本申請(qǐng)是申請(qǐng)日是2009年10月19日、申請(qǐng)?zhí)柺?00980149626.6、發(fā)明名稱是“用于液體或氣體的過濾/凈化的過濾介質(zhì)、相關(guān)反應(yīng)器模塊、過濾裝置和方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求2008年10月17日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/106467的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過引用并入這里。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及過濾介質(zhì)、相關(guān)模塊、過濾裝置和方法。

背景技術(shù)：

氣體和液體材料的較大規(guī)模的生物凈化/過濾需要對(duì)應(yīng)地較大規(guī)模的包括過濾介質(zhì)的凈化/過濾裝置。這種裝置的設(shè)計(jì)和開發(fā)受到數(shù)個(gè)參數(shù)限制，例如，對(duì)大的特定表面面積過濾介質(zhì)的需要(用于增加效率)，過濾介質(zhì)在生物質(zhì)和液體的組合載荷下塌陷或折疊的趨勢(shì)，以及最小化該裝置的占位面積的商業(yè)壓力。已經(jīng)建議由利用用于水流的間隔開的通道卷成“凝膠卷”構(gòu)造的波紋狀的細(xì)菌床組成的過濾介質(zhì)用于下水道水的凈化。其它現(xiàn)有技術(shù)裝置使用外部結(jié)構(gòu)來為反應(yīng)器容器內(nèi)的介質(zhì)材料提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，例如過濾介質(zhì)布置在其周圍的“貨車車輪”構(gòu)造金屬架或包覆過濾介質(zhì)的網(wǎng)狀支撐元件。然而，僅外部結(jié)構(gòu)不能防止該介質(zhì)的塌陷并且這種構(gòu)造可能傾向于被過多的生物質(zhì)堵塞。此外，腳手架狀支撐結(jié)構(gòu)占據(jù)反應(yīng)器中的可以被“活的”介質(zhì)填充的空間，從而侵蝕該系統(tǒng)的效率。

因此，本領(lǐng)域中仍然存在對(duì)過濾介質(zhì)、模塊和裝置的需求，該過濾介質(zhì)、模塊和裝置優(yōu)化過濾活動(dòng)的性能，包括優(yōu)化質(zhì)量傳遞(并且因此過濾/生物氧化效率的優(yōu)化)，提供每單位體積介質(zhì)更多的微生物的保持，并且提高過濾介質(zhì)自身的“壽命期望”，從而與常規(guī)過濾設(shè)備相比，在更換或維護(hù)之前允許較長(zhǎng)的使用(例如，墊子材料的塌陷或墊子堵塞有已經(jīng)過度增生的生物質(zhì)使其必要)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明包括一種用于液體或氣體材料的凈化的過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)包括墊子，該墊子具有第一表面和第二表面。第一表面或第二表面中的至少一個(gè)是大致非平面的。該墊子包括泡沫樹脂，該泡沫樹脂具有大約1磅/立方英尺(lbs/ft³)到大約3磅/立方英尺的密度和/或大約35磅(lbs)到大約150磅的壓陷載荷撓度。

在本發(fā)明中也包括一種用于液體或氣體材料的凈化的過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)包括至少兩個(gè)墊子，每一個(gè)墊子具有第一表面和第二表面，其中第一表面或第二表面中的至少一個(gè)是大致非平面的，并且具有大致不一致的回旋輪廓。

用于液體和/或氣體的過濾的裝置也被包括，該裝置包括一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器模塊。該反應(yīng)器模塊包括過濾介質(zhì)和可包括側(cè)部、頂部和底部的大致柱形的腔室和/或大致矩形的腔室。該腔室另外包括基部，該基部從腔室的側(cè)部朝著腔室的內(nèi)部延伸，并且過濾介質(zhì)布置在該腔室內(nèi)。

也提供使用該過濾介質(zhì)過濾氣體或液體材料的方法，這是模塊的制造方法。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，可以更好地理解前述概要以及本發(fā)明的實(shí)施例的以下詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于示出的精確布置和手段。在圖中：

圖1A示出示例性腔室的透視圖，過濾介質(zhì)可以布置到該示例性腔室中以形成反應(yīng)器模塊；

圖1B示出示例性反應(yīng)器模塊的縱向剖視截面(剖面A-A)；

圖1C示出圖1A的模塊的透視圖；

圖2示出包括蓋子和反應(yīng)器模塊的示例性裝置的透視圖；

圖3示出包括蓋子和反應(yīng)器模塊的不同的示例性裝置的透視圖；

圖4A-圖4B是示出墊子繞假想軸線X-X的纏繞或卷繞的示意圖；

圖5A-5G是用于墊子的非平面表面的數(shù)個(gè)示例性回旋輪廓的示意圖以及在墊子上回旋的放置的平面圖例子；

圖6是包括反應(yīng)器模塊的裝置的透視剖視圖，該反應(yīng)器模塊具有布置成豎直堆疊的構(gòu)造的過濾介質(zhì)；

圖7A-圖7B是示出在7秒停留時(shí)間下的本發(fā)明的裝置的H₂S去除性能的曲線圖；并且

圖8-圖9是示出與本發(fā)明的氣體過濾裝置的停留時(shí)間相比的氣味去除的圖表。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)可用于過濾各種液體或氣體材料。過濾介質(zhì)可植入有生物質(zhì)(最經(jīng)常的主要是自然界中的細(xì)菌或真菌(酵母)；經(jīng)常是特定的菌株或菌株的混合物)，該生物質(zhì)在氣體或液體穿過該介質(zhì)時(shí)氧化或分解氣體或液體中的化合物。本發(fā)明的過濾介質(zhì)、模塊和裝置被開發(fā)用來加強(qiáng)過濾活動(dòng)的性能，包括質(zhì)量傳遞的提高(并因此過濾/氧化效率的提高)和微生物到介質(zhì)的粘附的改進(jìn)(提供每單位體積的介質(zhì)微生物的增加數(shù)量)以及提高過濾介質(zhì)自身的“壽命期望”，從而與常規(guī)生物過濾介質(zhì)和/或模塊相比，允許在過濾介質(zhì)的更換或維護(hù)(例如，墊子材料的塌陷或墊子堵塞有已經(jīng)過度增生的生物質(zhì)使其必要)之前的較長(zhǎng)的使用。

本發(fā)明包括一種過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)用于諸如廢水的液體或氣體材料的凈化或過濾，或水、氣體或其它排放物中的有氣味的化合物的還原和消除。過濾介質(zhì)包括墊子，該墊子具有第一表面和第二表面，并且可以為任何尺寸或形式。通常，可能希望該墊子具有大致矩形棱柱形式；然而，取決于墊子要裝配到其中的模塊或裝置的最終用途和特性，尺寸、形狀和形式可以變化。在實(shí)施例中，墊子具有大約1/4英寸到大約4英寸的厚度(即墊子的Z軸線的長(zhǎng)度)，替代地，厚度為大約3/4英寸到大約3英寸，或大約1英寸到大約2英寸。在大多數(shù)應(yīng)用中，墊子可以為1英寸厚或更厚。

如上所述，墊子的長(zhǎng)度和寬度可以變化，但在大多數(shù)情況中，可能優(yōu)選的是，墊子的長(zhǎng)度尺寸大于寬度尺寸。例如，墊子的長(zhǎng)度尺寸可以比寬度尺寸大大約2倍到大約35倍或者比寬度尺寸大大約400倍到大約750倍。在一些實(shí)施例中，墊子可以是任何形狀，包括平面圖多邊形(不規(guī)則的或規(guī)則的)、圓形、矩形(包括正方形)、卵形、橢圓形或三角形。墊子的形式將根據(jù)選定的反應(yīng)器腔室的形式而變化。

使用的一個(gè)或多個(gè)墊子可以是整體的或者可以由兩個(gè)或更多個(gè)部分的墊子片一起形成以形成希望的幾何形狀。所述部分可以以任何方式，例如通過膠水、釘而彼此連接，它們可以縫合在一起或通過熱熔合或熱封接合。

在實(shí)施例中，墊子具有第一表面和第二表面，該第一表面和第二表面中的至少一個(gè)是全部地或部分地非平面的。通過非平面，其意味著該表面當(dāng)從側(cè)部觀察(即作為輪廓)時(shí)是不平坦的，而是回旋的并且呈現(xiàn)以空間上的至少兩個(gè)不同的平面(“峰”和“谷”點(diǎn))終止的表面，由此膨脹可用于細(xì)菌(生物質(zhì))粘附的墊子的表面面積。提供非平面特性的該結(jié)構(gòu)通過如下面論述的它們的“回旋輪廓”來描述。

在一些實(shí)施例中，墊子可以在每一側(cè)具有非平面表面。墊子可以是多層的；例如，它可以具有2到95層。作為例子，墊子可以由三個(gè)或更多個(gè)層組成，其中一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)外層具有非平面表面(即帶有如上所述的回旋輪廓)。

墊子的表面中的至少一個(gè)具有不連續(xù)的回旋輪廓，即當(dāng)在橫截面中觀察時(shí)，該表面是大致非平面的并且這種特性通過回旋設(shè)置到該表面，該回旋布置成使得當(dāng)觀察墊子的順序的橫截面時(shí)第一橫截面的“峰”和“谷”沿墊子位于不同于后續(xù)橫截面的“峰”和“谷”的位置中?；匦脑摬灰恢碌姆胖孟蛘?jīng)過過濾器的材料提供湍流。這不同于具有一致波紋的泡沫墊子，其輪廓使得當(dāng)觀察這種墊子的順序橫截面時(shí)，它們就回旋的“峰”和“谷”的相對(duì)布置而言大致相同。

表面回旋可以采取隨機(jī)回旋、有序的或圖案化的回旋或這些回旋的任何組合的形式。例如，參考圖5，表面的回旋輪廓可以是雞蛋箱輪廓、正弦波輪廓(例如，短正弦波輪廓)、矩形輪廓、曲折的矩形輪廓、人字形輪廓、突出絨毛(指狀突起)輪廓、復(fù)合絨毛、拖拉機(jī)輪輪廓或V形輪廓。在實(shí)施例中，墊子的第一表面和第二表面中的每一個(gè)均是非平面的，并且可具有相同的或不同的回旋輪廓。在一些實(shí)施例中，可能優(yōu)選的是，選定的輪廓具有大約0.1英寸到大約2英寸或大約0.5英寸到大約1.5英寸的峰到谷的尺寸。

表面回旋可以以任何方式被防止或定位在墊子(51)的表面上以產(chǎn)生上述輪廓。例如，如圖5中示出的，曲折的或波狀的圖案可以以均勻間隔開的方式縱向地放置在墊子表面上。替代地，回旋的放置(如在平面圖中觀察的)可以是隨機(jī)的或有序的。至于非限制性例子，見圖5。在實(shí)施例中，雖然也可使用其它布置，但是可能優(yōu)選的是，回旋的表面被布置成使得產(chǎn)生的不一致通道取向成面對(duì)氣體或液體的流束的路徑。

墊子可包括泡沫樹脂。該樹脂可以是至少允許最小水平的細(xì)菌粘附的、在本領(lǐng)域中已知的或已開發(fā)的任何樹脂。熱塑性樹脂可能是優(yōu)選的。在一些實(shí)施例中，該樹脂可以是例如酚醛樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚烯烴、尼龍、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚、聚酯和/或這種聚合物的共聚物和衍生物。該泡沫樹脂可以是網(wǎng)狀的或開孔泡沫樹脂。

在一些實(shí)施例中，可能優(yōu)選的是，該泡沫樹脂是聚氨酯、酯聚氨酯或醚聚氨酯。這種泡沫樹脂可以通過該領(lǐng)域中已知的任何手段制備。作為例子，如果選定的泡沫樹脂是醚聚氨酯泡沫，則它可以例如通過首先借由將形成泡沫的化合物混合在一起形成蜂窩狀聚氨酯泡沫而被制造，所述蜂窩狀聚氨酯泡沫具有由至少一些線和至少一些單元窗口組成的網(wǎng)狀物。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，用于聚氨酯泡沫的配方按照份數(shù)通過每100份多羥基化合物的重量來表示。因此，例如，對(duì)于多羥基聚醚的按重量的每一個(gè)100份來說，根據(jù)本發(fā)明的泡沫配方包括：大約20.0到大約60.0份的按重量的異氰酸鹽；大約1.5到大約5.0份的諸如水的發(fā)泡劑；大約0.20到大約4.0份的發(fā)泡催化劑；大約0.0到大約1.0份的凝膠催化劑；和大約1.0到大約3.0份的諸如硅樹脂表面活性劑的穩(wěn)定化表面活性劑。諸如染料、色素、著色劑、交聯(lián)添加劑的其它添加劑也可以被包括到泡沫配方中。在泡沫形成成分已經(jīng)混合在一起之后，優(yōu)選地在大氣溫度和壓力下允許泡沫升起和凝固。產(chǎn)生的泡沫具有優(yōu)選地在大約8到大約50孔每線性英寸的范圍中的孔徑。進(jìn)一步使泡沫成網(wǎng)狀以去除任何單元窗口。該過程使得泡沫具有對(duì)流體流動(dòng)最小的阻力。網(wǎng)狀物通過使窗口熔化來實(shí)施，例如通過高溫火焰前鋒以將單元窗口或壁加熱至聚合物的熔點(diǎn)之上來使窗口熔化。因此，通過小心地調(diào)節(jié)實(shí)施該過程的環(huán)境，可以熔化單元窗口而不會(huì)不利地影響或熔化骨骼線。當(dāng)通過2英寸×2英寸×1英寸泡沫樣品測(cè)量時(shí)，產(chǎn)生的泡沫將允許空氣在每分鐘大約10到大約50立方英尺的范圍中流過泡沫。

與選定的泡沫樹脂的類型無關(guān)，取決于墊子的特定的最終應(yīng)用和必要的或希望的細(xì)菌粘附的希望水平，選定的一種或多種材料可以是大致疏水的或大致親水的。取決于介質(zhì)的最終應(yīng)用，材料可以由于其固有能力而被選擇以促進(jìn)特定的希望的菌株的生長(zhǎng)和/或阻礙其它不太希望的微生物的生長(zhǎng)。在一些實(shí)施例中，希望的是，選定的材料適于維持細(xì)菌種群使得實(shí)際上至少90％，至少80％，至少70％，或者至少60％的過濾介質(zhì)體積能夠支撐生物質(zhì)，由此提高每單位體積微生物數(shù)量，并且因此提高該系統(tǒng)的每單位體積效率。

在被過濾材料是氣體的一些實(shí)施例中，可能優(yōu)選的是，選定的材料具有至少大約99％，至少大約95％，至少大約90％，或至少大約85％的孔隙率，以方便氣體滲透到細(xì)菌種群。

另外，墊子可以涂覆有提高細(xì)菌附著(和/或選擇性地促進(jìn)或阻礙特定微生物的生長(zhǎng))的材料和/或這種添加劑可以在凝固之前混合到泡沫樹脂材料中。例如，泡沫樹脂可以包含抗真菌的或不同地選擇性抗菌的化合物。泡沫樹脂可以涂覆有任何物質(zhì)以改變或提高希望的性質(zhì)。合適的涂料可包括丙烯酸聚合物和/或丙烯酸共聚物和乳液。

在實(shí)施例中，過濾介質(zhì)的墊子構(gòu)造為柱形形式(33)。參考圖4A和4B，這可以通過將墊子(35)繞假定纏繞軸線X-X(29)卷繞或纏繞使得第一表面(25)在接觸點(diǎn)(37)處接觸第二表面而實(shí)現(xiàn)。表面之間的這種接觸可以是連續(xù)的或不連續(xù)的接觸。在可能是優(yōu)選的實(shí)施例中，至少第一表面(25)是非平面的并且?guī)в型怀龅幕匦⑶覊|子(35)被繞假設(shè)軸線X-X(29)纏繞使得第一表面(25)的突出的回旋存在于通過纏繞產(chǎn)生的同心層的外部(或內(nèi)部，如果希望的話)。

施加的纏繞張力將根據(jù)所用的材料、回旋的類型、最終應(yīng)用和其它因素而變化。然而，在實(shí)施例中，可能希望具有每泡沫寬度(英尺)大約1磅到大約40磅或每泡沫寬度(英尺)大約2磅到大約20磅的纏繞張力。在實(shí)施例中，纏繞張力可以為大約4磅/英尺。纏繞張力的修改允許由該介質(zhì)產(chǎn)生并且被過濾的材料在經(jīng)過介質(zhì)時(shí)所遭受的湍流的調(diào)節(jié)。

在實(shí)施例中，墊子被以充分的纏繞張力卷繞使得形成第一表面(25)的至少一部分與第二表面的接觸。如果卷繞的柱形形式(33)的層之間允許太多空間，則液體或氣體材料可能以太高的速率穿過該介質(zhì)而使質(zhì)量傳遞不能處于最佳效率。在過濾介質(zhì)用于從空氣去除某些有氣味的化合物的實(shí)施例中，當(dāng)墊子卷繞成柱形形式時(shí)，可能希望保證墊子的第一表面和第二表面大致連續(xù)接觸。優(yōu)選地，墊子以避免形成通過過濾介質(zhì)的大致任何直的管路或直接通道的方式纏繞。

在替代構(gòu)造中，使用的墊子可以為多邊形幾何形狀(諸如矩形)形式。大致類似尺寸的兩個(gè)或更多個(gè)墊子可以以豎直堆疊體的方式布置在一起，例如，如圖6中所示。在這種布置中，每一個(gè)墊子的每一個(gè)表面與相鄰墊子的表面物理接觸。墊子表面的接觸程度可以通過添加或減小施加到墊子的水平壓縮力被調(diào)節(jié)，該水平壓縮力是沿大致橫向于堆疊體的豎直軸線的軸線方向施加的壓縮力。一旦單個(gè)松弛的墊子被組裝在腔室內(nèi)以形成反應(yīng)器，該力就可以例如通過在插在腔室中之前將豎直堆疊體連線或捆綁在一起來施加，或者可以通過側(cè)壁來施加。通過調(diào)節(jié)墊子表面之間的接觸程度，可以在每一個(gè)反應(yīng)器中優(yōu)化通過介質(zhì)的氣體或液體的量和/或流量而與諸如墊子厚度、回旋的尺寸和形狀、反應(yīng)器的尺寸等的任何其它因素?zé)o關(guān)。

用于墊子的選定的泡沫樹脂可具有一種或更多種機(jī)械特性，一旦墊子加載有生物質(zhì)和流體重量，該機(jī)械特性就在過濾過程期間為墊子提供結(jié)構(gòu)支撐。在實(shí)施例中，泡沫樹脂具有選自大約1磅/立方英尺到大約3磅/立方英尺，替代地大約1.2磅/立方英尺到大約2.5磅/立方英尺，或者大約1.8磅/立方英尺的密度的至少一種機(jī)械特性。

另外地或替代地，可能優(yōu)選的是，制成墊子的泡沫樹脂具有適中的堅(jiān)固性到高的堅(jiān)固性。堅(jiān)固性可以通過該領(lǐng)域中的數(shù)種方法/方案(包括確定給定材料的壓陷載荷撓度)來量化。壓陷載荷撓度(ILD)是以磅(lbs)為單位的使泡沫撓曲25％(按體積)所需的力。ILD是熟知的分析方法并且可以例如如ASTM D3574-95中指導(dǎo)的那樣實(shí)施，ASTM D3574-95的內(nèi)容通過引用并入這里。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，泡沫樹脂的機(jī)械特性中的一種是大約35磅到大約150磅、大約75磅到大約120磅、或大約85磅到大約105磅的壓陷載荷撓度。雖然如果墊子具有充分的機(jī)械強(qiáng)度來承受在墊子放置到其中的特定應(yīng)用中的生物質(zhì)和/或添加的液體的載荷，則可能存在這些機(jī)械特性中的僅僅一個(gè)機(jī)械特性的存在性，但是可能合適的是，泡沫樹脂既呈現(xiàn)較高的密度又呈現(xiàn)較大的堅(jiān)固性(即，在上述參數(shù)內(nèi))。

密度和/或ILD的機(jī)械特性可以就整個(gè)墊子的泡沫樹脂而言是一致的，或者該樹脂可以被構(gòu)想成或組裝成使得機(jī)械特性從墊子的區(qū)域到區(qū)域變化。例如，如果墊子具有大致矩形棱柱的形式，可能希望泡沫樹脂的機(jī)械特性存在為沿棱柱的X軸線(即，開始于第一表面上的點(diǎn)且終止于第二表面上的點(diǎn)的假想幾何軸線)降低或增加的梯度。(為了清楚的目的，注意到，該幾何軸線是墊子自身的軸線并且因此不同于上述纏繞軸線)。作為例子，泡沫樹脂的ILD在第一表面處可以為大約100磅，然后沿幾何的X軸線減小并且在第二表面處可以為大約25磅，或者泡沫樹脂的孔徑在第一表面處可以為大約4ppi到大約8ppi，沿幾何X的軸線減小到第二表面處的大約25ppi到大約35ppi。替代地，墊子可以包括兩個(gè)或更多個(gè)離散的泡沫樹脂層，每一個(gè)層呈現(xiàn)不同大小的選定機(jī)械特性。在這種構(gòu)造中，優(yōu)選的是，形成柱形形式的最外(或最內(nèi))區(qū)域的墊子的層或部分是具有較大ILD和/或密度的層或部分。

泡沫樹脂可以呈現(xiàn)其它機(jī)械或化學(xué)性質(zhì)。泡沫樹脂的標(biāo)稱孔徑可以變化；它可以由特定最終應(yīng)用或希望用途決定。在實(shí)施例中，泡沫樹脂具有大約5孔每線性英寸(pores per liner inch:ppi)到大約70ppi、大約7ppi到大約35ppi或大約10ppi到大約25ppi的標(biāo)稱孔徑。

泡沫樹脂內(nèi)的孔的標(biāo)稱分布也可以變化。然而，可能優(yōu)選的是，孔分布是大約5到大約70，替代地，大約10到大約40。

墊子的泡沫樹脂可以由純的樹脂制備。替代地，可能希望在樹脂中包含各種添加劑以改善或修改性能、耐用性、水可流出性、處理和其它性質(zhì)。例如，可能希望包括粘土、UV吸收劑或保護(hù)劑、殺真菌劑，抗菌成分(例如，如果對(duì)特定類型的不希望的細(xì)菌是選擇性的)、著色劑、除臭劑、芳香劑、人造多羥基化合物及其組合。

本發(fā)明也包括一種用于液體或氣體材料的過濾的裝置。該裝置可包括一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器模塊。反應(yīng)器模塊包括過濾介質(zhì)(如這里描述的)。在實(shí)施例中，反應(yīng)器模塊包括至少一個(gè)腔室。它可以為任何構(gòu)造，諸如橫截面為正方形，多邊形或矩形或圓形。

本發(fā)明的給定裝置可包括一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器模塊，該反應(yīng)器模塊包含上述過濾介質(zhì)并且可任選地包含蓋子或覆蓋件。在裝置內(nèi)，每一個(gè)反應(yīng)器模塊可以是相同的(即相同的泡沫和/或生物質(zhì)類型和結(jié)構(gòu))。替代地，每一個(gè)反應(yīng)器模塊可以旨在去除或氧化特別的污染物并且因此必要地包含結(jié)構(gòu)上不同的墊子和/或包含已經(jīng)植入有已知的用來減少目標(biāo)污染物的特定類型的微生物的墊子。該裝置也可包括有助于該過程的效率的其它結(jié)構(gòu)，諸如用于便于通過該裝置的氣體或液體的均勻分布的擋板；定位成允許該介質(zhì)的潤(rùn)濕和/或其它物質(zhì)到該介質(zhì)的遞送的噴嘴；和/或收集或消除系統(tǒng)。

參考圖1A、圖1B、圖1C、圖2和圖3，本發(fā)明也包括用于液體和/或氣體材料的過濾的裝置(23)。裝置(23)可包括一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器模塊(13)和蓋子(39)。在實(shí)施例中，反應(yīng)器模塊(13)包括以如上所述的任何變型的過濾介質(zhì)(11)和腔室(1)。腔室(1)可以為大致柱形(即，當(dāng)在Y-Z平面中觀察時(shí)為大致圓形橫截面)。該腔室包括一個(gè)或更多個(gè)側(cè)部(7)、頂部(5)和底部(3)。該腔室(1)包括基部(9)，該基部從腔室(1)的內(nèi)側(cè)部(7)朝著腔室(1)的中心沿徑向地延伸?；?9)可以由任何合適的材料或材料的組合制成，所述材料包括金屬、涂覆有或包覆有高密度聚乙烯的金屬、聚丙烯或其它聚合物、聚合物、玻璃纖維加強(qiáng)的聚合物(諸如聚酯、尼龍、等聚酯、聚乙烯、間苯二甲酸樹酯、鄰苯二甲酸樹脂(orthothalic resin)、乙烯基酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚丙烯)和/或織物，并且基部(9)可以是大致對(duì)應(yīng)于腔室(3)的直徑的尺寸或者它可以是該尺寸的一部分，例如，它可以是“圓環(huán)式”構(gòu)造、具有切口的基部、一系列叉或桿等。反應(yīng)器腔室(3)和/或蓋子(39)也可包括一個(gè)或更多個(gè)端口(15、19、21)，該端口用來傳送液體或氣體材料進(jìn)出反應(yīng)器模塊。取決于要被過濾的材料的相(氣體或液體)，該端口將用于不同的目的。如果過濾氣體材料，入口端口可以在腔室的基部處位于過濾介質(zhì)的下方，并且出口端口可以在腔室或蓋子的上部分中位于過濾介質(zhì)的至少一部分的上方。如果過濾諸如廢水的液體材料，則可以使用相反的布置。

在一些實(shí)施例中，該模塊可以包含一種或更多種介質(zhì)(例如，在腔室內(nèi)的層)。這種介質(zhì)可以是相同的或者可以是不同的。例如，至少一種介質(zhì)可以是本發(fā)明的介質(zhì)并且其它的可以是另一種類型的介質(zhì)，例如木炭、碳、木片、堆肥、玻璃纖維、紙、硅石和/或粘土。類似地，該裝置可包括一個(gè)或更多個(gè)模塊，每一個(gè)模塊具有不同的介質(zhì)或介質(zhì)組。

在實(shí)施例中，基部(9)具有格柵、支撐梁、柱、線架或這些的組合的形式。選定的過濾介質(zhì)(11)布置在腔室(3)內(nèi)使得墊子(35)的纏繞軸線(29)大致平行于腔室(3)的側(cè)部，并且過濾介質(zhì)停留在基部(9)上的腔室(3)內(nèi)?？扇芜x地，間隔件可以放置在基部(9)和過濾介質(zhì)(11)之間，和/或任何相鄰地堆疊的介質(zhì)之間。這種間隔件可以適于促進(jìn)經(jīng)受通過該介質(zhì)的過濾的材料的均勻分布和/或在該材料中產(chǎn)生湍流。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)也包括過濾氣體或液體材料的方法。這種方法包括將氣體或液體材料施加到上述過濾介質(zhì)，優(yōu)選地當(dāng)這種介質(zhì)布置在上述裝置內(nèi)時(shí)。

例如，如果要被過濾的材料是氣體，則污濁空氣通過端口(15)進(jìn)入腔室(1)的底部，此后，在它以大致相等的向上流動(dòng)速度流過過濾介質(zhì)(11)的橫截面之前，它在腔室(1)的底部中被均衡化。在空氣流過過濾介質(zhì)(11)時(shí)，空氣中的有氣味的和其它化合物被轉(zhuǎn)移到把該化合物氧化至沒有氣味的化合物的微生物。過濾介質(zhì)可以是分離的以在過濾介質(zhì)之間包括均衡層。在空氣流過過濾介質(zhì)(11)時(shí)，可飲用的或大致清潔的廢水流出物以均勻的流動(dòng)分布被噴在過濾介質(zhì)(11)的頂部上。該水用于去除氧化的微生物產(chǎn)物、死的微生物，提高化合物從空氣到水和微生物的質(zhì)量傳遞，并且保持微生物濕潤(rùn)以允許最佳生長(zhǎng)。水流可以是間歇的或連續(xù)的。腔室(1)裝配有頂(39)，并且已過濾的空氣通過端口(21)離開頂(39)。

參考圖6，示出了具有至少兩個(gè)墊子的實(shí)施例，該至少兩個(gè)墊子布置成豎直堆疊體(41)并且布置在矩形腔室(43)內(nèi)，該矩形腔室具有四個(gè)壁(45、47、47’、49)和基部(不可見)。在一些實(shí)施例中，腔室(43)可包括多個(gè)豎直堆疊體(41)，該多個(gè)豎直堆疊體由它們之間的間隔件分開。圖6示出一實(shí)施例，其中基部具有支撐豎直堆疊體(41)但允許濾出物(氣體)穿過的結(jié)構(gòu)。例如，基部可以為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。圖6的模塊包括氣體入口(53)，氣體通過該氣體入口進(jìn)入集氣室(55)，此后它穿過豎直堆疊體。在圖6的特定裝置中，該氣體隨后穿過包含過濾介質(zhì)的另外的反應(yīng)器模塊(57)，該過濾介質(zhì)由普通的活性炭、碳、活性氧化鋁、木片、堆肥或其組合組成。

圖6的豎直堆疊體中的單個(gè)墊子每一個(gè)均帶有峰和谷回旋，該峰和谷回旋具有大約0.25英寸到大約0.75英寸的峰到谷的尺寸。腔室的側(cè)壁47和47’在豎直堆疊體上施加大約3lb/ft到大約5lb/ft的壓縮力。

參考圖7(圖7A和圖7B)和圖6，提供了顯示本發(fā)明的效率和dpr去除能力的數(shù)據(jù)。在圖7A和圖7B中，示出的數(shù)據(jù)是以675cfm(立方英尺每分鐘)被吹過反應(yīng)器的空氣的結(jié)果,這導(dǎo)致7秒的空床停留時(shí)間。借助氣體記錄儀(OdaLog)對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器裝置的空氣的硫化氫(H₂S)濃度和通過排氣煙囪離開反應(yīng)器的空氣的硫化氫(H₂S)濃度每10秒鐘進(jìn)行測(cè)量。圖7A和圖7B示出在7秒的空床停留時(shí)間下對(duì)于相同數(shù)據(jù)來說入口和出口H₂S濃度對(duì)時(shí)間、以及去除效率對(duì)時(shí)間的關(guān)系。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以對(duì)上述實(shí)施例作出改變而不偏離其廣義的發(fā)明構(gòu)思。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于公開的特別實(shí)施例，而是意圖涵蓋由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的修改。