申请日2011.11.29
公开(公告)日2013.09.25
IPC分类号C02F3/04
摘要
提供了一种泡沫材料过滤器，其可形成径向流动过滤器或层叠流动过滤器。在径向流动构造中，泡沫材料可包绕内部支承芯。内部支承芯可限定孔，以允许水进入支承芯和离开过滤器。可使用一个以上的泡沫材料层，且以螺旋包绕的单片泡沫材料可形成多层构造。非渗透柔性层可定位在相邻的泡沫材料层之间以便于流过过滤器。在层叠的流动构造中，可使用多个泡沫材料层，且水可相继地或同时地流过泡沫材料层。可添加功能层来提供其它过滤功能。
权利要求书
1.一种过滤器，包括：
用于过滤水的网状泡沫材料过滤器元件，所述泡沫材料过滤器元件具有多个开孔，其中所述泡沫材料过滤器元件用于将多个生物有机体保持在所述泡沫材料过滤器元件附近和保持在所述泡沫材料过滤器元件的开孔内中的至少一者上;
收集储槽，其用于收集已经由所述泡沫材料过滤器元件过滤的水;以及
过滤器出口，其与所述收集储槽流体连通来用于从所述过滤器分送水，
其中所述泡沫材料过滤器元件密实化来增加所述泡沫材料过滤器元件内的每单位体积的股线数目。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件包括位于一个或多个所述开孔内来向所述生物有机体提供食物的养分。
3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件包括医学级泡沫材料。
4.根据权利要求3所述的过滤器，其特征在于，所述医学级泡沫材料为医学级聚氨酯泡沫材料。
5.根据权利要求4所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件的开孔密度大于70开孔每英寸。
6.根据权利要求5所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件的厚度小于1英寸，由此所述泡沫材料过滤器元件在使用期间不会变为厌氧的。
7.根据权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件为径向流动泡沫材料过滤器元件。
8.根据权利要求7所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件包括至少两个径向流动泡沫材料过滤器元件，所述至少两个径向流动泡沫材料过滤器元件连接到所述过滤器出口上。
9.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述径向流动泡沫材料过滤器元件包括一个以上的泡沫材料层，至少两个所述泡沫材料层具有不同开孔尺寸、不同厚度和不同泡沫材料类型中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器包括用于处理所述水的功能层。
11.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件包括碳、PH偏移的泡沫材料、载有食物或无机物的泡沫材料，以及干燥的有机体中的至少一者。
12.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件为卷成螺旋的单片泡沫材料。
13.根据权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件为层叠的泡沫材料过滤器元件，以及所述收集储槽为定位在所述层叠泡沫材料过滤器元件附近的管。
14.根据权利要求13所述的过滤器，其特征在于，所述管限定至少一个管入口和所述过滤器出口，
其中所述层叠的泡沫材料过滤器元件配合在所述至少一个管入口上，以及
其中所述过滤器适于将所述水经由所述层叠的泡沫材料过滤器元件发送来到达所述至少一个管入口，经由所述至少一个管入口进入所述管，且经由所述过滤器出口离开所述过滤器。
15.根据权利要求13所述的过滤器，其特征在于，所述管限定多个管入口和多个管出口，所述层叠的泡沫材料过滤器元件包括多个层叠的泡沫材料层，所述层叠的泡沫材料层与彼此间隔开，各个层叠的泡沫材料层配合在至少一个管入口上，至少一个管出口定位在相邻的层叠的泡沫材料层之间，
其中所述过滤器适于将所述水发送出所述管，穿过各个相继的管出口、穿过各个相继的层叠的泡沫材料层，且经由各个相继的管入口回到所述管中，
由此所述水在从所述过滤器分送之前前移穿过各个层叠的泡沫材料层。
16.根据权利要求13所述的过滤器，其特征在于，所述管限定多个管入口和多个管出口，所述层叠的泡沫材料过滤器元件包括多个层叠的泡沫材料层，所述层叠的泡沫材料层与彼此间隔开，各个层叠的泡沫材料层配合在至少一个管入口上，至少一个管出口定位在相邻的层叠的泡沫材料层之间，
其中所述过滤器适于将水发送出所述管，穿过一个所述管出口，穿过一个所述层叠的泡沫材料过滤器元件，经由一个所述管入口回到所述管中，且经由所述过滤器出口离开所述过滤器，
由此所述水在从所述过滤器分送之前仅前移穿过一个层叠的泡沫材料层。
17.根据权利要求13所述的过滤器，其特征在于，所述管限定至少一个管入口和所述过滤器出口，
其中所述层叠的泡沫材料过滤器元件包括至少两个层叠的泡沫材料层，第一层叠泡沫材料层定位在所述至少一个管入口的第一侧上，第二层叠泡沫材料层定位在所述至少一个管入口的第二相对侧上，其中所述过滤器适于将水经由各个层叠的泡沫材料层发送到所述过滤器中，经由所述至少一个管入口进入所述管中，且经由所述过滤器出口离开所述过滤器。
18.一种过滤器，包括：
网状泡沫材料过滤器元件，所述泡沫材料过滤器元件为径向流动泡沫材料过滤器元件，且包括医学级泡沫材料;
用以控制经由所述泡沫材料过滤器元件的流速的限流孔口;
所述泡沫材料过滤器元件具有多个开孔和在80开孔每平方英寸至120开孔每平方英寸之间的开孔密度;
所述泡沫材料过滤器元件包括用以吸引生物有机体的养分;以及
所述泡沫材料过滤器元件具有小于1英寸的厚度。
19.根据权利要求18所述的过滤器，其特征在于，所述泡沫材料过滤器元件包括一个以上的泡沫材料层。
20.根据权利要求18所述的过滤器，其特征在于，所述限流孔口将所述流速限制为所述泡沫材料过滤器元件的表面面积的最大大约0.8毫升每分钟每平方厘米至1.2毫升每分钟每平方厘米之间。
说明书
泡沫材料水处理系统
技术领域
本公开内容涉及水处理系统，并且具体地涉及重力给水处理系统。
背景技术
随着世界人口增加，水需求也跟着增加。实际上，在其中世界局部人口增长率相当大于平均值的一些地方，安全饮用水的可获得性低于平均值。一些这类情形可归因于地理位置，无论是干旱气候或简单地缺乏适合的饮用的新鲜表面水。此外，许多井口由于地下水位下降而逐渐干枯，造成新水井要挖掘更深的深度以试图找到水。在许多情况下，高成本阻止了这些操作。此外，在许多水源十分缺乏的地方，人们因为其低收入水平和事实上市政处理水无法获得，故不能购买消费用水。这类环境的实例包括不发达国家的乡村、自然灾害后的紧急救济点，或露营点等。
重力给水处理系统在世界各地使用，以帮助低收入人群，提供安全的水用于其家庭的饮用和烹饪。一种已知的重力给水处理系统使用生物砂水过滤器来处理水。这些系统具有由天然过程形成的生物层，其破坏水中的不需要的微生物和有机物。在住宅和小村落环境常使用的生物砂过滤器趋于大而笨重。一些含有高达100磅的砂和砂砾。
生物砂过滤器的一些进步已经在数年间完成。例如，一些生物砂过滤器已经调整深度和颗粒尺寸组成，以便控制露出的砂层的顶部处的面速度。在效果上，较深层中的大量砂和砂砾的一个原因在于建立和控制背压，以便穿过砂床的面速度保持在建议的范围内。尽管这些进步在一些情形中已经使重力给水处理系统更有效，但安装可能更为复杂，因为安装期间必须经常调整流速，以确保系统适当地工作。
一些人相信，生物砂水处理系统的两个主要优点在于砂的重量和砂所需的具体颗粒尺寸。砂的制造和运输已经是生物砂过滤器的全球性使用主要障碍。存在使用混凝土和塑料替代物的水处理系统。然而，这些系统具有其自身的缺点。混凝土甚至比砂更重，且在需要其的较远的地区可能比砂更稀少。
发明内容
提供了一种重力给水处理系统，包括泡沫材料过滤器，其具有支持生物群落移殖的蜂窝状结构且机械地支承这些结构。泡沫材料的构造在初始厚度下是网状的，且密实化至0.300英寸。网状泡沫材料可在泡沫材料上和/或内支承生物层。泡沫材料为多孔的、重量轻的，且易于安装。网状的泡沫材料水处理系统可以以筒构造或层叠构造来构造。
存在多种泡沫材料过滤器构造，其包括网状泡沫材料过滤器元件。泡沫材料过滤器可具有收集储槽，以用于收集已经通过泡沫材料过滤器元件过滤的水，以及过滤器出口，其与收集储槽流体连通来用于从过滤器分送水。泡沫材料过滤器元件可密实化，以增加该泡沫材料过滤器元件内每单位体积的股线数目。泡沫材料过滤器元件还可包括用以吸引生物有机体的养分。
存在多种泡沫材料过滤器筒构造。在一个实施例中，泡沫材料包绕内部支承芯，且端盖连结成密封筒。支承芯可提高过滤器筒的结构完整性。过滤器筒可包括一层或多层泡沫材料，各层均具有相同或不同的开孔尺寸和/或相同或不同的厚度。多层泡沫材料可提高水处理的质量。
还存在多种泡沫材料过滤器层叠构造。在一个实施例中，多层泡沫材料层叠，且水同时地或相继地流过多级。水同时地流过多级可提高水处理的速度，而水相继地流过多级可提高水处理的质量。
在泡沫材料过滤器筒构造和泡沫材料过滤器层叠构造中，可包括各种材料的附加的功能层，以增加全部水处理。例如，可包括功能层来解决各种水污染，如硬度、砷或氟化物。
泡沫材料过滤减轻了生物砂过滤器的问题，值得注意的是，重量和安装的问题。泡沫材料过滤器水处理系统的重量是生物砂水处理系统重量的小部分。泡沫材料过滤器系统还容易由最终使用者安装，而无需训练过的安装人员。
本发明的这些及其它目的、优点和特征通过参照当前实施例和附图的描述将更完整地理解和认识到。
在本发明的实施例的详细描述之前，将理解的是，本发明不限于以下描述中阐述或附图中示出的操作细节或构造和构件布置的细节。本发明可在各种其它实施例中实施，且可以以本文中未明确公开的备选方式实施或执行。另外，还将理解的是，本文使用的短语和用语是为了描述的目的，且不应当认作是进行限制。"包含"和"包括"及其变体的使用意在涵盖下文列出的项目及其等同物，以及附加项目及其等同物。此外，在各种实施例的描述中使用了编号。除非另外明确指出，否则编号的使用不应看作是将本发明限于构件的任何特定顺序或数目。也不应将编号的使用理解为可与编号的步骤或构件组合或组合到编号的步骤或构件中的任何附加步骤或构件排除在本发明的范围外。
