利用納米顆粒-處理后床的廢水純化的制作方法

專利名稱：利用納米顆粒-處理后床的廢水純化的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于從液體、例如廢水中去除污染物的方法和組合物，和在一個非限 定實施方案中更特別地涉及利用已經用納米尺寸顆粒處理后的顆粒填料(pack)從廢水中 去除污染物的方法和組合物。
背景技術：
已知清潔、純化、澄清和其它方式處理流體以適當處置、消耗、使用和用于其它需 求的許多方法和過程。這些方法包括但不必須限定于離心和過濾以去除顆粒物，化學處理 以使水滅菌，蒸餾以純化液體，傾析以分離兩個液相，反滲透以使液體脫鹽，電滲析以使液 體脫鹽，消毒以使食物滅菌，和催化法以將不希望的反應物轉化成有用的產物。這些方法中 的每一種非常適合特定的應用和通常將方法的組合用于最終的產物。
存在許多不同的已知技術可用于液體的滅菌。吸附、化學處理、臭氧殺菌和紫外線 (UV)照射都非常好地用于去除病原微生物。然而，這些技術中的每一種具有限制，包括整體 功效、初始資金成本、操作成本、副產物風險、需要預處理液體、使用或產生有害化合物和因 此必須對所述有害化合物合理處置以及其它限制。
雖然化學方法是最廣泛使用的，但是它們具有許多缺點。這些缺陷包括對它們的 破壞效果增大的微生物適應性、與氯的使用和儲存有關的安全危險、以及環境影響。UV是常 用的處理，但是液體必須是清澈的以使它起作用，并且它沒有分解任何生物膜的形成；它的 安裝和操作也是非常昂貴的。在工業和市政應用例如水和廢水裝置中，3種最廣泛使用的液 體滅菌方法是臭氧處理、氯處理和UV照射。
液體的脫鹽對于引用水、生物流體、藥、化學品、石油及其衍生物、和許多其它液體 是非常有用的。此外，因為地球水的小于0.5%是直接適合于人類食用、農業或工業使用的， 所以水的脫鹽將是有利的。因此，逐漸感興趣將脫鹽用于從含鹽的地上水和海水生產適于 飲用的水，因為它使得其它約99. 5%的水可使用。存在5種基本的脫鹽方法熱，反滲透， 電滲析，離子交換，和結冰。熱和結冰法從鹽水中脫除新鮮水，留下濃鹽水。反滲透和電滲 析利用膜以使鹽與新鮮水分離。離子交換包括使鹽水通過樹脂，所述樹脂用更希望的離子 交換不那么希望的溶解離子。目前商業上僅僅熱和反滲透方法是可行的。即使如此，因為 它們的花費，這兩種方法也是趨向于受到抑制的。
通常需要開發與它們的傳統對應設備和方法相比更成本有效的有助于進行這些 方法和過程的新型設備和方法。在液體純化領域，可以降低整體成本、簡化過程和改進效率 的任何技術將是非常有利的。因此，如果利用簡單方法和裝置將方法和/或結構設計用于 純化液體、例如廢水，將是理想的。發明內容
在一種形式中，提供用于純化流體的方法，所述方法包括使液體與含有基底顆粒 (例如沙子)和相對較小的顆粒物添加劑的顆粒填料接觸。顆粒物添加劑可以是平均粒度為IOOOnm或更小的納米顆粒。納米顆粒可以是堿土金屬氧化物，堿土金屬氫氧化物，堿金 屬氧化物，堿金屬氫氧化物，過渡金屬氧化物，過渡金屬氫氧化物，后過渡金屬氧化物，后過 渡金屬氫氧化物，壓電晶體，和/或熱電晶體。納米顆粒的存在量有效純化液體。
在另一個非限定實施方案中另外提供用于純化流體的顆粒填料，所述顆粒填料包 含用顆粒物添加劑處理后的許多基底顆粒，所述顆粒物添加劑相對小于基底顆粒。顆粒填 料中的顆粒可以包括但不必限定于沙子，砂礫，陶瓷珠粒，玻璃珠粒，和它們的組合。顆粒 物添加劑的平均粒度可以是IOOOnm或更小。納米顆粒物添加劑可以包括但不必限定于堿 土金屬氧化物，堿土金屬氫氧化物，堿金屬氧化物，堿金屬氫氧化物，過渡金屬氧化物，過渡 金屬氫氧化物，后過渡金屬氧化物，后過渡金屬氫氧化物，壓電晶體，和/或熱電晶體。納米 顆粒的存在量可以是約1份顆粒物添加劑對應于200-5000重量份顆粒填料中的顆粒。
顆粒物添加劑，本文中也稱為納米尺寸顆粒或納米顆粒(例如MgO和/或Mg (OH) 2 等)，表現出固定、粘結或以其它方式捕集污染物，例如粘土和非粘土顆粒，包括帶電和不帶 電顆粒。至少部分由于它們的小尺寸，納米顆粒的表面力(例如van der Waals和靜電力) 幫助它們將微小的污染物顆粒聯合、集合或絮凝在一起成為更大的收集體、聯合體或團聚 體。這種集合或聯合幫助就地捕集污染物，并使它們不隨液體一起移動和通過，產生純化后 液體。在許多情況中，顆粒填料的純化能力可以通過使用納米尺寸顆粒物添加劑而得到改 進，所述納米尺寸顆粒物添加劑的尺寸可以比污染物小很多。
將堿土金屬氧化物、例如氧化鎂，堿土金屬氫氧化物、例如鈣氫氧化物，過渡金屬 氧化物、例如氧化鈦和氧化鋅，過渡金屬氫氧化物，后過渡金屬氧化物、例如氧化鋁，后過渡 金屬氫氧化物，壓電晶體和/或熱電晶體、例如SiO和AiPO4,加入含水流體，溶劑基流體、例 如二醇，或油基流體、例如礦物油，可以用于處理顆粒填料，例如沙子床，所述顆粒填料進而 預期純化、澄清和以其它方式清潔流體。


圖1是用于未用納米顆粒處理的沙子填料的沙子填料測試設備的照片，顯示在設 備頂部模擬廢水的混濁流體，和在底部從設備中流出的混濁流體；
圖2是在圖1的沙子填料測試設備的頂部模擬廢水的混濁流體的更詳細的照片；
圖3是已經通過圖1的沙子填料測試設備的混濁流體的更詳細的照片，顯示該流 體仍然混濁；
圖4是用于已經用納米顆粒處理后的沙子填料的沙子填料測試設備的照片，顯示 在設備頂部模擬廢水的混濁流體，和在底部從設備中流出的清澈水；
圖5是已經通過圖4的沙子填料測試設備的清澈水的更詳細的照片，顯示該水已 經純化；和
圖6是在上述測試設備中使用的模擬廢水中使用的膨潤土顆粒的粒度分布 (PSD)，說明體積重量的平均粒度為約31. 2微米。
具體實施方式
已經發現將納米顆粒-處理后沙子床的方法和組合物用于純化廢水。當廢水中 微小的污染物顆粒流動通過納米顆粒-處理后沙子床時，納米顆粒通過納米顆粒的表面力5(包括但不必限于van der Waals和靜電力)將微小的污染物顆粒捕集并保持在沙子床中， 從而將它們從液體中去除。污染物或雜質可以包括但不必限定于沉積物，土壤顆粒，采礦 顆粒，水處理顆粒等。在一個非限定實施方案中，處理后流體是含水的，這表示它們含有水； 在非限定替代實施方案中，含水流體是至少50重量％的水，或者至少30wt%的水。純化后 水可以如此用作地下烴儲層中的注射水用于有效采收烴，或用作市政水用于連續純化供人 類食用。
已經發現納米尺寸顆粒如氧化鎂(MgO)可以用于從液體中去除污染物、例如粘土 和非粘土顆粒，即去除、降低或去掉它們從而不存在于流體、例如水中。一些納米尺寸顆粒 (本文中也稱為納米顆粒)，不僅具有與它們的小尺寸相比高的表面積，而且具有相對高的 允許它們將其它顆粒(包括其它帶電顆粒、以及其它不帶電顆粒)聯合、連結或關連在一起 的表面電荷。在一個非限定實施方案中，污染物顆粒和納米尺寸顆粒之間的這些聯合體或 關連體是由于電吸引力和其它分子間力或作用。
如將所顯示的，實驗室測試已經證明相對少量的MgO納米顆粒可以去除和消除分 散的粘土顆粒。預期也將去除帶電和不帶電的膠體二氧化硅。其它納米顆粒例如&ι0、αι203、 二氧化鋯(Zr02)、Ti02、氧化鈷(II) Woo)、氧化鎳(II) (NiO)以及熱電和壓電晶體也可以用 于本文的方法和組合物中。
納米顆粒可以直接應用于顆粒物填料(例如沙子床)或放置在顆粒物填料(例 如沙子床)之上或之內，通常通過使填料或床與其中懸浮納米顆粒的流體接觸進行。在一 個實施方案中，將涂層劑和納米顆粒的混合物至少部分涂覆選定的沙子床或其它多孔介質 (基底顆粒)。如果用涂層劑和納米顆粒至少部分涂覆沙子或砂礫，則可以從流體、例如廢 水中去除污染物和雜質，并可以消除或抑制從而純化流體。
涂層劑可以是載體流體，包括但不必限于醇，二醇，多元醇，植物油，魚油和它們 的組合。一種特別適合的載體流體可以是單丙二醇。作為替代，適合的涂層劑包括但不必 限于礦物油或其它完成本文描述的方法和組合物的目的的烴。具體地，適合的礦物油的非 限定實例包括ConocoPhillips PURE PERFOR-MANCE 基油 II 或 III，例如 225N，600N ； ULTRA-S 3 禾口 ULTRA-S 8 ；Penreco DRAKE0L 油，例如DRAKEOL 21，DRAKE0L 35 禾口 DRAKEOLe 600 ；和 ExxonMobil Chemical 礦物油，例如EXXSOL D80 禾口IS0PAR :M 油。 預期過濾或純化產物將包括涂層劑油中的納米顆粒，例如Drakeof 600礦物油中的約 15wt%的納米尺寸MgO顆粒。發現在與填料或床的顆粒混合期間，油、二醇或其它載體中的 納米顆粒將外覆在基底顆粒上或至少部分涂覆基底顆粒。基底顆粒涂覆程度如何取決于濃 度，基于使用的顆粒、例如沙子的量以及使用的納米顆粒量。在非限定實例中，載體流體可 以另外具有表面活性劑存在，例如油-潤濕表面活性劑如失水山梨糖醇單油酸酯(即來自 Uniqema的SPAN 80)，以改進和/或增強填料或床基底顆粒被納米顆粒的油-潤濕。在另 一個非限定實例中，表面活性劑的存在可以優先降低沙子填料顆粒上的DRAKE0L 600礦 物油層的厚度。降低的油層厚度可以增強納米顆粒暴露于沙子或陶瓷顆粒上。使用較低粘 度的礦物油，例如DRAKE0L 15、DRAKE0L 18或EXXSOL DSO，也可以用于降低油層厚 度。SPAN 80之外的其它試劑可以用于使沙子填料或陶瓷床顆粒上的油涂層或潤濕或厚度 最優化，所述試劑例如失水山梨糖醇酯，乙氧基化失水山梨糖醇酯，乙氧基化醇，乙氧基化烷基-苯酚，烷基-二羧酸，磺基丁二酸酯，磷脂，烷基-胺，季胺，烷基-硅氧烷等。不必須將樹脂用作涂層劑或粘合劑，在一個非限定實施方案中，沒有使用樹脂。
理論上來說，納米顆粒主要通過納米顆粒和顆粒表面之間的靜電和其它電荷而保 留在顆粒填料的顆粒上，然而，可以存在其它吸引力或耦合力以初始和長期保持納米顆粒 涂覆在填料或床基底顆粒上。發明人不希望限定于任何特定的利潤。預期在大多數條件下， 載體流體僅僅幫助納米顆粒最初涂覆在填料或床的基底顆粒上的過程。然而，可以將其它 試劑加入載體流體，所述試劑可以進一步增強納米顆粒對沙子(二氧化硅或石英或長石)、 玻璃、陶瓷和類似顆粒的初始和長期吸引力。
已經發現堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物、堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、 過渡金屬氧化物、過渡金屬氫氧化物、后過渡金屬氧化物、和后過渡金屬氫氧化物、壓電晶 體、熱電晶體、和它們的混合物的納米尺寸顆粒具有對濾出和粘結雜質和污染物的特別優 勢,從而純化流體。
氧化鎂顆粒和粉末已經適合地用于過濾本文的流體。然而，應理解，雖然在本文的 整個說明書中提及MgO顆粒作為堿土金屬氧化物和/或堿土金屬氫氧化物顆粒的一種代表 性或適合的類型，但是本文的方法和組合物中可以使用其它堿土金屬氧化物和/或堿土金 屬氫氧化物和/或過渡金屬氧化物、過渡金屬氫氧化物、后過渡金屬氧化物、和后過渡金屬 氫氧化物、壓電晶體、熱電晶體。另外，堿金屬氧化物和/或氫氧化物可以獨自使用，或與堿 土金屬氧化物和氫氧化物組合和/或與一種或多種過渡金屬氧化物、過渡金屬氫氧化物、 后過渡金屬氧化物、后過渡金屬氫氧化物、壓電晶體和熱電晶體一起使用。
“后過渡金屬”的含義是鋁、鎵、銦、錫、鉈、鉛和鉍中的一種或多種。在本文的另一 個非限定實施方案中，納米尺寸顆粒是之前的IUPAC American Group標記法的ΙΑ、IIA、 IVA、IIB和IIIB族元素的氧化物和氫氧化物。這些元素包括但不必限定于Na，K，Mg，Ca, Ti，Si和/或Al。在一個非限定實施方案中，不存在來自適合的納米顆粒的氧化鋁(鋁氧 化物)和/或鋁氫氧化物。
本文的納米尺寸顆粒物添加劑也可以是壓電晶體顆粒(其包括熱電晶體顆粒)。 熱電晶體當加熱時產生電荷，而壓電晶體當擠壓壓縮或壓迫時產生電荷。
在一個非限定實施方案中，具體適合的壓電晶體顆粒可以包括但不必限于&10， 塊磷鋁礦(AlPO4),鉭酸鋰(LiTaO3)，正磷酸鎵(GaPO4), BaTiO3, SrTiO3, PbZrTiO3, KNbO3, LiNbO3, LiTaO3, Bii^eO3，鎢酸鈉，Ba2NaNb5O5, Pb2KNb5O15,酒石酸鉀鈉，電氣石，黃晶礦和它們 的混合物。ZnO的總熱電系數是-9.4C/m2K。ZnO和這些其它晶體通常不溶于水。
在一種非限定說明中，當顆粒填料或沙子床含有非常少的熱電晶體、例如納米尺 寸ZnO時，可以加熱和/或壓迫熱電晶體并產生高表面電荷。如果流體在壓力下，則可以產 生或生成表面電荷。這些表面電荷允許晶體顆粒使雜質和污染物聯合、連結、關連或以其它 方式聯系在一起、將它們粘結在一起并也圍繞顆粒填料或沙子表面。在一個非限定圖像中， 認為雜質或污染物的聯合或聯系非常粗略地類似于聚合物分子通過交聯劑的交聯。
在另一個非限定實施方案中，本文使用的納米尺寸固體顆粒物和粉末包括但不必 限于堿土金屬氧化物或堿土金屬氫氧化物，或它們的混合物。在一個非限定實施方案中， 這些添加劑中的堿土金屬可以包括但不必限于鎂，鈣，鋇，鍶，它們的組合和類似物。在一 個非限定實施方案中，可以獲得的MgO是至少95wt%的高純度，其中余量可以是雜質，例如 Mg (OH) 2、CaO、Ca (OH)2, SiO2, Al2O3 等。7
在另外的非限定性情況中，添加劑和試劑的粒度范圍為約4納米獨立地高至約 1000納米之間。在另一個非限定實施方案中，粒度范圍為約4納米獨立地高至約500納米 之間。在另一種非限定情況中，顆粒的平均粒度可以是約250nm或更小、或者約IOOnm或更 小，和另一種可能情況為約50nm或更小、或者40nm或更小。
沙子或陶瓷床填料材料中的納米尺寸顆粒的量可以是對于約200磅-5000磅沙子 為約1磅納米顆粒。應理解，可以使用任何其它重量單位，例如對于約200克-5000克沙子 為約1克納米顆粒。在替代實施方案中，納米顆粒的存在量為以重量計約1份納米顆粒相 對于約1000獨立地至約2000份沙子或陶瓷填料材料。
可以將本文的納米尺寸顆粒加入作為載體流體的水、二醇、醇、多元醇、烯烴、植物 油、魚油或礦物油、或這些的混合物-這樣的組合也用于將納米顆粒初始涂覆或至少部分 涂覆至沙子或陶瓷。在另一個非限定實施方案中，在處理期間可以將本文涂覆在陶瓷顆粒 或沙子上的納米尺寸顆粒加入含水流體中。
在一個非限定實施方案中，填料或床的沙子、陶瓷、玻璃或其它基底顆粒可以具有 約10目-約325目(約2000微米-約45微米)的顆粒平均粒度。作為替代，基底顆粒的 尺寸可以是約20目獨立地至約200目(約850微米獨立地至約75微米)。基底粒度可以 是較寬的，例如約40目-約200目(約425微米-約250微米)，或粒度范圍可以是相對窄 的，例如約20目-約40目(約850微米-約425微米)。
在另一種非限定情況中，在流體純化處理中使用之前，可以在供應設施處將納米 顆粒涂覆在陶瓷或沙子上。在不同的非限定實施方案中，在處理期間或在流體純化或澄清 處理之前，可以用含有納米顆粒的載體流體略微涂覆沙子或陶瓷的選定部分。已經發現PG 涂覆的納米顆粒趨向于連接、附著或粘結至陶瓷顆粒或沙子。
實驗室測試已經顯示，涂覆在20/40目(850/425微米)沙子填料上的35納米的 MgO顆粒和單丙二醇(PG)可以成功從廢水中去除污染物。
雖然本文的方法和結構有時在本文中典型地描述為使用在廢水流體(例如來自 紙品加工的那些)中，但是也預期所述組合物和方法用于油田采收中，例如產生的地層水、 用盡的鉆井泥漿、金屬加工、農業操作、采礦操作、環境修復操作、廢物處置操作、清潔操作、 生產操作等。
關于以下實施例進一步描述本發明，所述實施例不用于限定本發明，而是進一步 說明多個實施方案中的某一些。
實施例
使用和不使用納米顆粒的實驗室沙子填料測試Q0/40目或850/425微米)處理 顯示，納米顆粒-處理后沙子填料可以捕集和保持使模擬廢水渾濁的微小顆粒。模擬廢水 用水中0. 25重量％ (bw)天然膨潤土和0. 25% bw的伊利石制備。膨潤土粒度分布(PSD) 的圖顯示在圖6中。來自PSD分析的膨潤土的體積重量平均尺寸為約31. 2微米。伊利石 的類似PSD分析給出的體積重量平均尺寸為約33. 0微米。
對比例1-不使用納米顆粒-處理后沙子填料的測試證明混濁的水流入填料中，和 基本上相同混濁的水流出填料。圖1是用于未用納米顆粒處理的沙子填料的沙子填料測試 設備的照片，顯示在設備頂部模擬廢水的混濁流體，和在底部從設備中流出的基本相同的 混濁流體。圖2是在圖1的沙子填料測試設備的頂部模擬廢水的混濁流體的更詳細的照片。圖3是已經通過圖1的沙子填料測試設備的混濁流體的更詳細的照片，顯示該流體仍然混濁。
本發明實施例2-圖4和5顯示在沙子填料頂部流入納米顆粒處理后沙子填料中 的混濁流體(模擬廢水)，和在底部流出填料的清澈的清潔水(圖幻。這意味著廢水中的 微小雜質顆粒(膨潤土和伊利石)被納米顆粒捕集在沙子填料中。
將Rev Dust (平均粒度為約20微米和它含有12%的石英、7%的方石英、4%的伊 利石、的混合層的高嶺石和22%的亞氯酸鹽)用作如實施例1和2的測試的另一 種模擬廢水。結果與流動通過沙子填料的膨潤土和伊利石廢水相同。這些Rev Dust顆粒 是明顯且容易去除的。
納米顆粒是35nm MgO,可從 hframat Advanced Materials 獲得的產品 #12N-0801。制備納米顆粒-處理后沙子填料的程序如下
1.將納米顆粒與99. 8wt%單丙二醇混合，以制備2磅/加侖(ppg) (0. 2kg/升)(1 加侖單丙二醇中2磅(0. 9kg)納米顆粒)懸浮體(納米流體)。
2.將來自步驟1的2. 5ml納米流體加入瓶子內的250克20/40目(850/425微米) 沙子中，搖動瓶子數分鐘以使沙子被納米流體均勻涂覆。
3.將處理后沙子倒入1英寸(2. 54cm)內徑(ID)丙烯酸管中，以形成用于測試的 沙子填料。
在90ml含顆粒的高濃縮的混濁水通過處理后沙子填料后，仍然從填料中流出清 潔的清澈水。
再生實施例3-使沙子或陶瓷顆粒床再生的方法包括使用輕度酸性的水從床填料 中解吸納米顆粒和被截留/固定的沉積物、污染物或雜質。在一種非限定情況中，酸性水可 以是自來水中的1.0% HCl或2%檸檬酸，以定量給料到床填料中。隨后，將新的納米顆粒 放回床填料中，再次作為由納米顆粒產品組成的定量給料處理流體加入自來水或二醇或類 似物中，以將納米顆粒再次涂覆或再次外覆在床填料顆粒或材料上。納米顆粒產品可以是 如所提及的二醇、例如丙二醇或USP或技術級礦物油漿料產品。
酸性解吸流體一旦去除顆粒和被截留/固定的沉積物，將需要適當的調節和/或 處置。如果截留的沉積物僅僅是河流沉積物如土壤顆粒，則可以簡單中和酸性廢物(例如 用碳酸氫鈉(小蘇打)或其它通用材料)，和隨后成為相對容易處置的無害材料。然而，如果 存在重金屬和類似物，例如對通過納米顆粒的固定而截留或捕集的沉積物而言是毒性的組 分(例如毒性元素、化合物、污染的土壤顆粒等)，則一旦被酸性水解吸，將需要適當處理、 調節和/或處置解吸流體。
在前述說明書中，明顯地是在不偏離如所附權利要求中給出的本發明的較寬范圍 的條件下，可以對本發明進行多種修改和變化。因此，本說明書將被認為是說明性的而不是 限制性的。例如，以下物質的具體組合預期落在本發明的范圍內多種尺寸的堿土金屬氧化 物，堿土金屬氫氧化物，堿金屬氧化物，堿金屬氫氧化物，過渡金屬氧化物，過渡金屬氫氧化 物，后過渡金屬氧化物，后過渡金屬氫氧化物，壓電晶體，和熱電晶體；鹽水；基礎流體；床 和填料顆粒(沙子，陶瓷或玻璃珠粒，砂礫)；涂層劑(二醇，醇，礦物油)，以及落在所要求 保護的參數內、但是沒有在特定的組合物中具體識別或嘗試的其它組分。
本發明可以適合地包括所公開的要素、由所公開的要素組成或基本由所公開的要素組成，并且可以在不存在沒有公開的要素的條件下實施。
如整個權利要求中使用的詞匯“包含”和“包括”用于表示“包括但不限定于”。
權利要求
1.一種用于純化流體的方法，所述方法包括使液體與含有基底顆粒和相對較小的顆粒 物添加劑的顆粒填料接觸，其中所述顆粒物添加劑平均粒度為IOOOnm或更小，選自堿土金屬氧化物，堿土金屬氫氧化物，堿金屬氧化物，堿金屬氫氧化物，過渡金屬 氧化物，過渡金屬氫氧化物，后過渡金屬氧化物，后過渡金屬氫氧化物，壓電晶體，熱電晶 體，和它們的混合物，和存在量有效使液體純化。
2.權利要求1的方法，其中所述液體是含水的。
3.權利要求1的方法，其中顆粒填料包含選自沙子、砂礫、陶瓷珠粒、玻璃珠粒和它們 的組合的基底顆粒。
4.權利要求1的方法，另外包括用涂層劑和顆粒物添加劑至少部分涂覆顆粒物填料， 所述涂層劑包含選自醇、二醇、多元醇、植物油、礦物油和它們的組合的載體流體。
5.權利要求1的方法，其中 堿土金屬選自鎂、鈣、鍶和鋇， 堿金屬選自鋰、鈉、鉀，過渡金屬選自鈦和鋅，和 后過渡金屬是鋁，和它們的混合物。
6.權利要求1-5任一項的方法，其中顆粒物添加劑的有效量為1重量份顆粒物添加劑 對應于200-5000重量份顆粒填料。
7.權利要求1-5任一項的方法，其中顆粒物添加劑的平均粒度為4nm-500nm。
8.權利要求1-5任一項的方法，其中顆粒填料中基底顆粒的平均粒度為10目-325目 (2000微米-45微米)。
9.一種用于純化流體的顆粒填料，其包含多種選自沙子、砂礫、陶瓷珠粒、玻璃珠粒和它們的組合的基底顆粒；和 平均粒度小于基底顆粒的顆粒物添加劑，其中顆粒物添加劑 平均粒度為IOOOnm或更小，選自堿土金屬氧化物，堿土金屬氫氧化物，堿金屬氧化物，堿金屬氫氧化物，過渡金屬 氧化物，過渡金屬氫氧化物，后過渡金屬氧化物，后過渡金屬氫氧化物，壓電晶體，熱電晶 體，和它們的混合物，和存在量為1重量份顆粒物添加劑對應于200-5000重量份顆粒填料。
10.權利要求9的顆粒填料，其通過包括以下的方法制備用涂層劑和顆粒物添加劑至 少部分涂覆顆粒物填料，所述涂層劑包含選自醇、二醇、多元醇、植物油、礦物油和它們的組 合的載體流體。
11.權利要求9的顆粒填料，其中 堿土金屬選自鎂、鈣、鍶和鋇， 堿金屬選自鋰、鈉、鉀，過渡金屬選自鈦和鋅，和 后過渡金屬是鋁，和它們的混合物。
12.權利要求9-11任一項的顆粒填料，其中顆粒物添加劑的平均粒度是4nm-500nm。
13.權利要求9-11任一項的顆粒填料，其中顆粒填料中基底顆粒的平均粒度為10 目-325目(2000微米-45微米)。
全文摘要
納米顆粒-處理后顆粒填料、例如沙子床可以有效過濾和純化液體、例如廢水。當廢水中微小的污染物顆粒流動通過顆粒填料時，由于納米顆粒表面力，包括但不限于van der Waals和靜電力，納米顆粒將微小的污染物顆粒捕集和保持在填料內。涂層劑例如醇、二醇、多元醇、植物油和礦物油可以幫助施涂納米顆粒以結合過濾床或填料中的顆粒表面。
文檔編號B01J20/04GK102036919SQ200980115419
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月15日 優先權日2008年4月29日
發明者J·B·克魯斯, T·黃 申請人:貝克休斯公司