，无法进行必要的处理。添加化学物质和/或酶也可以产生使活性微生物窒息的化学需氧量。

随着商业厨房和工艺的发展，产生了数量更多的废水。此外，具有环保意识和对环境负责的企业和企业主的需求不断增加，他们希望其商业厨房和餐饮场所的FOG污染风险“接近零”。

近年来，国际媒体开始关注最终进入污水处理系统的大量FOG，在许多情况下，污染产生者被追责。因此，较大的国内和国际食品和餐饮连锁店现在正在积极坚持接近零FOG排放。这些公司不希望他们的品牌与环境污染和地沟油存在联系。

因此，必须在进入排水和污水系统之前去除废水中的FOG。

FOG和水是互不相溶的液体，这意味着它们混合在一起时不会形成均匀的混合物。

液滴尺寸≥150μm的FOG液滴被归类为弱微乳液，能够在重力作用下与水分离，分离时间≤10分钟[1]。这种FOG液滴很容易从被污染的水中分离和去除。

FOG/水分离器是许多行业中使用的已知设备。传统的FOG/水分离器利用密度比水低的FOG(“低密度FOG”)自然与水分离并漂浮在水面上的特性，将FOG从被FOG污染的水中分离出来。然后使用各种技术(例如撇渣)从水面上去除这些低密度FOG。

图1示出了市售FOG/水分离装置的一个示例。

图1是EP0890381 B1所述的用于分离互不相溶液体的装置的横截面侧视图。分离装置(14)包括直立堰板(8)和位于水箱(2)中的直立控制板(16)。堰板将水箱(2)分隔成进水室(10)和出水室(12)。控制板(16)的底部在控制板(16)和水箱(2)的底部之间限定了槽(18)。顶板(20)盖住进水室(10)远离堰板(8)的控制板(16)侧的一部分。顶板(20)在堰板(8)顶部下方设置有顶点，在该顶点中形成孔。该分离装置还包括位于顶板(20)下方的进水室(10)的进水口(4)，位于堰板(8)顶部下方的出水室(12)的出水口(6)，以及从顶板(20)中的孔向上延伸到堰板(8)顶部上方的立管(22)。

在这种装置的操作中，油和水通过进水口(4)进入水箱(2)从而填充进水室(10)。油在水中向上漂浮到水面，容纳在顶板(20)下方的进水室(10)中。如标记(26)所示，可在顶板(20)下方形成油/水界面。水通过控制板(16)和水箱(2)底部之间的槽(18)，越过堰板(8)的顶部，进入出水室(12)，并通过出水口(6)离开水箱(2)。通过分离器连续供应油/水混合物，导致油积聚在立管(22)中，并最终从中流出。

这种分离装置还包括位于立管下部区域中的控制阀(28)。如果油/水混合物的供应出现波动，控制阀(28)会维持油/水界面。

图2示出了另一种已知的分离装置。

图2是US 2005/0211620 A1所述的用于从水中分离油/油脂的分离器(150)的横截面侧视图。分离器(150)包括具有进水口(12)的水箱(14)，该进水口将油/水混合物输入到进水室中。滤篮(60)对通过进水口(12)接收的混合物进行粗过滤。分离器包括防止水进入顶板(32)上方区域的油/油脂阀(34)。顶板上方的区域用作储存油/油脂的贮槽(166)。向下倾斜的底部控制板(154)呈V形用于收集淤泥。V形底部控制板(154)过渡到堰(156)，保持向上倾斜到所需预定高度的V形，以便给油/油脂阀(34)处分离的油提供流体静压。另一块控制板(158)与水箱(14)顶部连接，在该控制板(158)和堰(156)之间提供通道(160)，分离的水流过该通道。网筛(172)位于出水口(168)的前面，用于过滤出通过淤泥出口(170)离开水箱(14)的淤泥。水通过出水口(168)离开水箱(14)。

图3示出了另一种已知的分离装置。

图3是US 2012/0152864 A1所述的用于从废水和固体中分离油的分离器(12)的横截面侧视图。废水通过进水口(22)排入到分离器(12)的多孔(perforated)挡板管(24)内。挡板管(24)的长度足以使在其中停留一段时间后，液化的FOG升到水面上，通过挡板管(24)中的孔离开挡板管(24)，并积聚在位于分离器(12)顶部的储油器(40)中，然后手动将其排出。另一方面，废水和固体受重力作用下沉到挡板管(24)的底部，通过孔离开挡板管(24)，并收集在分离器(12)的底部(16)。收集头(48)位于分离器(12)的底部(16)，并适于抽吸其中的废水和固体。

然而，为了减少其FOG排放和/或使FOG更容易从烹饪设备和表面去除，许多商业或工业厨房和餐饮场所在废水离开之前先将生物和/或化学清洁剂加入到废水中。此类场所还可能在食品制备过程中采用机械工艺(例如搅拌和混合)。这些机械过程可以机械乳化FOG/水混合物。

同样，在家庭厨房中使用清洁剂去除设备和表面上的FOG也是很常见的。例如，清洁剂通常在洗碗周期开始之前以固体清洁剂胶囊或液体清洁剂片剂的形式添加到洗碗机中。液体清洁剂通常在水槽中洗碗或擦拭食物制作表面时加入到水中。清洁剂使用表面活性剂来帮助增强FOG液滴的乳化。

生物和/或化学清洁剂可以与合适的FOG/水分离器结合使用，并且可以在废水进入FOG/水分离器之前，废水在FOG/水分离器中时，或废水离开FOG/水分离器之后添加。通常，在废水进入FOG/水分离器之前，将清洁剂添加到废水中。例如，在洗碗周期开始之前，添加到洗碗机中的清洁剂通常残留在洗碗周期结束后离开洗碗机的废水中。

生物、化学和/或机械乳化产生小的FOG液滴，这些液滴不易在重力作用下分离，因此更难从被污染的水中去除。乳液是分散在水中的FOG液滴的悬浮液。

例如，机械乳化的FOG液滴往往具有20μm至150μm的液滴尺寸，并被定义为“中等微乳液”。这些中等微乳液FOG的分离时间大约为几小时。同样，化学乳化的FOG液滴往往具有1μm至20μm的液滴尺寸，并被定义为“强微乳液”。这些微乳液FOG的分离时间大约为几天[2]。液滴尺寸≤1μm的FOG液滴被定义为“非常强的微乳液”，仅靠重力几乎不可能与水分离。

此外，添加清洁剂可能会导致在水中形成具有不同密度范围的各类FOG的混合物。一些FOG的密度可能比周围的水高。这类FOG在本文被称为“高密度FOG”。

例如，当FOG与清洁剂分子结合时，可能会产生高密度FOG。高密度FOG通常不会漂浮在水面上，而是会沉入水中。因此，高密度FOG无法使用传统的FOG/水分离器从水中去除，传统的FOG/水分离器主要依靠FOG漂浮在水面上，然后使用各种技术(例如撇渣)，从水面上去除漂浮的FOG。

水的密度大约是100kg/m³。但是，水的平均密度可能高于或低于此值，具体取决于其温度；水的密度随着温度的升高而降低。

相对密度是物质的密度与给定参考材料的密度之比。比重是相对于水测量的相对密度。出于本公开的目的，低密度FOG被认为具有小于100kg/m³的平均密度和小于1的比重。高密度FOG被认为具有大于100kg/m³的平均密度和大于1的比重。

当FOG/水混合物高于某个温度时，也可能形成FOG/水乳液。

因此，具有不同密度和尺寸范围的FOG乳液很难使用传统的FOG/水分离器从水中分离和去除。

鉴于上述考虑，设计了本发明。

发明内容

本发明涉及用于从被FOG污染的废水中去除FOG的过滤器、装置和方法，其中所述废水可以是商业或工业厨房或家庭厨房产生的废水。

在本发明的第一方面，提供用于从水中去除脂肪、油和/或油脂(“FOG”)的过滤器，所述过滤器包括：

第一多孔层；

与第一多孔层相邻的第二多孔层，第二多孔层包含聚酯；

与第二多孔层相邻的第三多孔层，第三多孔层包含碳浸渍的聚酯；

与第三多孔层相邻的第四多孔层，第四多孔层包含粘合在一起并包裹在聚酯中的颗粒活性炭；和

与第四多孔层相邻的第五多孔层；

其中所有层都被多孔外壳包封，从而在使用中，水流过外壳和过滤器的所有层，从水中去除FOG。

优选地，这些层是有序的，从而水依次流过第一层、第二层、第三层、第四层，然后是第五层。

优选地，第四层的孔的平均孔径小于第三层的孔的平均孔径，第三层的孔的平均孔径小于第二层的孔的平均孔径。

通过这种方式，过滤器的每一层都会去除逐渐更小的FOG分子，从而离开过滤器的水的FOG浓度为零或可忽略不计。

在使用中，废水通过多孔外壳的孔，并最初与过滤器的第一层接触。

优选地，外壳由具有多个孔的不锈钢形成。这些孔允许水流过外壳进入过滤器的第一层。外壳的孔的大小可以防止大分子进入过滤器，从而这样的大分子不会堵塞过滤器的各层。

由于过滤器外壳由不锈钢制造，因此，外壳在水中不会生锈。因此，外壳为过滤器提供了保护性外层。

第一层和第五层为过滤器的其余层提供结构支撑。

优选地，第一层和第五层中的每一层由多股预镀锌钢形成，其中每股的直径为1.3mm。预镀锌钢是在层形成之前镀锌的钢。

由多股预镀锌钢形成第一层和第五层，在每层中产生多个洞或孔。通过这种方式，第一层能够捕获和过滤掉较大的分子，包括有机化合物/分子和较大的FOG分子。通过捕获这些较大的分子，第一层可防止这些较大的分子与过滤器后面的层接触。这可以防止过滤器的内层(其孔径比第一层小)被这些较大的分子迅速堵塞，从而使过滤器后面的层可用于捕获比较大的分子更难捕获的较小的分子。第五层的孔允许洁净水通过和流出过滤器。

优选地，第一层和/或第五层的每个孔的长度为5mm，高度为3.5mm。已经发现这种孔径对于捕获较大的分子是最佳的，不会限制或减慢通过过滤器的水流。

优选地，第一层和第五层中的每一层都涂覆有DX53D+Z140层。DX53D是一种非时效钢，可为层提供保护，从而使这些层的性能在至少六个月的使用期间基本保持不变。Z140是一种锌基涂层，包含>99％的锌。Z140涂层起到保护第一层和第五层免受腐蚀的作用。Z140涂层还产生精美的结晶亮片，使过滤层具有视觉吸引力。

所得的DX53D+Z140涂层为其涂布的层提供腐蚀保护，特别是有助于对层的变形或弯曲区域进行保护，否则这些区域容易腐蚀。此外，DX53D+Z140涂层不含铅，使其适合用于涂布旨在在供水系统内使用的过滤器组件。

优选地，第一层和第五层中的每一层的总厚度为0.7mm。本发明人已经发现，这种层厚度为过滤器的其它层提供最佳结构支撑，同时使生产比较经济。

在使用中，废水通过第一层的孔，从废水中去除较大的分子。然后废水与过滤器的第二层接触。

优选地，过滤器的第二层由非织造热粘合聚酯形成。第二层本身是分层结构，包括多层热粘合的双组分纤维。选择第二层的层数，从而确保FOG分子和有机污染物与废水的最佳分离。

第二层的非织造热粘合聚酯层能够有效地从水中捕获和去除较大的FOG分子。例如，本发明人发现第二层能够去除液滴直径大于或等于1μm且小于或等于50μm的FOG分子。

优选地，过滤器的第二层在长度方向(FL)上的总厚度为5mm。本发明人已经发现，这种层厚度提供了较大的FOG分子与废水的最佳分离，同时保持过滤器的生产成本比较经济。

接下来，废水从第二层流出，并与过滤器的第三层接触。第三层采用碳浸渍，可以从水中捕获并去除较小的FOG分子。例如，第三层能够去除直径大于或等于1μm且小于或等于20μm的FOG分子和其它有机污染物。这种尺寸范围的分子包括气味分子和/或小的有机污染物。碳粉的存在有助于消除异味。

如果过滤器的前几层(第一层和/或第二层)不能以最佳容量工作(过滤器快达到使用寿命时，某些层可能会被堵塞)，第三层还能够去除较大(例如，直径至多50μm)的FOG分子。然而，第三层将很快被较大的FOG分子堵塞。因此，为了保持最佳性能，应在任何层被堵塞之前，定期更换过滤器。

优选地，第三层由每平方米第三层表面积至少100g聚酯形成，并且每平方米第三层表面积采用至少68g碳浸渍。碳优选为粉末形式。

本发明人已经选择了该层的组分以最大限度地提高该层从废水中去除分子的能力，同时允许最佳体积的废水流过过滤器。特别是，该层中碳的存在有助于消除异味。

优选地，第三层的总厚度为6mm。本发明人已经发现，这种层厚度提供了FOG分子与废水的最佳分离，同时保持过滤器的生产成本比较经济。

接下来，废水从第三层流出，并与过滤器的第四层接触。

第四层包括粘合在一起并包裹在聚酯中的颗粒活性炭(GAC)。因此，第四层是活性炭过滤器。

优选地，GAC由通过粘合剂粘合在一起的多个小炭粒形成。

优选地，炭粒的直径范围是3.35μm至1.70mm。

炭粒经过活化工艺，在材料内形成大量随机分布的孔隙。由于活化工艺形成大量孔隙，这种类型的GAC具有非常大的表面积。

当被FOG污染的水通过GAC的孔隙时，GAC能够通过将FOG吸附到GAC的表面上，以从水中去除FOG。

优选地，GAC通过粘合剂粘合在一起。

用于将GAC粘合在一起的粘合剂应使过滤器能够保持其结构完整性并在温度至多60℃的水中有效运行。鉴于本公开的过滤器旨在在厨房中使用，希望过滤器能够在高的水温下操作。

GAC从水中去除污染物的效率部分取决于其孔的大小。孔越小，从水中去除污染物的效率越高。但是，必须寻求折衷方案，因为小孔会降低水通过过滤器的速度，并且很容易被较大的污染物堵塞。

GAC从水中去除污染物的效率还部分取决于水通过过滤器的速度。水通过过滤器的速度越慢，则污染物暴露在过滤器中的时间越长，因此过滤器去除污染物的效率就越高。

但是，如果水流过过滤器的速度太慢，则装置和/或厨房内可能会出现无法处理的积压废水。

优选地，GAC的孔的直径小于或等于100μm，但大于或等于2μm。

这样的孔径足够大，使得不会被较大的FOG液滴堵塞，但也足够小，以可以捕获水中存在的大部分剩余的FOG液滴。

据估计，通过第一、第二和第三过滤层后，留在废水中的FOG液滴的液滴尺寸将大于0μm且小于或等于20μm。

因此，包含孔的直径小于或等于100μm且大于或等于2μm的活性炭过滤器的第四层将能够去除大部分剩余的FOG液滴。

因此，当水通过第四层GAC的孔隙时，水中存在的大部分FOG液滴将被颗粒活性炭吸附和捕集，并从水中去除。

通过第四层后，水与第五层接触。第五层具有与上述第一层相同的特性，并为其余层提供结构稳定性。

本发明的第二方面是用于从水中去除FOG的装置，包括本发明第一方面所述的过滤器。因此，本发明第二方面的装置可以利用本发明第一方面的过滤器，所述过滤器具有本发明第一方面描述的任何特征或特征组合。

在本发明的第二方面，提供用于从水中去除FOG的装置，所述装置包括：

用于接收被FOG污染的水进入装置的进水口；

用于从水中去除FOG的分离器，其中分离器在重力作用下去除与水分离的FOG；

本发明第一方面所述的过滤器，其中过滤器去除水通过分离器之后残留在水中的FOG；

用于将分离器与过滤器流体连接的流动通道；和

用于在大部分FOG去除后排放水的出水口。

优选地，废水首先通过食物分离篮去除大的食物颗粒。然后，废水进入本发明第二方面和本文所述的装置。

在第二方面所述装置的操作中，被FOG污染的连续供水通过装置的进水口进入装置，并且一旦大多数FOG被分离器和过滤器从水中去除后，连续供水通过出水口从装置排出。出水口排水的FOG浓度接近于零或可忽略不计，在本文被称为“洁净水”。当有效运行时，可能从出水口排放的“洁净”水的FOG浓度低于100ppm。这意味着该装置每排放100万个水分子，其中的FOG分子不到100个。优选地，从出水口排放的洁净水的FOG浓度为零或可忽略不计。

离开装置后，洁净水可以通过标准的排水和污水系统离开厨房或餐饮场所。

为了使排水中的FOG浓度接近零或可忽略不计，该装置需要过滤器和分离器。

仅分离器无法去除水中所有的FOG。分离器通过去除已经与水分离然后漂浮在水面上的低密度FOG来操作(正如本文所讨论的那样)。因此，分离器只能去除在重力作用下分离的分离时间短的FOG。例如，液滴尺寸≥150μm的FOG液滴能够在重力作用下与水分离，分离时间≤10分钟。此外，分离器只能去除比周围水密度小，从而漂浮在水面上的FOG。

因此，分离器将无法去除不易与水分离的小FOG，分离器也无法去除高密度FOG，因为尽管它们可能很容易与水分离，但它们的密度比周围的水更大，会沉入水下。

如上所述，过滤器能够从水中去除大多数类型的FOG。但是，如果在没有分离器的情况下使用，过滤器将很快被水中高浓度的FOG堵塞。

因此，优选将分离器和过滤器结合使用，从而使排出的水的FOG浓度接近零或可忽略不计。

在第一种布置中，所述装置可以包括由垂直壁分隔成分离室和过滤室的水箱。垂直壁包括至少一个孔，该孔限定将过滤室与分离室流体连接的流动通道。流动通道可以是垂直壁中的孔、槽、开口或其他形式的孔，允许水从分离室通过并进入过滤室。

在第二种布置中，所述装置可以包括分离室和过滤室，其中分离室和过滤室不包含在共用的水箱内，而是彼此间隔开的两个单独的水箱。在这种配置中，分离室和过滤室通过流动通道彼此流体连接，并且流动通道可以是管道、管子、通道、导管或能够将水从分离室输送到过滤室的其它形式的通道。

采用第二种布置时，过滤室可以添加到现有兼容的分离装置的后端。在这种情况下，过滤室是独立的。

过滤器位于分离器的下游。水流的方向是从进水口流向出水口。因此，术语“下游”是指过滤器的位置比分离器更靠近出水口，而分离器的位置比过滤器更靠近进水口。换句话说，分离器位于进水口和过滤器之间，过滤器位于分离器和出水口之间。

这样，被FOG污染的水通过进水口进入装置，首先流过分离器，然后流过过滤器。分离器首先从水中去除一部分FOG，这意味着过滤器随后能够从水中去除剩余的FOG，而不会被低密度FOG阻塞。

如上所述，优选地，过滤器被过滤室包围，过滤室具有第一侧壁及与第一侧壁相对的第二侧壁。在这种配置中，优选地：

流动通道位于过滤室的第一侧壁中，并位于过滤器顶部上方；和

出水口位于过滤室的第二侧壁中，并与过滤器的中部相对。

这种配置允许更轻的洁净水从流动通道通过过滤器顶部并流出出水口，同时引导下沉的高密度FOG液滴通过过滤器，从而去除剩余的FOG液滴，允许从装置排放出洁净水。

在上述的第一种布置中，过滤室的第一侧壁与水箱的垂直壁对应，过滤室的第二侧壁与水箱的第二侧壁对应。

通过这种方式，过滤器能够有效地从水中去除难以去除的FOG。

特别地，过滤器能够如下所述去除下沉的高密度FOG。

在运行中，被FOG污染的水不断进入进水口，并首先通过分离器，从而不断地从水中去除大部分低密度FOG。离开分离器时，仍被剩余FOG污染的水从分离室流出，并通过流动通道进入过滤室。被污染的水然后通过过滤室，其中过滤器不断从水中去除大部分剩余的FOG。

当在过滤室中停留足够时间时，高密度FOG在水中向下沉至水底和过滤室底部。由于过滤器位于过滤室的第一侧壁内，低于流动通道，被下沉的高密度FOG污染的水将优先通过过滤器，而洁净水将直接通过过滤室而不通过过滤器。这些洁净水将通过出水口从过滤室排出。通过过滤器的水也将通过出水口从过滤室排出。

因此，所有进入装置的水都将通过分离器，但并非所有进入装置的水都将通过过滤器。有利的是，与如果所有的水在从装置排出之前都通过过滤器相比，出水口能够在更短的时间后开始排出洁净水。

优选地，过滤室的第一侧壁和第二侧壁彼此相对，过滤器不与过滤室的第一侧壁或第二侧壁接触。

在第一侧壁与过滤器之间具有空间意味着过滤器面对过滤室第一侧壁的整个表面暴露于过滤室的内部。这意味着过滤器与污水接触的表面积较大。特别地，这种表面与流动通道直接相对的位置意味着其能够与下沉的高密度FOG及其周围的水直接接触。

同样，在第二侧壁与过滤器之间具有空间意味着过滤器面对过滤室第二侧壁的整个表面暴露于过滤室的内部。这意味着过滤器有很大的表面积可供洁净水从过滤器中流出。特别地，这种表面与出口直接相对的位置意味着流出过滤器的洁净水能够从该表面自由流动并流出出水口。

优选地，过滤器与过滤室的底部接触。这意味着下沉的高密度FOG被强制通过过滤器，因为它们无法从其下方通过。

优选地，过滤室包括第三侧壁和与第三侧壁相对的第四侧壁，其中第三侧壁和第四侧壁与第一侧壁和第二侧壁垂直，过滤器与过滤室的第三侧壁和第四侧壁接触。

过滤室中过滤器的这种布置意味着被下沉的高密度FOG污染的水被强制通过过滤器。过滤器底部和过滤室之间没有空间，这意味着被下沉的高密度FOG污染的水无法在过滤器下方流动。同样，过滤器与过滤室的第三壁以及过滤器与过滤室的第四壁之间没有空间，这意味着被下沉的高密度FOG污染的水不能在过滤器的任何一侧周围流动。

通过使用合适的粘合剂将过滤器的底侧固定到过滤室的底部，可以将过滤器保持在过滤室中的该位置。

或者，过滤器通过多孔过滤器保持器保持在过滤室中。这样，当水通过过滤室时，过滤器的位置得以保持。过滤器保持器是多孔的，以允许被高密度FOG污染的水流过过滤器保持器，然后与过滤器接触。过滤器保持器上的孔的直径可以是0.5mm。过滤器保持器上孔的直径可以是任何合适的直径。

过滤器保持器可以在全方位围绕过滤器。或者，过滤器保持器可以不围绕过滤器的顶侧。过滤器保持器限定了用于接收过滤器的空间。这样使过滤器很容易拆卸和更换新的过滤器。在这种配置中，过滤器保持器可以具有可取下的盖子，以在操作期间将过滤器牢固地保持在适当位置，但是如果需要，可以对过滤器保持器内的过滤器进行更换。

过滤器保持器还可以包括位于过滤器保持器底部的可拆卸托盘，并且当在过滤器保持器中时位于过滤器下方。以此放置的可拆卸托盘用于捕获可能滞留在悬浮FOG液滴中的淤泥或其他碎片。托盘可以定期拆卸、清洁和更换。

在本文中，过滤器是本发明第一方面所述的过滤器。

通常，过滤器是多孔装置，当液体或气体通过过滤器时，它能够从液体或气体中去除杂质。过滤器可以适用于从水中去除低密度和高密度FOG。但是，过滤器优选放置在如上所述的装置中，从而仅被高密度FOG污染的水通过过滤器。当水通过过滤器时，过滤器通过将FOG吸附到过滤器表面来去除水中的FOG。

过滤器包括数个多孔层。当水通过过滤器层中的孔时，水中存在的任何FOG都会被捕获并从水中去除，从而从过滤器排出洁净水。

该装置的分离器可以是传统的FOG/水分离装置。在本发明的背景技术部分中讨论了传统的FOG/水分离装置的示例，但是可以使用任何合适的传统FOG/水分离装置。

但是，优选地，该装置的分离器包括分离室，该分离室包括：

直立堰板，其位于分离室中，并且从分离室的底部延伸分离室的宽度至分离室顶部下方位置结束，其中直立堰板将分离室分隔成分离器进水室和分离器出水室；

直立控制板，其位于进水室中并延伸分离室的宽度，直立控制板的底部位于分离室底部上方以限定控制板和分离室底部之间的槽，直立控制板的顶部位于或高于直立堰板顶部位置；和

顶板，其将进水室远离直立堰板的直立控制板一侧的一部分盖住，所述顶板在分离器进水室内具有位于直立堰板顶部之下的顶点，所述顶点具有用于排放低密度FOG的孔；

其中，所述装置的进水口位于所述分离器的顶板下方；

流动通道位于堰板顶部下方；和

立管从顶板上的孔向上延伸到直立堰板顶部上方。

在操作中，被FOG污染的连续供水通过进水口进入装置，并开始注入装置的分离器进水室。由于进水口位于分离器顶板下方，被FOG污染的水被容纳在分离器进水室的下室中，其中下室位于顶板下方。

当在分离器的下室中停留足够时间时，低密度FOG在水中向上漂浮到水面，并且在顶板下方形成低密度FOG/水界面。

在将被污染的水连续供应到进水室时，低密度FOG/水界面上升，直到低密度FOG通过顶板顶点中的孔进入立管。低密度FOG通过与顶板顶点中的孔流体连接的低密度FOG出口从装置中连续排放。一旦排放，低密度FOG将被收集和处置。

该装置还可以包括与低密度FOG出口连接的低密度FOG储存单元，用于储存排放的低密度FOG，直到它们可以被收集和处置。

同时，在向分离器进水室连续供应被污染的水时，含有任何剩余FOG的水被强制从分离器进水室的下室，通过控制板和水箱底部之间的槽，越过堰板顶部，进入分离器出水室，通过流动通道并进入装置的过滤室。然后，如上所述，过滤室从被污染的水中去除剩余的FOG。

如果进入分离器进水室的污水供应激增，低密度FOG/水界面将上升，水将倾向于通过顶板上的孔进入立管。

为了防止这种情况，优选地，立管包括位于立管中的单向阀，防止水流过立管。

优选地，单向阀是包含浮子的球阀，在立管中含有低密度FOG时，浮子保持立管打开，在立管中含有水时，浮子关闭立管。

优选地，顶板与控制板是一体的或固定到控制板，并且顶板的横截面通常为倒V形，横截面的顶点从邻近进水口的区域从分离室向上向内延伸到顶板与直立控制板的结合区域。

此外，优选地，顶板中的孔与顶板和直立控制板的结合区域相邻。

已经发现，这种形状的控制板和孔的位置有效地将低密度FOG从进水口引导到顶板中的孔，在那里它们可以从装置中排放。

优选地，出水管在直立堰板顶部上方处由立管基本上水平地供给。出水管的位置决定了装置内的水位，并在装置内产生静水压力，有助于更快地从水中分离低密度FOG。

本发明的第三方面提供使用根据本发明第二方面的装置的方法。因此，所述方法可以采用本发明第二方面所述的装置，所述装置具有本发明第二方面描述的任何特征或特征组合。

同样，由于本发明第二方面提供包括根据本发明第一方面的过滤器的装置，本发明第三方面所述的方法可以利用本发明第一方面所述的过滤器，所述过滤器具有本发明第一方面描述的任何特征或特征组合。

因此，本发明的第三方面可以提供使用根据本发明第二方面的装置从水中去除FOG的方法，其中被FOG污染的水优选以1.5升/秒的流速由进水口接收。

可以选择被FOG污染的水通过进水口进入装置的流速，从而水能够以用于商业或工业厨房或餐饮场所或家庭厨房的流速进入装置。换句话说，根据该装置的使用地点选择该装置能够接受的废水的流速。例如，如果该装置用于商业或工业厨房或餐饮场所，则该装置必须能够接收和去除此类场所可能产生的大量废水中的FOG。如果该装置要在家庭厨房中使用，则该装置必须能够接收和去除家庭厨房可能产生的少量废水中的FOG。

废水通过装置的速度必须能够防止废水积聚在装置和/或厨房中而出现无法处理的积压。

据估计，在商业厨房中，被FOG污染的水以大约每秒1.5升的流速产生。因此，该装置配置为以每秒1.5升的流速接收污水。这样，该装置适用于商用厨房。然而，该装置的发明人设想可以根据场所产生的废水体积随时生产不同尺寸的装置。

餐厅产生的平均废水体积为每平方英尺餐厅500升废水。而家庭住宅每人每天产生大约600升废水。

由于过滤器通过将FOG吸附和捕集到过滤器表面来去除水中的FOG，经过一段时间后，过滤器表面会被FOG饱和，过滤器无法再吸附任何FOG。此时，需要更换新的过滤器。优选地，定期更换过滤器，从而确保装置中的过滤器始终能够吸附污水中的FOG。

根据污水的FOG浓度和通过过滤器的废水量，过滤器的更换频率可以更高或更低。例如，与商业或工业厨房或餐饮场所相比，家庭厨房需要更换过滤器的频率可能要低得多，因为与商业或工业厨房或餐饮场所相比，家庭厨房平均产生数量更少、FOG污染浓度更低的废水。

尽管本文所述的过滤器、装置和方法能够从污水中分离和去除大多数类型的FOG，但优选地，本文所述的过滤器、装置和方法用于从水中分离和去除商业或工业厨房、餐饮场所和/或家庭厨房在烹饪或食物制作期间从动物和/或蔬菜产品中释放的FOG。

特别地，当蔬菜和/或动物产品在商业或工业厨房或餐饮场所或家庭厨房中烹制或分解时，可能会从蔬菜和/或动物产品中释放FOG。

“烹饪”蔬菜和/或动物产品可涉及使用以下一种方法或方法组合：加热、烘焙、烧烤、煮、焯、炖或油炸蔬菜和/或动物产品，或任何其他可以采用的方法。

“分解”蔬菜和/或动物产品可涉及使用以下一种方法或方法组合：切、剁、片、混合、捣碎、压、搅打或沥滤蔬菜和/或动物产品，或任何其他可以采用的方法。

FOG可包含从植物和/或动物产品中释放的以下物质中的至少一种或它们的组合：鸡肉脂肪、牛肉脂肪、鸭肉脂肪、羊肉脂肪、猪肉脂肪、鱼油、黄油、人造黄油、抹酱、棕榈油、玉米油、菜籽油、葵花籽油、橄榄油、食用油、植物油、冰淇淋、奶昔或从植物和/或动物产品中释放的任何其他FOG。

本文公开的发明提供用于从水中去除FOG的过滤器、装置和方法。

已经发现，当与传统的FOG/水分离装置相比时，本发明的装置在从污水中去除FOG和排放FOG浓度接近零或可忽略不计的洁净水方面具有优势。

本发明包括所述的各个方面和优选特征的组合，除非这种组合明显不允许或明确避开。

附图说明

现在将参考附图讨论说明本发明原理的实施例和实验，其中：

图1(现有技术)是用于分离互不相溶的液体的分离器的横截面侧视图；

图2(现有技术)是将流出物分离成各种组成部分的分离器的横截面侧视图；

图3(现有技术)是将油从废水和固体中分离的分离器的横截面侧视图；

图4是根据本发明实施例的用于从水中去除FOG的装置的鸟瞰图；

图5是图4所示装置在A-A断面产生的平面处的横截面侧视图；

图6是图4所示装置在B-B断面产生的平面处的横截面侧视图；

图7是图4至图6所示装置FOG出口的横截面侧视图；

图8是图4至图7所示装置的横截面侧视图，其中示意性地示出：a)未被高密度FOG污染的水可能经过的路径(实线箭头；标记为“a”)；b)被高密度FOG污染的水可能经过的路径(虚线箭头；标记为“b”)；

图9示出了根据本发明实施例的过滤器。图9A是过滤器的正视图；图9B是过滤器的侧视图；图9C是从与图9B相同的方向观察的过滤器的横截面侧视图。

具体实施方式

现在将参考附图讨论本发明的各个方面和实施例。对本领域技术人员来说，其他方面和实施例将是显而易见的。本文提及的所有文件均通过引用并入本发明中。

图4、图5和图6示出了根据本发明实施例的用于从水中去除FOG的装置。

图4是装置的鸟瞰图；图5是图4所示装置在A-A断面产生的平面处的横截面侧视图。图6是图4所示装置在B-B断面产生的平面处的横截面侧视图。由断面A-A和B-B产生的平面相互垂直。

如图4和图6所示，该装置包括长方体水箱(1)，该长方体水箱(1)被分成分离部分(14)和过滤部分(40)。分离部分(14)利用低密度FOG漂浮在水面上的特性，能够从水中去除低密度FOG。过滤部分(40)能够从水中去除剩余FOG，从而从水箱(1)中排出“洁净水”。

水箱(1)具有彼此相对的第一侧面(3a)和第二侧面(3b)。第一侧面(3a)和第二侧面(3b)之间的距离限定了水箱(1)的总长度(L)。水箱(1)的总长度(L)大约为760mm。

如图5所示，水箱(1)具有彼此相对且与水箱(1)的第一侧面(3a)和第二侧面(3b)垂直的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)。第三侧面(7a)和第四侧面(7b)之间的距离限定了水箱(1)的总宽度(W)。水箱(1)的总宽度(W)大约为412mm。

水箱(1)具有底部(5a)和顶部(5b)，它们彼此相对并且与第一侧面(3a)、第二侧面(3b)、第三侧面(7a)和第四侧面(7b)垂直。底部(5a)和顶部(5b)之间的距离限定了水箱(1)的总高度(H)。水箱(1)的总高度(H)大约为370mm。

本领域技术人员将容易理解以上给出的水箱尺寸仅仅是示例性的，并且水箱的长度(L)、宽度(W)和高度(H)可以是任何合适的数值。可以根据运行时水箱需要接受的废水量来修改水箱的尺寸。

水箱(1)通过横跨水箱(1)的宽度(W)和高度(H)延伸的垂直壁(9)分成限定分离部分(14)的分离室(2)和限定过滤部分(40)的过滤室(42)。垂直壁(9)与水箱(1)的底部(5a)、顶部(5b)、第三侧面(7a)和第四侧面(7b)连接。分离室(2)和过滤室(42)具有与水箱(1)相同的宽度(W)和相同的高度(H)。

水箱(1)的第一侧面(3a)和垂直壁(9)之间的距离限定了分离室(2)的长度(L1)。

水箱(1)的第二侧面(3b)和垂直壁(9)之间的距离限定了过滤室(42)的长度(L2)。

分离室(2)的长度(L1)和过滤室(42)的长度(L2)构成水箱(1)的总长度(L)。

进水口(4)位于水箱(1)的第一侧面(3a)大约一半的位置，用于将污水接收到分离室(2)中。进水口(4)是空心管，其直径适合连接到商业或工业厨房或餐饮场所或家庭厨房中的废水源。例如，进水口(4)可以与传统水槽或洗碗机、冰淇淋机或奶昔机的排水管连接。因此，进水口(4)的直径可以是大约25mm至50mm(1-2英寸)，这取决于进水口(4)连接的厨房废水源。

垂直壁(9)具有孔，其限定将分离室(2)与过滤室(42)流体连接的流动通道(6)。流动通道(6)位于垂直壁(9)的上半部，从而高于过滤室(42)中的过滤器(44)顶部。例如，如果过滤器(44)的高度为190mm，并且垂直壁的高度(H)为370mm，则流动通道(6)位于垂直壁(9)往上190mm以上。

流动通道(6)用于将水从分离室(2)输送到过滤室(42)中。

出水口(46)位于水箱(1)的第二侧面(3b)中，并且与垂直壁(9)中的流动通道(6)大致相对。

出水口(46)用于从过滤室(42)排出水。出水口(46)是空心管，其直径适合连接到商业或工业厨房或餐饮场所或家庭厨房中的排水系统。因此，出水口(46)的直径可以是大约25mm至50mm(1-2英寸)，这取决于出水口(46)连接的厨房排水系统。例如，出水口(46)可以与通向村庄、城镇或城市污水处理厂的排水系统连接。或者，出水口(46)可与将水引导至化粪池或储存罐的排水系统连接。

出水口(46)位于水箱(1)的第二侧面(3b)中，从而与过滤室(42)内过滤器(44)的中部大致对齐。例如，如果过滤器(44)的高度为190mm，则出水口(46)直径的中心点位于水箱(1)第二侧面(3b)往上大约95mm处。

然而，优选地，出水口(46)的位置比这低大约10mm，从而出水口(46)直径的中心点位于水箱(1)的第二侧面(3b)往上大约85mm处。这是为了防止在例如过滤器(44)由于未及时定期更换而堵塞的情况下水箱(1)溢出。

如下文详细所述，过滤室(42)包含保持立方体过滤器(44)的立方体过滤器保持器(48)。过滤器保持器(48)是具有0.5mm孔的多孔篮。这些孔允许水自由流过过滤器保持器(48)，然后通过过滤器(44)。因此，本领域技术人员将容易理解过滤器保持器(48)中的孔可以具有允许水自由地流过过滤器保持器(48)的任何合适的尺寸。过滤器保持器(48)在五个方位围绕过滤器(44)，并且在顶侧开口，从而使过滤器(44)容易地更换。

过滤器保持器(48)支撑过滤器(44)，并将其保持在过滤室(42)中的适当位置。如上所述，过滤器保持器(48)和过滤器(44)与水箱(1)的底部(5a)接触，并从水箱(1)的底部(5a)向上朝水箱(1)的顶部(5b)延伸至流动通道(6)位置稍下方。这样，过滤器(44)位于过滤室(42)的底部。

或者，过滤器保持器(48)可在过滤器(44)的顶部上方朝过滤室(42)的顶部(5b)延伸。过滤器保持器(48)可以与过滤室(42)的顶部(5b)接触，从而过滤器(44)位于过滤器保持器(48)的底部。在这种配置中，未被高密度FOG污染的水能够从流动通道(6)通过过滤器保持器(48)，并通过出水口(46)流出过滤室(42)，而不会通过过滤器(44)。

过滤器保持器(48)和过滤器(44)在垂直壁(9)和水箱(1)的第二侧面(3b)之间延伸，但不与垂直壁(9)或水箱(1)的第二侧面(3b)接触。因此，过滤器保持器(48)和过滤器(44)不延伸穿过过滤室(42)的长度(L2)。这为水流入和流出过滤室(42)提供了空间。

过滤器保持器(48)和过滤器(44)在水箱(1)的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)之间延伸，并与水箱(1)的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)接触。因此，过滤器保持器(48)和过滤器(44)延伸穿过过滤室(42)的宽度(W)。这种布置使被高密度FOG污染的水通过过滤器。

过滤室(42)包含不锈钢引导件(未示出)，将过滤器保持器(48)紧紧地固定在过滤室(42)内的适当位置。不锈钢引导件可以存在于过滤室(42)的任何壁上，并且过滤器保持器(48)的一部分可以滑入不锈钢引导件中。

过滤室(42)可以包括配置为将被高密度FOG污染的水储存足够时间从而允许高密度FOG下沉的区域。该区域位于过滤室中的堰(8)和过滤器(44)之间，水在其中储存足够长的时间，从而允许高密度FOG下沉，然后水通过过滤器(44)。

过滤器(44)是根据本发明另一方面所述的过滤器，并且在下面进一步讨论。

显然，过滤部分(40)的精确结构可以与所述和所示不同。例如，过滤室(42)中过滤器(44)的位置和过滤器(44)的类型可以改变，只要能够从水中去除剩余的FOG即可。

如图4和图6所示，分离室(2)包围垂直堰板(8)，该垂直堰板(8)在水箱(1)的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)之间延伸，并因此延伸横跨水箱(1)的宽度(W)。垂直堰板(8)还从水箱(1)的底部(5a)延伸到水箱(1)的顶部(5b)正下方。垂直堰板(8)固定在水箱(1)的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)以及水箱(1)的底部(5a)上，从而将分离室(2)分为分离器进水室(10)和分离器出水室(12)。分离器进水室(10)更靠近进水口(4)，而分离器出水室(12)更靠近垂直壁(9)。

分离室(2)还包围垂直控制板(16)，垂直控制板(16)位于分离器进水室(10)内进水口(2)和垂直堰板(8)之间的位置。垂直控制板(16)从水箱(1)的第三侧面(7a)延伸至第四侧面(7b)，并因此延伸横跨水箱(1)的宽度(W)。垂直控制板(16)固定到水箱(1)的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)。垂直控制板(16)具有底边，该底边位于分离室(2)底部(5a)的正上方，从而在垂直控制板(16)和水箱(1)的底部(5a)之间限定槽或间隙(18)。从图5可以看出，槽(18)延伸穿过水箱(1)的整个宽度(W)。垂直控制板(16)向上延伸到垂直堰板(8)的顶部边缘上方的位置，并且优选与水箱(1)的顶部(5b)连接。

如图5和6所示，分离室(2)还包围位于分离器进水室(10)中的顶板(20)。顶板(20)从垂直控制板(16)上的中间位置向水箱(1)的第一侧面(3a)延伸，并在进水口(4)正上方的位置固定到第一侧面(3a)。垂直堰板(16)上的中间位置低于堰板(8)顶部平面。顶板(20)固定到垂直控制板(16)和水箱(1)的第一侧面(3a)。顶板(20)可以与垂直控制板(16)一体形成。

垂直控制板(16)上的中间位置高于第一侧面(3a)上的进水口(4)，这意味着顶板(20)从垂直控制板(16)朝水箱(1)的第一侧面(3a)向下倾斜。

顶板(20)也从水箱(1)的第三侧面(7a)延伸至第四侧面(7b)，并因此延伸横跨水箱(1)的宽度(W)。顶板(20)固定在水箱(1)的第三侧面(7a)和第四侧面(7b)，从而将分离器进水室(10)分为下室(11a)和上室(11b)。上室(11b)在顶板(20)上方，下室(11a)在顶板(20)下方。

从图5可以看出，在由断面A-A产生的平面(“横截面”)中，顶板(20)具有较潜的“倒V形”。这种“倒V形”横截面从顶板(20)接触垂直控制板(16)的位置到其接触水箱(1)的第一侧面(3a)的位置。“倒V形”的顶点位于分离室(10)的宽度(W1)的中间附近。如图6所示，顶点的高度沿从垂直控制板(16)向水箱(1)的第一侧面(3a)的方向向下倾斜。

如图7所示，分离室(2)还包括低密度FOG出口(27)。具体地说，低密度FOG出口(27)包括与在顶板(20)的“倒V形”最高顶点处形成的孔连接的垂直立管(22)，及水平出口管(24)。

孔定位在顶板(20)中，与顶板(20)连接到垂直控制板(16)的位置相邻。孔与立管(22)流体连通。立管(22)从顶板(20)向上延伸。水平出口管(24)从立管(22)在垂直堰板(8)顶部上方沿朝向水箱(1)的第四侧面(7b)的方向大致水平地延伸。水平出口管(24)大致垂直于水箱(1)的第一侧面(3a)和第二侧面(3b)。

低密度FOG出口(27)还包括控制阀(28)。控制阀(28)是单向阀，位于立管(22)的下部区域，防止水流入低密度FOG出口(27)。

控制阀(28)包括圆柱形外壳(30)，其孔将顶板(20)中的孔与立管(22)互连。浮球(32)位于外壳(30)内。浮球(32)在水中漂浮，但在低密度FOG中下沉。

浮球(32)通过网片(34)保持在外壳(30)中，网片(34)延伸穿过外壳(30)的下端并越过顶板(20)中的孔。密封圈(36)在外壳(30)与立管(22)连接的位置处围绕外壳(30)上端的孔。当密封圈(36)与浮球(32)接合时，防止从外壳(30)流入立管(22)的流动。下面参考图8进一步描述控制阀(28)的操作。

显然，分离部分(14)的精确构造可以与所述和所示不同。例如，可以改变顶板(20)中孔的位置和顶板(20)的配置，只要分离的低密度FOG被引导至低密度FOG出口(27)排出装置即可。

图8是上述装置在运行时的横截面侧视图，其中示意性地示出：a)未被高密度FOG污染的水可能经过的路径(实线箭头；标记为“a”)；b)被高密度FOG污染的水可能经过的路径(虚线箭头；标记为“b”)；

在装置运行之前，将被FOG污染的水源与装置的进水口(4)连接，装置的出水口(46)与水收集或排放系统连接。

如图8所示，过滤部分(40)位于分离部分(14)的下游，其中水流方向为从进水口(4)流向出水口(46)。这意味着被FOG污染的水通过进水口(4)进入装置，首先流过分离部分(14)，然后流过过滤部分(40)。

在图8所示装置的操作中，被FOG污染的水(“FOG/水混合物”)连续流过进水口(4)，并进入分离器进水室(10)的下室(11a)。FOG/水混合物在分离器进水室(10)的下室(11a)中停留足够长的时间，从而允许FOG/水混合物中包含的任何低密度FOG从水中分离并向上漂浮到水的表面，在水的表面，它们被包含在分离部分(14)的顶板(20)下方。低密度FOG/水界面的示例由标记(26)表示，并且位于顶板(20)的正下方。低密度FOG/水界面可能出现在顶板(20)下方的任何位置，并且取决于FOG/水混合物中低密度FOG的浓度以及FOG/水混合物进入分离器进水室(10)的速度。

对于液滴直径≥150μm的游离FOG液滴的分离，重力作用下分离时间约为30秒。因此，将FOG/水混合物在分离室中停留30秒足以将低密度FOG从废水中分离出来。

随着FOG/水混合物继续流入分离器进水室(10)的下室(11a)，低密度FOG沿顶板(20)的斜面向上朝顶板(20)最高点中的孔移动，然后进入立管(22)。低密度FOG最终通过低密度FOG出口(27)的水平出口管(24)从装置中排出。然后可以处理低密度FOG。或者，将低密度FOG存储在与水平出口管(24)连接的储存容器中，直到可以对其进行处置。

同时，随着FOG/水混合物继续流入分离室(2)的下室(11a)，被剩余FOG污染的水流过控制板(16)下方的槽(18)。流过控制板(16)中的槽(18)的水没有被许多低密度FOG污染，因为大部分低密度FOG已被分离部分(14)去除。然而，水可能会被高密度的FOG和液滴直径小的FOG液滴污染，使得FOG在重力作用下不会与水分离。

FOG/水混合物连续流过分离室(2)，导致FOG/水混合物的液位在控制板(16)和堰板(8)之间上升，高于和超过堰板(8)的顶部，进入分离器出水室(12)。分离器出水室(12)中的FOG/水混合物的液位沿垂直壁(9)上升，直到FOG/水混合物能够流出分离器出水室(12)，通过流动通道(6)流入过滤室(42)。

过滤器(44)位于过滤室(42)内流动通道(6)的下方，这意味着过滤器(44)因此位于过滤室(42)的底部。这意味着，一旦进入过滤室(42)，FOG/水混合物可以经过两条可能的路径通过过滤室(42)，如图8中实线箭头(标记为路线“a”)和虚线箭头(标记为路线“b”)所示。

由于过滤器(44)相对于流动通道(6)的位置，在FOG/水混合物连续流入装置时，没有被FOG污染的水或被浓度可忽略不计的FOG污染的水能够从流动通道(6)流入过滤室(42)，并流出出水口(46)，而不流经过滤器(44)。这是图8中实线箭头所示的路线(路线“a”)。

同时，“下沉”的高密度FOG和高密度FOG周围的任何水将从流动通道(6)流出，向下沉，然后通过过滤器保持器(48)的孔与过滤器保持器(48)内的过滤器(44)接触。然后水将流过过滤器(44)的孔，并且过滤器(44)将通过将FOG吸附到过滤器(44)的表面上而从水中去除剩余的FOG。去除FOG之后，任何洁净水将从过滤器(44)，流出过滤器保持器(48)，并通过出水口(46)流出过滤室(42)。这是图8中虚线箭头所示的路线(路线“b”)。

过滤器(44)延伸穿过过滤室(42)的长度(L2)，但不与垂直壁(9)或水箱(1)的第二侧面(43b)接触。这为水进入和离开过滤器(44)提供了空间。

进水口(4)、堰板(8)的顶部、水平出口管(24)、流动通道(6)、过滤器(44)和出水口(46)的位置均根据FOG和水的平均比重确定。这些特征的相对位置意味着FOG/水混合物在分离器进水室(10)、分离器出水室(12)和过滤室(42)中停留足够长的时间，以允许低密度FOG上升到水面上，高密度FOG下沉到水下。

选择FOG/水混合物进入分离器进水室(10)的流速，也要考虑到这一点。

因此，借助于通过该装置的FOG/水混合物的恒定流量，分离的低密度FOG从低密度FOG出口(27)连续排出，“洁净”水从出水口(46)连续排出，过滤器(44)不断地从FOG/水混合物中去除剩余的FOG。

如果装置中FOG/水混合物供应激增，则低密度FOG/水界面(26)将上升，水可能会进入立管(22)。为此，低密度FOG出口(27)包括控制阀(28)。

在正常情况下，控制阀(28)的浮球(32)将位于网片(24)上，并且允许低密度FOG流入立管(22)。

但是，如果FOG/水混合物供应激增，水将进入控制阀(28)的外壳(30)，导致浮球(32)上升并密封密封圈(36)，防止流入到低密度FOG出口(27)的立管(22)内。从而防止水进入水平出口管(24)，并从低密度FOG出口(27)排出。

这种装置被设想用于商业或工业厨房或餐饮场所或家庭厨房。因此，该装置包含适用于将该装置连接到商业、工业或家庭厨房废水处理单元的接头。直径为1-2.5英寸的简单塑料废水管即足够。

图9A、B和C示出了根据本发明方面所述的过滤器(44)。图9A是过滤器(44)的正视图；图9B是过滤器(44)的侧视图；图9C是从与图9B相同的方向观察的过滤器(44)的横截面侧视图。

当用于如上所述根据本发明方面所述的装置(1)中时，过滤器(44)适于从污水中去除FOG。过滤器(44)也可以独立地包含在过滤室(42)中，并且配置为与分离装置的后端连接。独立过滤器(44)可在后面(retrospectively)与分离装置的后端连接。

如上所述，过滤器(44)配置为由过滤器保持器(48)保持在过滤室(42)中。

过滤器(44)包括围绕过滤器(44)外部的外壳(50)。外壳(50)具有多个孔(50a)，过滤室(42)中的水通过这些孔进入和离开过滤器(44)。外壳(50)可以在外壳(50)的每个表面上具有孔。或者，外壳(50)可以仅在其前后表面上具有孔，其中外壳(50)的前表面是废水通过其进入过滤器(44)的表面，而外壳(50)的后表面是洁净水通过其流出过滤器(44)的表面。

外壳由不锈钢制造，从而防止生锈，并为过滤器(44)提供保护层。

外壳(50)围绕或包围构成过滤器(44)的数层材料。外壳在与过滤室(42)的高度方向对应的水箱(1)的高度方向(H)上的高度(FH)为190mm。外壳在与过滤室(42)的高度方向对应的水箱(1)的宽度方向(W)上的宽度(FW)为350mm。外壳在与水箱(1)的长度方向(L)对应的过滤室(42)的长度方向(L2)上的长度(FL)是30mm。

根据用户的需要，可以随时确定准确的过滤器尺寸。

过滤器(44)由多个矩形过滤层组成，污水流过这些过滤层。这些层一起从污水中去除FOG，从而从过滤器(44)中排出洁净水。

过滤器(44)的每一层具有在外壳(50)的宽度(FW)和高度(FH)方向上延伸的表面积。

在这个实例中，过滤器(44)包括由立方体外壳(50)包围的五个矩形多孔层(51、52、53、54和55)。

如上所述，在操作中，流过装置的水沿从进水口(4)的方向通过流动通道(6)流向出水口(46)。这五层(51-55)在外壳(50)的长度(FL)方向上依次排列在外壳内，使得流过装置的水流过围绕过滤器的外壳(50)，然后按下述顺序依次通过过滤器的各层：第一层(51)、第二层(52)、第三层(53)、第四层(53)，然后是第五层(55)。通过第五层(55)之后，水从外壳(50)流出。

换句话说，从分离室(2)流出的水通过流动通道(6)进入过滤室(42)，最初与过滤器(44)的外壳(50)接触。通过过滤器(44)的外壳(50)之后，水与过滤器(44)的第一层(51)接触。通过第一层(51)之后，然后水与过滤器(44)的第二层(52)接触。通过第二层(52)之后，然后水与过滤器(44)的第三层(53)接触。通过第三层(53)之后，然后水与过滤器(44)的第四层(54)接触。通过过滤器(44)的第四层(54)之后，然后水与过滤器(44)的第五层(55)接触。当废水通过过滤器(44)的每一层(51-55)时，从水中去除逐渐减小的FOG分子和其他有机污染物。然后洁净水通过外壳(50)离开过滤器(44)，并通过出水口(46)离开过滤室(42)。

第一层(51)和第五层(55)为第二层、第三层和第四层(52、53、54)提供结构支撑。第一层(51)是多孔的，以允许污水流入第二层(52)，并从水中去除任何会堵塞后面各层的较大的污染物。第五层(55)是多孔的，以允许污水流出第四层(54)。

第二层(52)、第三层(53)和第四层(54)都包含多个孔。过滤器的第二层、第三层和第四层(52、53、54)配置为从污水中去除FOG和其它污染物。第四层(54)的孔的孔径小于第三层(53)的孔的孔径。同样，第三层(53)的孔的孔径小于第二层(52)的孔的孔径。因此，当污水流过第二层(52)，然后流过第三层(53)，然后流过第四层(54)时，每一层(52、53、54)从污水中去除渐次更小的FOG分子。在流过过滤器(44)的所有五层(51-55)之后，所有的FOG分子都被过滤层捕获并因此从受污染的水中去除，从而从出水口(46)排出洁净水。

第一层(51)是由多股预镀锌钢形成的多孔层，每股的直径为1.3mm。每股布置成在第一层(51)内提供多个孔。每个孔在外壳宽度方向(FW)上的宽度为5mm，在外壳高度方向(FH)上的高度为3.5mm。

第一层(51)的预镀锌钢优选涂布有DX53D+Z140层，提供腐蚀保护。DX53D是非时效钢。Z140是锌基涂层，含有>99％的锌。Z140涂层应用于第一层(51)，锌的最小浓度为140g/m²。DX53D+Z140涂层在长度方向(FL)的平均厚度为10μm，可通过热浸镀锌工艺应用于预镀锌钢。

第一层在长度方向(FL)上的总厚度为0.7mm。

第一层(51)为其它过滤层(52-55)提供结构支撑。

第二层(52)与第一层(51)相邻并接触。第二层由非织造热粘合聚酯形成。第二层是分层结构，由多层热粘合的双组分纤维形成。第二层(52)也称为合成介质垫。第二层在长度方向(FL)上的总厚度为5mm。

在使用中，废水通过第二层(52)，一部分FOG被第二层(52)从污水中去除。第二层(52)能够去除直径大于或等于1μm且小于或等于50μm的FOG和有机污染物。第二层的颗粒去除效率以大约0.3μm至10μm范围内的颗粒尺寸的函数衡量。本发明人已经发现，第二层能够去除至多50％-75％的直径小于或等于10μm的颗粒。

第三层(53)与第二层(52)相邻并接触。第三层(53)由碳浸渍聚酯层形成。第三层(53)由每平方米第三层(53)表面积至少100g聚酯和每平方米第三层(53)表面积至少68g碳形成。

第三层(53)在长度方向(FL)上的厚度为6mm。

在使用中，废水通过第三层(53)的孔，一部分FOG被第三层(53)从污水中去除。该层(53)能够去除直径大于或等于1μm且小于或等于20μm的小FOG分子。

第四层(54)与第三层(53)相邻并接触。第四层(54)由活性炭过滤器形成，该活性炭过滤器包括粘合在一起并包裹在聚酯中的颗粒活性炭(GAC)。

GAC包括多个炭粒，这些炭粒经过活化工艺形成在第四层(54)内随机分布的大量孔隙。炭粒的直径范围是3.35μm至1.70mm。

GAC通过粘合剂粘合在一起。然后，整个粘合的GAC结构被聚酯保护层包围。

GAC包含多个孔，废水通过这些孔。GAC的孔的直径小于或等于100μm，但大于或等于2μm。然而，可以根据需要从污水中去除的FOG分子的大小调整孔的直径。

在使用中，废水通过第四层(54)内GAC的孔，FOG被吸附到GAC的表面上。因此，该层(54)去除大部分通过前面几层(51、52、53)之后残留在水中的FOG分子。该层(54)能够去除液滴直径大于0μm且小于或等于20μm的极小的FOG分子。

通过第四层(54)之后，水与过滤器(44)的第五层(55)接触。第五层(55)由与上述第一层(51)相同的材料制造，因此具有与上述第一层(51)非常相似的特性，并为过滤器的其余层(51、52、53、54)提供结构稳定性(44)。第五层(55)也涂布有保护性DX53D+Z140层。通过过滤器剩余层的水然后通过第五层(55)的孔，并通过外壳(50)的孔(50a)离开过滤器(44)。

在通过过滤器(44)所有五层(51、52、53、54、55)之后，从过滤器(44)的外壳(50)排放的水的FOG浓度接近零或可忽略不计，因此这种水被归为“洁净水”。这种洁净水从过滤器(44)的外壳(50)排出，通过过滤器保持器(48)，并通过出水口(46)离开过滤室(42)。然后由出水口(46)排放的水足够干净，可以通过标准排水系统排出房屋。

在上述描述中，或在以下权利要求中，或在附图中公开的特征，以它们的具体形式或根据用于执行所公开功能的手段、或用于获得所公开结果的方法或工艺来表达，合适的话，可以单独地或以这些特征的任何组合用于以各种形式实现本发明。

尽管已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，当考虑本发明时，许多等效的修改和变化将是显而易见的。因此，以上阐述的本发明的示例性实施例被认为是说明性的而不是限制性的。在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。

为避免任何疑问，本文提供的任何理论解释都是为了提高读者的理解。本发明人并不希望受任何这些理论解释的限制。

本文使用的任何章节标题仅用于组织目的，不应被解释为限制所描述的主题。

除非上下文另外要求，在整个说明书中，包括以下权利要求中，词语“包含(comprise)”和“包括(include)”，或其变化形式如“包含(comprises)”、“包含(comprising)”和“包括(including)”，理解为指的是包含指定的整数或步骤或整数组或步骤组，但不排除任何其他整数或步骤或整数组或步骤组。

必须指出的是，除非上下文明确指明，否则，正如本专利说明书和权利要求书中所使用的那样，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数意义。范围在本文可表示为从“大约”一个特定数值，与/或至“大约”另一个特定数值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定数值和/或到另一个特定数值。同样，当数值通过在前面使用“大约”而表示为近似值时，应该理解的是，具体数值形成另一个实施例。与数值有关的术语“大约”是任选的，例如表示+/-10％。

参考文献

上面引用了许多出版物以便更全面地描述和公开本发明以及本发明所属的现有技术。下面提供了这些参考文献的完整引用。这些参考文献中每一篇文献的全部内容都并入本文中。

[1]American Petroleum Institute(1990),“Management of WaterDischarges:Design and Operation of Oil-Water Separators”,421..

[2]Bande et al.(2008),“Oil field effluent water treatment for safedisposal byelectro-flotation”,Chemical Engineering Journal,pages 503-509,137(3).

Claims (25)

1.一种用于从水中去除脂肪、油和/或油脂(“FOG”)的过滤器，所述过滤器包括：

第一多孔层；

与所述第一多孔层相邻的第二多孔层，所述第二多孔层包含聚酯；

与所述第二多孔层相邻的第三多孔层，所述第三多孔层包含碳浸渍的聚酯；

与所述第三多孔层相邻的第四多孔层，所述第四多孔层包含粘合在一起并包裹在聚酯中的颗粒活性炭；和

与所述第四多孔层相邻的第五多孔层；

其中所有层都被多孔外壳包封，从而在使用中，水流过所述外壳和所述过滤器的所有层，从水中去除FOG。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述层是有序的，从而水依次流过所述第一层、所述第二层、所述第三层、所述第四层，然后是所述第五层。

3.根据权利要求2所述的过滤器，其中所述第四层的孔的平均孔径小于所述第三层的孔的平均孔径，所述第三层的孔的平均孔径小于所述第二层的孔的平均孔径。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述颗粒活性炭由通过粘合剂粘合在一起的炭粒形成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述颗粒活性炭的孔的直径小于或等于100μm，但大于或等于2μm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述第二层由多层非织造热粘合聚酯形成的层形成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述第三层由每平方米第三层表面积至少100g聚酯形成，并且每平方米第三层表面积采用至少68g碳浸渍。

8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述第一层和所述第五层中的每一层由布置成形成多个孔的多股预镀锌钢形成，其中每股的直径为1.3mm，每个孔的长度为5mm，高度为3.5mm。

9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述第一层和所述第五层中的每一层涂布有DX53D+Z140层。

10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中：

所述第一层的总厚度为0.7mm；

所述第五层的总厚度为0.7mm；

所述第二层的总厚度为5mm，和/或

所述第三层的总厚度为6mm。

11.一种用于从水中去除脂肪、油和/或油脂(“FOG”)的装置，所述装置包括：

用于接收被FOG污染的水进入装置的进水口；

用于从水中去除FOG的分离器，其中所述分离器在重力作用下去除与水分离的FOG；

根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中所述过滤器去除水通过分离器之后残留在水中的FOG；

用于将所述分离器与所述过滤器流体连接的流动通道；和

用于在大部分FOG去除后排放水的出水口。

12.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述过滤器被过滤室包围，所述过滤室具有第一侧壁及与所述第一侧壁相对的第二侧壁；

所述流动通道位于所述过滤室的第一侧壁中，并位于所述过滤器的顶部上方；

所述出水口位于所述过滤室的第二侧壁中，并与所述过滤器的中间部分相对。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述过滤室的第一侧壁和第二侧壁彼此相对，且所述过滤器不与所述过滤室的第一侧壁或第二侧壁接触。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其中所述过滤器与所述过滤室的底部接触。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其中所述过滤室包括第三侧壁和与所述第三侧壁相对的第四侧壁，其中所述第三侧壁和所述第四侧壁与所述第一侧壁和所述第二侧壁垂直，所述过滤器与所述过滤室的第三侧壁和第四侧壁接触。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其中所述过滤器通过多孔过滤器保持器保持在所述过滤室中。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的装置，其中所述分离器包括分离室，所述分离室包括：

直立堰板，其位于分离室中，并且从所述分离室的底部延伸分离室的宽度至分离室顶部下方位置结束，其中所述直立堰板将分离室分隔成分离器进水室和分离器出水室；

直立控制板，其位于进水室中并延伸分离室的宽度，直立控制板的底部位于分离室底部上方以限定控制板和分离室底部之间的槽，直立控制板的顶部位于或高于直立堰板顶部位置；和

顶板，其将进水室远离直立堰板的直立控制板一侧的一部分盖住，所述顶板在分离器进水室内具有位于直立堰板顶部之下的顶点，所述顶点具有用于FOG的孔；

其中，所述装置的进水口位于所述分离器的顶板下方；

流动通道位于堰板顶部下方；和

立管从顶板上的孔向上延伸到直立堰板顶部上方。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述立管包括位于立管中的单向阀，防止水流过立管。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述单向阀是包含浮子的球阀，在立管中含有FOG时，浮子保持立管打开，在立管中含有水时，浮子关闭立管。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的装置，其中所述顶板与控制板是一体的或固定到控制板，并且横截面通常为倒V形，横截面的顶点从邻近进水口的区域从分离室向上向内延伸到顶板与直立控制板的结合区域。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述顶板中的孔与顶板和直立控制板的结合区域相邻。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的装置，其中所述出水管在直立堰板顶部上方处由立管基本上水平地供给。

23.使用根据权利要求17至22中任一项所述的装置的方法，其中被FOG污染的水以每秒1.5升的流速由进水口接收。

24.使用根据权利要求17至23中任一项所述装置的方法，其中定期更换所述过滤器。

25.根据前述权利要求中任一项所述的从水中去除FOG的方法，其中所述FOG从动物和/或植物产品中释放出来。

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