背景技術(shù)：

各種水源的水經(jīng)常受到懸浮固體、微生物和有毒化學(xué)品的污染。飲用被微生物污染物(如細(xì)菌、病毒和孢囊)污染的水是霍亂、傷寒和痢疾等水傳播疾病的重要病因之一。同樣，飲用被有毒化學(xué)品(如砷)污染的水也會(huì)導(dǎo)致各種健康危險(xiǎn)，如手和手掌角化過(guò)多、黑腳病和皮膚、肺、肝、膀胱和腎臟癌。重要的是，砷一直被孟加拉國(guó)、印度、美國(guó)、南美、中國(guó)、臺(tái)灣和泰國(guó)全球各國(guó)視為主要水污染物之一。預(yù)計(jì)全球約1.37億人接觸砷及其帶來(lái)的毒性。孟加拉邦(West Bengal)、恰爾肯德邦(Jharkhand)、比哈爾(Bihar)和北方邦(Uttar Pradesh)等印度邦的人民大量接觸砷導(dǎo)致毒性，承受相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于大部分人生活在農(nóng)村，缺乏安全凈化飲用水的發(fā)展中國(guó)家，此問(wèn)題更加嚴(yán)峻。為避免微生物和砷污染物導(dǎo)致的此類健康風(fēng)險(xiǎn)，用于飲用和烹飪的水應(yīng)不含此類污染物。

現(xiàn)有技術(shù)采取多種不同干預(yù)措施，包括集中水處理廠、社區(qū)水處理設(shè)施以及使用點(diǎn)(POU)處理設(shè)施。但是，這些現(xiàn)有技術(shù)方法存在各自的缺點(diǎn)，如下：

·集中水處理廠需要大量資金，運(yùn)營(yíng)成本高。因此此類方法只能在城市使用，對(duì)偏遠(yuǎn)農(nóng)村區(qū)域不可行。

·社區(qū)處理設(shè)施需要高維護(hù)和熟練人員，因此對(duì)長(zhǎng)期部署也不可行。

·基于化學(xué)品消毒、紫外線輻射處理和薄膜滲濾的使用點(diǎn)(POU)凈化器能夠消除活性或去除微生物污染物，但對(duì)減少水中的砷污染物無(wú)效。

·這些POU凈化器價(jià)格定位針對(duì)相對(duì)富裕的城市具名，對(duì)大多數(shù)低收入和農(nóng)村家庭來(lái)說(shuō)無(wú)法承擔(dān)。

·基于反滲透技術(shù)的POU凈化器價(jià)格昂貴，需要持續(xù)供給自來(lái)水和電力才能工作，因此不適合農(nóng)村人群。

·現(xiàn)有技術(shù)方法使用持續(xù)水源。

·現(xiàn)有技術(shù)方法使用電力。

·現(xiàn)有技術(shù)方法需要熟練人員。

已經(jīng)證明，現(xiàn)有技術(shù)工藝昂貴并且需要持續(xù)水源，不適合在大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家廣泛使用。此外，這些工藝無(wú)法同時(shí)減少水中的砷和微生物污染物。而且，這些工藝需要電力和熟練人員才能正確工作。

因此，需要開(kāi)發(fā)一種低成本水凈化方式，有效減少水中的微生物和砷含量，并且不需要電力、持續(xù)水源和熟練人員。

發(fā)明目的

本發(fā)明的部分目的(通過(guò)至少一種具體實(shí)施方式實(shí)現(xiàn))如下所述：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種水凈化工藝。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種經(jīng)濟(jì)的水凈化工藝。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可減少水中砷和微生物污染物的水凈化工藝。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種無(wú)需使用電力即可執(zhí)行的水凈化工藝。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是改善現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題或至少提供一種有用的選擇方案。

以下描述及附圖中，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢(shì)將得以進(jìn)一步明確，但這些描述并不意圖限制本發(fā)明的范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種從含砷和微生物的水中去除砷和消除微生物活性的工藝；所述工藝包括：

i.去除所述水中的砷，在重力作用下將所述水引入數(shù)量為基床總重量30到70％的鐵化合物組成的顆粒狀砷去除介質(zhì)基床，所述顆粒狀介質(zhì)的顆粒物大小為400到1000微米，表面積為50到400m²/g，時(shí)間為5到30分鐘，獲得砷含量減少的水；

ii.消除砷含量減少的水中微生物活性，將砷含量減少的水引入消毒劑釋放系統(tǒng)，該系統(tǒng)以0.1到1mg/L的速度在砷含量減少的水中釋放至少一種消毒劑，消滅其中含有的存活微生物成分，提供砷和微生物含量減少的水，其中所述消毒劑為氯。

按照本發(fā)明的工藝，顆粒狀砷去除介質(zhì)制備工藝如下：

a.將5到30％w/v的氯化鐵和5到40％w/v的氫氧化鈉同時(shí)加入pH值6.5到7的水中，獲得懸浮液；

b.等待所述懸浮液沉淀1到8小時(shí)，獲得殘留物和上清液；

c.通過(guò)傾析和真空過(guò)濾組中選擇的至少一種方法分離所述上清液，獲得濾渣；

d.在60到110℃條件下干燥所述濾渣8到24小時(shí)，獲得干燥濾渣；

e.將所述干燥濾渣轉(zhuǎn)化為顆粒物；

f.篩濾所述顆粒物，獲得顆粒物尺寸400到1000微米，表面積50到400m²/g的顆粒狀砷去除介質(zhì)。

按照本發(fā)明工藝制備顆粒狀砷去除介質(zhì)基床，方法是將按照上述工藝制備的顆粒狀砷去除介質(zhì)保持在粗篩網(wǎng)和布之間。

按照本發(fā)明工藝，鐵化合物是從鐵氧化物、鐵氫氧化物和鐵氧氫氧化物組中選擇的至少一種。

按照本發(fā)明工藝，鐵化合物是從氫氧化鐵和氫氧化亞鐵組中選擇的至少一種。

按照本發(fā)明工藝制備消毒劑釋放系統(tǒng)，方法是將至少一種彈簧加載消毒劑釋放片劑放入腔中，在第一腔中將所述消毒劑釋放片劑壓在擴(kuò)散膜上，將至少一種液化消毒劑釋放到砷含量減少的水中，經(jīng)過(guò)第二腔。

按照本發(fā)明工藝，消毒劑釋放片劑包括從以下組中選擇的至少一種消毒劑釋放化合物，該組包括次氯酸鈣、二氯異氰尿酸鈉、三氯異氰尿酸和N-氯-p-甲苯磺酰胺鈉鹽(氯胺T)，數(shù)量為片劑總重量的50到100％，以及從以下組中選擇的至少一種添加劑，該組包括賦形劑、緩沖劑、稀釋劑、粘合劑、助流劑、潤(rùn)滑劑、崩解劑、濕潤(rùn)劑、穩(wěn)定劑、增味劑、甜味劑、涂層劑、防腐劑、分散劑、油、蠟、乳化劑、表面活性劑、膠凝劑、遮光劑、保濕劑、抗氧化劑、懸浮劑、增稠劑、消泡劑和吸收劑，數(shù)量為片劑總重量的0到50％。

本發(fā)明工藝在將含砷和微生物的水引入顆粒狀砷去除介質(zhì)基床前，將所述水引入過(guò)濾裝置。

按照本發(fā)明工藝，通過(guò)管嘴調(diào)節(jié)進(jìn)入消毒劑釋放系統(tǒng)的砷含量減少的水流速，以及所述含砷和微生物的水與所述顆粒狀砷去除介質(zhì)基床之間的接觸時(shí)間。

本發(fā)明工藝監(jiān)測(cè)砷和微生物減少的水量。

本發(fā)明還提供一種從含砷和微生物的水中去除砷和消除微生物活性的設(shè)備；所述設(shè)備包括：

i.第一腔，其中包括：

a.第一入口，用于接收所述含砷和微生物的水；

b.一粗濾網(wǎng)，網(wǎng)眼大小在20目(841微米)到60目(250微米)之間，允許通過(guò)從第一入口接收的所述水；

c.一種由所述粗濾網(wǎng)支撐的顆粒狀砷去除介質(zhì)基床，允許通過(guò)所述含砷和微生物的水，并吸收所述水中的砷，獲得砷含量減少的水；

d.第一出口，用于接收砷含量減少的水；

e.一塊布，孔尺寸在3微米到20微米之間，有效安裝在所述基床上方，以及所述基床和所述第一出口之間，用于截留砷含量減少的水中的細(xì)顆粒物，并允許砷含量減少的水通過(guò)，進(jìn)入所述第一出口；

ii.第二腔，其中包括第一室和第二室，通過(guò)擴(kuò)散膜有效分離，所述第一室位于第二室上方；所述第二腔包括：

a.所述第二室的第二入口，用于接收來(lái)自所述第一出口的砷含量減少的水；

b.所述第一室中的至少一種消毒劑釋放片劑，濕潤(rùn)后釋放至少一種消毒劑；

c.擴(kuò)散膜，用于調(diào)節(jié)所釋放消毒劑的擴(kuò)散；

d.第一室中的至少一個(gè)彈簧，用于將所述片劑壓在所述擴(kuò)散膜上；

e.所述第二室的第二出口，用于接收砷含量減少并含有擴(kuò)散消毒劑的水；

iii.管道，用于將液體從所述第一出口輸送至所述第二入口，可選包括至少一個(gè)管嘴，用于調(diào)節(jié)所述含砷和微生物的水與所述顆粒狀砷去除介質(zhì)基床之間的接觸時(shí)間。

本發(fā)明設(shè)備還包括至少一個(gè)過(guò)濾裝置。

本發(fā)明設(shè)備還包括一壽命指示器，用于顯示介質(zhì)剩余壽命。

通常使用消毒劑釋放片劑的至少一個(gè)尺寸指示設(shè)備剩余壽命。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

下面將參考隨附非限定性圖紙說(shuō)明本發(fā)明，其中：

圖1是本水凈化發(fā)明的工藝示意圖。

圖2說(shuō)明砷吸收介質(zhì)制備工藝(200)。

圖3說(shuō)明本水凈化發(fā)明(100)工藝。

圖4說(shuō)明一種基于本發(fā)明工藝的水凈化設(shè)備(300)。

圖5說(shuō)明一種基于本發(fā)明設(shè)備的水凈化使用點(diǎn)(POU)(400)系統(tǒng)。

圖6說(shuō)明本發(fā)明工藝和設(shè)備的砷去除效果(500)。

詳細(xì)描述

水凈化是每個(gè)家庭長(zhǎng)久以來(lái)的工作，用于使水能夠用于飲用、烹飪和存放等用途。但是，在家庭環(huán)境中，很難用易于使用、經(jīng)濟(jì)且不用電的設(shè)備去除微生物和化學(xué)品(如砷)等污染物。家庭和現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法提供高效且經(jīng)濟(jì)的水凈化措施。因此，本發(fā)明提供一種從含砷和微生物的水中去除砷并消除微生物活性的工藝，消除現(xiàn)有工藝的缺陷。

圖1和3解釋本發(fā)明工藝。工藝先從含砷和微生物的水中去除砷。在重力作用下將水引入顆粒狀砷去除介質(zhì)基床(140)以去除砷，時(shí)間5到30分鐘。含砷和微生物的水在顆粒狀基床中的停留時(shí)間對(duì)高效去除砷至關(guān)重要。因此，可以選擇使用管嘴(N)調(diào)節(jié)停留時(shí)間。

砷去除介質(zhì)(144)通過(guò)特色工藝制備，獲得特定大小和表面積的吸收介質(zhì)顆粒物，進(jìn)一步確保從水中高效去除砷。圖2介紹制備砷去除介質(zhì)(144)的工藝。通常，通過(guò)以下介紹工藝制備砷去除介質(zhì)。在第一步中，將5到30％wt/vol氯化鐵溶液和5到40％wt/vol氫氧化鈉溶液同時(shí)加入水中，然后用攪拌機(jī)持續(xù)攪拌，保持溶液pH值在6.5到7之間。將pH維持在此范圍可獲得最佳性能和強(qiáng)度的砷吸收介質(zhì)。充分?jǐn)嚢杪然F和氫氧化鈉溶液后，等待懸浮液充分沉淀，形成清澈上清液。按照本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，沉淀時(shí)間在1到8小時(shí)之間。然后傾析上清液，獲得厚漿液。真空過(guò)濾厚漿液獲得濾渣，然后在60到110℃烤箱內(nèi)干燥濾渣8到24小時(shí)。采用合適方法研磨干燥濾渣，如壓碎、研磨等，過(guò)篩獲得所需大小的顆粒物。本發(fā)明顆粒狀介質(zhì)的顆粒物大小為400到1000微米，表面積為50到400m²/g。

將制備的吸收介質(zhì)(144)放置在粗篩(146)和布(148)之間，獲得顆粒狀砷去除介質(zhì)基床(140)，含砷和微生物的水通過(guò)該基床。因此，基床含有氯化鐵和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)物的鐵化合物，包括鐵氧化物、鐵氫氧化物和鐵氧氫氧化物。通常，鐵化合物是從氫氧化鐵和氫氧化亞鐵組中選擇的至少一種。砷去除介質(zhì)含有的鐵化合物為基床總重量的30到70％。

顧名思義，介質(zhì)(144)作用是吸收水中的砷。地下水中通常存在的砷陰離子與介質(zhì)中的鐵陽(yáng)離子化合物形成表面配合物，從而獲得吸收。吸收程度取決于介質(zhì)表面積以及含砷水與吸收介質(zhì)的接觸時(shí)間。因此，通過(guò)顆粒狀砷去除介質(zhì)基床(140)后，獲得砷含量減少的水。

接下來(lái)，將砷含量減少的水通過(guò)消毒劑釋放系統(tǒng)，去除砷含量減少的水中的存活微生物。本發(fā)明的消毒劑釋放系統(tǒng)在砷含量減少的水中釋放至少一種消毒劑以消除存活微生物活性。制備本發(fā)明的消毒劑釋放系統(tǒng)，方法是將至少一種彈簧(168)加載消毒劑釋放片劑(170)放入腔中，在第一腔(IC)中將所述消毒劑釋放片劑(170)壓在擴(kuò)散膜(172)上，將液化消毒劑釋放到砷含量減少的水中，然后經(jīng)過(guò)第二腔(IIC)。

消毒劑釋放片劑(170)包含片劑總重量50到100％的至少一種消毒劑釋放化合物，以及片劑總重量0到50％的至少一種添加劑。通常，水中消毒劑的釋放速度在0.1到1mg/L之間。本發(fā)明的消毒劑為氯。

消毒劑釋放化合物從以下組中選擇，該組包括次氯酸鈣、二氯異氰尿酸鈉、三氯異氰尿酸和N-氯-p-甲苯磺酰胺鈉鹽(氯胺T)；添加劑從以下組中選擇，該組拿破侖賦形劑、緩沖劑、稀釋劑、粘合劑、助流劑、潤(rùn)滑劑、崩解劑、濕潤(rùn)劑、穩(wěn)定劑、增味劑、甜味劑、涂層劑、防腐劑、分散劑、油、蠟、乳化劑、表面活性劑、膠凝劑、遮光劑、保濕劑、抗氧化劑、懸浮劑、增稠劑、消泡劑和吸收劑，數(shù)量為片劑總重量的0到50％。添加劑為從以下組中選擇的至少一種，該組包括硫酸鈣、硫酸鎂、淀粉、乳糖、蔗糖、纖維素、二氧化硅、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂和硬脂酸。

消毒劑釋放系統(tǒng)釋放的氯消除水中的存活微生物活性，提供砷和存活微生物含量減少的水。

可以選擇在過(guò)濾裝置(198)中過(guò)濾含砷和微生物的水，去除微生物和砷以外的污染物。砷吸收系統(tǒng)和消毒劑釋放系統(tǒng)一起使用時(shí)，可以凈化約2000升水。達(dá)到此閾值后，需要更換和/或補(bǔ)充吸收介質(zhì)和消毒劑系統(tǒng)。因此，本發(fā)明還包括監(jiān)測(cè)流出凈化水量的措施，以指示更換前的剩余使用壽命。

圖1簡(jiǎn)要介紹本發(fā)明工藝示意圖，其中說(shuō)明6個(gè)水凈化階段。第一個(gè)可選過(guò)濾階段由S1表示。過(guò)濾水可以存放在水箱S2后，然后去除砷–第3階段(S3)。通過(guò)流量調(diào)節(jié)器S4后的砷含量減少的水進(jìn)入消毒劑釋放系統(tǒng)，接觸至少一種消毒劑S5，減少存活微生物量。獲得存活微生物和砷含量減少的水S6。

本發(fā)明還提供一種從含砷和微生物的水中去除砷和消除微生物活性的設(shè)備(300)。圖4表示本發(fā)明設(shè)備(300)，其中設(shè)備主要包括第一腔(A)和第二腔(B)。通過(guò)第一腔后，從含砷和微生物的水中去除砷。通過(guò)第二腔后，砷含量減少的水中的微生物消除活性，最終獲得不含砷和存活微生物的水。

按照本發(fā)明，可以選擇先在過(guò)濾裝置(198)中過(guò)濾含砷和微生物的水，去除微生物和砷以外的雜質(zhì)。過(guò)濾水存放在水箱(120)中。水箱中的水通過(guò)第一入口(142)進(jìn)入第一腔(A)。含有砷和微生物的水在重力作用下通過(guò)粗篩(146)進(jìn)入顆粒狀砷去除介質(zhì)基床(140)。顆粒狀砷去除介質(zhì)基床(140)吸收水中含有的砷，獲得砷含量減少的水?；埠械蔫F化合物通常為基床總重量的30到70％。此外，顆粒狀介質(zhì)(144)的顆粒物大小為400到1000微米，表面積為50到400m²/g。

然后，砷含量減少的水通過(guò)布(148)，截留砷含量減少的水中的細(xì)懸浮顆粒物，以及水在所述介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)所述介質(zhì)碎裂產(chǎn)生的細(xì)顆粒物。產(chǎn)生的水通過(guò)第一出口(162)經(jīng)過(guò)管道(162c)到達(dá)第二腔(B)的第二入口(164)。粗篩(146)的篩目大小為20目(841微米)到60目(250微米)，布的孔大小為3微米到20微米。粗篩和布采用以下組中選擇的至少一種材料制造，該組包括天然纖維、合成纖維、合成聚合物、編織面料和非編織面料。此外，粗篩和布采用以下組中選擇的至少一種材料制造，該組包括氈、尼龍、聚丙烯、聚酰胺和聚酯。此外，粗篩采用以下組中選擇的至少一種材料制造，該組包括塑料和金屬。

管道(162c)用于將液體從第一出口(162)輸送至第二入口(164)。管道可以選擇包括至少一個(gè)管嘴，用于調(diào)節(jié)所述含砷和微生物的水與所述顆粒狀砷去除介質(zhì)基床之間的接觸時(shí)間。

本發(fā)明的第二腔(B)主要包括第一室(IC)和第二室(IIC)，第一室位于第二室上方，通過(guò)擴(kuò)散膜(172)隔開(kāi)。第二腔(B)包含第二室的第二入口(164)，用于接收砷含量減少的水。進(jìn)入的水接觸第一室內(nèi)至少一種消毒劑釋放片劑(170)釋放的至少一種消毒劑，抑制水中的微生物。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，本發(fā)明的消毒劑為氯。

消毒劑釋放片劑(170)壽命與砷去除介質(zhì)(144)壽命相匹配，因此消毒劑釋放片劑(170)指示砷去除介質(zhì)(144)的剩余壽命。通常，可以通過(guò)消毒劑釋放片劑尺寸指示砷去除介質(zhì)的剩余壽命。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，片劑尺寸為片劑高度和直徑中的一個(gè)。

第二腔(B)還包括擴(kuò)散膜(172)，用于調(diào)節(jié)擴(kuò)散，進(jìn)而調(diào)節(jié)砷含量減少的水中的釋放消毒劑濃度。擴(kuò)散膜是一種多孔材料，允許水和氣體通過(guò)。擴(kuò)散膜采用以下組中選擇的至少一種材料制造，該組包括天然纖維、合成纖維、合成聚合物、編織面料和非編織面料。此外，擴(kuò)散膜采用以下組中選擇的至少一種材料制造，該組包括氈、尼龍、聚丙烯、聚酰胺和聚酯。腔還包括第一室內(nèi)的至少一個(gè)彈簧(168)，用于維持片劑(170)與擴(kuò)散膜(172)的接觸。彈簧采用以下組中選擇的至少一種材料制造，該組包括塑料和涂有塑料的金屬。第二出口(180)位于第二室，用于接收砷和存活微生物減少的水。

在本發(fā)明設(shè)備(300)中(圖4)，砷去除介質(zhì)基床(140)和消毒劑釋放系統(tǒng)(160)可以整合為緊湊筒的形式，連接到水存儲(chǔ)容器，通過(guò)開(kāi)口(320)接收水。按照本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，緊湊筒采用圓柱形容器形式，一根管(142)連接在側(cè)面，用于將污染水流動(dòng)到砷去除介質(zhì)基床(140)底部，另一根管道(162)用于將砷去除介質(zhì)基床(140)輸出水流動(dòng)到消毒劑釋放系統(tǒng)(160)。緊湊設(shè)備(300)具有出口(180)，用于流出凈化水。

此外，本發(fā)明的工藝和設(shè)備還可整合為如圖5所示的使用點(diǎn)(POU)系統(tǒng)，其中源水箱(410)用于收集污染水，預(yù)過(guò)濾裝置(440)用于去除懸浮顆粒物，設(shè)備(300)用于去除水中的微生物和砷污染物，收集水箱(420)用于存放凈化水，蓋(450)用于遮蓋預(yù)過(guò)濾裝置(440)，龍頭(460)用于從收集水箱(420)取用凈化水。

現(xiàn)在將通過(guò)以下非限定性實(shí)施方式討論本發(fā)明：

實(shí)施例1：按照本發(fā)明的水凈化工藝，以及砷去除效果分析

使用378克砷去除介質(zhì)以880毫米大小筒的形式制備砷去除介質(zhì)基床。將20％wt/vol氯化鐵溶液和14％wt/vol氫氧化鈉溶液同時(shí)加入水中，用攪拌機(jī)持續(xù)攪拌，并維持溶液pH為6.8。等待懸浮液沉淀8小時(shí)，先后通過(guò)傾析和真空過(guò)濾去除上清液。在65℃烤箱內(nèi)干燥濾渣24小時(shí)，對(duì)干燥濾渣進(jìn)行顆?；幚?，獲得可通過(guò)850微米大小篩網(wǎng)并留在425微米大小篩網(wǎng)上的顆粒物。為檢測(cè)砷去除效果，將筒連接到用于存放砷污染水的使用點(diǎn)(POU)系統(tǒng)源水箱和用于收集筒凈化水的收集水箱。將含砷水注入源水箱，從收集水箱龍頭收集凈化水。筒出水流速控制為3升/小時(shí)，這樣含砷水在砷去除介質(zhì)基床上的停留接觸時(shí)間為12分鐘。在筒壽命期內(nèi)，以不同間隔從源水箱和收集水箱龍頭收集水樣本，使用原子吸收分光光度計(jì)和氫化組件分析砷含量。圖6顯示的圖形500表示本凈化水工藝的砷去除效果。在圖形500中，水中的砷濃度(毫克/升)作為第一個(gè)參考，在圖形500的豎軸(y)上表示，凈化水量(升)作為第二個(gè)參考，在橫軸(x)上表示。數(shù)據(jù)點(diǎn)(a)可以視為構(gòu)成一條抽象曲線，說(shuō)明源水箱410中的砷污染物濃度。數(shù)據(jù)點(diǎn)(b)可以類似構(gòu)成另一條曲線，說(shuō)明收集水箱420的龍頭460收集凈化水的砷濃度。線條(c)顯示印度和WHO標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)規(guī)定的飲用水砷污染濃度允許限值。如圖形500所示，水凈化工藝100可凈化超過(guò)2000升水，輸出砷濃度低于印度和WHO標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)規(guī)定的限值。圖形還指示本發(fā)明POU系統(tǒng)的壽命約為2000升。達(dá)到該限值后，可以丟棄筒并更換新筒。

實(shí)施例2：按照本發(fā)明的水凈化工藝，以及微生物活性消除效果分析

為檢測(cè)水凈化工藝的細(xì)菌和病毒活性消除效果，準(zhǔn)備一個(gè)與實(shí)施例1所介紹筒類似的筒，將兩片三氯異氰尿酸片劑制備的氯釋放系統(tǒng)放在帶入口和出口孔的殼體內(nèi)的擴(kuò)散膜和彈簧之間。使用1.5克三氯異氰尿酸制備氯釋放片劑，使用氈布制備擴(kuò)散膜。來(lái)自砷去除介質(zhì)基床的水進(jìn)入消毒劑釋放系統(tǒng)，接觸擴(kuò)散膜的同時(shí)形成出口。將砷去除介質(zhì)基床和氯釋放系統(tǒng)組成的筒連接到POU系統(tǒng)源水箱，并用含細(xì)菌和病毒的地下水檢測(cè)。為確定細(xì)菌活性消除效果，使用含大腸桿菌(E.coli)ATCC 11229的地下水，大腸桿菌是WHO建議用于評(píng)估家用水處理技術(shù)的檢測(cè)菌株(WHO，2014年2月，統(tǒng)一檢測(cè)方案：非特定技術(shù)，瑞士日內(nèi)瓦)。在使用壽命期內(nèi)分六個(gè)階段(即46、120、300、660、1615和2285升)檢查基于水凈化工藝的筒細(xì)菌活性消除效果，結(jié)果顯示在表1中。源水箱輸入細(xì)菌量在2.5×10⁶到7.11×10⁶菌落形成單位/毫升(CFU/ml)之間，收集水箱中凈化水的輸出細(xì)菌濃度在0到65CFU/ml之間，log₁₀減少為5.03到6.7。因此，本工藝實(shí)現(xiàn)的細(xì)菌活性消除高于WHO為評(píng)估高保護(hù)技術(shù)類別家用水處理技術(shù)規(guī)定的4log₁₀細(xì)菌活性消除要求(WHO，2014年2月，統(tǒng)一檢測(cè)方案：非特定技術(shù)，瑞士日內(nèi)瓦)。同樣，表2給出水凈化工藝100消除病毒活性的效果。為進(jìn)行檢測(cè)，使用含有MS-2大腸桿菌噬菌體ATCC 15597-B1，大腸桿菌宿主ATCC 15597的地下水，大腸桿菌是WHO建議用于評(píng)估家用水處理技術(shù)的檢測(cè)菌株。在使用壽命期內(nèi)分四個(gè)階段(即45、410、620和1935升)評(píng)估基于水凈化工藝的筒效果，結(jié)果顯示在表2中。源水箱輸入病毒量在6.0×10⁵到1.16×10⁷空斑形成單位/毫升(PFU/ml)之間，收集水箱中凈化水的輸出病毒濃度在0到18PFU/ml之間，log₁₀減少為5.78到6.02。因此，本工藝證明，MS-2病毒減少超過(guò)WHO為評(píng)估高保護(hù)技術(shù)類別家用水處理技術(shù)規(guī)定的5log₁₀活性消除要求(WHO，2014)。

表1.本發(fā)明工藝細(xì)菌活性消除效果

CFU：菌落形成單位

表2.本發(fā)明工藝病毒活性消除效果

PFU：空斑形成單位

從實(shí)施例中可以推斷，本發(fā)明的水凈化工藝已經(jīng)證明可以去除水中的砷、細(xì)菌和病毒污染物。此外，工藝減少砷污染物并滿足印度和WHO標(biāo)準(zhǔn)。而且，本工藝實(shí)現(xiàn)的存活細(xì)菌與病毒活性消除程度超過(guò)活性消除最低要求；證明本發(fā)明工藝的效率。

通過(guò)參照描述中的非限定性具體實(shí)施方式，對(duì)這些具體實(shí)施方式及其各種特征和有利細(xì)節(jié)進(jìn)行了解釋。其中省去了對(duì)已知部件及加工技術(shù)的描述，以避免不必要的模糊實(shí)施例。本發(fā)明所采用的實(shí)施例僅旨在便于理解本發(fā)明具體實(shí)施方式可能的實(shí)踐方式，并進(jìn)而使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明的實(shí)施方式。因此，不應(yīng)將此類實(shí)施例視為限制本發(fā)明具體實(shí)施方式的范圍。

上述具體實(shí)施方式的描述將充分披露本發(fā)明中具體實(shí)施方式的一般性，在沒(méi)有脫離一般概念的前提下，其他人可以很容易地運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)修改和/或調(diào)整此類具體實(shí)施方式的各種應(yīng)用。因此，這些調(diào)整和修改應(yīng)被確定為包含在與所披露的具體實(shí)施方式相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)。需要了解的是，文中所使用的措辭或用辭是為了描述而非限制。因此，雖然文中的具體實(shí)施方式描述的是首選具體實(shí)施方式，熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到在所描述的具體實(shí)施方式的精神與范圍內(nèi)，可以對(duì)文中的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)意義

相比傳統(tǒng)方法，本發(fā)明的水凈化工藝與設(shè)備具有多個(gè)優(yōu)勢(shì)，如：

·本發(fā)明的水凈化工藝同時(shí)減少水中的砷和微生物污染物。

·本發(fā)明的水凈化工藝有效降低砷含量低于最大允許限值，微生物活性消除效果高于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的log₁₀活性消除要求(WHO，2014)。

·本發(fā)明的水凈化工藝經(jīng)濟(jì)且易于安裝。

·本發(fā)明的水凈化工藝可方便用于水存儲(chǔ)容器和使用點(diǎn)凈化器。

·本發(fā)明的水凈化工藝基本不使用電力。

·本發(fā)明的水凈化工藝不需要持續(xù)水源。

·本發(fā)明的水凈化工藝不需要熟練人員進(jìn)行操作。

·本發(fā)明的水凈化工藝不會(huì)導(dǎo)致水外觀改變。水中過(guò)濾的化學(xué)品，如砷去除系統(tǒng)中的鐵和微生物系統(tǒng)中的消毒劑在允許限值內(nèi)，因此不改變水的味道和氣味。

貫穿本說(shuō)明書(shū)中的單詞“包括”，或其變形都被理解為意指包含一種所述要素、整數(shù)或步驟、或一組要素、整數(shù)或步驟，但不排除任何其他要素、整數(shù)或步驟，或要素、整數(shù)或步驟組。

“至少”或“至少一種”表達(dá)方式表明使用一個(gè)或多個(gè)要素、成分或數(shù)量，本發(fā)明的具體實(shí)施方式中的使用是為實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)預(yù)期的目的或結(jié)果。

各種物理參數(shù)、尺寸或用量等給定數(shù)值僅為近似值，應(yīng)理解為高于物理參數(shù)、尺寸或用量指定值的數(shù)值也位于本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非本說(shuō)明書(shū)中另有明確相反聲明。

雖然本文描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，但這些實(shí)施方法僅通過(guò)實(shí)施例形式介紹，并不限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在了解本文披露后，可在本發(fā)明范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明的工藝或化合物或配方或組合進(jìn)行改動(dòng)或修改。此類改動(dòng)或修改仍在本發(fā)明的精神內(nèi)。附帶權(quán)利要求及其同等要求旨在涵蓋發(fā)明范圍和精神內(nèi)的此類形式或改動(dòng)。