CN1555448A - 双重作用去污系统 - Google Patents

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Abstract

将疏水性聚合物颗粒SBS(410)和EPDM(420)混合(440)并用抗微生物化合物(430)冲洗(450)。干燥(460)后，产生的混合物挤压形成片段(470)。通过这种或者其他的合适方法将抗微生物的化合物施加到外表面，处理的片段可以减少微生物的增殖以及从水中吸附化学污染物。通过利用这种双重去污作用，采用这种颗粒的过滤系统可以提高径流水(或者其他污水流)的质量并且降低由可能有害的生物引起的危险性。

Description

双重作用去污系统
发明背景
典型的水径流含有令人惊奇的大量的油和其它的污染物。自然接受水引起的污染每年导致财政和环境上的大量损失。例如，在一篇已发表的文章中，政府的研究显示从街道取得的暴雨雨水的样品中含有的“事件平均浓度”为每升径流水2.2mg的油。Shepp，“从分散的城市汽车密集用地的径流中观察到的石油烃的浓度(PetroleumHydrocarbon Concentrations Observed in Runoff from Discrete，UrbanizedAutomotive-Intensive Land Uses)”Watershed′96。如果在10米宽的街道上每年降1米的雨水，则以观察的平均速率计，每公里街道每年的径流将含有大约275升的碳氢化合物。
已经开发了多种系统以从径流水中去除碳氢化合物和其它的化学污染物。例如，与本申请共同拥有的美国专利6,080,307公开了一个系统用于从流入下水道等的水中回收废物和油。
不幸的是，国家资源保护委员会的报告(“2001年水的测验”，获自www.nrdc.org)清楚地表明这种用于化学去污和残渣去除的传统系统不足以有效的纯化径流水。根据所述报告，在2000年发生的海滩关闭和卫生警告有85％都是由于高水平细菌引起的，并且“污染的径流和暴雨水引起或者促使多于4,102次的关闭或者警告。”很明显，仍然需要进一步改善径流水的纯化以减轻对于公共卫生的持续性关注。
发明概述
根据包括多种有益方法的本发明的各个方面，例如，用于过滤径流水，作为过滤介质的疏水聚合物颗粒或者片段在其表面上含有抗微生物化合物。优选的，这种聚合物颗粒或者片段除了从水中吸附化学污染物外能够减少微生物在水中的增殖。(此处的“减少增殖”包括减少有生命的或者其它形式的活性微生物的数目或者浓度，阻止微生物的再生或者其它的增殖，或者阻止这两种情况)。通过使用这种双重去污作用，使用这种颗粒的过滤系统可以进一步提高径流水(或者其它的水流)的质量并且降低由水中可能有害的微生物带来的危险性。
在本发明制备过滤和去污介质的尤其优选的方法中，对一种或者多种预定的污染液体，诸如油或者其它的碳氢化合物具有高吸附性的聚合物颗粒用一种含有活性抗微生物化合物的溶液进行冲洗。(这里的术语“冲洗”是指通过任何合适的技术：包括喷射，静电浸渍，离心充水(innundation)或者连接的颗粒和溶液的流体流，将溶液施加给聚合物材料)。聚合物颗粒是憎水(即，疏水)和憎溶液流体(本身可能就是水)的，并且因此即使在冲洗的过程中也不吸附任何大量的溶液。因为溶液中的抗微生物化合物是反应活性的，因此抗微生物化合物被结合到颗粒的聚合物表面，而溶液基本上没有被颗粒吸收(即，吸收或者吸附)。在浸入污染的水后，产生的聚合物颗粒既能够吸附污染的液体又能够降低水中的生物污染物，这是一种明显有益的特性。
所述方法还可以包括干燥(至少基本上干燥)溶液冲洗的聚合物颗粒并且而后将聚合物颗粒挤压形成过滤介质的片段。或者，所述方法可以包括将未冲洗的颗粒形成过滤介质的片段，诸如利用挤压方法，然后冲洗形成的片段。虽然，这里公开的很多实施方案参考后来形成片段的冲洗的颗粒进行描述，但是本发明者也考虑利用形成片段并冲洗的颗粒的替代方法。所述方法可以进一步包括在过滤模件内的开口凹槽周围支持片段。当污染物液体包括碳氢化合物时，这种过滤模件既能从进入开口凹槽的水中去除油又能减少水中微生物的增殖。  因此，所述方法比常规方法可得到的一个有益结果就是进一步改善了径流水的纯化。
根据本发明的一个方面，过滤介质的片段含有以下成分：一种适应的疏水烯属聚合物的基体；在基体中的油-吸附疏水共聚物；和一种抗微生物化合物。在一个有用的实施方案中，抗微生物的化合物可例如通过上述优选的方法接合到基体聚合物的一部分和基体中油-吸附疏水共聚物的一部分上。或者，抗微生物的化合物可只结合到共聚物上(或者，虽然较不优选，只结合到基体的颗粒上)。因此，片段优选能够既吸收来自周围水的油又能减少水中微生物的增殖。(这里所用的术语“粒子”是指颗粒或者片段，包括疏松形式的颗粒以及形成片段的颗粒，并且只包括片段或者与邻近的片段相连形成肉眼可见尺寸的粘附聚合物。)
根据本发明的另一个方面，过滤系统包括上述大量的不规则的肉眼可见的片段类型以及在开口凹槽周围支持片段的过滤模件。这样的过滤系统是非常合乎需要的，因为它可进行双重作用的去污：既从进入开口凹槽的水中吸附油，油脂等等，又降低水中或者遗留在过滤片段或者过滤模件中(或者在两者之间)的残余物中微生物的增殖。
同样非常需要的是本发明用于改善进入雨水沟的水的化学和生物学纯度的方法。所述方法包括通过指导水流过多个不规则的肉眼可见的片段空隙从水中吸附一种或者多种靶污染物，所述不规则的肉眼可见的片段是污染物的吸附剂，例如，上述的片段类型。在该方法中，所述片段包括在其表面上的抗微生物化合物，例如，结合到聚合物片段表面的活性化合物。即使当化学污染物从水中被吸附后，微生物在通过那些表面的水中的增殖有利地得以降低。
根据本发明的多个方面，为了特别有利的结果，本发明的这些及其他组成，系统和方法可以使用特别的材料。首先，抗微生物的化合物可以是对水中的自缩合作用不敏感的有机硅烷化合物，这避免使用更危险的溶液。第二，污染物吸附的疏水共聚物可以是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)或者氢化的苯乙烯类嵌段共聚物(“SEBS”)，两者在油饱和后都是高度油吸附性的，无毒的并且保持粘附性。适应的疏水聚合物可以是乙烯丙烯二烯单体(EPDM)或者乙烯丙烯单体(EPM)，两者都能够形成聚合物基体，所述聚合物基体支持油吸附的疏水共聚物，同时也吸收一定量的油。
上述概述没有穷尽列举本发明的所有方面。实际上，本发明者设想本发明包括所有的系统和方法，只要这些系统和方法根据上述概括的多方面的所有合适的组合，以及在下列详细描述中公开的和尤其是在随申请提交的权利要求书中指出的那些组合可以进行实施即可。这样的组合具有在上述概述中未具体叙述的特别优点。
附图说明
本发明的多个实施方案参考附图描述如下，其中同样的标号表示同样的元件。
图1是一种共聚物片段的一个剖面的详图，根据本发明的多个方面，所述片段在其表面上包括抗微生物的化合物。
图2是图1的共聚物片段的轮廓图。
图3是使用包括图1所示共聚物片段类型的过滤介质的过滤系统的剖面透视图。
图4是制造图1的共聚物片段的方法流程图。
图5是过滤筒的剖面透视图，根据本发明的多个方面，在颗粒聚结成过滤介质团后，所述过滤筒使用已经用抗微生物的溶液冲洗后的过滤颗粒。
优选示范性实施方案的描述
在本发明各个方面的多种方法和系统中，用于过滤介质的多种疏水聚合物颗粒或片段包括(或者被制成包括)在其表面上的抗微生物化合物。这样的一个结构提供了显著的好处：允许聚合物材料减少水中或者材料上微生物的增殖同时保持从水中吸附化学污染物的能力。  通过使用这种二重去污作用，使用这种颗粒或者片段的过滤系统可以进一步改善径流水(或者其它水流)的质量以及降低水中或者过滤器中可能有害的生物带来的危险性。
在参考图3后可被更透彻理解的示范性方法中，例如，径流水(未显示)进入雨水沟的控制-入口306并且通过示范性的过滤系统300，所述过滤系统300包括一个贮水槽310。进入贮水槽310后，水通过网篮320的筛子，所述网篮的筛子收集垃圾物，然后水进入包括聚合物片段130的大量的过滤介质中。当水通过片段的空隙后，片段130进行了吸附水中污染物和降低水中微生物增殖的双重作用。因此，流出贮水槽310(通过穿孔的钢制的或者塑料的底部340)的水的总体纯度在化学上和生物学上都得到提高。
系统300的其它公开通常可以在授权给Morris和Stelpstra的美国专利6,106,707，题目为“过滤垃圾和碳氢化合物的控制入口的暴雨排水系统(Curb-Inlet Storm Drain Sstems for Filtering Trash andHydrocarbon)”中找到，这里表示为‘707专利。如同这里参考的所有专利一样，′707专利与其中引作参考的任何文件一起在这里引入作为参考。
图1和2图解了合适的共聚物片段130的一个实施例，用于系统300的内分隔310。片段130包括一个EPDM或者EPM基体390，其对SBS颗粒380形成耐用而且透水的构造，并且提供给片段130以机械完整性。SBS颗粒的表面(例如，在间隙370中的表面110或者多个表面上)并且优选的EPDM或者EPM基体也包括用于双重作用去污的抗微生物化合物。
′707专利公开了一种根据本发明的多个方面对颗粒和片段优选的聚合物类型。当油-水径流接触到片段时，共聚物材料将吸收和收集油。因为共聚物材料是疏水的，所以共聚物材料不会浸透水，并且水将通过过滤模件。共聚物材料吸收油后，随后通过所述材料的径流不会冲走油。实际上，人们已经发现在这里描述的材料可以和水连续保持接触至少几个月，并且也许无限地保持接触，同时不释放油或者使其乳化。
片段130的主要成分是已知吸附油而不是水的共聚物材料。当油进入片段130时，片段就会稍微扩展一些。因此，当片段随着油吸收扩展时，优选避免了片段130完全充满间隔310(图3)，以阻止将片段130向上推入网篮320。
尤其合适的共聚物类型属于热塑性弹性体，诸如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(“SBS”)，以及氢化的苯乙烯类嵌段共聚物(“SEBS”)，两者都是苯乙烯类嵌段共聚物。苯乙烯类嵌段共聚物的开发是为了需要抗冲击力的应用，而且所述应用仍然是它们的主要用途。SBS以及SEBS是高效的吸附剂，无毒，而且在油饱和后还保持其粘附性。如果不需要SBS和SEBS的优点，根据本发明的多个方面可能用于颗粒和片段替代的苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(“SIS”)。
在参考图4下述的一种优选的过滤介质制造方法400中，形成颗粒的SBS材料与粒化的粘合材料混合。在这个实施方案中，当筛分以保持碎片在4和24筛目之间的尺寸范围时，已经发现具有大约30％苯乙烯的粒状多孔的SBS是合适的。优选的，与标准制造过程相反，SBS产物的制造不用滑石来增强形成的物体中颗粒之间的连接或者结合。
粘合材料是颗粒形式的一种适应的，或者灵活的，疏水的烯属聚合物材料并且优选具有比油-吸收剂共聚物低的熔点。人们已经发现，聚烯烃类的弹性体，诸如乙烯丙烯单体(“EPM”)或者乙烯丙烯二烯单体(“EPDM”)是合适的。以干燥的形式操作，粘合剂大大阻止了片段130的破碎，也吸收一定量的油。在一个优选的实施方案中，发现筛选保持碎片在12和24筛目之间的EPDM颗粒是合适的。在6-24筛目范围的碎片也可以合适地使用。
在一个优选的实施方案中，大约70-90％重量的片段130的材料由SBS组成，并且其余的由EPDM粘合剂组成。如下所示，SBS和EPDM颗粒以在EPDM基体中产生SBS颗粒的方式连接并形式片段130。
根据本发明的多个方面，除在其表面具有抗微生物化合物之外，本发明的多个方面的聚合物片段优选地进行制造，具有留意的两个主要的设计目标。首先，希望的液体的流动(例如，将被去污的水)不应该被过度地限制。限制的液体流限制了速率，在这个速率液体可被纯化并去污。第二，在应用的程度上，应该阻止液体收集到沟槽中。当液体内收集到沟槽中的一团过滤介质内时，液体往往仅接触限制量的围绕沟槽的处理过的过滤介质。片段130是不规则形状的而且不是粉末的形式，通过阻止片段130过于紧密地装填到图3的间隔310内，提出了第一个关注的问题，因为过于紧密地装填到间隔中可能限制水的流动。片段130的随机形状提出了第二个关注的问题：通过在间隔310中横向地移动液体，从而进一步降低液体收集进入水槽的趋势。
为了不用提高从表面到中心的间隔就可更快的吸收油和较少的凝胶阻塞(一种现象：其中在外部吸收的油层阻止进入片段130的内部)，需要避开片段130外表面光滑的外“壳”。下述优选的形成过程促进了这个目标的实现。
同样为了减少凝胶阻塞，片段130优选的具有众多个裂隙370，所述裂隙370从外表面扩展到片段130并通过SBS的颗粒之间，如图1所示。这种裂隙提高了片段130的有效表面积同时仍然保持每个片段都作为一个粘附的整体，可进行容易的操作。下述优选的形成过程促进了这个目标的实现。
在一个实施例中，片段130基本上由不规则形状的物体组成，具有大约宽一厘米或者两厘米的多种尺寸。那些示范性片段130由78％的SBS和22％的EPDM形成并具有大约0.4-0.6g/立方厘米的容积密度和大多每个重量大约2到3克。一些片段已经破碎形成较小的碎片，其中有一些重量低至0.3-1克。少部分片段由正常大小的片段对组成，其彼此连接形成每个大约5到6克的较大片段。
片段130具有控制的容积密度，也为了减少凝胶阻塞。上述的优选材料，当干燥或者吸收油后，大于0.75g/cc的容积密度倾向于阻止油进入片段，而小于0.3-0.35g/cc的容积密度使得从多个片段形成单个片段更容易。例如，具有优选范围的容积密度的共聚物片段130具有足够的颗粒间体积从而使油基本上穿透较大片段130的厚度，由此避免凝胶阻塞，而使片段130大部分是完整的。这种材料的片段可吸收高达五倍片段重量的油。
在方法400的变体中，SEBS用SBS代替，EPM用EPDM代替，或者两者都进行替换。在另一个变体方法中，片段聚集在容器或者片段聚结成粘附的块状过滤介质后，片段130用含有抗微生物化合物的溶液进行冲洗。然而在另一个变体方法中，SBS颗粒410用含有与EPDM颗粒分离的抗微生物化合物进行冲洗，所述EPDM颗粒是冲洗的或者未冲洗的。
示范性过滤系统300的片段130在其表面上可具有通过任何适用技术施加的任何合适类型的抗微生物的化合物。本发明用于制造具有污染物吸附和抗微生物特性的介质的一个尤其有益的方法包括用含有一种抗微生物化合物的溶液冲洗大量的污染物-吸附聚合物颗粒，继之以挤压颗粒成为片段。在所述方法中，抗微生物的化合物和颗粒的聚合物一起是反应性的，并且聚合物基本上是疏水和疏溶液的。只要在溶液中的化合物可以预料被接合到聚合物，抗微生物的化合物和聚合物彼此是可反应的。只要与它形成共价键，化合物就结合到聚合物上。
疏水而且疏溶液(本身可能是水)的聚合物的应用是尤其有益的，因为这种聚合物的颗粒和片段不会吸附显著量的水(在过滤)期间或者溶液(在从溶液结合抗微生物化合物期间)。
图4的方法400以起始材料SBS颗粒410，EPDM颗粒420，和一种抗微生物溶液430为起点。由于包括溶液可以是水或者包括水的事实的很多原因，对水中自缩合作用不敏感的有机硅烷抗微生物化合物尤其合乎用于溶液430中。
一个合适的化合物是描述于授权给Elfersy等的美国专利5,954,869中的类型，(在这里表示为“‘869专利”)，此处引入作为参考，尤其是从第5栏第20行到第22栏第8行的部分。在′869专利中使用的术语仅仅用于描述特殊实施方案的目的。因此，在′869专利或者其文件历史记录中示范性抗微生物剂的描述没有任何限制性的目的。此处所用的和在′869专利中所用的，单数的形式“一个”“一种”和“所述”包括复数的涉及对象，除非上下文清楚地另有规定。这个类型的合适的商品被确定为AM500并由Norcross，Georgia的BioshieldTechnologies，Inc销售。
术语：一个化合物，产物或者成分的“有效量”是指足够提供希望的结果的量。如在′869专利中指出的，确切的需要量根据使用的具体的化合物，产品或者成分，施用方式等等，随着底物的不同而不同。因此，并不总可能指定准确的“有效量”。然而，由本领域一个普通的技术人员通过本公开内容仅仅利用常规的试验就可能确定适当的有效量。
这里使用的和在参考的′869专利中使用的术语“抗微生物的”具有通常的意思，是指所述的化合物，产物，成分的特性，或者减少微生物的增殖的特征，即阻止或者降低生物的生长，蔓延，形成或者其它的生活。微生物包括可能引起腐败或者感染的细菌性病原体，病毒，原生动物，霉菌，或者其它生物，而且当然还可以包括其增殖不一定引起一个问题的生物，例如，“友善的”细菌。
方法400以行为440为起点，代表SBS和EPDM颗粒在颗粒水平彼此混合。混合不必完全地彻底的有效。混合可以仅仅包含倾倒颗粒410和420到一个普通量的溶液中，而在这样情况下方法400的下一个行为450连同混合行为440一起进行。
行为450代表在溶液430中冲洗混合物以将抗微生物化合物结合到颗粒410和420的聚合物上。如上所述，用溶液冲洗颗粒可以多种不同的方式进行。因此，过程450具有许多可能的变化，包括将颗粒410和420浸入溶液430中，使溶液430喷雾到颗粒410和420上，把溶液430流施加到在操作离心机内部等的颗粒410和420上。持续冲洗直到合乎独特的实施过程需要的结合量出现。在行为450的一个实施方案中，颗粒被浸入“AM-500”的抗微生物的溶液中(2％-10％浓度的抗微生物剂，按质量计)在室温持续五分钟。优选的，生成的抗微生物-结合的颗粒含有至少大约0.5％质量的抗微生物剂。
方法400的许多变化可被合适地使用。在一个变化中，例如，同时进行行为440和450，例如，通过将每种类型的颗粒倾倒到静态的或者搅拌的大量溶液中，在其中进行混合和冲洗。在另一个变化中，过程440和450以与图4所述相反的顺序进行。在这种变化中，在彼此混合之前在分开的子过程中进行颗粒的冲洗(并也可干燥)。在其中不需要SBS和EPDM冲洗的优点的其他变化中，仅仅一种类型的聚合物的颗粒进行冲洗。例如，如果最终的聚合物片段的EPDM基体不需要具有抗微生物的特性的优点，可以仅仅冲洗SBS。
行为450的产物是颗粒410和420与结合到颗粒聚合物上的抗微生物化合物的混合物以及与混合物中的一些残余溶液的混合物。行为460代表干燥混合物的液体。在方法400的实施例中，行为470代表通过加工过程470挤压干燥的颗粒成为片段。在不需要干燥行为460或者任何后续加工的益处的变化中，可以恰当的省略这些过程。在这些变化中，最终产品被认为是行为450的产物。
可以通过任何合适的技术进行干燥行为460，包括在周围温度下简单地将颗粒混合物暴露于静态的气团。更有效的干燥技术，诸如加压空气干燥或者加热干燥也可以被使用。干燥的程度取决于具体实施的需要。整夜的静态干燥是包括挤压颗粒形成片段的方法的一种合适选择，例如，通过行为470进行。优选的，利用在60℃热处理分析前后的重量比较，行为460干燥颗粒的混合物直到保持在混合物中的溶液量，以重量计小于0.3-0.5％。
行为470代表与源于行为440-460的结合有抗微生物化合物的混合的干燥颗粒挤压形成过滤介质的片段，诸如图1-3的片段130。在挤压的一个示范性实施过程470中，SBS和EPDM颗粒放置于本领域常规设计的挤压机的贮水槽中(例如，带有热水的外部圆筒热交换器的一种5.08厘米Bonnot实验室用挤压机，以40RPM进行操作)，在挤压过程的实施方案中贮水槽保持粒状材料的温度接近大约46-57℃，远远低于塑料制品正常的挤压温度。热交换器不会允许粒状材料的温度超过71°F。如下所述，形成过滤介质的一种尤其有益的方法允许SBS片段变得聚集同时仍然有足够的温度以形成分子键。
在挤压机的圆筒中，EPDM迅速地软化，作为源于螺杆的机械搅拌的剪切力引起的加热结果。为了保持颗粒材料的温度接近要求的温度，热交换器典型地作为冷却装置从所述材料进行散热。在该过程开始和任何其它的合适时间，热交换器可以给材料施加热以将其提高到要求的温度。
挤压机的螺杆搅拌软化的EPDM和SBS，形成围绕和结合到SBS颗粒的EPDM的基体。因为SBS不熔化，一些空气间隙(即，气泡)保持在混合物中。软化过程在挤压机中相当迅速地发生，只允许非常短的停留时间(诸如小于1分钟)，可以进行迅速的制造。
在一个利用特定大小的横截面的实施方案中，复合材料被迫以大约6g/秒的单位流量通过一个带有中央柱或者芯轴(未显示)的圆形冲模。如果静止在这个流速，材料将形成带有轴向孔的圆柱体。然而，在冲模末端的径向桥臂或者刚好在喷口外部的类似结构的切割机(未显示)，将圆柱体切成区段，或许是四个部分。自动的切刀(未显示)每两秒左右开一次，切割成所述部分的长度。
产生这种片段的另一个方式就是使用一个较小的冲模，带有一个宽大约一厘米的孔，以直接地产生片段而非通过从圆柱形径向切割产生。
在通过冲模时，已经被迫通过冲模稍微压缩的SBS颗粒，当慢慢地冷却时重新扩展，“弄松”挤压材料。保留在混合物中的空气进一步的促进扩展。挤压材料切割成合适的长度后，挤压机的外部慢慢地冷却，颗粒持续扩展一段时间引起另外的松散。
EPDM基体190(参见图1)对SBS颗粒形成了耐用而且通透的结构并且提供给产生的片段130以机械完整性。因此，尽管存在裂隙370，根据优选的方法形成的片段130可以抵抗缺乏极端弹性形变的断裂或者裂缝。同样，这种物体的片段不容易以薄片，破碎，或者灰尘的形式进行分离。
弄松作用(在挤压过程通常不希望的)事实上在本发明的过程中是有益的，因为在整个结构的EPDM基体中形成颗粒之间的裂隙370。然而，裂隙不至于大到引起结构完整性的丧失。正如上所述，裂隙优选促进油迅速通过进入片段130内并且减少凝胶阻塞的发生，允许持续的吸收。
流速，弄松作用以及切刀切割材料的方式中有轻微的不规则都可能引起不同大小的片段的形成。例如，当两个邻近的部分连接在一起时可能形成比正常片段大的片段。当一个部分分裂开时，如果由弄松所引起的裂隙正巧沿着裂缝带出现，那么可以形成比正常片段小的片段。产生的片段130在大小上相仿并且外表类似于爆米花。
发明的另一个有益的方法中，聚合物片段的颗粒状前体的冲洗由聚合物片段本身用含有抗微生物化合物的溶液冲洗而替代。在本发明的另一个有益的方法中，一团聚合物过滤介质(例如，含有聚集的或者松散连接的聚合物片段)用含有抗菌化合物的溶液合适地冲洗。例如，根据本发明的多个方面的过滤模件可以“过滤”这种溶液的再循环液流以充分的时间从而确保抗微生物的化合物显著地结合到所有聚合物的表面，所述聚合物表面可以期望在过滤模件实际利用期间，接触待纯化的液体。或者，这种过滤模件可以浸入大量静态的抗微生物溶液中以合适的结合时间。
如上所述，尤其有益的形成过滤介质的方法从介质的片段形成粘着的过滤介质块，所述介质的片段变成聚集的形式，同时具有足够的温度以形成片段之间的分子键。在该方法中，片段从热生成过程(例如，挤压)直接被投料到模型中。合适地充满模型从而在模型内形成粘着的介质块后将片段进行冷却。可以因此除去模型(例如，通过剪切)或者留在原地作为含有介质块的结构。在使用这种介质块的过滤系统300的一种变化中，例如，贮水槽310可以替换为介质块。在这种变化中，介质块可以自推进器架通过柔性支架结构以及一个托盘悬挂下来，所述托盘的尺寸能支持在其上的介质块。相关的公开发现在手册“用机载OARS进行超都市的过滤(ULTRA-URBAN filter with OARSOnboard)”中，当前在www.abtechindustries.com以及网页www.abtechindustries.com/Ultra-UrbanFilter.htm中获得，这两个文件在此处都引入参考。
根据本发明的多个方面的过滤模件的有益的变化，在过滤模件的筒内容纳着过滤介质。在操作期间，这种过滤模件导向水流通过所述筒并通过其中容纳的过滤介质。可参考图5更透彻地理解示范性过滤模件500，其包括带有小孔520和530的筒540，显示在这个实施方案中相反的末端。筒540充满了聚合物过滤介质510(或着含有大量的这种没有被装填的介质)，所述聚合物过滤介质510包括结合其上的抗微生物化合物。过滤介质510可以具有通过一种或者多种下列方式结合其上的抗微生物化合物：(1)用上述类型的抗微生物溶液冲洗聚合物颗粒并形成片段；(2)冲洗从聚合物颗粒(或者其它的聚合物前体结构)形成的聚合物片段；或者(3)冲洗由聚合物片段(或者其它的聚合物前体结构)形成的过滤介质，例如，通过使过滤模件500的结合片段(其微粒结构可能在聚集后丧失)通过小孔520和530进行抗微生物的溶液的再循环流。
在进一步的变化中，水(或者其它的将被去污的液体)流动定向进入具有抗微生物的化合物结合其上的聚合物颗粒的圆柱体聚集或者聚结的中心小孔中。水被强迫径向外流通过含有颗粒的过滤介质以通过过滤介质圆筒的多孔外壁流出过滤模件。圆筒的优选半径在大约10和13cm之间。
上述优选的示范性实施方案的详细说明陈述了特定的专利和公开可获得的文献的详细说明部分(包括美国专利6,106,707和5,954,869)，所有的都在此处引入作为参考。所有引入到这些列举的专利或者申请作为参考的材料的详细说明部分，包括美国专利5,411,585；5,064,613；5,145,592和4,390,712以及名称为“DC硅烷偶联剂的指南(A Guide toDC Silane Coupling Agent)”(Dow Corning，1990)的公开物也在此处引入作为参考。
关于本发明和权利要求书的范围的公告
本发明者认为在随申请提交的权利要求书中描述的各个方面和方法的多种因素是有益的，也许甚至对其发明的某些实施也是至关重要的。然而，发明者认为没有特殊的因素是“基本的”，除了在任何特定的权利要求书中专门阐述的以外。
虽然本发明已经根据优选的实施方案和通常的相关方法进行了描述，但是，发明者预料优选的实施方案和方法的改变和变更对本领域技术人员而言在阅读了本说明书和研究了附图后是显而易见的。例如，特殊变化可以使用除了对水中的自缩合作用不敏感的有机硅烷化合物以外的抗微生物化合物。在其它的变化中，根据本发明的多个方面的聚合物颗粒或者片段可以应用于管道，工业过滤系统，过滤筒，和任何其它类型的系统，其中需要通过这种颗粒和片段进行双重作用的去污。
因此，优选的示范性实施方案的上述描述和摘要两者都没有规定或者限制本发明。不过，发表的权利要求不同地定义了本发明。本发明的每个变化仅仅由它的相应的权利要求和其同等物中列举的限制进行限制，而不是通过在权利要求中不存在的其他术语进行限制。例如，没有叙述关于干燥和挤压的行为的方法权利要求在包括和排斥这种行为的方法上阅读。
此外，在利用术语的权利要求书中特别指出本发明的各个方面，所述术语本发明者认为具有最宽地合理的解释；35 U.S.C 112(6)更具体解释的目的仅仅在于在这些例子中，术语“方式”或者“步骤”被实际列举了。术语“含有”，“包括”和“具有”意指开放的术语，具有和在每个例子后附加的短语“至少”相同的意思。

Claims (20)

1.一种制造具有污染物吸附和抗微生物特性的介质的方法，所述方法包括：
(a)用含有抗微生物化合物的溶液冲洗大量的污染物吸附聚合物颗粒；
其中
(b)所述抗微生物化合物和颗粒的聚合物一起反应；和
(c)所述聚合物基本上是疏水和疏溶液的；
因此结合到聚合物颗粒上的抗微生物化合物与水接触后，聚合物颗粒从水中吸附污染物并且减少微生物的增殖。
2.权利要求1的方法，其中冲洗颗粒包括用溶液冲洗大量松散的颗粒或者片段，其中基本上每个单独颗粒的所有表面都暴露于溶液。
3.权利要求1的方法，其中冲洗颗粒包括冲洗大量的碳氢化合物-吸附的聚合物颗粒。
4.权利要求3的方法，进一步包括：
(a)基本上使来自粒状的聚合物颗粒的溶液干燥；和
(b)挤压聚合物颗粒形成过滤介质的片段。
5.权利要求4的方法，进一步包括在一个过滤模件内的开口凹槽周围支持片段，因此过滤模件既能够从流入开口凹槽的水中去除油又能够减少微生物的增殖。
6.权利要求1的方法，其中提供溶液包括提供溶于水的对水中的自缩合作用不敏感的大量有机硅烷化合物。
7.权利要求6的方法，进一步包括将有机硅烷化合物溶于水中制备溶液。
8.权利要求1的方法，其中用溶液冲洗聚合物颗粒包括将颗粒浸入大量静态的溶液中预定的时间。
9.权利要求1的方法，其中：
(a)冲洗聚合物颗粒包括冲洗大体上由下述混合物组成的颗粒：
(1)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或者氢化的苯乙烯类嵌段共聚物的颗粒；和
(2)乙烯丙烯单体或者乙烯丙烯二烯单体的颗粒；
(b)乙烯丙烯单体或者乙烯丙烯二烯单体的颗粒包括大约10-30％重量的混合物；和
(c)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或者氢化的苯乙烯类嵌段共聚物的颗粒含有大约25-45％的苯乙烯并且在大约4-20筛目的范围内。
10.一种过滤介质的片段，包括：
(a)在适应的疏水性烯属聚合物的基体中的一种油-吸附的疏水共聚物；和
(b)一种结合到共聚物和聚合物上的抗微生物化合物；
因此片段既能够从周围的水吸附油又能够减少微生物的增殖。
11.权利要求10的片段，其中：
(a)抗微生物化合物为对水中的自缩合作用不敏感的有机硅烷化合物；
(b)适应的疏水聚合物为乙烯丙烯单体或者乙烯丙烯二烯单体；和
(c)油-吸附的疏水共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或者氢化的苯乙烯类嵌段共聚物。
12.一种过滤系统，包括：
(a)大量不规则的肉眼可见的片段，其含有在适应的疏水聚合物的基体中的油-吸附的疏水共聚物；
(b)一种结合到片段上的抗微生物化合物；和
(c)一种支持邻近缝隙的片段的过滤模件；
因此过滤系统既能够从通过缝隙流入与片段接触的水吸附油又能够减少微生物的增殖。
13.权利要求12的过滤系统，其中抗微生物化合物为一种对水中的自缩合作用不敏感的有机硅烷化合物。
14.权利要求12的过滤系统，其中：
(a)适应的疏水聚合物为乙烯丙烯单体或者乙烯丙烯二烯单体；和
(b)油-吸附的疏水共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或者氢化的苯乙烯类嵌段共聚物。
15.一种改良含有污染物的水流的化学和生物学纯度的方法，所述方法包括引导水流流动通过大量不规则的肉眼可见片段的间隙，所述肉眼可见片段：
(a)是疏水的但吸附污染物；以及
(b)在其表面具有抗微生物化合物；
因此从水中吸附一种或者多种目标污染物而且微生物的增殖减少。
16.权利要求15的方法，其中在引导水流流动之前，水流含有碳氢化合物，并且其中的片段吸附碳氢化合物。
17.权利要求16的方法，其中引导水流包括引导水流通过片段，所述片段进一步包括：
(a)适应的疏水聚合物的基体；和
(b)在基体中油-吸附的疏水共聚物。
18.权利要求17的方法，其中引导水流包括引导水流通过片段，所述片段进一步包括结合到下述物质上的抗微生物化合物：
(a)基体的聚合物的一部分；和
(b)基体中油-吸附的疏水共聚物的一部分。
19.权利要求18的方法，其中引导水流包括引导水流通过片段，其中结合其上的抗微生物化合物包括一种对水中的自缩合作用不敏感的有机硅烷化合物。
20.权利要求18的方法，其中引导水流包括引导水流通过片段，其中：
(a)适应的疏水聚合物由乙烯丙烯单体或者乙烯丙烯二烯单体组成；和
(c)油-吸附的疏水共聚物由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或者氢化的苯乙烯类嵌段共聚物组成。
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