MXPA05010748A - Medio de filtro microporoso con caracteristica de seguridad intrinseca. - Google Patents

Abstract

La presente invencion esta dirigida a un medio de filtro microporos tratado con un agente que mejora de intercepcion microbiologica que comprende un quimico cationico que tiene una densidad de carga media a alta, y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbido en al menos una porcion de la estructura microporosa, y un metal activo biologicamente en proximidad directa al quimico cationico y tambien en al menos un porcion de la estructura microporosa, en donde el flujo del fluido a traves del medio de filtro disminuye en respuesta a una cantidad de acidos polianionicos presentes en una afluente. Tambien se mantiene la intercepcion microbiologica importante debido al tiempo de contacto extendido del lecho vacio como un resultado de la velocidad de flujo reducida.

Description

MEDIO DE FILTRO MICROPOROSO CON CARACTERÍSTICA DE SEGURIDAD INTRÍNSECA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención está dirigida a sistemas de filtración que tienen una característica de seguridad intrínseca que incluye un medio de filtro que proporciona un sello en presencia de materia orgánica natural de exceso tal como los ácidos polianionicos encontrados en fuentes de agua potable. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En un primer aspecto, la presente invención está dirigida a un medio de filtro que tiene una característica de seguridad intrínseca que comprende: una estructura microporosa que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras; y un agente que mejora la intercepción microbiológica que comprende un químico catiónico que tiene una densidad de carga media a alta y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbido en al menos una porción de la estructura microporosa, en donde el químico catiónico forma un derivado en la presencia de ácidos polianionicos de exceso en un afluente reduciendo así el flujo a través del medio de filtro para prevenir el paso de contaminantes microbiológicos . En otro aspecto, la presente invención está dirigida a un medio de filtro que tiene una característica de seguridad intrínseca que comprende: una estructura microporosa que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras; y un agente que mejora la intercepción microbiológica que comprende un químico catiónico que tiene una densidad de carga media a alta y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbidos al menos una porción de la estructura microporosa, y un metal activo biológicamente en proximidad directa al químico catiónico en donde el metal activo biológicamente se precipita con por lo menos una porción de un ion contrario asociado con el químico catiónico, y en donde el químico catiónico forma un derivado en la presencia de ácidos polianiónicos de exceso en un afluente reduciendo así el flujo a través del medio de filtro para prevenir el paso de contaminantes microbiologicos. En todavía otro aspecto, la presente invención está dirigida a un método para filtrar un fluido que contiene contaminantes microbiologicos y ácidos polianiónicos, comprendiendo los pasos de: proporcionar un medio de filtro que tiene una característica de seguridad intrínseca que comprende una estructura microporosa que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras, en donde la estructura microporosa se trata con un agente que mejora la intercepción microbiológica que comprende un químico catiónico que tiene una densidad de carga media a alta y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbido en al menos una porción de la estructura microporosa, y un metal activo biológicamente en proximidad directa al químico catiónico también en al menos una porción de la estructura microporosa; pasando los fluidos que contiene contaminantes microbiológicos y ácidos polianiónicos a través del medio de filtro; y obteniendo una reducción mayor de aproximadamente 4 log de contaminantes microbiológicos en un efluente, en donde un flujo de fluido a través del medio de filtro disminuye como resultado de la reacción de los ácidos polianiónicos con el químico catiónico, previniendo así el paso de contaminantes microbiológicos mientras que se mantiene la intercepción mejorada de los contaminantes microbiológicos. En todavía otro aspecto, la presente invención está dirigida a un sistema de filtración de flujo por gravedad para tratar, guardar, y distribuir fluidos comprendiendo: un primer depósito para mantener el fluido que se va a filtrar; un medio de filtro en comunicación fluida con el primer depósito, el medio de filtro comprende una estructura microporosa con un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 1 miera, el medio de filtro se trata para proporcionar una reducción de por lo menos aproximadamente 4 log de contaminantes microbiológicos menor que el tamaño de poro de flujo medio del medio de filtro, en donde el flujo de fluido a través del medio de filtro disminuye en respuesta a una cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el fluido; y un segundo depósito en comunicación fluida con el medio de filtro para colectar un fluido filtrado. En todavía otro aspecto, la presente invención está dirigida a un sistema de filtración presurizado para tratar, y distribuir fluidos comprendiendo: un depósito para colectar un fluido filtrado; y un medio de filtro en comunicación fluida con el . depósito, el medio de filtro comprende una estructura microporosa con un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras, el medio de filtro se trata para proporcionar una reducción de por lo menos aproximadamente 4 log de contaminantes microbiológicos menor que el tamaño de poro de flujo medio del medio de filtro, en donde el flujo de fluido a través del medio de filtro disminuye en respuesta a una cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el fluido. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características de la invención que se creen nuevas y los elementos característicos de la invención se fijan posteriormente con particularidad en las reivindicaciones añadidas. Las figuras sólo son para propósitos de ilustración y no están dibujados a escala. La propia invención, sin embargo, tanto la organización y el método de operación, puede entenderse mejor por la referencia a la descripción de la(s) modalidad (es ) preferida (s) , la cual sigue tomado junto con los dibujos que acompañan en la cual: La figura 1 es una gráfica que traza valores de reducción log de colifago S2 contra los porcentajes del índice de flujo inicial a través de un sistema de filtro de la presente invención . La figura 2 es una gráfica que traza los valores de reducción log de PRD-1 contra los porcentajes del índice de flujo inicial a través de un sistema de filtro de la presente invención. La figura 3 es una gráfica que traza valores de reducción log de Klebsiella terrigena contra los porcentajes del índice de flujo inicial a través de un sistema de filtro de la presente invención. La figura 4 es una gráfica que traza el tiempo de contacto del lecho vacío contra los valores de reducción log del bacteriófago MS2 de un medio de filtro de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA(S) MODALIDAD (ES) PREFERID (S) En la descripción de la modalidad preferida de la presente invención, se hará referencia aquí a las figuras 1 a 4 de los dibujos. Definiciones .

Como se utiliza aquí, "absorbente" significará cualquier material que es capaz de extraer una sustancia en su estructura interna. Como se utiliza aquí, "adsorbente" significará cualquier material que es capaz de extraer una sustancia a su superficie por medios físicos y sin alguna unión covalente. Como se utiliza aquí, "unión" significará un material que se utiliza principalmente para unir otros materiales. Como se utiliza aquí, "reducción de contaminantes" significará la atenuación de una impureza en un fluido que se intercepta, remueve, y/o deja inactiva, químicamente, mecánicamente o biológicamente, a fin de dar el fluido más seguro como, por ejemplo, para el uso humano, o más útil como en aplicaciones industriales. Como se utiliza aquí, "tiempo de contacto extendido del lecho vacío" significará una medición de cuanto contacto ocurre entre las partículas, tales como, por ejemplo, carbón activado, y un fluido como los flujos de fluidos a través del lecho de partículas. Como se utiliza aquí, "fibra" significará un sólido de que se caracteriza por una alta proporción de aspecto de longitud a diámetro, por ejemplo, varios centenares a uno. Cualquier discusión de fibras se juzgará rambién para incluir fibras d óxido metálico.

Como se utiliza aqui, "medio de filtro" significará un material que realiza la filtración fluida. Como se utiliza aqui, "fluido" significará un liquido, gas, o combinación de los mismos. Como se utiliza aqui, "interceptar" o "intercepción" son tomados para referirse a la injerencia con los contaminantes microbiológicos, o detener el paso de los contaminantes microbiológicos, para afectar, remover, volver inactivo o influenciar estos. Como se utiliza aqui, "valores de reducción log" significarán el logio del número de organismos en el afluente dividido por el número de organismos en el efluente después de atravesar un filtro. Como se utiliza aqui, "tamaño de poro de flujo medio" significará el tamaño del poro de un medio de filtro seco en donde la mitad del flujo a través del medio de filtro es a través de los poros que son más largos que el tamaño de poro de flujo medio y la mitad del flujo es a través de poros que son menores que el tamaño de poro de flujo medio en una presión dada cuando se determina utilizando un Porometro de Flujo Capilar Automatizado disponible en Porous Materials, Inc., Ithaca, New York.

Como se utiliza aquí, "metal" significará que incluye las sales, coloides, precipitados, base de metal, y todas las otras formas de un elemento metálico dado. Como se utiliza aqui, "medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica" significará un medio de filtro que tiene una estructura microporosa dónde al menos una porción de la estructura microporosa se trata con un agente que mejora la intercepción microbiológica. Como se utiliza aqui, "agente que mejora la intercepción microbiológica" significará un químico catiónico que tiene un ion contrario asociado con este, en combinación con un metal activo biológicamente. Como se utiliza aqui, "microorganismo" significará cualquier organismo viviente que puede suspenderse en un fluido, incluyendo pero no limitado a, bacterias, virus, hongos, protozoarios , y formas reproductivas de los mismos incluyendo quistes y esporas. Como se utiliza aqui, "estructura microporosa" significará una estructura que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2.0 mieras, y a menudo menos de aproximadamente 1.0 miera . Como se utiliza aqui, "materia orgánica natural" o "NOM" significará materia orgánica a menudo encontrada en el agua potable o no potable, una porción de la cual reduce o inhibe el potencial de flujo o el potencial zeta de un medio de filtro cargado positivamente. Los ejemplos de NOM son los ácidos polianiónicos tales como, pero no limitados a, ácido húmico y ácido fúlvico. Como se utiliza aqui, "no tejido" se refiere a una tela o tejido u otro medio que tiene una estructura de fibras individuales que están intercolocadas , pero no de una manera muy organizada como en una tela tejida o de punto. Las telas no tejidas generalmente pueden ser preparados por métodos que son bien conocido en el arte. Los ejemplos de tales procesos incluyen, pero no se limitan a, a manera de la ilustración únicamente, soplado por fusión, unido por hilado, cardado, y colocación con aire. Como se utiliza aquí, "partícula" significará un sólido que tiene un tamaño que está en el rango de coloidal a macroscópico, y sin limitación específica en la forma, pero generalmente de una longitud limitada a la proporción del ancho . Como se utiliza aquí, "prefiltro" generalmente significará un medio de filtro localizado corriente arriba de las otras capas de filtración, estructuras o dispositivos y capaz de reducir partículas contaminantes antes de que el afluente contacte subsecuentemente las capas de filtración, estructuras o dispositivos.

Como se utiliza aqui, "crecimientos filamentosos" significará un filamento que tiene una proporción de aspecto limitada y sea intermediario entre la proporción del aspecto de una partícula y una fibra. Cualquier discusión de las fibras se considerará que incluye crecimientos filamentosos.

EL MEDIO DE FILTRO MEJORADO DE INTERCEPCIÓN MICROBIOLÓGICA Un medio de filtro de la presente invención tiene una característica de seguridad intrínseca en donde el flujo de fluido a través del medio de filtro es progresivamente reducido en la presencia de cantidades excesivas de ácidos polianiónicos que reducen la efectividad del medio de filtro interceptando los contaminantes microbiológicos . El medio de filtro tiene una estructura microporosa que proporciona la capacidad de intercepción microbiológica utilizando una combinación de una estructura del poro apropiada y un tratamiento químico. La estructura microporosa comprende una serie de partículas activas que tienen una estructura del poro específica, así como propiedades adsorbentes y/o absorbentes. La serie puede ser un bloque compuesto sólido, un monolito, una vela cerámica, un compuesto de hoja plana de partículas unidas o inmovilizadas formado en un medio coherente que utiliza una unión o fibras de soporte, y similares. Estas series de partículas pueden hacerse a través de procesos conocidos en el arte como, por ejemplo, extrusión, moldeado, o fundición a la barbotina. La estructura microporosa puede además comprender una pluralidad de nanofibras formada en una estructura no tejida o similar a la del papel, pero puede incluir crecimientos filamentosos, o puede ser una membrana. Tal estructura microporosa se describe en la co-pendiente Solicitud de Patente Norteamericana No. de Serie 10/286,695 presentada el 1 de noviembre del 2002, la cual está incorporada aquí por referencia como sea necesario. El proceso de tratamiento químico utilizado para tratar la superficie de la estructura microporosa utiliza una interacción sinergística entre un químico catiónico y un metal activo biológicamente, que al combinarse, proporciona la reducción de ancho espectro de contaminantes microbiológicos al contacto. La carga proporcionada por el químico catiónico al medio de filtro ayuda en la intercepción electro-cinética de contaminantes microbiológicos, mientras que la estructura estrecha del poro proporciona un camino corto de difusión y, por consiguiente, difusión cinética rápida de contaminantes microbiológicos en un flujo que fluye a una superficie de la estructura microporosa. La estructura microporosa proporciona además intercepción mecánica directa suplementaria de contaminantes microbiológicos. Debido al papel dominante de la difusión para la intercepción de partículas sumamente pequeñas, existe una correlación directa entre el valor de reducción log de las partículas virales y el tiempo de contacto del afluente dentro del medio de filtro, en lugar de una dependencia en el espesor del medio de filtro. CARACTERÍSTICAS DEL MEDIO DE FILTRO MEJORADO DE INTERCEPCIÓN MICROBIOLÓGICA. A fin de proporcionar la capacidad de intercepción microbiológica completa, el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica de la presente invención tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras, y más preferentemente menos de o igual a aproximadamente 1 miera. Si el tamaño de poro de flujo medio es mayor de aproximadamente 2 mieras, entonces la eficacia de difusión de las partículas virales declina rápidamente y falla la intercepción biológica eficiente. El volumen del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica de la presente invención comparado con el índice de flujo del fluido a través del medio de filtro debe ser suficiente para proporcionar un tiempo de contacto adecuado para que los contaminantes se difundan a una superficie del medio de filtro. Para proporcionar la intercepción electro-cinética mejorada de microorganismos, de la cual la mayoría están cargados negativamente, al menos una porción de la estructura microporosa está cubierta con un químico catiónico para producir una carga positiva en al menos una porción de tal estructura microporosa. El químico catiónico es de suficiente tamaño molecular para prevenir la incrustación las partículas activas de los micro-poros y mezo-poros. La materia orgánica natural (NOM) , tal como los ácidos polianiónicos, es decir, ácido húmico o ácido fúlvico que pueden reducir o pueden quitar la carga en el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica, se previene preferentemente de contactar la estructura microporosa cargada a través del uso de un prefiltro adsorbente que remueve sustancialmente la NOM. Es posible incorporar la NOM quitando el material directamente en el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica, eliminando así la necesidad de un prefiltro adsorbente separado. Además, dependiendo del tipo de partículas activas utilizadas, la porción corriente arriba del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica por si misma puede reducir naturalmente o puede remover también la NOM y puede prevenir una pérdida de desempeño de las porciones corriente abajo del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica . En situaciones dónde las cantidades excesivas de ácidos polianiónicos están presentes, el material catiónico reacciona con los ácidos polianiónicos para formar un derivado que reduce o acorta eficazmente el flujo a través del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica previniendo así el paso de cualquier contaminante microbiológico . Aunque la NO puede reducir la efectividad del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica, el paso de contaminantes microbiológicos se previene mientras que la característica de seguridad intrínseca del medio de filtro de la presente invención reduce el índice de flujo del afluente que atraviesa el medio de filtro. Cuando el índice de flujo está reducido, el tiempo de contacto del lecho vacío (EBCT) del fluido que fluye a través del medio de filtro aumenta. Aunque la carga en el medio de filtro puede reducirse, el EBCT prolongado permite que la intercepción microbiológica mejorada tenga lugar. Como los derivados se acumulan en el medio de filtro debido a la carga total creciente de ácidos polianiónicos en el medio de filtro, el flujo de fluido a través del medio de filtro gotea a una proporción inaceptable en respuesta a la cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el fluido, y eventualmente cierra el medio de filtro, indicando así a un usuario que el medio de filtro necesita reemplazarse. Cuando se utiliza en el contexto de un sistema de filtración de agua de flujo por gravedad, es preferible que el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica se haga con materiales hidrofílicos o se trate con un agente humectante para proporcionar buena y espontánea humectación. Alternativamente, en otras aplicaciones, el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica puede tratarse para proporcionar una característica o hidrofílica o hidrofóbica según se necesite. Es posible que el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica pueda tener ambas regiones; positivamente y negativamente cargadas; y regiones no cargadas, y/o regiones idrofílicas e hidrofóbicas . Por ejemplo, las regiones negativamente cargadas pueden usarse para mejorar la intercepción de los contaminantes positivamente cargados menos comunes y las regiones hidrofóbicas no cargadas pueden usarse para proporcionar la intercepción mejorada de contaminantes que son atraídos a las superficies hidrofóbicas. LAS PARTÍCULAS ACTIVAS El medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica que tiene capacidades mejoradas de intercepción microbiológica de la presente invención comprende una serie de partículas activas adsorbentes y/o absorbentes que tiene una distribución de tamaño de partícula de malla 80 x 325 con aproximadamente 20% a aproximadamente 24% en la charola (partículas menores de malla 325) . Las partículas activas pueden incluir, pero no se limitan a, carbón activado, alúmina activada, zeolitas, tierra de diatomeas, silicatos, aluminosilicatos , titanatos, carbón de huesos, hidroxiapatita de calcio, óxidos de manganeso, óxidos férricos, magnesia, perlita, talco, partículas poliméricas, arcilla, resinas yodatadas, resinas de intercambio iónico, cerámicas, polímeros súper absorbentes (SAPs), y combinaciones de los mismos. Un medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica que tiene las propiedades requeridas puede obtenerse combinando una o más de estas partículas activas. Una estructura microporosa preferida comprende partículas activas de carbón activado que naturalmente resisten la incrustación por NOM y es eficiente adsorbiendo potencialmente la NOM que interfiere en las regiones periféricas de la estructura microporosa mientras protege las regiones internas. Preferentemente, el carbón activado es carbón activado basado en carbón bituminoso lavado con ácido. El carbón activado comercialmente disponible que es conveniente para el uso en la presente invención puede obtenerse de Calgon Carbón Corporation de Pittsburgh, Pennsylvania, bajo la designación comercial TOG-NDS o de California Carbón Company of ilmington, California, bajo la designación comercial 1240ALC. Más preferentemente, las partículas activas están comprendidas de carbón activado basado en carbón bituminoso lavado con ácido de Calgon Carbón Corporation, que tiene una distribución de tamaño de partícula como sigue: aproximadamente 3% a aproximadamente 7%, preferentemente aproximadamente 5%, tamaño de partículas malla 80; aproximadamente 12% a aproximadamente 18%, preferentemente aproximadamente 15% malla 100; aproximadamente 44% a aproximadamente 50%, preferentemente 47% malla 200; aproximadamente 8% a aproximadamente 14%, preferentemente aproximadamente 11% malla 325; y aproximadamente 20% a aproximadamente 24% en la charola, preferentemente aproximadamente 22% en la charola. EL AGENTE QUE MEJORA DE INTERCEPCIÓN MICROBIOLOGICA Las partículas activas de la estructura microporosa se tratan químicamente con un agente que mejora la intercepción microbiológica capaz de crear una carga positiva en la superficie de las partículas activas . El tratamiento químico produce una carga positiva fuerte en las superficies tratadas, medida utilizando un análisis potencial de flujo y esta carga positiva se retiene a valores de pH debajo de 10. Un complejo de metal catiónico se forma en al menos una porción de la superficie de las partículas activas mediante el tratamiento de las partículas activas con un químico catiónico. El químico catiónico puede ser una molécula pequeña cargada o un polímero lineal o ramificado que tiene átomos cargados positivamente a lo largo de la longitud de la cadena del polímero. Si el químico catiónico es un polímero, la densidad de carga es preferentemente mayor de aproximadamente 1 átomo cargado por aproximadamente cada 20 Angstroms, preferentemente mayor de aproximadamente 1 átomo cargado por aproximadamente cada 10 Ángstroms, y más preferentemente mayor de aproximadamente 1 átomo cargado por aproximadamente cada 5 Ángstroms de longitud molecular. Entre más alta sea la densidad de carga en el químico catiónico, más alta será la concentración del contra ión asociado con el mismo. Una concentración alta de un ion contrario apropiado puede usarse para manejar la precipitación de un complejo de metal. La densidad de carga alta del polímero catiónico proporciona la habilidad de adsorber y revertir significativamente la carga negativa normal de las partículas activas tales como el carbón. El químico catiónico debe proporcionar de forma consistente una superficie altamente cargada positivamente a la estructura microporosa determinada por un analizador de potencial de flujo o potencial zeta, si se esta en un ambiente de pH alto o bajo. El uso de un polímero de peso molecular suficientemente alto permite el tratamiento de las superficies de las partículas activas sin el serio impacto acompañante en las capacidades de adsorción de los mezo-poros y micro-poros de las partículas activas. El químico catiónico puede tener un peso molecular mayor o igual a aproximadamente 5000 Daltons, preferentemente mayor o igual a 100,000 Daltons, más preferentemente mayor o igual a aproximadamente 400,000 Daltons, y puede ser mayor o igual a aproximadamente 5,000,000 Daltons . El químico catiónico incluye, pero no se limita a, aminas cuaternarias, amidas cuaternarias, sales de amonio cuaternarias, imidas cuaternarias, compuestos de benzalconio, biguanidas, compuestos de aminosilicona catiónicos, derivados de celulosa catiónicos, almidón catiónico, condensados de poliglicol amina cuaternaria, polipéptidos de colágeno cuaternarios, derivado de quitinas catiónicas, goma guar catiónica, coloides tales como coloides de ácido melamina-formaldehido catiónico, coloides inorgánicos tratados con sílice, resinas poliamida-epiclorohidrina, acrilamidas catiónicas, polímeros y copolímeros de estos, combinaciones de los mismos, y similares. Las moléculas cargadas útiles para esta aplicación pueden ser moléculas pequeñas con una sola unidad cargada y capaces de unirse en por lo menos una porción de la estructura microporosa. El químico catiónico tiene uno o más iones contrarios preferentemente asociados al mismo, cuando se expone a una solución de un sal de un metal activo biológicamente, provoca la precipitación preferencial del metal en proximidad a la superficie catiónica para formar un complejo del precipitado del metal catiónico. Los ejemplos de aminas pueden ser los pirróles, aminas derivadas de la epiclorohidrina, polímeros de los mismos, y similares. Los ejemplos de amidas pueden ser aquellas poliamidas descritas en la Solicitud de Patente Internacional No. WO 01/07090, y similares. Los ejemplos de sales de amonio cuaternarias pueden ser los homopolímeros de haluros de dialil dimetil amonio, polímeros de amina policuaternaria derivada de la epiclorohidrina, sales de amonio cuaternarias derivadas de diaminas y dihalidas tales como aquéllas descritas en las Patentes Norteamericanas Nos. 2,261,002, 2,271,378, 2,388,614, y 2,454,547 las cuales están incorporadas por referencia, y en la Solicitud de Patente Internacional No. WO 97/23594, también incorporada por referencia, el bromuro de polihexametilendimetilamonio, y similares. El químico catiónico puede unirse, adsorberse, o reticularse químicamente a sí mismo y/o a las partículas activas. Además, otros materiales convenientes para el uso como el químico catiónico incluyen BIOSHIELD® disponible por BioShield Technologies, Inc., Norcross, Georgia. BIOSHIELD® es un producto de organosilano que incluye aproximadamente 5% en peso de cloruro de octadecilaminodimetiltrimetoxisililpropil amonio y menos de 3% de cloropropíltrimetoxisilano . Otro material que puede usarse es SÜRFACINE ®, disponible por Surfacine Development Company LLC, Tyngsboro, Massachusetts . SÜRFACINE ® comprende una red polimérica de tres dimensiones obtenida mediante la reacción del poli (hexametilenbiguanida) (PHMB) con 4 , 4 ' -metilen-bis-N, N-dilicidilanilina (MBGDA) , un agente de reticulación, para unir de manera covalente la PHMB a una superficie polimérica. La plata, en la forma de ioduro de plata, se introduce en la red, y es atrapada como partículas de dimensiones de submicras. La combinación es una biocida eficaz que puede usarse en la presente invención. Dependiendo de las partículas activas, la MBGDA puede o no reticular la PHMB a la estructura microporosa. El químico catiónico se expone a una solución de la sal del metal tal que el metal está en proximidad directa al químico catiónico en donde el metal se precipita con por lo menos una porción de un ion contrario asociado con el químico catiónico hacia por lo menos una porción de la superficie de por lo menos algo de la estructura microporosa. Para este propósito, se prefieren los metales que son biológicamente activos. Tales metales biológicamente activos incluyen, pero no se limitan a, plata, cobre, cinc, cadmio, mercurio, antimonio, oro, aluminio, platino, paladio, y combinaciones de estos . Los metales biológicamente activos más preferidos son la plata y el cobre. La solución de la sal del metal activo biológicamente se selecciona preferentemente tal que el metal y el contra ión del químico catiónico son sustancialmente insolubles en un ambiente acuoso para manejar la precipitación del metal precipitado. Preferentemente, el metal está presente en una cantidad de aproximadamente 0.01% a aproximadamente 2.0% en peso de la composición total. Un agente que mejora la intercepción microbiológica particularmente útil es un complejo de plata-amina-haluro . La amina catiónica es preferentemente un homopolímero de dialil dimetil amonio halida que tiene un peso molecular de aproximadamente 400,000 Daltons u otras sales de amonio cuaternarias que tienen una densidad de carga y peso molecular similares. Un homopolímero de cloruro de dialil dimetil amonio útil en la presente invención está comercialmente disponible por Nalco Chemical Company de Naperville, Illinois, bajo el nombre comercial de MERQUAT® 100. El contra ión cloruro puede reemplazarse con un contra ión bromuro o ioduro. Cuando entra en contacto con una solución de nitrato de plata, el complejo plata-amina-halida precipita en al menos una porción de las partículas activas de la estructura microporosa del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica. En donde las partículas activas comprenden el carbón activado, el químico catiónico preferentemente tiene una densidad de carga alta y un peso molecular suficientemente alto para crear una fuerte atracción y energía de coordinación alta con los grupos de carbón activado de superficie cargada negativamente. Además, la intercepción mejorada utiliza la superficie cargada del carbón activado, en la presencia de un coloide de un metal activo biológicamente, se complementa por el mecanismo de adsorción hidrofóbica del carbón activado. Este mecanismo hidrofóbico es generalmente resistente al impacto de incrustación por la NOM, y es realmente más eficaz bajo condiciones de fuerza iónica alta. Las porciones no tratadas de la superficie del carbón, con su quimica rica en oxigeno, tienden a tener una carga negativa que puede continuar a adsorber las partículas cargadas positivamente. La combinación de las superficies positivas, negativas, e hidrofóbicas presenta una barrera casi insuperable para las partículas pequeñas al navegar. Después de tratar el carbón con el agente que mejora la intercepción microbiológica, la presencia del metal activo biológicamente y su contra ión asociado en las partículas activas puede detectarse usando la fluorescencia de los rayos X. MÉTODO PARA FABRICAR EL MEDIO DE FILTRO MEJORADO DE INTERCEPCIÓN MICROBIOLÓGICA El medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica de la presente invención puede hacerse de acuerdo con los procesos conocidos por uno de habilidad en el arte. Tales procesos incluyen la extrusión, moldeado, fundición a la borbotina, inmovilizando las partículas activas en un sustrato, y similares. Se describen los procesos ejemplares en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,019,311, y 5,792,513. Las partículas activas se tratan con el químico catiónico utilizando medios conocidos por uno de habilidad en el arte tales como, por ejemplo, recubrimiento por roció. Preferentemente, las partículas activas se cubren con aproximadamente 0.5% a aproximadamente 3% en peso, y más preferentemente aproximadamente 1% en peso del peso total del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica. Una vez que el químico catiónico se cubre hacia por lo menos una porción de las partículas activas, las partículas se exponen a La sal del metal biológicamente activa. Una solución de la sal del metal se infiltra en las partículas para provocar la precipitación del metal activo biológicamente en al menos una porción de la superficie de las partículas activas. El proceso de precipitación deposita con precisión la mayoría del coloide del metal directamente adyacente al recubrimiento catiónico debido a que el ion contrario asociado con este recubrimiento reacciona con la sal del metal aplicada para formar las partículas coloidales. La sal del metal puede rociarse sobre las partículas tratadas o por otra parte puede aplicarse usando métodos conocidos por uno de habilidad en el arte. Las soluciones del químico catiónico y de la sal del metal son preferentemente hechas con agua casi libre de iones para que los iones contrarios asociados con el químico catiónico sean arrastrados herméticamente contra la superficie catiónica de las partículas activas tratadas y para eliminar iones no deseados que pueden provocar la precipitación no controlada del metal activo biológicamente en los sitios lejanos de la superficie catiónica. El exceso de humedad se remueve entonces de las partículas, generalmente con calentamiento o bajo vacío, a un contenido de humedad deseado. Preferentemente, el contenido de humedad debe ser menos de aproximadamente 10%, y más preferentemente menos de aproximadamente 5%, si las partículas serán extruidas o moldeadas subsecuentemente utilizando una unión termoplástica . Una vez que el agente que mejora la intercepción microbiológica se cubre en por lo menos una porción de las partículas activas, las partículas activas se muelen al tamaño deseado y potencialmente se mezclan con el material aglutinante para formar una mezcla homogénea antes de inmovilizar las partículas activas en una forma final deseada que tiene la estructura microporosa requerida. El aglutinante se escoge tal que el punto de fundición del material aglutinante es suficientemente menor que el punto de fundición de las partículas activas para que el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica pueda calentarse para activar el material aglutinante, mientras que la estructura microporosa no funda y pierda asi la porosidad. Las partículas del aglutinante son preferentemente suficientemente uniformes distribuidas a lo largo de las partículas activas tal que después, luego de la conversión a la estructura microporosa, las partículas del aglutinante se atrapen o unan sustancialmente a todas las partículas activas. El material aglutinante útil en la presente invención en la coalescencia de las partículas activas en la estructura microporosa pueden incluir potencialmente cualquier material termoplástico o termoendurecible conocido en el arte en ya sea fibra, polvo o forma de la partícula. Los materiales de unión útiles pueden incluir materiales tales como, pero no limitados a poliolefinas , haluros de polivinilo, esteres de polivinilo, éteres de polivinilo, sulfatos de polivinilo, fosfatos de polivinilo, polivinil aminas, poliamidas, poliimidas, polioxidiazoles, politriazoles, policarbodiimidas, polisulfonas, policarbonatos , poliéteres, óxidos de poliarileno, poliésteres, poliarilatos , resinas fenol-formaldehído, resinas melamina-formaldehído, ureas de formaldehído, copolímeros de acetato de etilo-vinilo, co-polímeros e interpolímeros de bloque de estos, y combinaciones de los mismos. Las variaciones de los materiales anteriores y otros polímeros útiles incluyen la substitución de grupos tales como el hidroxilo, halógeno, grupos alquilo menores, grupos alcoxi menores, grupos arilo monociclicos , y similares.

Una lista más detallada de uniones que pueden ser útiles en la presente invención incluye poliacetales terminados al final, tales como poli (oximetileno) o poliformaldehído, poli (tricloroacetaldehido) , poli (n-valeraldehído) , poli (acetaldehido) , y poli (propionaldehído) ; polímeros acrílicos, tales como poliacrilamída, poli (ácido acrilico) , poli (ácido metacrílico) , poli (acrilato de etilo), y poli (metacrilato de metilo) ; polímeros del fluorocarbono, tales como poli (tetrafluoroetileno) , copolímeros etileno-propileno perfluorados , copolímeros etileno-tetrafluoroetileno, poli (clorotrifluoroetileno) , copolímeros etileno-clorotrifluoroetileno, poli (fluoruro de vinilideno) , y poli (fluoruro de vinilo) ; poliamidas, tales como poli (ácido 6-aminocapróico) o poli (e-caprolactama) , poli (hexametilen adipamida) , poli (hexametilen sebacamida) , y poli (ácido 11-aminoundecanóico) ; poliaramidas, tales como poli (imino-1, 3-fenileniminoisoftaloilo) o poli (m-fenilen isoftalamida) ; parilenos, tales como poli-2-xilileno, y poli (cloro-1-xilileno) ; éteres de poliarilo, tales como poli (oxi-2, 6-dimetil-1, 4-fenileno) o poli (óxido de p-fenileno) sulfonas de poliarilo, tales como poli (oxi-1, 4-fenilensulfonil-1, 4-fenilenoxi-1, 4-fenil-enoisopropiliden-1, 4-fenileno) , y poli (sulfonil-1, 4-fenilen-oxi-1, 4-fenilensulfonil- , 4 ' -bifenileno) ; policarbonatos, tales como poli- (bisfenol A) o poli (carbonildioxi-1, -fenilenisopropiliden-1 , 4-fenileno) ; poliésteres, tales como poli (tereftalato de etileno) , poli (tereftalato de tetrametileno) , y poli (tereftalato de ciclohexil-en-1, -dinetileno) o poli (oximetilen-1, 4-ciclohexilenmetilenoxitereftaloilo) ; sulfuros de poliarilo, tales como poli (sulfuro de p-fenileno) o poli (tio-1 , -fenileno) ; poliimidas, tales como poli (piromelitimido-1 , 4-fenileno) ; pcliolefinas , tales como polietileno, polipropileno, poli (1-buteno) , poli (2-buteno) , poli ( 1-penteno) , poli (2-penteno) , poli ( 3-metil-l-penteno) , y poli ( 4-metil-l-penteno) ; polímeros de vinilo, tales como poli (acetato de vinilo) , poli (cloruro de vinilideno) , y poli (cloruro de vinilo); polímeros del díeno, tales como 1, 2-poli-l, 3-butadieno, 1, 4-poli-l, 3-butadieno, poliisopreno, y policloropreno; poliestirenos ; y copolímeros de lo previo, tales como copolímeros acrilonitrilobutadieno-estireno (ABS) . Las poliolefinas que pueden ser útiles incluyen polietileno, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poli (1-buteno) , poli (2-buteno) , poli (1-penteno) , poli (2-penteno) , poli (3-metil-l-penteno) , poli ( 4-metil-l-penteno) , y similares. Otros materiales potencialmente aplicables incluyen los polímeros tales como poliestirenos y copolímeros acrilonitrilo-estireno, copolimeros estireno-butadieno, y otros polímeros y estructuras no cristalinas o amorfas. Los materiales del aglutinante preferidos incluyen polietileno, poli (etilen vinil acetato), y nylons. El polietileno microfino grado FN 510 es especialmente preferido como un aglutinante comercialmente disponible por Equistar Chemicals, L. P., Tuscola, Illinois, bajo la designación comercial MICROTHENE© F. El aglutinante puede tener un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0.1 mieras a aproximadamente 250 mieras, preferentemente aproximadamente 1 miera a aproximadamente 100 mieras, y más preferentemente aproximadamente 5 mieras a aproximadamente 20 mieras. Es preferible que el material de unión tenga un punto de reblandecimiento que sea significativamente bajo que un punto de reblandecimiento de las partículas activas para que el medio de filtro mejorado de intercepción microbiologica pueda calentarse para activar el material aglutinante, mientras que la estructura microporosa no funda y pierda así la porosidad. La cantidad de material aglutinante utilizada es dependiente en cómo la estructura microporosa se forma mediante extrusión, moldeado, u otros procesos. Por ejemplo, cuando las partículas activas son extruidas o moldeadas en un bloque compuesto sólido, el material de unión está preferentemente presente en una cantidad de aproximadamente 15% a aproximadamente 22% en peso, y más preferentemente aproximadamente 17% a aproximadamente 19% en peso del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica . Cuando las partículas activas se inmovilizan en un substrato como, por ejemplo, un material no tejido, el material de unión está preferentemente presente en una cantidad de aproximadamente 5% a aproximadamente 20%, y preferentemente aproximadamente 9% a aproximadamente 15% en peso de la composición total. Uno o más aditivos en una forma de partícula, fibra, crecimientos filamentosos, o polvo pueden además mezclarse con las partículas activas para ayudar en la adsorción o absorción de otros contaminantes o para participar en la formación de la estructura microporosa y en la intercepción de contaminantes microbiológicos . Los aditivos útiles pueden incluir, pero no se limitan a, partículas metálicas, alúmina activada, carbón activado, sílice, polvos poliméricos y fibras, perlas de vidrio o fibras, fibras celulosas, resinas de intercambio iónico, resinas diseñadas por ingeniería, cerámicas, zeolitas, tierras de diatomeas, bauxita activada, tierra de fuller, sulfato del calcio, otros adsorbentes o materiales absorbentes, o combinaciones de estas. Los aditivos también pueden tratarse químicamente para impartir capacidades de intercepción microbiológica que dependen de la aplicación particular. Tales aditivos están preferentemente presentes en una cantidad suficiente tal que el flujo de fluido en el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica resultante no se impide sustancialmente cuando se utiliza en aplicaciones de filtración. La cantidad de aditivos es dependiente del uso particular del sistema de filtración. La estructura microporosa final también puede formarse por moldeo en barbotina o formación en húmedo de las partículas o fibras o tales mezclas y provocando subsecuentemente que los aglutinantes o partículas sinterizen los ingredientes. En algunos casos, las partículas pueden formar su propia unión como en las fibras bi-componentes o resinas de bajo punto de fusión. En algunos casos, la unión puede ser soluble en el agua o resinas que son reticulares o sales que cuando se dejan secar, o cuando se calientan, o se les permite reaccionar, forman las uniones requeridas. También pueden utilizarse uniones químicas así como uniones precipitadas tales como ciertas sales de fosfato. Alternativamente, la estructura microporosa puede hacerse utilizando nanofibras de acuerdo con la co-pendiente Solicitud de Patente Norteamericana No. de Serie 10/286,695. SISTEMAS DE FILTRACIÓN QUE UTILIZAN EL MEDIO DE FILTRO MEJORADO DE INTERCEPCIÓN MICROBIOLÓGICA El medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica de la presente invención puede incorporarse fácilmente en los sistemas de filtración del arte previo que utilizan el medio de filtración de partículas inmovilizado como bloques del compuesto sólidos, hojas planas, de espiral o plegadas, monolitos, o velas. Preferentemente, un prefiltro de partículas se utiliza junto con el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica, posicionado corriente arriba del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica, para remover tantas partículas contaminantes del afluente como sea posible antes de que el afluente entre en contacto con el medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica. EJEMPLOS Los ejemplos siguientes se proporcionan para ilustrar la presente invención y no deben traducirse como limitantes del alcance de la invención. Se realizaron estudios de porometría con un Porometro de Flujo Capilar Automatizado disponible por Porous Materials, Inc., Ithaca, New York. Los parámetros se determinaron, utilizando procedimientos estándares publicados por el fabricante del equipo, incluyendo el tamaño de poro de flujo medio y la permeabilidad gaseosa (aire). Se ensayó el flujo de aire a presión variable en ambos medios de filtro mejorado de intercepción microbiológica; seco y mojado.

Las pruebas bacterianas del medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica se realizaron utilizando suspensiones de Klebsiella terrigena ATCC No. 33527 para evaluar la respuesta a un reto bacteriano. La respuesta a los retos virales se evaluaron utilizando el colifago MS2 ATTC No. 15597-BI y PRD-1 ATCC No. 19585-BI. Se utilizaron Procedimientos Estándares de Operación del ATCC para la propagación de la bacteria y del bacteriófago, y se utilizaron procedimientos estándares microbiológicos , también conocidos en el arte, para preparar y cuantificar los microorganismos tanto en el afluente y como en el efluente de los filtros desafiados con suspensiones de los microorganismos. Se probaron los filtros individuales en duplicado con cada microorganismo bajo una versión modificada del protocolo de la prueba de reducción de quistes 53 de la Norma Internacional NSF. Este protocolo está diseñado para evaluar el desempeño de los filtros durante una exposición acelerada a partículas finas para simular la acumulación de suciedad. Los filtros se lavaron con agua des-ionizada por osmosis inversa (RO/DI) y se calibran a un índice de flujo inicial de 1.89226 a 3.78533 litros/minuto (0.5 a 1.0 galón/minuto (gpm) ) . El tamaño de poro de flujo medio de los medios de filtro todos eran aproximadamente 0.9 mieras a 1.1 mieras .

Durante la prueba, las muestras iniciales fueron arrastradas de ambos puertos de prueba; del afluente y del efluente durante el arranque del periodo de lavado del sistema para asegurar que no había interferencia de fondo alguna de un aparato de la prueba impropiamente desinfectado. El filtro se desafió entonces con suspensiones de los microorganismos, con muestras tomadas después de una solución de desafío de 2L mínimo, asegurando el paso del agua de desafío a través de estado de prueba completo antes del muestreo. Se diluyeron consecutivamente todas las muestras del afluente y del efluente, según se requirió, y se colocaron en placas por triplicado. En ciertos casos, bloques de carbón de un diseño dado se probaron en varios índices de flujo para determinar su respuesta a índices de flujo cambiantes. Los filtros de bloque de carbón activado que tienen la capacidad mejorada de intercepción microbiológica se prepararon como sigue. Veinte (20) libras de carbón activado basado en carbón bituminoso lavado con ácido malla 12 x 40, grado TOG-NDS, obtenido de Calgon Carbón Company, se mezclan suavemente con una solución de 1% de MERQÜAT® 100 en agua desionizada para cubrir las partículas del carbón completamente y asegurar que el MERQÜAT® 100 ha adsorbido hacia por lo menos una porción de las partículas de carbón. Después de esto, una solución de nitrato de plata, 35 g de nitrato de plata cristalina en 1.0 L de agua des-ionizada, se agrega al MERQUAT® tratado con carbón para permitir la precipitación de la plata en al menos una porción de la superficie de las partículas de carbón en la forma de coloide del cloruro de plata. La solución de nitrato de plata proporciona 0.25% en peso de plata. Las partículas tratadas con carbón se secan a 135 °C hasta que exista una humedad de menos de 5% presente en las partículas del carbón. Los tiempos de secado variaron entre aproximadamente 3 a aproximadamente 5 horas. El carbón seco se muele en un molino de doble rodillo a un tamaño de malla 80 x 325 con aproximadamente 14 % en peso de malla -325 en la charola, y se mezcla con aproximadamente 17 % en peso de MICROTHENE® FN510, un material aglutinante de polietileno de baja densidad. La mezcla se extruda bajo condiciones de calor, presión y temperatura adecuados, como se describe en la Patente Norteamericana No. 5,019,311. Se utilizaron filtros de bloque de carbón resultantes de varios tamaños para construir sistemas de filtro de agua aplicando las tapas de los extremos convenientes utilizando una resina de fusión caliente, como es bien conocido en el arte. Los filtros se ensayaron para la realización de la intercepción microbiológica después de que el flujo se redujo por 25%, 50% y 75% en comparación con el índice de flujo medido en el original, filtro limpio.

EJEMPLOS 1 A 3: EL EFECTO DE LA CARGA DE ÁCIDO HÚMICO EN LOS ÍNDICES DE FLUJO INICIAL Los sistema de filtro que contienen el medio de filtro de bloque de carbón extruido, 6.6 centímetros (2.6 pulgadas) 0. D x 3.2 centímetros (1.25 pulgadas) I.D. x 23.6 centímetros (9.30 pulgadas) de Longitud, hechos de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente, cada uno teniendo un índice de flujo inicial de 2.2712 litros/minuto (0.60 galones/minuto) , se desafiaron con diferentes concentraciones de ácido húmico seguido de desafíos microbiológicos . El índice de flujo de los sistemas de filtro disminuyó mientras que la cantidad total de ácido húmico aumentada. La tabla I muestra la cantidad total de ácido húmico necesario para disminuir el índice de flujo del sistema de filtro por 75%. Tabla I Carga de Ácido Húmico v. % índice de flujo inicial Ej emplo Ia 2 3C % Reducción en el Flujo Vol Tot Vol Tot Vol Tot pasado pasado pasado 25% (0.45 gal/min) 15.5 gal 4 gal 3 gal 50% (0.30 gal/min) 19 gal 8 gal 6 gal 75% (0.15 gal/min) 26.5 gal 11 gal 7 gal Total de Ácido 250 mg 208 mg 794 mg Húmico cargado para alcanzar 75% de reducción al flujo a = 2.5 mg/L Ácido Húmico de prueba; b = 5 mg/L Ácido Húmico de prueba; c = 30 mg/L Ácido Húmico de prueba. Conforme los medios de filtro se exponen a una cantidad creciente de ácido húmico, el Indice de flujo declina de manera constante a un valor inaceptable. Se supone que el químico catiónico de alto peso molecular reacciona con el ácido húmico, u otros ácidos polianionicos presentes, formando un derivado que reduce el flujo de fluido a través del medio de filtro, y eventualmente cierra el flujo. Incluso en la presencia de ácido húmico, el medio de filtro proporciona aún valores de reducción log aceptables de tres combinaciones de organismos intermitentes de MS2, PRD-1, y K. terrigena preparada con una solución de ácido húmico (2.5 mg/L RO/DI agua) . Los efluentes se colectan en matraces Erlenmeyer esterilizados de 250 mi, se diluyen y se colocan en placas en cajas petri seguido de procedimientos estándares y se deja una noche. Antes y después de cada desafío, las soluciones de ácido húmico se pasan a través de cada filtro. En la figura 1, el medio de filtro proporciona valores de reducción log mayores de aproximadamente 6.3 cuando se desafía con S2 a todas las concentraciones de ácido húmico. En la figura 2, el medio de filtro proporciona valores de reducción log mayores de aproximadamente .5 cuando se desafía con PRD-1 En la figura 3, el medio de filtro proporciona valores de reducción log mayores de aproximadamente 7.4 cuando se desafia con K. terrigena . EJEMPLOS 4 A 10: LA RELACIÓN LINEAL ENTRE LOS VALORES DE REDUCCIÓN LOG DE LOS CONTAMINANTES MICROBIOLOGICOS Y EL TIEMPO DE CONTACTO DEL LECHO VACÍO. Los sistemas de filtro que contienen el medio de filtro de bloque de carbón extruido se hacen de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente, pero en donde, se utilizan 70 g de nitrato de plata para tratar el MERQUAT® tratado con carbón proporcionando 0.5 % en peso de plata. Los filtros se ensayan para determinar el desempeño de la intercepción microbiológica. La eficacia del medio de filtro de la presente invención se muestra en la Tabla II debajo. TABLA II del medio de filtro de bloque de carbón activado mejorado intercepción microbiológica Ej . Tamaño de filtro Velocidad B. E. B. MS2 O.D.x I.D.x long. De flujo Diminuta Coli Subtilis (LRV) # (cms) (Ltsxmin) (LRV) (LRV) (LRV) 4 4.70x0.9525x7.4676 1.892665 3.82 5 4.70x1.27x7,4676 2.8389975 2.15 6 5.715x2.54x10.16 1.892665 8.49 8.88 8.97 8.35 7 6.096x3.022x24.45 3.78533 5.79 8 3.81x0.9525x15.38 1.892665 8.80 5.31 9 3.81x0.9525x15.38 2.271198 3.51 10 3.81x0.9525x15.38 2.83389975 8.79 3.16 El medio de filtro de bloque de carbón activado de la presente invención proporciona reducción log mayor que 8 de organismos más grandes tales como B. diminuta, E coli. y B. subtilis . De hecho, la intercepción de estos organismos estaba fuera de la sensibilidad del protocolo de la prueba en todos los casos . Los resultados para la penetración MS2 muestran ninguna correlación aparente entre el espesor de la pared y los niveles de intercepción. Esto indica que un mecanismo de intercepción mecánico tradicional no es responsable de la intercepción MS2, sino una relación directa entre la intercepción log y el tiempo de contacto del lecho vacio (EBCT) del filtro. La figura 4 muestra una relación sustancialmente lineal entre los valores de reducción log de MS2 y el EBCT del filtro indicando un mecanismo de intercepción difusivo con un requerimiento de aproximadamente 6 segundos de EBCT a fin de efectuar una reducción eficaz de este bacteriófago en un medio de filtro mejorado de intercepción microbiológica que tiene un tamaño de poro de flujo medio de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.1 mieras.

La naturaleza difusiva del medio de filtro de la presente invención proporciona una relación directa entre la intercepción log y el EBCT del filtro. La relación sustancialmente lineal entre los valores de reducción log de contaminantes microbiológicos y el EBCT sugiere que como la cantidad total de ácido húmico pasa a través del sistema de filtro, y el índice de flujo disminuye, la reducción de contaminantes microbiológicos se mantiene todavía, debido al EBCT extendido. La intercepción microbiológica robusta todavía se logra incluso con exposición prolongada a ácido húmico u otros ácidos polianiónicos que han reducido la eficacia del medio de filtro en la intercepción microbiológica de contaminantes . Mientras que la presente invención se ha descrito particularmente, junto con una modalidad preferida específica, es evidente que varias alternativas, modificaciones y variaciones serán aparentes por aquellos expertos en el arte en la luz de la descripción anterior. Se contempla por consiguiente que las reivindicaciones añadidas comprenderán cualquiera de tales alternativas, modificaciones y variaciones en tanto caigan dentro del verdadero alcance y espíritu de la presente invención.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES 1. Un medio de filtro caracterizado porque comprende: una estructura microporosa que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras; y un agente que mejora la intercepción microbiologica que comprende un químico catiónico que tiene una densidad de carga media a alta y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbido en al menos una porción de dicha estructura microporosa, en donde el químico catiónico forma un derivado en la presencia de ácidos polianiónicos de exceso en un afluente, reduciendo así el flujo a través de dicho medio de filtro para prevenir el paso de contaminantes microbiológicos .
2. 2. Un medio de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha estructura microporosa comprende una serie de partículas, y el químico catiónico comprende un polímero de alto peso molecular.
3. 3. Un medio de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha estructura microporosa comprende una pluralidad de fibras que tienen un tamaño de poro de flujo medio de menos o igual a aproximadamente 1 miera.
4. 4. Un medio de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque el químico catiónico tiene un contra ión en donde al menos una porción del contra ión comprende bromuro, ioduro o cloruro.
5. 5. Un medio de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente que mejora la intercepción microbiológica incluye además un metal activo biológicamente en proximidad directa al químico catiónico en donde el metal activo biológicamente se precipita con por lo menos una porción del contra ión asociado con el químico catiónico.
6. 6. Un medio de filtro de la reivindicación 5, caracterizado porque el metal activo biológicamente comprende plata, cobre, cinc, cadmio, mercurio, antimonio, oro, aluminio, platino, paladio, o combinaciones de los mismos.
7. 7. Un medio de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de un fluido a través de dicho medio de filtro disminuye en respuesta, a una cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el afluente.
8. 8. Un medio de filtro de la reivindicación 7, caracterizado porque dicho medio de filtro mantiene la intercepción mejorada de contaminantes microbiológicos .
9. 9. Un medio de filtro caracterizado porque comprende: una estructura microporosa que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras; y un agente que mejora la intercepción microbiológica que comprende un químico catiónico que tiene una densidad de carga media a alta y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbido en al menos una porción de dicha estructura micro-porosa, y un metal activo biológicamente en proximidad directa al químico catiónico en donde el metal activo biológicamente se precipita con por lo menos una porción de un contra ión asociado con el químico catiónico, y en donde el químico catiónico forma un derivado en la presencia de ácidos polianiónicos de exceso en un afluente reduciendo así el flujo a través de dicho medio de filtro para prevenir el paso de contaminantes microbiológicos .
10. 10. Un medio de filtro de la reivindicación 9, caracterizado porque el metal activo biológicamente comprende la plata.
11. 11. Un medio de filtro de la reivindicación 9, caracterizado porque el flujo de un fluido a través de dicho medio de filtro disminuye en respuesta a una cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el afluente.
12. 12. Un medio de filtro de la reivindicación 9, caracterizado porque dicho medio de filtro mantiene la intercepción mejorada de contaminantes microbiológicos.
13. 13. Un método para filtrar un fluido que contiene contaminantes microbiológicos y ácidos polianiónicos, caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar un medio de filtro que tiene una característica de seguridad intrínseca que comprende una estructura microporosa que tiene un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras, en donde la estructura microporosa se trata con un agente que mejora la intercepción microbiológica, que comprende un químico catiónico que tiene una densidad de carga media a alta y un peso molecular mayor de aproximadamente 5000 Daltons, adsorbido en al menos una porción de la estructura microporosa, y un metal activo biológicamente en proximidad directa al químico catiónico también en al menos una porción de la estructura microporosa; hacer pasar el fluido que contiene contaminantes microbiológicos y ácidos polianionicos a través del medio de filtro; y obtener una reducción mayor de aproximadamente 4 log de contaminantes microbiológicos en un efluente, en donde un flujo de fluido a través del medio de filtro disminuye como resultado de la reacción de los ácidos polianionicos con el químico catiónico, previniendo así el paso de contaminantes microbiológicos mientras que se mantiene la intercepción mejorada de los contaminantes microbiológicos.
14. 14. Un método de la reivindicación 13, caracterizado porque en el paso de proporcionar el medio de filtro, el químico catiónico comprende un homopolímero de haluro de dialil dimetil amonio que tiene un peso molecular de aproximadamente 400,000 Daltons, y el metal activo biológicamente comprende plata, cobre, cinc, cadmio, mercurio, antimonio, oro, aluminio, platino, paladio, o combinaciones de los mismos.
15. 15. Un sistema de filtración de flujo por gravedad para tratar, guardar, y distribuir fluidos, caracterizado porque comprende : un primer depósito para mantener el fluido que se va a filtrar; un medio de filtro en comunicación fluida con dicho primer depósito, dicho medio de filtro comprende una estructura microporosa con un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 1 miera, dicho medio de filtro se trata para proporcionar una reducción de por lo menos aproximadamente 4 log de contaminantes microbiológicos menor que el tamaño de poro de flujo medio de dicho medio de filtro, en donde el flujo de fluido a través de dicho medio de filtro disminuye en respuesta a una cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el fluido; y un segundo depósito en comunicación fluida con dicho medio de filtro para colectar un fluido filtrado.
16. 16. Un sistema de filtración de flujo por gravedad de la reivindicación 15, caracterizado porque dicho medio de filtro mantiene la intercepción mejorada de los contaminantes microbiológicos .
17. 17. Un sistema de filtración presurizado para tratar, y distribuir fluidos, caracterizado porque comprende: un depósito para colectar un fluido filtrado; y un medio de filtro en comunicación fluida con dicho depósito, dicho medio de filtro comprende una estructura microporosa con un tamaño de poro de flujo medio de menos de aproximadamente 2 mieras, dicho medio de filtro se trata para proporcionar una reducción de por lo menos aproximadamente 4 log de contaminantes microbiológicos menor que el tamaño de poro de flujo medio de dicho medio de filtro, en donde el flujo de fluido a través de dicho medio de filtro disminuye en respuesta a una cantidad de ácidos polianiónicos presentes en el fluido.
18. 18. Un sistema de filtración presurizado de la reivindicación 17, caracterizado porque dicho medio de filtro mantiene la intercepción mejorada de contaminantes microbiológicos .