抛弃型过滤器及制造工艺 本发明是申请日为1993年12月28日、发明人为Theodore B.Rydell、发明名称为“抛弃型饮用水滤器和制造工艺”的美国尚未批准的专利申请第08/173,986号的部分继续申请，该申请也一并引用在本文中以作参考。发明背景
【发明领域】
本发明涉及改进的用于净化液体和气体、特别是水和空气的抛弃型滤纸，以及涉及制造这种纸滤器的方法。本发明的纸滤器特别适用于从饮用水中去除溶解的杂质，如氯气、有机污物和金属阳离子。已有技术的描述
以往，大部分纸过滤介质已采用与其本身分离的吸附剂，或者是作为单独一层或者在由纸过滤介质封闭的空腔中。例如参见美国专利第3,327,859(专利权人为Pall)，其中纸过滤介质包围一由活性碳颗粒制成的吸附剂床层，它们用来清除氯和其它杂质。其它的例子有美国专利第4,094,779(专利权人为Behrn-man)；美国专利第4,749,481(专利权人为Wheatley)；以及美国专利第4,039,444(专利权人为Bory等人)。其它专利揭示了位于过滤层上方或下方的吸附剂层。例如参见美国专利第4,800,018(专利权人为Moser)；以及美国专利第4,054,515(专利权人为Sawyer)。具有碳床的市售便携式饮用水过滤器，如美国加利福尼亚州Oakland的Brita公司分发的瓶式过滤器就采用了复合式刚性塑料密封器来盛装粗碳粒。
还有其它的专利，包括美国专利第4,747,955号(专利权人为Kunin)以及美国专利第4,505,823号(专利权人为Klein)揭示了采用由诸如聚酯和聚氨酯的聚合物与纤维素基料混合制成的过滤器。一些文献建议在纸质过滤器中加入尽可能多的各种颗粒状物质。例如参见美国专利第4,859,340(专利权人为Hou等人)；英国专利申请第2,145,011号(专利权人为Schroder)；英国专利第870,975号(专利权人为Fram)和欧洲申请第EP 0 402 661A1(申请人为Dirk)。
已有技术的这些方案都存在各种缺陷。纸袋内部的诸如粘土或碳的颗粒床层的密封问题需要制造和封闭纸袋，这实质上使其制造复杂化了。只有粗颗粒可用，因为细颗粒当与水接触时其本身就粘结在一起并使颗粒床层的渗透率降低，而使得滤除速度相当慢甚或不能够进行过滤。而且，封闭在可渗透过滤层中地颗粒床层将使少量细颗粒漏入被处理的水或其它流体中，引起混浊和污染。
使用塑料滤芯的便携式滤水器，例如Brita牌的过滤器都存在这些缺点。实际上，细小物质的渗漏会污染由此类设备处理的最初的一批水而使得开始处理的水必须被废弃。采用含有碳或其它吸附剂的塑料滤芯的便携式滤水器的另一个缺点是无法显示出何时碳已被没有味道的杂质(如铅)所饱和。因此，在它们失效之后，可能仍在继续使用。而且，此类过滤器一般持续地浸没在需处理的水中，这样可能为细菌的生长提供适宜的介质。
本发明的抛弃型纸滤器克服了这些缺点。即使采用诸如纤维状活性白土(attapulgite)或活性碳的颗粒添加剂，借助造纸工艺中的新颖的掺加和改进方法，它们可直接加到滤纸上。因此，可以用非常细的颗粒(它们表面积大并由此有较高的吸附速率和杂质承载能力)，而不存在颗粒粘结或因为渗漏到被处理的流体中而引起的严重污染的现象。因为本发明的滤纸可以是抛弃型的、一次性使用的，不必对它们何时被杂质所饱和作出指示并且没有杂质漏过的危险。同时，本发明的滤纸适宜用来滤除阳离子杂质、如铅，而与某些只能用来滤除阴离子杂质的过滤器不同。
本发明纸滤纸完全是可生物降解的并可再生的。而且，未采用任何湿强助剂的本发明滤纸可冲入便池或丢弃在垃圾处理箱中，而不会污染环境。
不同于如Brita牌的现有过滤器，本发明的纸过滤器在未完全使用后，不是以潮湿状态保存。它们不必被水激活或再激活，并且即使在未用完时弄干，也不会损失任何复原效果。发明概述
我们已经发现由选得的纸浆制成的、并且含有均匀一致地分布纸张上的一些磨碎的吸附剂的纸过滤介质当从水中滤除一般的杂质、诸如铅阳离子和溶解的氯和有机物质时具有优异的流动特性和较高的效率。我们的过滤介质可以单层或多层的方式用作一平纸，或制成多种形状以适用于诸如饮用水过滤或空气过滤的场合中。多层的效果特别令人满意，就去除杂质的效率和过滤流速两方面而言具有优异的工艺性和工作可靠性。
我们还发现由适当控制比例的具有特定纤维尺寸、表面积和木质素含量的纸浆制成的未漂白或半漂白纸浆可被加工成具有高标准的去除杂质(这些杂质包括如溶解的H2S、硝酸盐和亚硝酸盐，它们都具有对木质素的特别亲合力)能力的滤纸，而根本不需任何诸如活性碳之类的添加剂。当采用多层结构或当允许有较低的杂质饱和含量时这种滤纸是特别适宜的。
另外，我们发现机械压花、皱纹加工或如下文中所述的“Micrexing”方法可用来增加根据本发明制成的滤纸表面积。结果，被过滤的流体更多地暴露于任何一种可被加到过滤介质中的吸附剂，尽管滤纸“印痕”减少。
此外，我们发现含卤素的或其它杀菌剂的助剂可结合到多层过滤纸的顶层中(上游)。然后在接下来的过滤层中去除过滤过程中此种杀菌剂释放时所产生的臭气或气味，以生产未被杀菌剂污染的滤液。另外，这种杀菌剂可直接在过滤之前加入水中，并且采用本发明的过滤介质去除它们的味道。
本发明的过滤介质特别适用一次性地使用于过滤水，其中由它们制成的滤纸可在被任何杂质饱和或细菌生长的可能性之前处理掉。
我们已经对通用的便于制造这种滤纸制纸工艺作了一些改进和提高。
因此，本发明的一个目的在于提供一种复合式过滤介质，包括在其本身的过滤介质微孔中结合有磨碎的粒状颗粒吸附添加剂的纸张。已经发现这种复合式过滤介质将非常有效地将溶解的氯和铅阳离子减少到低于美国全国(环境)卫生基金会(NSF)规定的饮用水标准，同时在单次使用过程中保持适当的水流速度。它们还有其它用途，包括从用过的抗冻剂中去除灰尘或从空气中除去杂质，还适用于诸如浴室防滑垫和鞋子衬垫的吸附层，但是并不仅限前述用途。本发明的过滤介质还可结合到防护服和气体面罩中以有助于吸附有害气体、蒸气、细菌和悬浮微粒。
本发明再一个目的在于提供一种复合式过滤介质，它还可除去诸如溶解的H2S、硝酸盐、亚硝酸盐和包括如Lindane牌的杀虫剂、多氯联苯类、二噁英类和氯酚类的有机杂质。
本发明的又一个目的在于提供一种过滤介质，它特别适用净化饮用水和制作饮料的水以及用来在制药和其它制造工艺中在反渗透处理之前对水进行预净化。
本发明的再一个目的在于提供一种过滤介质，它适用于去除列出在美国全国(环镜卫生)基金会规定的饮用水标准NSF53-1992上的有机杂质以及列在美国国家标准协会/美国全国(环境)卫生科学基金会(ANSI/NSF)规定的饮用水标准42-1988上的沉积物、味道和气味污染物。
本发明的又一个目的在于提供一种过滤介质，它含具有特殊的纤维和木质素含量的未漂白或半漂白纸浆，这样不需要任何特别的添加剂就可实现高标准去污。
本发明的又一个目的在于提供一种复合式过滤介质，其中已制造一混合纤维纸基料以在单一的纤维质滤纸中包括适量的粒状活性物质，诸如活性碳(用于去除氯和有机物质)和/或天然纤维状活性白土或类似粘土材料(用于去除溶解的阳离子和/或细菌)。
本发明的又一个目的在于提供一种纸过滤介质，它能够高标准地去除溶解杂质，而不必使用任何粒状颗粒添加剂或其它吸附剂。
本发明的又一个目的在于提供一种多层滤纸，与具有可比总基重的单层滤纸相比它具有优异的去污效率和流速，而只使用少量或不用粒状颗粒吸附添加剂。
本发明的又一个目的在于提供一种多层或加有杀菌剂层的滤纸，它可避免因用杀菌剂而污染滤液。
本发明的又一个目的在于提供一种多层滤纸，其中一层或多层上可携带香味或气味成分。
本发明还有一个目的在于提供一种上述类形的滤纸，其中已对纸质介质表面进行压花、起皱或软化处理以增加其表面积，由此增加其吸附效率，同时减少其印痕(footprint)。
本发明还有一个目的在于提供一种利用通用的造纸设备制造这种包括吸附添加剂的过滤介质的新颖方法。
较佳实例的详细描述纸浆基料
我们已经发现特别适用于净化饮用水的抛弃型的过滤介质最好由三种普通类形的纸浆的某种二元或三元混合物制成：(1)每克具有大约0.5兆(million)至1.0兆(million)纤维的软木纸浆；(2)每克具有大约5.0兆至12.0兆纤维的硬木纸浆，以及(3)每克具有大约15兆至20纤维的桉树类纸浆。一种合适的软木纸浆为“亚拉巴马松(Alabama Pine)”未漂白软木牛皮纸浆，是由美国亚拉巴马州Purdue Hill的亚拉巴马河纸浆有限公司(Alabama River Pulp Co.，Inc.)制造的，用T 236cm-85标准TAPPI实验(T 236cm-85 standard TAPPI test)测得其Kappa数量接近30。一种合适的硬木纸浆为由新汉普郡Berlin的詹姆斯河公司(James River Corporation)制造的“Burgess”未漂白的硬木牛皮纸浆，其Kappa值接近21。桉树类纸浆可从多种途径获得。一种合适的桉树类纸浆是Ri-ocell氧漂白的牛皮纸浆。
这些纸浆的混合生产出具有净负电性特征的纸质过滤介质，我们已经发现它从水中去除溶解的阳离子的效果是理想的。
为了获得所需的最终的过滤介质的流动特点，我们已经发现以下的参数可作调整：(1)各种类纸浆比例的选择；(2)纸浆所受到的脱纤维量(即机械磨浆)；(3)加入的留存助剂和/或磨碎的颗粒吸附剂(如果有的话)量；(4)造纸机器湿端的干燥速度，按下述的机器和工艺条件所作的某些变化进行控制；(5)有选择地使用Micrexing以增加渗透率；(6)有选择地添加诸如α纤维素纤维的纤维膨胀剂以增加渗透率；(7)所使用的层在本说明书中“层(ply)”指无论什么基重的单层过滤介质)；以及(8)有选择地使用机械致密(压光)以减小渗透率。
我们已经发现当把特殊的过滤流速作为目标时控制过滤介质的厚度数据是重要的(根据纸浆和纸张工业技术协会(TAPPI)的TAPPI 411标准实验对纸张施加7磅/英寸2(7psi)所测得的值)。对于过滤没有加压而依靠重力流动的水时，把每20sq.in.过滤面积每升低于5分钟的“快速流动”作为目标时，需要的纸张密度在0.3至0.5grams/cc的范围内。在利用重力流动的每20sq.in.每升大于5分钟的“慢速流动”，以及利用加压设备的情况下，理想的纸张密度应在0.5至大于0.7grams/cc的范围内。粗长纸浆纤维(软木)与给定的吸附剂填充材料的结合会使产生的纸张密度大大低于与相同的给定吸附剂填充材料结合的细短纸浆纤维(硬木)结合所产生的纸张密度。
对于大部分用途而言，我们已经发现一种或多种上述的类型纸浆应当混合使用以生产出一种由其平均Kappa值被控制在大约10和50之间(由T 236cm-85标准TAPPI实验测得)的纸浆原料制成的最终纸制品。在Kappa值为10以下时，获得的过滤介质没有足够的木质素以有效地起到吸附杂质的作用，因此不得不需要高含量的去除金属添加剂和/或去除卤素和有机碳添加剂。当Kappa值约为50以上时，木质素含量太高将使纸浆中的化学物质污染滤液。较佳的Kappa值范围在近似10至近似50之间，可通过控制上述三种普通类型的纸浆的比例来获得，也可采用单独一种纸浆、如Burgess未漂白硬木纸浆来获得。我们已发现采用具有在前述范围内的Kappa值的纸浆在制成的过滤介质中有足够的木质素以具有吸附溶解的金属、卤素和有机杂质的能力，而不必使用其它的添加剂，并且还使下文中所描述的添加各种添加剂的效果更为有效。
纸制品的孔径也非常重要。我们已发现较高比例的桉树类或硬木纸浆一般形成的孔径较小，并且每克纤维的吸附表面积较大。我们还发现吸附剂的比例较高(以及粒度分布宽的混合吸附剂)将减小最终的过滤介质的孔径。一种在大约0.5微米(microns)至大约50微米(microns)之间的适当的孔径分布是通过根据适于成品的吸附剂的量和粒径来改变细、粗纤维的用量而得到的。
对于“快速流动”滤纸来说，我们已发现应当使用纸浆混合物在最终的过滤介质中产生大约至少400毫升(ml.)、最好在600毫升(ml.)以上的加拿大标准排水量CSF(Canadian Standard Freeness)。如果需要的话，通过调整层数在改变基重的条件下达到这些标准。多层滤纸可以至少在各过滤纸层边缘处一起压花。为了获得令人满意的压花效果这种滤纸比单层滤纸需要更高的强度。通过增加机械磨浆量可获得较高的强度。然而磨浆量受到可能减小最终产品的渗透率的限制。
我们已发现对于过滤水的用途一般用牛皮纸浆比亚硫酸盐纸浆好。这部分是因为牛皮纸浆比亚硫酸盐纸浆结实。然而，我们还发现亚硫酸盐纸浆，甚至化学-热-机械纸浆(CTMP)可用于下文所述的新颖的多层过滤介质中。
我们还发现用给定组成制成的滤纸的性能取决于它们的基重。较大的基重，不管是用单层的还是通过基重较轻的单层制成的多层而达到的，对去除卤素、有机杂质和金属阳离子都有很高的效率。尤佳的是，如下文所讨论的，采用多层滤纸可获得较大的基重，对给定总基重而言一般可提供很好的流动特性。
纤维膨胀剂
我们已发现可以用(如果需要的话)诸如美国佛罗里达州Foley的橡树纤维素公司制造的Bucheye HPZ牌α纤维素纤维的纤维膨胀剂来调整过滤介质的孔隙率以满足专门的应用要求。可替代的纤维膨胀剂包括一般的快干纸浆和为了产生高膨胀特性而化学改性的较特殊纤维素。根据所用的特殊的α纤维素纤维膨胀剂，总趋势是当将其加到纸浆纤维稀浆中时该膨胀剂起到去粘剂的作用(减少纤维素纤维之间的氢键量)。这使得低密度的纸张都可适用于制造较快流速的滤纸。如果需要的话，纤维膨胀剂的用量可高达配料重量的50％。在大约50％以上(对于α纤维素而言大约在25％以上)时，纤维膨胀剂将引起强度下降而不合格。
我们发现，根据上述对纸浆的说明而制成的滤纸符合去除沉积物的ANSI/NSF 42-1988标准。因此，本发明还包括适用于在过滤掉水中溶解卤素、有机杂质以及金属阳离子的同时去除沉积物的纸过滤介质。
去除卤素和有机杂质的添加剂
用来增强去除卤素(例如溶解的氯)和诸如杀虫剂的有机杂质的合适的粒状颗粒添加剂包括磨碎的活性碳(最好是活性木炭)。用于去除卤素和有机杂质的添加剂的较佳粒度分布是：
美国(工业)标准(规格)筛号
通过百公率 (USS Screen Size)
100目(mesh)
＞90％ 325目(mesh)
＞60％
去除卤素和有机碳的添加剂应当均匀地分布在整个过滤介质中。粗颗粒较难保持在过滤层中，并且可提供的吸附表面也较小。总的来说，我们发现由于这种添加剂的筛目尺寸较小每单位重量粒状添加剂具有表面积较大，所以它们所具有的去污效率有所改善。
更具体地说，由美国宾夕法尼亚州19102费城的Atochem North America公司制造的Cecarbon(牌号(Grade)PAC-20B，系列(Serial)D19活性炭是有效的。由美国乔治亚州30338亚特兰大的American Norit公司(AmericanNorit of Atlanta，Georgia 30338)出售的品牌为DARCO KB木基炭的活性木炭也是令人满意的。由American Norit出售的品牌为Norit CAl木基炭的活性木炭也可以用，并且效果尤佳。另外，如由美国宾夕法尼亚州15230匹茨堡的Calgon公司(Calgon Corporation of Pittsburgh，Pa.15230)出售的品牌为“Calgon WPL pulv”煤基活性碳材料也可以用。活性碳也是一种有效的吸附剂用来去除有机杂质，并且还可方便地除去一些金属阳离子，包括铅。如本说明书中所用的“去除卤素和有机杂质的添加剂”一语包括用于去除任何卤素或有机杂质的所有这些物质及其功能上的等同物。
与去除金属相比，我们发现去除卤素对流速更敏感。因此，当去除卤素是首要问题时，所设计的滤纸的流速应比仅去除金属时慢。
去除卤素时令人满意的效果是通过占制成的过滤介质1％(重量)至20％(重量)的去除卤素和有机杂质添加剂所获得的，这种过滤介质中完全使用这种添加吸附剂。20％以上的这种添加剂就难以保留在过滤层中，并可使颗粒流失到滤液中。
去除金属的添加剂
我们已发现NSF饮用水标准NSF53-1992有关铅含量的规定可用具有以下一般种类的添加剂的过滤介质来满足：(1)在各种盐中可获得的铝-硅沸石形成如由美国宾夕法尼亚州的瓦利福奇的Valfor公司(Valfor Corporation ofValley Forge，Pennsylvania)生产的钾盐沸石Valfor G102；或更好地为(2)天然形成的化学通式为(Mg，A1)5Si8O22(0H)4·4H2O的粘土。具有去除铅和其它阳离子的合适性能的有关粘土包括纤维活性白土(attapulgite)、蒙德土有效成分、蒙脱土、双八面体的绿土和漂白土。一种特别适用于去除金属(尤其是铅)的市售的粘土可从美国伊利诺斯州60061的Vernon Hill的Oil-Dri公司购得，其的品牌为Oil Dri Renew LVM。其它合适的去除金属添加剂包括Oil Dri re-new RVM、Oil Dri Renew SMA以及由美国西弗吉尼来州Berkeley Springs的Floridon公司生产和出售的FlorexMin U Gel。除金属添加剂的较佳的粒度分布为：
美国(工业)标准(规格)筛号 通过百分率
(USS Screen Size)
100目 ＞90％
325目 ＞60％
如本说明书中所用的“去除金属添加剂”一语包括用于任何去除金属杂质的所有这些物质和它们的功能上的等同物。
在制成的复合过滤介质中去除金属添加剂以约占1％(重量)至20％(重量)为佳。这种添加剂在20％以上时就难以保留在过滤层中并可能将过滤层的孔隙率减少到很低的不能允许的程度。对于过滤饮用水而言以约占2％(重量)至10％(重量)是最佳的。在整个过滤介质中去除金属添加剂应当尽可能均匀地分布。
湿强助剂
较理想的，在制成的过滤介质中包括诸如pH值为中性的凝固聚酰胺的湿强助剂，其用量最多约占制成的过滤介质重量的2％。大约2％以上的湿强助剂就没有进一步的有利效果。对于净化饮用水而言，含量约为0.25％(重量)至0.5％(重量)的是最佳的。这种类型的一种合适的湿强助剂是由美国特拉华州19894的Wilmington的Hercules公司(Hercules Corporation of Wilmington，Delaware19894)制造的以Kymene557H品牌出售的助剂。其化学分子式是二亚乙基三胺己二酸聚胺环氧物(diethylene triamine adipic acid polyamine epi)水剂。其它合适的湿强助剂包括由美国乔治亚州亚特兰大的Georgia Pacific公司制造的具有类似化学结构式的AMRES 8855。如本说明书中所用的“湿强助剂”一语包括所有这些材料和它们功能上的等同物。
尽管如此，根据所用的特殊的纤维和对纤维的磨浆程度，不使用任何湿强助剂而提供足够的湿强度是可能的。已经发现即只要不使用湿强助剂本发明的滤纸也是可冲洗的。
出人意外的是，除了提高过滤介质的湿强度，湿强助剂可促进去除卤素。
留存助剂体系
如果需要在制成的过滤介质中加入任何的粒状颗粒添加剂，则可用留存助剂以增强粒状颗粒添加剂保留在制成的过滤介质微孔中。这种留存助剂最好是高分子量的阴离子聚合物与低分子量的带强电荷的阳离子聚合物复合。一种双聚合物留存助剂的成分的最佳用量如下，用制成的过滤介质的重量百分率表示：
最大值 最佳值
高分子量的阴离子聚合物 0.25％ 0.05％-0.15％
低分子量的阳离子聚合物 0.25％ 小于0.15％
高于上述的留存助剂体系组成的最大值时，我们发现储液的粘度将很高，那样造纸操作将很困难或无法实行。
一种合适的双聚合物留存助剂体系是由美国伊利诺斯州Naperville的Nalco公司制造的Nalco7533阴离子聚合物与Nalco7606阳离子聚合物的复合。Nalco 7607是聚季胺氯化物的水溶液；Nalco 7533是丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚物的水和一种溶剂的乳化液。
当同时使用湿强助剂时，我们发现它还起到留存助剂体系中的低分子量的阳离子聚合物的作用，这样仅需用一种上述的高分子量的阴离子聚合物就可组成一有效的留存助剂体系。
如本说明书中所用的“双聚合物留存助剂体系”一语包括所有前述的物质和它们功能上的等同物。
制作复合式过滤介质
我们已发现一种通用的造纸机可用来制造本发明的复合式过滤介质。第一步是在散浆机中混合选用的纸浆。然后，分批向散浆机中加入湿强助剂(如果需要的话)。湿强助剂还可连续地加入配料箱中。如果使用留存助剂的话，它可分批加入散浆机(最好是放在可浆化的袋中)或在流料箱中连续地加入水循环中或在该处加入稀释纸料中。如果使用留存助剂，并且湿强助剂起到留存助剂体系中的阳离子部分的作用，阴离子留存助剂最好应加入到通到流料箱的进料管线里。如果连续地加入留存助剂，在加入之前它最好用水稀释到1％(重量)左右。
如果使用去除卤素和有机杂质的添加剂(特别是如果加入活性碳的话)，在已经加入任何湿强助剂之后再将去除卤素和有机杂质的添加剂加入稀释纸料中是最有效的。否则，在有机会与纸浆中的纤维素起反应之前，去除卤素和有机杂质添加剂可与湿强助剂起反应或将其吸附。如果活性碳用作一种去除卤素和有机杂质的添加剂时，已经发现，在湿强助剂与纸浆发生反应之后加入活性碳，与较早地或同时加入活性碳相比，活性碳可将湿强助剂的有效性提高到100％。
去除卤素和有机杂质添加剂最好应连续地加入到稀释纸料中输入流料箱，并且以去除卤素和有机杂质添加剂为10％(重量)或更少的水稀浆形式加入。稀浆浓可达20％(重量)，但如此高的浓度可能存在泵送困难的问题。以水稀浆的形式将除卤素和有机杂质添加剂加入到稀释纸料中输入到管集箱可有效地避免在处理如磨碎的粉末状活性碳添加剂时所产生的粉尘问题，并且还促使添加剂均匀地分布在制成的过滤介质中。与如果分批将去除卤素和有机杂质的添加剂加入散浆机需较长时间相反，它还能利用20分钟左右的普通范围的制浆时间。
我们也发现为了在干燥步骤中获得令人满意的性能对造纸机的湿端作一些改进是有必要的。具体地说，如果使用粒状颗粒添加剂，如去除去除金属添加剂和/或去除卤素和有机杂质添加剂，有必要降低案湿端的除水速度。如果使用普通的工艺条件和除水速度，那么许多粒状颗粒添加剂就可能不能保留在滤纸中。为了防止这样的情况发生，我们将薄片刮刀的数量减少到比近似20的普通配套数的一半还少，并且将剩下的薄片刮刀放置成它们与纸张间的夹角为2°左右而不是通常的5°。
另外，我们发现毛布在干燥操作的后部分中最好以尽可能高的速度运行以将制成的滤纸的渗透率保持在一可接受的高水平上。干燥时间最好在0.5至1.0分钟左右，这取决于纸的重量和机械的干燥能力。纸张最高温度最好应在212F左右。我们发现制成的过滤介质中的水含量最好不超过5％(重量)左右。
对于加入粒状颗粒添加剂(或者是去除金属添加剂或者是去除卤素和有机杂质添加剂)的过滤介质而言，我们已发现将多于17％左右的活性碳加入过滤介质中可能需要专门的用于卷纸机的除尘设备，特别是在如果没用粘结剂的情况下。我们建议还是不用粘结剂来降低粉尘和保留粒状添加剂为好，因为粘结剂可能干扰吸附杂质并且实际上可能渗漏到滤液中。具体地说，我们建议避免使用胶粘剂、胶乳橡胶粘合剂或聚合物粘合剂。
在加入去除卤素和有机杂质去除添加剂的过滤介质中，我们还发现制成的过滤介质纸筒必须立即并牢固地包装在尽可能密封的包装材料中。对于包含活性碳的添加剂来说这是尤其重要的。除非这种滤纸被牢固地密封，否则去除卤素和有机杂质的添加剂将从空气中吸收湿气和有机蒸汽，而降低它们实际使用的能力。
压花，湿式皱纹加工和Micrexing
我们已经发现最好使用机械压花、湿式皱纹加工或“Micrexing”来增加给定的滤纸尺寸或“印痕(footprint)”的过滤介质的表面积。例如，这种处理可使给定的过滤纸印痕的表面积增加，因此使要处理的水或其它流体暴露于更多的纤维以及任何一种如上所述的添加剂。(“Micrexing”是由美国马塞诸塞州wal-ton的Micrex公司提供的一种干式皱纹加工的业务标记。)
机械压花在将多层过滤纸的边缘粘结在一起时也是有用的。这样几种具体的多层实例将在下文的举例中描述。
以下实例对根据本发明可制造的过滤介质的范围没有任何的限制作用，仅用来说明本发明的过滤介质的具体实施情况。
实例
实例1——有去除金属添加剂的单层滤纸
采用Valley平版纸圆网模制备一令直径为8英寸、每3,000平方英尺重120磅的实验室手抄实验纸滤纸。采用Voith实验室打浆机将所用的原纸浆纤维(50％未漂白的北Mackenzie牛皮软木和50％未漂白的北Burgess牛皮硬木)磨浆到CFS为610毫升(ml)。将含有4.8克绝干过的纸浆的1％纸料溶液放入实验室Waring搅拌机中并与2.4毫升(ml)AMRES 8855中性的固化湿强助剂的0.1％溶液一起搅拌一分钟，其后加入1.2克Oil Dri Renew SMA纤维状活性白土，并再混合一分钟，以制成一具有20％(重量)的去除金属添加剂的滤纸。在手抄实验纸成形的过程中加入双聚合物留存助剂体系；以绝干的制成品计双聚合物是占0.15％(重量)Nalco7533和占0.25％(重量)的Nalco7607。手抄实验纸在一100目的不锈钢筛网上形成，然后用吸取器压去筛网，在蒸汽加热的实验室干燥罐中干燥10分钟，并且在105(C下在炉中处理5分钟以固定湿强树脂。
所制成的8英寸直径的滤纸用来过滤含有杂质的水样，已知它含有2.0ppm的氯和150ppb铅离子以模拟含有杂质的城市供水。将滤纸固定在瓷漏斗内。每1升含杂质的水样靠重力一次流过而过滤。自由的流速为第一升时每升125秒，到第四升流过时是95秒。采用Hach 2000分光光度计和根据EPA饮用水分析标准的规程来分析滤液中残留的氯和铅。用NSF53-1992标准“饮用水处理单元——健康效果(Drinking water Treatment Units——Health Effects)”所描述的方法分析铅的含量。用ANSI/NSF42-1988标准中“饮用水处理单元——美学效果(Drinking water Treatment Units——Aesthetic Effects)”所述的方法分析氯的含量。
结果表明在第一升和第四升过滤过的水中去除了98％的氯。在第一升中去除99％的铅，第四升中去除了93％。因此，采用这种可抛弃型的纸滤器对于四个单次通过的每次一升水来说是符合NSF标准。
作为对照，采用前述的步骤制备一手抄实验纸，只是纸浆是50/50完全漂白的北Mackenzie牛皮软木和完全漂白的北Burgess的牛皮硬木的混合物。采用同样用量的去除金属添加剂。采用以上刚描述的同样的含有杂质的水样和相同的试验方法，结果表明在第一升过滤过的水中仅去除了71％的氯，在第四升中仅去除了22％的氯。这些结果着重说明了在不使用活性碳的情况下未漂白的纸浆可以实现高标准去除氯的令人惊讶的发现，而以较普通的方式使用的漂白过的纸浆所制成的滤纸如果不用活性碳就不能有效地去除氯。
实例2——具有去除金属添加剂的单层滤纸的长时间实验
制备一与实例1相同的手抄实验纸，只是未漂白的纸浆磨浆到CFS值为550毫升(ml)。采用相同的NSF实验方法每次加一升来试验所制成的滤纸以测定它从12升含有杂质的水中吸附氯和铅的能力。第一、第四、第八、第十二升水通过该过滤介质时所达到的除氯率为97％、97％、97％、97％；除铅率为98％、92％、89％、79％。平均过滤流速近似每升6分钟。这一实验说明用未漂白的纸浆可使滤纸寿命惊人地延长，即使不使用如活性碳的任何去除卤素和有机杂质添加剂。
实例3——用于去除有机杂质的单层滤纸
制备一与实例1相同的手抄实验纸。过滤含有10ppm和0.88ppb的杀虫剂Lindaneγ-苯六氯化物)杂质的水样。结果是：
进样浓度，ppb 滤液浓度，ppb
10.00 6.3
0.88 0.08按例1制备另一手抄实验纸，只是用等量的DARCOKB活性碳取代Oil Dri Re-new SMA纤维状活性白土。采用NSF 53-1988中所描述的NSF试验方法，对含有Lindane的水样进行实验的结果如下：
进样浓度，ppb 过滤后浓度，ppb
10.00 0.05
0.88 ＜0.03
因此，关于去除Lindane的NSF的要求(NSF标准NSF53-1992，表1)可以满足，包括许流入物浓度至少0.6ppb而流出物最大浓度0.2ppb的要求。事实上，我们所用的10ppb是超过NSF标准的流入物浓度要求的十五倍，并且也没有超过允许的流出物浓度。这些实验说明采用活性碳的过滤介质用来去除诸如杀虫剂的有机杂质是最佳的。
有关实例1至例实施3的配方和实验结果示于表1。
实例4——有去除卤素和有机杂质添加剂的单层滤纸
虽然从去除金属阳离子和卤素及有机杂质这两方面来说，完全漂白的纸浆一般不如未漂白的纸浆那样令人满意，但它至少有一个优点：漂白加工减少了由纸浆本身产生的有机杂质在制成的滤纸中的残留痕量。因此，需要能够将采用漂白过的纸浆作为起始原料来配方制造滤纸。我们还发现这可便利地通过加入除卤素和有机杂质添加剂、如活性碳来完成。
采用改变后的如下所示配料组成和实例1的一般方法来制备一具有以下制成后的组成的手抄实验纸：
纸基 70％ (重50％(重量)完全漂白的
北Mackenzie牛皮软木和
50％(重量)完全漂白的北
Burgess牛皮硬木)
铅吸附剂 20％ (Oil Dri SMA纤维状活性
白土)
氯吸附剂 10％ (DARCO KB木基炭)
100％(重
量)采用如上述的实例1中的相同含杂质的水样和相同的试验方法，其试验结果如下：
第一升 第四升
除氯率 98％ 98％
除铅率 97％ 95％因此，尽管漂白的纸浆的木质素含量较低，但是加入10％活性碳和20％白土可得到令人满意的除铅和氯的效果。
实例5——单层微孔结构的滤纸
采用75％(重量)桉树类纸浆和25％(重量)的北方松软木制备一原纸浆混合物。每平方英尺加入0.00067磅的Cecarbon PAC-20B活性碳。以三个基重制备直径6.3英寸的滤纸圆片，这样改变制成的滤纸中的活性碳的重量百分比以及复合式过滤介质中的重量：
基重 混合纸浆含量 活性碳含量磅/令 磅/平方英寸 重量％ 磅/平方英寸 重量％lbs/ream lbs/ft2 wt％ lbs/ft2 wt％15 0.0044 86.8 0.00067 13.230 0.0094 93.3 0.00067 6.750 0.0161 96.0 0.00067 4.0这些滤纸的CSF值的范围为500毫升(ml)至700毫升(ml)。
利用重力作用使1加仑最初含有1.5ppm溶解氯的水通过放在一瓷漏斗中的滤纸过滤。获得的结果如下：
基重 活性碳 残留氯 过滤
磅/令 ％(重量) ppm 时间，秒
15 13.2 0.8 45
30 6.7 0.41 130
50 4.0 0.0 380
因此除氯百分率如下：
基重 除氯
磅/令 百分率
15 47
30 73
50 100这些结果提供了尽管它们的基重较低但能够实现高标准去杂质的微孔结构的单层滤纸。
实例6——有香味或气味的滤纸
用实例1所述的一样的方法制备手抄实验纸，只是原纸浆是50％漂白的牛皮ENCE桉树类硬木和50％未漂白的牛皮北Mackenzie松软木。该纸浆被磨浆到CSF值为620ml。在手抄实验纸制备完后，在一侧面上喷涂0.3克由美国新泽西州07735Union Beach的International Flavors and Fragrances公司制造的天然覆盆子香料(WONF 13503098)。从未喷涂的一侧过滤含2.0ppm氯和150ppb铅的含杂质的水样，并且在第一升过滤过的水中测得氯过滤效率为99％，铅过滤效率为98％(根据实例1中引用的NSF试验方法)。一味道试验表明在净化过的水中有明显的覆盆子香味。这一实例可提供的饮用水过滤纸可将香味传递到过滤后的水中。类似的技术将适用于将气味添加到为过滤气体而设计的多层滤纸中。
预计底层(即下游)具有香味或气味的多层滤纸是最佳的。在这种情况下，最好用一纯纤维素基料作为携带香味或气味的下游层。除了喷涂之外，对于本技术领域中的熟练人员来说粒状涂覆、滚涂、浸渍和干燥以及印刷方法都是已知的并且也可用来加入香味或气味。这些技术还可用来将其它化学物质加入到本发明的过滤介质中，如抗菌化学物质。
实例7—采用抗菌剂的滤纸
本发明的一个具体实例是一种新颖的杀菌滤纸。具体地说，制备一两层或多层滤纸，其顶层(即上游)可浸溃一种抗菌剂，最好是含卤素的。抗菌剂可以是含碘、氯或溴的并且当水通过顶层时从加到顶层中的盐类(最好是无钠的)中释放出来。例如这样一种抗菌剂可能是次氢酸钙。使抗菌剂微胶囊化是需要的。底层可能是根据上文的有关除氯的披露所制造的除生物杀伤剂层——例如，底层可以用实例1至5的任何一种配方。通过在其边缘压花或通过本技术领域中熟练人员所知的其它方法将这些层粘合在一起。
操作时，含菌的水将首先通过顶层，那儿暴露的含氯杀菌剂将杀伤细菌。不进一步加工，这种处理可能留下讨厌的氯气异味。然而，底层将立即去除由顶层引入的氯，从而生产既无菌又无讨厌的氯或其它卤素的气味的清洁水。如果需要的话，可以使用多个顶层(上游)和底层(下游)。为了进一步改善味道，最好在底层上施加喷涂或用其它形式涂覆的香料。见实例6。
我们已经对与直接加入到含杂质水中的抗菌剂配合使用的本发明的另一个实例进行了实验。分析一夸脱样品的含杂质河水，每毫升中含81个细菌菌落，以48小时36℃下细菌培养基上培育的0.1毫升样品计。水样的pH值为7.7，以及CaCO3为95ppm和MgCO3为60ppm。加入足量的PbNO3使铅阳离子含量高达150ppb。含杂质的河水样品然后用一市售的卤素片剂处理以杀伤细菌。
杀菌处理以后，水样品采用表2配方A的12″×12″的单层滤纸过滤。过滤后用手工制成锥形并且一夸脱样品水通过它净化。采用NSF 53-1992试验草案对滤液进行含铅量分析。在滤液中铅的含量仅为3ppb，实验说明去除了98％的溶解铅。而且，对滤液进行味道实验表明没有由卤素净化操作中留下的卤素气味。因此，由本发明的过滤介质配方制成的可抛弃型滤纸适宜与市售的卤素水处理化学物质配合使用以生产无菌的过滤水产品，并且用这种处理它还没有不好的味道。
实例8——采用CTMP和TMP纸浆的多层滤纸
化学-热-机械(CTMP)和热-机械(TMP)纸浆因其高木质素含量而具有一些作为过滤介质的基料所需的性能。这种性能可得到去除金属和卤素的高效率。CTMP和TMP纸浆是比较便宜并易于制造的。例如CTMP纸浆基本上是将木屑掺入亚硫酸钠盐溶液中并且采用蒸汽和较高压力进行机械磨浆。但是，以往认为CTMP和TMP纸浆作为过滤液体的滤纸的基料是不理想的(特别是作饮用水滤纸时)。使用CTMP纸浆的情况下，纸浆中的亚硫酸盐将异气传递到过滤后的水中。CTMP和TMP纸浆都含有相当大量的不必要的有机化学物质。
根据本发明制成的多层滤纸克服了这些问题。具体地说，本发明实例的顶层(即上游)或多层可由CTMP纸浆和TMP纸浆制成而不需添加剂，并且利用了CTMP基料和TMP基料滤纸的天然能力使卤素再生。底层(即下游)或多层可由具有去除有机杂质能力的任何适宜的纸制成。
实例9——含纤维膨胀剂的滤纸
利用本发明的工艺变化(上述的)在普通型湿式造纸机上制造一批机制的过滤介质。从在这些运作中所生产的过滤介质上切下和制成各种单层和多层滤纸。采用含2.0ppb的溶解氯和150ppm铅的含杂质水样对制成的滤纸进行除铅和氯的试验。表2示出这些配方和根据与实例1引用相同的NSF试验方法的试验结果。表2中示出的所有配方仅采用留存助剂体系的阴离子部分，因为湿强助剂起留存助剂体系的阳离子部分作用。在此表中，在加工方向(MD)和横向(CD)的拉伸强度以磅/英寸宽度来表示。孔隙率采用标准Gurley孔隙率单位并用100cc空气通过直径1英寸滤纸的圆面积的秒数来表示。厚度用7psig压力下千分之一英寸来表示。
表2中配方A至C说明了α纤维素纤维对于除去效率和滤纸流速的影响。在由未漂白的Alabama河软木牛皮纸浆制成的过滤介质中加入大约33％的α纤维素纤维而不加入任何除金属添加剂或除卤素及有机杂质添加剂可以在大约相同的基重的情况下使过滤速度加倍。这反映为伴随有Gurley孔隙率的减少。此处存在除铅和除氯效率的一些下降，但与过滤流速的增加相比较，下降比例是少的。这些结果表明与具有与多层滤纸总基重类似基重的单层滤纸相比，含有α纤维素纤维的多层滤纸可改善流速。因此，纤维膨胀剂有利于为重量大的滤纸和含有高比例粒状颗粒添加剂的滤纸提供足够的流速。
实例10——多层滤纸
我们已发现由本发明的工艺生产的机制过滤介质制成的多层滤纸与可比基重的单层滤纸相比有显著的优点。首先，高基重多层(在150lbs/3000ft2以上)的工业规模的制造比低于100lbs/3000ft2的中等基重难得多(实际上，使用某些类型的湿式成型造纸机是不可能的)。其次，多层有工作可靠的特点：一层中的一个销孔或其它的破坏不会产生使流体可旁通流过多层滤纸的通路。再次，多层将使单层中的添加剂公布的不均匀以及孔隙率的不均匀变得均匀。结果是通过多层表面的流速更加均匀，并且即使当这种滤纸有较高的总基重时多层滤纸的流速也出乎意料地比较高，因此比单层滤纸的除杂质效率高。
表2中的成份F与成分D-E和G-I相比，示出了单层和多层滤纸的对比性能。成份F是一种由未漂白的牛皮软木纸浆制成的、并且有高浓度除金属添加剂(Oil-Dri LVM白土)和除卤素和有机化合物添加剂(Norit CA1活性碳)的单层滤纸。在89lbs/ream的基重下，它表现出慢的过滤流速(平均每900ml2.8分钟)，尽管速度慢，但仅有相当好的除铅效率，除氯效率却不高。
比较而言，成分H，一种三层滤纸，仅用2％LVM白土和5％活性碳，仍可获得远好得多的除铅和氯效率(两者足以满足NSF标准)。而且，它在几近两倍于过滤速度(与每900ml2.8分钟相比的每900mll.3分钟的速度)条件下这样做的。这一现象部分是由于利用三层低基重所获得的较大总基重。成分I是另一种三层滤纸，它不同于配方H，主要在配料中它有含量高得多的LVM白土和活性碳。根据成分I，我们发现这种较高含量改善了较大量的过滤水的除卤素效果。
比较成分F和成分E，可见由与成分F相同的未漂白牛皮软木纸浆制成的三层滤纸(成分E)在较高过滤速度下达到了与那些由成分F制成的单层接近的除污效率，而完全没有任何除金属添加剂或除卤素和有机杂质添加剂。
因此，我们已发现多层滤纸就除杂质效率和过滤速度两方面而言都优于单层滤纸，部分是因为在工业规模下用多层可获得较大总基重。具有这种高基重的多层滤纸用较低含量的除金属添加剂和除卤素和有机杂质添加剂同样可得到这种结果。
我们发现，对于工业应用，用作为切割操作部分的机械压花沿过滤层边缘压一条带将各层压在一起的方法制造多层滤纸是较为理想的。
实例11——用混合纸浆基料的多层滤纸
成分J-L示出了机制的多层滤纸，它们由混合的硬木/软木纸浆基料制成。具体地说，用于这些滤纸的软木纸浆是“Alabama River”未漂白的软木牛皮纸浆。硬木纸浆是“Burgess”未漂白硬木牛皮纸浆。
将成分J与成分F相比，实验说明我们的发现，即可由利用一混合硬木/软木纸浆基料的多层滤获得优异的除铅和氯效率，即使当除金属添加剂量减少到原用量的1/4，以及完全不使用除卤素和有机杂质添加剂时。在不牺牲任何过滤速度的条件下就可得到这些结果。
成分K和L实验说明用于过滤饮用水的本发明目前最好的一个实例。在这些成分中，混合的纸浆基料之比大约为90/10的“Alabama Pine”未漂白软木牛皮纸浆和“Burgess”未漂白硬木牛皮纸浆。在成分中加入约4％(重量)的除金属添加剂(Oil-Dri LVM纤维状活性白土)和5％(重量)的除卤素和有机杂质添加剂(Norit CA1活性碳)。湿强助剂是一种聚酰胺和留存助剂是一种高分子量的阴离子聚合物。成分K和L的区别仅在于K是三层滤纸而L是四层滤纸。
成分K和L实验说明我们的发现，即从大量污染流体中非常高效地去除金属和卤素可利用较大基重和由具有适量添加剂的混合硬木/软木纸浆基料制成的多层滤纸得到的更均匀的流动特性所实现，同时保持高过滤速度。如实例6至8中所论及的，这种多层结构还将有助于加入香味、气味或抗菌剂，以及有助于在顶(上游)层或多层中采用诸如CTMP纸浆的高木质素纸浆。
实例12——去除其它阳离子
采用有关溶解铜和铁的ANSI/NSF43-1988试验草案对使用表2中的配方G、J和K的多层滤纸进行试验。示于表3中的结果说明本发明的滤纸还可有效地从水中去除铜和铁杂质。具体地说，较佳的“K”配方的多层滤纸除铁是特别有效的，铁是使饮用水产生异味的基本成分。这些结果与上述对铅的试验一起表明对溶解金属阳离子的宽广适用性。
实例13——由漂白硬木纸浆制成的单层滤纸
由于未漂白纸浆有时为可含有来自制浆过程中的残留化学物质，它们可能污染非常敏感的应用场合中的滤液，由漂白的硬木纸浆制成可操作滤纸的能力是理想的。表4所示的试验说明有效漂白的过滤介质可采用有适当添加剂的纸浆制成。表4所示的滤纸是采用上文中实例1所述的实验方法生产的手抄实验纸，并按照上文所引用的有关氯和铅的NSF草案进行实验的。比较表4中配方P和Q表明，在一给定基重条件下与不带添加剂的未漂白软木相比，不带具有添加剂的未漂白硬木可提供优异的除金属和卤素效率，虽然流速较低。
我们还发现加入除金属添加剂和/或除卤素和有机杂质添加剂能使漂白的硬木纸浆滤纸接近从未漂白软木纸浆制得的滤纸的性能。多层结构和较大基重的使用将进一步改善这些性能特点。
实例14——使用不同的过滤介质的多层滤纸
上文实例6至8所述的滤纸包括多层滤纸，其中的各层性能是不同的。其它具有不同性能的过滤层的这种组合也是可能的。例如，提供一种其顶(上游)层仅含除金属添加剂、底层仅含有除卤素和有机碳添加剂的多层滤纸是可能最好的，反之亦然。这种结构可使制造经济并且还可能在要使用时再因所去除的各种类型杂质来组合定制的滤纸排列以代替在制造过程中组装。例如，可单独供应一加有香料的过滤层并由最终用户加到夹持器里的其它除杂质层上。或者，一系列不同密度和/或添加剂含量的过滤层可组合起来以产生一系列理想的净化标准。许多其它的组合也是可能的。
实例15——应急用的一次性使用的过滤层
在本发明的另一个具体实施中，提供了在适当的间隔有可撕开的孔眼并且将尺寸做得与一普通塑料漏斗相配合的一卷过滤介质(它可以是单层的也可是多层的，也可有添加剂)。使用者方便地撕下一张过滤纸，将其折叠贴合到漏斗中，用它来过滤饮用水，然后将其丢掉。本发明的这种价格非常低的实例尤其适用于应急状态，诸如用于遭受自然灾害后的援助工作中受难者可能不得不使用不洁净的水源的情况下。抗菌滤纸、本发明滤纸与可溶的抗菌水处理剂结合使用是尤其适合于这种用途的。
对本技术领域中的普通熟练人员而言，显然还可作许多种改变和变化但仍能在本发明范围内。例如，本发明的滤纸可用任何一种可流动的流体而不仅限于水和空气。并且，本技术领域中的熟练人员显然可知与本发明有关的滤纸可以制成各种各样的形状，诸如锥形的、杯形的和其它类似的形状。我们的意图是覆盖所有具有等同功效的组成和加工方法，并且本发明仅由具体描述的权利要求来限定。 表1 例1-3的实验结果 实例 配料配方wt％ 基重 lb/3000 ft2 CSF ml. 瓷漏斗出水过滤数据 纸浆 软木 硬木白土 碳湿强助剂留存助剂平均流速Min/900ml 除铅率％ 升 1 4 8 12 除氯率％ 升 1 4 8 12 对照例 49.6漂白 49.6漂白 0 0 0.40 0.40 120 610 2 N/A N/A N/A W/A 71 22 N/A K/A 1 39.6未漂白 39.6未漂白 20 0 0.40 0.40 120 610 2 99 93 N/A N/A 98 98 M/A N/A 2 34.6漂白 34.6漂白 20 10 0.40 0.40 120 610 2 97 95 N/A W/A 98 98 N/A N/A 3 39.6未漂白 39.6未漂白 20 0 0.40 0.40 120 550 4 98 92 89 79 97 97 97 97 表2配方 配料组成wt/％ 单层物理测试性能 Buchner漏斗出水过滤数据 基重 孔隙率 干拉力 湿拉力 厚度 总层数 总基重 平均流速 Liter1，5，9 Liter1，5，9 纸浆白土碳湿强助剂留存助剂 lb/3000sq.ft Sec/100cc lbs/in. lbs/in. NLS/7psi 去除率％ 去除率％ 软木 硬木 KD/CD M0 16/3000S9. Min/900 铅 氯 A 未漂白99.47 0 0 0 0.5 0.03 104 1.8 50.0/20.5 19.3 14.1 1 104 3.2 96 86 70 99 70 54 B 漂白66.25 0 0 0 0.5 0.03 118 1.1 35.3/17.3 17.3 17.7 1 118 2.5 90 66 68 98 60 41 α-纤维素33.22 C 未漂白66.25 0 0 0 0.5 0.03 108 0.9 31.9/14.5 14.1 17 1 108 1.6 60 62 52 90 46 55 α-纤维素33.22 D 漂白97.79 0 0 0 0.2 0.01 35 0.2 9.3/5.8 3 7 3 105 1.1 62 52 42 88 23 14 E 未漂白97.79 0 0 0 0.2 0.01 32 0.4 14.0/8.0 4 6 3 96 2.2 92 76 66 91 33 21 F 未漂白76.45 0 18 3 0.5 0.05 0.9 2.1 12.5/3.8 1.9 11.4 1 89 2.8 88 84 78 93 43 33 G 未漂白99.9 0 0 0 0 0.1 57 0.3 0.4/7.6 0.5 11.4 3 171 1.5 99 97 93 100 48 31 H 未漂白92.3 0 2 5 0.5 0.1 57 0.4 13.5/7.7 1 10.3 3 171 1.5 99 99 96 99 86 74 I 未漂白76.4 0 6 17 0.5 0.1 57 0.4 7.9/4.8 1.2 10.4 3 171 1.3 99 98 94 99 97 95 J 未漂白85.03 未漂白9.55 4 0 0.25 0.07 50 0.4 11.8/7.3 1.5 8.8 3 174 2.7 99 99 97 98 70 59 K 未漂白81.61 未漂白9.07 4 5 0.25 0.07 58 0.4 11.7/6.8 1.4 9.6 3 174 2.4 99 99 98 98 92 84 L 未漂白81.61 未漂白9.07 4 5 0.25 0.07 50 0.4 11.7/6.8 1.4 9.6 4 232 2.9 99 99 99 98 98 94 表3 设计 配方 瓷漏斗出水过滤数据 纸浆 白土 碳待测滤纸 总基重 sq.ft.平均流速ml/900ml 除铜率％ 升 1 3 5 7 G 99.9 0 0 3 171 2.1 86 33 J 95.7 4 0 3 174 2.3 97 41 K 90.7 4 5 3 174 2.2 97 40 7 G 99.9 0 0 5 285 2.3 82 32 J 96.7 4 0 5 290 3.7 100 67 30 K 90.7 4 5 5 290 3.9 100 86 31 K 90.7 4 5 8 464 6.1 92 93 66 21 除铁率％ 升 1 3 K 3 174 2.2 98 96 表4 手抄 实验纸 配料配方％ 单层物理 测试性能 瓷漏斗出水过滤数据 纸浆 白土 碳湿强助剂留存助剂 基重 lb/3000 sp.ft.待测滤纸的总层数 总基重wt.％ lb/3000 sq.ft.平均流速Min/900ml 去除率％ 软木 硬木 铅 氯 M0 漂白100 0 0 0 0 102 1 102 4.199 82 5017 7 5 N0 漂白90 10 0 0 0 112 1 112 3.795 94 7624 7 5 O0 漂白99 0 0 1 0 102 1 102 5.297 88 1799 29 19 P0 漂白100 0 0 0 0 102 1 102 4.297 97 9399 39 20 Q未漂白100 0 0 0 0 0 100 1 100 0.784 77 6769 25 15 R未漂白100 0 0 0 0 0 200 1 200 3.098 98 9799 71 52 S未漂白100 0 0 0 0 0 175 1 175 1.697 68 5649 13 11