(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料水を供給するためのフィルタであって、
ａ）出口と流体連通する入口と、
ｂ）前記入口と前記出口の中間にあるハロゲン放出システムと、
ｃ）前記ハロゲン放出システムと前記出口の中間にあるキトサンを含むフィルタ材と、
ｄ）前記フィルタ材と前記出口の中間にある捕捉バリアと
を備えるフィルタ。
【請求項２】
前記キトサンが、５，０００ダルトン乃至二百万ダルトンの分子量を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記キトサンが、１００，０００ダルトン乃至百万ダルトンの分子量を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記キトサンが、４０％乃至１００％の脱アセチルの比率を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記キトサンが、９０％乃至９５％の脱アセチルの比率を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記キトサンが、３０メッシュ乃至２３０メッシュの米国標準メッシュサイズを有する粉末を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記キトサンが、１０ナノメートル乃至１００ナノメートルのサイズを有するナノ粒子を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記フィルタ材が、キトサン−ハロゲン複合体を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記フィルタ材が、塩素化キトサンを含む、請求項８に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記フィルタ材が、ヨウ素化キトサンを含む、請求項８に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記ハロゲン放出システムが、ハロゲン化樹脂、ハロゲン化イオン交換樹脂、液体ハロゲン、気体ハロゲン、ハロゲン結晶、ハロゲン化合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記ハロゲン放出システムが、塩素化樹脂、ヨウ素化樹脂、臭素化樹脂、液体塩素、液体臭素、ヨウ素結晶、化合物の臭素、塩素錠剤、塩素ガス、二酸化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸固体カルシウム、亜塩素酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、およびトリクロロイソシアヌル酸の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１３】
前記捕捉バリアが、炭素、活性炭、および強塩基性アニオン交換樹脂からなる群から選択される、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１４】
前記ハロゲン放出システムおよび前記フィルタ材が、混合物を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１５】
前記ハロゲン放出システムが塩素錠剤を含み、前記フィルタ材がキトサンを含み、前記捕捉バリアが粒状活性炭を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１６】
前記ハロゲン放出システムがヨウ素化樹脂を含み、前記フィルタ材がキトサンを含み、前記捕捉バリアがヨウ素捕捉樹脂を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１７】
前記フィルタが、ウイルスについて少なくとも４の対数減少値、およびバクテリアについて少なくとも６の対数減少値を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１８】
前記フィルタ材が、停滞期間中に再生可能である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１９】
前記フィルタ材が、少なくとも４℃の温度および少なくとも５のｐＨで、ウイルスについて少なくとも４の対数減少値、およびバクテリアについて少なくとも６の対数減少値を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項２０】
出口と流体連通する入口と、前記入口と前記出口の中間にあるハロゲン放出システムと、前記ハロゲン放出システムと前記出口の中間にあるキトサンを含むフィルタ材と、前記フィルタ材と前記出口の中間にある捕捉バリアとを備えるフィルタによって少なくとも１つの汚染物質を含む水を処理する方法であって、
前記ハロゲン放出システムを通じて前記水を流すステップと、
前記フィルタ材を通じて前記水を流すステップと、
前記捕捉バリアを通じて前記水を流すステップと
を含む方法。
【請求項２１】
前記水が、３０秒乃至１２０秒の空塔接触時間を提供する流量で、前記フィルタ材を通して流される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
停滞期を開始して前記キトサンを再生するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記停滞期が、７日間未満である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記フィルタが、ウイルスについて５を超える初期の対数減少値、および前記停滞期後にウイルスについて５を超える対数減少値を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記捕捉バリアから流れる前記水が、前記フィルタ材を含まない、前記フィルタ材を実質的に含まない、および前記フィルタ材を全く含まない、のうちの少なくとも１つである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
飲料水を供給するための水処理システムであって、
出口と流体連通する入口と、
前記入口及び前記出口の中間にあるハロゲン化樹脂と、
前記ハロゲン化樹脂と前記出口の中間にあるハロゲン化キトサンとを含むシステム。
【請求項２７】
前記ハロゲン化キトサンが、塩素化キトサン、臭素化キトサン、ヨウ素化キトサン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ハロゲン化キトサンが塩素化キトサンである、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ハロゲン化キトサンが、ハロゲン化剤とキトサンの混合物である、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ハロゲン化キトサン及び前記出口の中間に捕捉バリアをさらに備える、請求項２６に記載の水処理システム。
【請求項３１】
前記ハロゲン化樹脂がヨウ素化樹脂を含み、前記ハロゲン化キトサンが塩素化キトサンを含む、請求項２６に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年３月２２日に出願した米国仮出願第６１／３１６，２０２号の優先権を主張するものであり、その内容は、本明細書に参照により組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載の水処理システムは、一般に、キトサンまたはその誘導体を含むフィルタ、ならびにそれを製造および使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
１０億人を超える人々が、確実かつ十分な量の、安全なまたは飲用に適した飲用水を手に入れることができない。水質汚染物質は、飲用水から取り除かれないならば、子供、老人および病気に苦しむ人々などの弱い立場にある人々を含む一般人に重大な健康上のリスクを及ぼす。推定６百万人の人々が、汚染された飲用水により毎年死亡し、その半分は、年齢が５歳未満の子供である。米国環境保護庁の科学諮問委員会は、汚染された飲用水を公衆の最も高い健康上のリスクの１つとみなす。
【０００４】
多くの人々が、その人々の唯一の水源として地下水に頼っている。地下水は、表土を通じた地下水の濾過により比較的純粋であると考えられていたが、研究によると、米国内の活動している地下水の場所の５０％までが、水質汚染物質の検査で陽性と出ることが示されている。水質汚染物質は、腸内ウイルス（ｅｎｔｅｒｏｖｉｒｕｓ）（ポリオ（ｐｏｌｉｏ）、コクサッキー（Ｃｏｘｓａｃｋｉｅ）、エコーウイルス（ｅｃｈｏｖｉｒｕｓ）、肝炎（ｈｅｐａｔｉｔｉｓ））、ロタウイルス（ｒｏｔａｖｉｒｕｓ）、および他のレオウイルス（ｒｅｏｖｉｒｕｓ）などのウイルス、アデノウイルスノーウォーク因子（ａｄｅｎｏｖｉｒｕｓｅｓ  Ｎｏｒｗａｌｋ−ｔｙｐｅ  ａｇｅｎｔ）、（糸状菌（ｍｏｌｄ）およびイースト（ｙｅａｓｔ）を含む）菌類（ｆｕｎｇｉ）を含む他の微生物（ｍｉｃｒｏｂｅ）が挙げられる微生物、（サルモネラ菌（ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、赤痢菌（ｓｈｉｇｅｌｌａ）、エルシニア（ｙｅｒｓｉｎｉａ）、ミコバクテリア（ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉａ）、エンテロコリチカ菌（ｅｎｔｅｒｏｃｏｌｉｔｉｃａ）、大腸菌（Ｅ．  ｃｏｌｉ）、カンピロバクター菌（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ）、レジオネラ（Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ）、コレラ（Ｃｈｏｌｅｒａ）を含む）バクテリア、鞭毛虫（ｆｌａｇｅｌｌａｔｅ）、アメーバ（ａｍｏｅｂａ）、クリプトスポリジウム（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）、ジアルジア（Ｇｉａｒｄｉａ）、他の原生動物、プリオン、たんぱく質および核酸、有機化学薬品を含む殺虫剤および他の農薬、無機化学薬品、ハロゲン化された有機化学薬品、ならびに他のデブリが含まれ得る。したがって、水質汚染物質を取り除くことは、一般人に飲用に適した飲用水、自然災害時やテロ攻撃時の緊急用の水、ハイキングやキャンプなどのレクリエーション用の水、および航空機や宇宙船などの水が再循環しなければならない環境向けの水にとって必要であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００１１６６２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，２７５，１９４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，２０４，４５２号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３６２，７１７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３３６，４１５号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５３８，９５５号明細書
【特許文献７】米国特許第６，５２１，２４３号明細書
【特許文献８】米国特許第５，６２４，５６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、より効率的な水処理システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
いくつかの実施形態によれば、より効率的な水処理システムが説明される。
【０００８】
いくつかの実施形態によれば、飲料水を供給するためのフィルタは、概して、出口と流体連通する入口と、入口と出口の中間のハロゲン放出システムと、ハロゲン放出システムと出口の中間のキトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材と、フィルタ材と出口の中間の捕捉バリアとを備えることができる。フィルタ材は、キトサン−ハロゲン複合体を含むことができる。フィルタ材は、停滞期間中に再生可能であり得る。フィルタは、ウイルスについて少なくとも４の対数減少値、およびバクテリアについて少なくとも６の対数減少値を有することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態によれば、出口と流体連通する入口と、入口と出口の中間のハロゲン放出システムと、ハロゲン放出システムと出口の中間のキトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材と、フィルタ材と出口の中間の捕捉バリアとを備えるフィルタによって少なくとも１つの汚染物質を含む水を処理する方法は、概して、ハロゲン放出システムを通じて水を流すステップと、フィルタ材を通じて水を流すステップと、捕捉バリアを通じて水を流すステップとを含むことができる。
【００１０】
いくつかの実施形態によれば、本開示は、飲料水を供給するための水処理システムを提供する。このシステムは、出口と流体連通する入口と、入口と出口の中間のハロゲン化キトサンとからなる。
【００１１】
本明細書に記載の様々な実施形態は、以下の説明を添付図面と併せて考慮に入れることによってより良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書に記載の装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本明細書に記載の方法の一実施形態を示す図である。
【図３】本明細書に記載の装置の一実施形態の対数減少値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．定義
本明細書で一般的に用いられる場合、用語「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」および「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」に包含される。
【００１４】
本明細書で一般的に用いられる場合、冠詞「この、その（ｔｈｅ）」、「１つの、ある（ａ）」および「１つの、ある（ａｎ）」は、クレームされているものまたは説明されているものの１つまたは複数を指す。
【００１５】
本明細書で一般的に用いられる場合、用語「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む、備える）」および「ｈａｖｅ（有する）」は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」を意味する。
【００１６】
本明細書で一般的に用いられる場合、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、測定値の性質または精度が与えられたときの、測定された量に対する誤差の許容可能な程度を指す。典型的な例示の典型的な例示の誤差の程度は、所与の値または値の範囲２０％、１０％または５％の範囲内であり得る。代替として、特に生体系において、用語「約」は、一桁の範囲内、潜在的には所与の値の５倍または２倍の範囲内である値を意味し得る。
【００１７】
本明細書に記述した全ての数量は、特に明記しない限り概算であり、用語「約」は、明示的に定められないときは推量され得ることを意味する。本明細書に開示した数量は、挙げた正確な数値に厳密に限定されないと理解されたい。むしろ、特に明記しない限り、各数値は、挙げた値とその値を取り囲む機能的に均等な範囲の両方を意味することが意図される。最低限でも、均等論を特許請求の範囲に適用することを制限しようとするものではなく、各数値パラメーターは、報告された有効桁数を考慮して、普通の丸め技法を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。本明細書に記述した本明細書に記述した数量の概算にも関わらず、実際に測定した値の特定の例の特定の例に記載した数量は、できる限り正確に報告される。
【００１８】
本明細書に記述した全ての数値範囲は、本明細書に含められる部分的範囲の全てを含む。例えば、「１〜１０」の範囲は、挙げた最小値１と挙げた最大値１０の間にあり、挙げた最小値１および最大値１０を含む部分的範囲の全てを含むことが意図される。本明細書に挙げた任意の最大の数値限定は、より低い数値限定の全てを含むことが意図される。本明細書に挙げた任意の最小の数値限定は、より高い数値限定の全てを含むことが意図される。
【００１９】
本明細書で一般的に用いられる場合、「汚染物質」は、気体、蒸気、または液体の流体または溶体中の任意の望ましくない作用物質を指し得る。汚染物質は、例えば、鉛、ニッケル、水銀、銅等などの重金属；多環芳香族；ハロゲン化多環芳香族；鉱物；ビタミン；腸内ウイルス（ポリオ、コクサッキー、エコーウイルス、肝炎、カリシウイルス（ｃａｌｃｉｖｉｒｕｓ）、アストロウイルス（ａｓｔｒｏｖｉｒｕｓ））、ロタウイルス、および他のレオウイルスなどのウイルス、アデノウイルスノーウォーク因子、スノーマウンテンエージェント（Ｓｎｏｗ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ  ａｇｅｎｔ）、菌類（例えば、糸状菌およびイースト）を含む（１つまたは複数の）微生物（ならびに、嚢胞および胞子を含む、微生物の生殖の形態）；蠕虫（ｈｅｌｍｉｎｆｈ）；（サルモネラ菌、赤痢菌、エルシニア、糞便性大腸菌（ｆｅｃａｌ  ｃｏｌｉｆｏｒｍ）、ミコバクテリア、エンテロコリチカ菌、大腸菌、カンピロバクター菌、セラチア菌（Ｓｅｒｒａｔｉａ）、連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、レジオネラ、コレラを含む）バクテリア；鞭毛虫；アメーバ；クリプトスポリジウム、ジアルジア、他の原生動物；プリオン；たんぱく質および核酸；（アクリルアミド、アラコロール、アトラジン、ベンゼン、ベンゾピレン、カルボフラン、四塩化炭素、クロルデン、クロロベンゼン、２，４−Ｄ、ダラポン、ダイクォット、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレンなどの）有機化学薬品、ジクロロプロパン、１，２−ジクロロプロパン、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジ−２−エチルへキシル、ジノセブ、ダイオキシン、１，２−ジブロモ−３−クロロプロパン（１，２−ｄｉｏｂｒｏｍｏ−３−ｃｈｌｏｒｏｐｒｏｐａｎｅ）、エンドタール、エンドリン、エピクロルヒドリン、エチルベンゼン、二臭化エチレン、ヘプタクロル、ヘプタクロルエポキシド、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサクロロシクロペンタジエン、リンデン、メトキシクロル、オキサミル、ポリ塩化ビフェニル、ペンタクロロフェノール、ピクロラム、シマジン、テトラクロロエチレン、トルエン、トキサフェン、２，４，５−ＴＰ、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、塩化ビニル、キシレンを含む殺虫剤および他の農薬；ハロゲン化された有機化学薬品；無機化学薬品（アンチモン、ヒ素、アスベスト、バリウム、ベリリウム、カドミウム、クロム、銅、シアン化物、フッ化物、鉛、水銀、硝酸塩、セレン、タリウムなど）；放射性同位元素；いくつかの多価溶解塩；ならびに他のデブリを含み得るが、それらに限定されない。
【００２０】
本明細書で一般的に用いられる場合、語句「対数除去（Ｌｏｇ  Ｒｅｍｏｖａｌ）」または「対数減少値（Ｌｏｇ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）」は、流入液体内の汚染物質のレベル（典型的には微生物の個数）と流出液体内の汚染物質のレベル（典型的には微生物の個数）との比のＬｏｇ１０を指す。例えば、汚染物質のＬｏｇ４の減少は、汚染物質の＞９９．９９％の減少であり、一方、汚染物質のＬｏｇ５の減少は、汚染物質の＞９９．９９９％の減少である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の装置および方法は、少なくともＬｏｇ４〜Ｌｏｇ５、Ｌｏｇ５〜Ｌｏｇ６、Ｌｏｇ６〜Ｌｏｇ７、Ｌｏｇ７〜Ｌｏｇ８、またはＬｏｇ８〜Ｌｏｇ９の対数減少値を示すことができる。
【００２１】
本明細書で一般的に用いられる場合、「汚染物質を減少させること」は、物理的に殺すか化学的に殺すかによって、流体中の１種類もしくは複数種類の汚染物質を縮小させること、この汚染物質を取り除くこと、減少させること、または不活性化させること、あるいは他のやり方で１種類もしくは複数種類の汚染物質を無害にさせることを指す。いくつかの態様は、１種類もしくは複数種類の汚染物質を取り除くことを含むことができるが、１つもしくは複数のタイプ、グループ、カテゴリ、またははっきりと識別した汚染物質を同様に特に除外することができる。例えば、いくつかの態様では、汚染物質を減少させることは、１種類もしくは複数種類の汚染物質を含んでもよく、または１つだけの特定の汚染物質を含んでもよく、または１種類もしくは複数種類の汚染物質を特に除外してもよい。
【００２２】
以下の説明では、本明細書に記載の装置および／または方法の様々な実施形態の理解を通じてそれを提供するようにいくつかの詳細が記載される。しかし、本明細書に記載の実施形態は、これらの詳細なしで実施されてもよいことを当業者は理解されよう。他の例では、本明細書に記載の装置および／または方法に関連した良く知られた構造および方法は、本明細書に記載の実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために示されていなくてもよく、または詳細に説明されていなくてもよい。本開示は、水処理システムの様々な実施形態の様々な特徴、態様および利点、ならびにそれを製造および使用する方法を説明する。しかし、本開示は、当業者が有用と分かり得る任意のコンビネーションまたはサブコンビネーションで本明細書に記載の様々な実施形態の様々な特徴、態様および利点のいずれかを組み合わせることによって達成することができる多数の代替実施形態に及ぶことが理解されよう。
【００２３】
Ｂ．概要
いくつかの実施形態では、水処理システムは、一般に、少なくとも１つのハロゲン放出システム、フィルタ材、および捕捉バリアを含むフィルタを備え得る。少なくとも１つの実施形態では、水処理システムは、一般に、ハロゲン放出システム、キトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材、およびハロゲン捕捉バリアを含む使用時点（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｕｓｅ）水処理システムを含み得る。いくつかの実施形態では、使用時点水処理システムは、未処理源からの水を処理するために使用できる自蔵式ユニット、および／または水道水を処理するために使用できる調理台、冷蔵庫もしくは他のユニットなどの自蔵式ユニットを備えることができる。
【００２４】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、一般に、流体中の汚染物質を減少させることに関する。当業者は、流体が、（水などの）液体および他の流体を含んでもよいことを容易に理解されよう。例えば、浄化されることになる流体は、体液（血液、リンパ液、尿等など）、川、湖、小川などの水、貯留水もしくは排水、海水、水泳プールもしくは温水浴槽用の水、（ホテル、レストラン、航空機もしくは宇宙船、船、列車、学校、病院等などの）公共の場所で消費するための水もしくは空気、（家庭、アパートメント複合施設等などの）個人的な場所で消費するための水もしくは空気、コンピュータもしくは（シリコンウエハなどの）他の繊細な構成部品を製造するのに使用するための水、生物学的な実験室または発酵実験室で使用するための水、（水耕もしくは他の温室などの）植物栽培作業に使用するための水または空気、（鉱山、製錬、化学品製造、ドライクリーニングもしくは他の工業廃棄物からなどの）廃水処理施設、または浄化するのが望ましい任意の他の流体であり得る。本明細書に記載のいくつかの実施形態は、一般に、流体中の汚染物質を減少させて飲料水を供給することに関する。いくつかの実施形態は、特に、都市の下水ならびに／または工業廃水および排水を除外する。
【００２５】
Ｃ．ハロゲン放出システム
いくつかの実施形態では、フィルタは、ハロゲン放出システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン放出システムは、ハロゲン化樹脂、ハロゲン化イオン交換樹脂、液体ハロゲン、気体ハロゲン、ハロゲン結晶、ハロゲン化合物、他の化学物質と結合したハロゲン、およびそれらの組み合せからなる群から選択することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン放出システムは、一般に、塩素化樹脂、ヨウ素化樹脂、臭素化樹脂、液体塩素、液体臭素、ヨウ素結晶、化合物の臭素（ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ｂｒｏｍｉｎｅ）、塩素錠剤、トリクロロイソシアヌル酸（「ＴＣＣＡ」）、塩素ガス、二酸化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸固体カルシウム、亜塩素酸ナトリウム、およびジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの少なくとも１つを含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、ハロゲン放出システムは、塩素錠剤を含んでもよい。塩素錠剤は、錠剤にプレス加工された固体塩素含有化合物を含む。少なくとも１つの実施形態では、塩素錠剤は、トリクロロイソシアヌル酸（「ＴＣＣＡ」）を含んでもよい。錠剤は、錠剤が水に接触するときに遊離塩素を放出する。例えば、錠剤が流水に接触するときに、遊離塩素（次亜塩素酸）が流水の中に放出される。流水中の塩素の濃度は錠剤の質量に依存し得る。錠剤は、０．２５グラム〜２００グラムの質量を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、ＴＣＣＡ（４６％塩素）を含む塩素錠剤は、６５グラムの質量を有することができる。流水中の塩素の濃度は、比較的一定の値で維持することができる。流水中の塩素の濃度は、錠剤の有効期間中１ｐｐｍ〜１０ｐｐｍであり得る。例えば、３０グラムの質量を有する塩素錠剤は、流水中で１０ｐｐｍの塩素濃度を与えるように３０００Ｌの水を処理することができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ハロゲン放出システムは、ハロゲン化樹脂を含むことができる。ハロゲン化樹脂は、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選択されるハロゲンを含むことができる。ハロゲン化樹脂は、塩素化樹脂、臭素化樹脂およびヨウ素化樹脂からなる群から選択することができる。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン化樹脂は、塩素化樹脂を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン化樹脂は、ヨウ素化樹脂を含んでもよい。ハロゲン化樹脂は、塩素化樹脂、臭素化樹脂およびヨウ素化樹脂からなる群から選択される低残留ハロゲン化樹脂を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、低残留ハロゲン化樹脂は、低残留ヨウ素化樹脂を含むことができる。ハロゲン化樹脂は、Ｍｉｌｏｓａｖｌｊｅｖｉｃらの米国特許出願公開第２００８／００１１６６２号に記載されている。
【００２８】
いくつかの実施形態では、ハロゲン化樹脂は、ポリマーの第４級アミン固定電荷に結合したポリヨウ化物アニオンのヨウ化塩基性イオン交換樹脂を含むヨウ素化樹脂を含み得る。少なくとも１つの実施形態では、ヨウ素化樹脂は、Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｃｈｅｃｋ  ＶａｌｖｅすなわちＭＣＶ（登録商標）樹脂を含むことができる。ＭＣＶ樹脂は、ポリスチレンジビニルベンゼン共重合体の第４級アミン固定陽電荷に結合されるポリヨウ化物アニオンのヨウ化強塩基性イオン交換樹脂を含む。ポリヨウ化物アニオンは、水溶液内の過剰なヨウ素の存在中で形成されてもよく、したがって結合したポリヨウ化物アニオンは、長時間の間水溶液の中にヨウ素を放出することができる。ＭＣＶ樹脂を通過する水は、微生物の殺滅および０．５から４．０ｍｇ／Ｌの間の範囲の残留ヨウ素を実現することができ、それによってバイオフィルムの蓄積、および／またはユニットの分配を減少させることができる。ＭＣＶ樹脂は、汚染水に見られる９９．９９９９％を超えるバクテリア（対数減少値≧６）、および９９．９９％のウイルス（対数減少値≧４）を殺滅することができる。少なくとも１つの実施形態では、ヨウ素化樹脂は、劣化したＭＣＶ樹脂を補給するために飽和水溶液を生産するための結晶要素のヨウ素の充填層を備える再生式のＭＣＶ樹脂を備えることができる。
【００２９】
当業者が認識するように、ハロゲン放出システムから放出されるハロゲンの量は、限定するものではないｐＨ、温度および流量、ならびに流体の特性（溶解固形物または沈降物などの総量を含む汚染レベルなど）を含む様々な要因に依存し得る。
【００３０】
Ｄ．キトサンおよびその誘導体
いくつかの実施形態では、フィルタは、キチン、キチン誘導体、キトサン、キトサン誘導体、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるフィルタ材を含むことができる。キチンは、昆虫、ならびにカニ、ロブスターおよびシュリンプなどの節足動物の外骨格、ならびに菌類およびイーストの細胞壁から抽出することができるβ−１，４−（２−デオキシ−２−アセトアミドグルコース）のポリマーである。キトサンは、キチンの誘導体である。キトサンは、２−デオキシ−２−アセトアミドグルコースモノマー、および２−デオキシ−２−アミノグルコースモノマーを含むポリマーである。キトサンは、少なくとも一部の２−デオキシ−２−アセトアミドグルコース単量体単位を２−デオキシ−２−アミノグルコース単量体単位に加水分解することによってキチンから形成することができる。キトサンは、完全にまたは一部脱アセチルされたキチンであってもよい。キトサンは、水酸基およびアミノ基を含むポリマー骨格を備える。キトサンは、酸性水溶液（ｐＨ＜６．０）に溶解することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、フィルタ材は、キトサンまたはその誘導体を含むことができる。キトサンまたはその誘導体は、５，０００ダルトン乃至二百万ダルトン、例えば５０，０００ダルトン乃至百万ダルトン、または例えば１００，０００ダルトン乃至９００，０００ダルトンの範囲の分子量を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、１００，０００ダルトン乃至百万ダルトンの分子量を有することができる。キトサンは、４０％乃至１００％、例えば６０％乃至９５％、または例えば７０％乃至９０％の脱アセチルの比率を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、少なくとも７５％の脱アセチルの比率を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、少なくとも８５％の脱アセチルの比率を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、少なくとも９０％の脱アセチルの比率を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、９０％乃至９５％の脱アセチルの比率を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサンは、１００，０００ダルトン乃至百万ダルトンの範囲の分子量、および９０％乃至≧９５％の脱アセチルの比率を有することができる。いくつかの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、３０メッシュ乃至２３０メッシュの米国標準メッシュサイズを有する粉末を含んでもよい。いくつかの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、１０ナノメートル乃至１００ナノメートルのサイズを有するナノ粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、キトサンまたはその誘導体は、０．１ｇ／ｃｍ３乃至０．５ｇ／ｃｍ３のかさ密度を有することができる。フィルタ材は、液体および固体（例えば、粉末、ゲルおよび／またはペースト）からなる群から選択することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、フィルタ材は、キトサン誘導体を含んでもよい。キトサン誘導体は、水酸基およびアミノ基などのポリマー骨格を変更することによって調製することができる。２つの水酸基は、異なる反応性を有するが、アセチル化モノマーまたは脱アセチル化モノマーに関して高いｐＨで水酸化活性剤によって機能的なものにすることができる。脱アセチル化単量体単位のアミノ基は、かなりの数のアミンが脱プロトン化される反応に利用でき得る。これらの化学的性質により、元のキトサンポリマーとは異なる特性を有するキトサン化合物をもたらすことができる。アミノ基の大部分が、遊離塩基の形態にあるとき、キトサンの抑制活性は、ｐＨ７．５におけるよりもｐＨ６．０（キトサンのｐＫａ値＝６．２）において高いものであることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、フィルタ材は、キトサンまたはその誘導体と、（ハロゲンなどの）原子、（天然または合成の）化学物質、および／あるいはポリマーの混合物を含んでもよい。この混合物は、均一組成または不均一組成であり得る。ポリマーは、カチオンポリマーまたはアニオンポリマーなどの合成ポリマーまたは天然ポリマーのイオン交換樹脂および荷電誘導体を含むことができるが、それらに限定されない。少なくとも１つの実施形態では、フィルタは、キトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材とハロゲン放出システムの混合物を含んでもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、フィルタ材は、キトサン−ハロゲン複合体を含むことができる。ハロゲンは、キトサンまたはその誘導体の格子マトリックス中に封入することもできる。キトサン−ハロゲン複合体は、キトサン塩素複合体、キトサン臭素複合体、キトサン−ヨウ素複合体、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。
【００３５】
何らかの特定の理論に縛られることを意図するものではなく、キトサン−ハロゲン複合体におけるハロゲンは、自由な形態で容易に利用することができると考えられる。キトサン−ハロゲン複合体は、ハロゲンとキトサンまたはその誘導体との会合（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を含む。キトサン−ハロゲン複合体は、一般に、弱い化学結合を通じた分子、原子またはイオンの可逆性の会合を伴う。少なくとも１つの実施形態では、キトサン−ハロゲン複合体は、塩素化キトサンを含んでもよい。キトサン−ハロゲン複合体中の塩素分子は、遊離塩素の形態として容易に利用することができ得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、キトサン−ハロゲン複合体は、ヨウ素化キトサンを含むことができる。キトサン−ヨウ素複合体は、ヨウ素および／またはキトサンまたはその誘導体に複合化したヨウ化物複合体を含んでもよい。適当なヨウ化物には、（カチオン）＋（Ｉ３）−の形態のヨウ素−ヨウ化物複合体が含まれるが、これに限定されることはなく、カチオンは、金属イオン、例えばカリウムイオンまたはナトリウムイオンなどのカチオンの小分子、あるいはキトサンに付着したカチオン基であり、Ｉ３は、三ヨウ化物アニオンである。キトサン−ヨウ素複合体の例は、Ｋａｔｏらの米国特許第４，２７５，１９４号、Ｄｉｎｇｉｌｉａｎらの米国特許第５，２０４，４５２号、Ｄｉｎｇｉｌｉａｎらの米国特許第５，３６２，７１７号、Ｄｅａｎｓらの米国特許第５，３３６，４１５号、Ｒｏｓａらの米国特許第５，５３８，９５５号、およびＨａｓｓａｎらの米国特許第６，５２１，２４３号に記載されている。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態では、キトサン−ヨウ素複合体は、キトサンの重量で結合したヨウ素の５０％まで含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサン−ヨウ素複合体は、キトサンの重量で結合したヨウ素の６０〜７０％まで含むことができる。ヨウ素の濃度は、組成の成分に依存し得る。いくつかの実施形態では、ヨウ素の濃度は、少なくとも０．０５重量％、少なくとも０．１重量％、および少なくとも０．５重量％の範囲であることができ、上へ１％、２％、３％、４％、５％以上までの範囲であることができる。生成物の寿命の間、ヨウ素が凝集および蒸発に対して安定しているときに、より高い濃度が使用されてもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態では、キトサン−ハロゲン複合体を形成する方法は、一般に、キトサンをハロゲン化剤に接触させることを含むことができる。キトサンとハロゲン化剤の反応の結果として、２−デオキシ−２−アミノグルコース単量体単位の少なくとも一部が、２−モノハロアミノグルコース単量体単位および／または２，２−ジハロアミノグルコース単量体単位に変換されてキトサン−ハロゲン複合体を生成することができる。ハロゲン化剤は、ハロゲン原子を供与することができる塩素、臭素およびヨウ素などのハロゲンを含む任意の作用物質を含み得る。ハロゲン化剤は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、塩素、臭素、ヨウ素、水溶性塩素溶液、水溶性臭素溶液、水溶性ヨウ素溶液、Ｎ−クロロスクシンイミド、次亜臭素酸ナトリウム、過臭化臭化ピリジニウム、Ｎ−ブロモスクシンイミド、およびクロラミンＴの少なくとも１つとすることができる。他の適当なハロゲン化剤は、当業者には容易に明らかになろう。
【００３９】
いくつかの実施形態では、キトサン−ハロゲン複合体を形成する方法は、一般に、キトサンまたはその誘導体を水性溶媒（例えば、水）および／または非水性溶媒（例えば、ハロアルカン、脂肪族アルコールおよび芳香族アルコール、脂肪族または芳香族のエーテルおよびケトン）中のハロゲンの溶液に接触させることを含むことができる。キトサン−ハロゲン複合体は、６〜８のｐＨおよび２３〜２５℃の温度で１分〜７２時間の期間にわたって、キトサンまたはその誘導体を水中のハロゲンの溶液に接触させることによって形成することができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサン−ハロゲン複合体は、キトサンまたはその誘導体を水中のハロゲンの溶液に接触させることによって瞬時に形成することができる。ハロゲンの溶液は、ハロゲン放出システムからの流出液体を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、キトサン−塩素複合体は、キトサンまたはその誘導体を水中の塩素の溶液に接触させることによってインサイチューで形成することができる。塩素の溶液は、少なくとも一部水に溶解した塩素錠剤を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、キトサン−ヨウ素複合体は、キトサンまたはその誘導体を水中のヨウ素の溶液に接触させることによってインサイチューで形成することができる。ヨウ素の溶液は、ＭＣＶ樹脂の流出液体を含んでもよい。
【００４０】
Ｅ．捕捉バリア
ハロゲン、特に塩素およびヨウ素は、抗菌剤として効率的に機能するので、水処理システム中に１つまたは複数のハロゲン放出システムを備えることが望ましいものであり得る。しかし、大部分のハロゲンは、不快な風味を流体に与えるため、汚染物質を減少させた後にハロゲンのほぼ全てを取り除くことが望ましいものであり得る。場合によっては、保管中、輸送中および／または流体の供給中の微生物の増殖を減速させるまたは抑制するために、流体中に少量の１種類または複数種類のハロゲンを保持することが望ましいことがあり得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、水処理システムは、ハロゲンを吸着もしくは吸収する、またはハロゲンをイオンの形態に変換するための触媒反応箇所を用いて反応するもしくはこの触媒反応箇所を与えるバリアを備えることができる。この材料は、ハロゲンを吸着し、ハロゲンを吸収し、またはハロゲンをイオンの形態に変換するためのフィルタに配置されてもよく、あるいは、別の目的のためのフィルタに配置されるが、ハロゲンを吸着し、ハロゲンを吸収し、またはハロゲンをイオンの形態に変換するための材料は、以下、一括して「ハロゲン捕捉バリア」とは呼ばれる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、ハロゲン捕捉バリアは、ハロゲン中和バリアの下流に配置することができる。このやり方では、ハロゲンは、ハロゲンがハロゲン捕捉バリアによって取り除かれるまで、またはハロゲンがフィルタから供給されるまで、その抗菌効果を最大にするために、有効な時間にわたって流体に留まる。低残留ハロゲン放出システムの使用は、より少ない遊離ハロゲン化化学種が、流体を供給する前に取り除かれることを必要とし得る。むしろ、十分な微生物の殺滅のためにレベルが十分高い場合、ハロゲンが流体に留まるが、流体中のハロゲンが、安全なレベルになるのに十分に低いと共に、浄化された流体が非常に心地よい味および／または香りとなるのに十分に低いことを可能にすることが必要であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、フィルタは、ハロゲン捕捉バリアがより少なくまたは効果の弱いことを、またはハロゲン捕捉バリアが全くないことを必要とし得る。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン捕捉バリアは、匂い、風味を改善することができ、および／または流体を飲用に適したものにさせることができる。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン捕捉バリアは、汚染物質の削減を改善することができる。
【００４３】
ハロゲン捕捉バリアは、少なくとも１種類の汚染物質および／または少なくとも１種類のハロゲンおよび／またはハロゲン化物を吸収または吸着するために使用できる当業界で知られているまたは知られていない任意の材料を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン捕捉バリアは、キトサンまたはその誘導体を含むことができる。ある実施形態では、捕捉バリアは、炭素、活性炭、および塩基性アニオン交換樹脂などのイオン交換樹脂からなる群から選択することができる。少なくとも１つの実施形態では、捕捉バリアは、粒状活性炭を含んでもよい。活性炭は、任意の形状または形態を備えることができる（例えば、活性炭は、ペレット、粒状、または粉末の形態であり得る）。少なくとも１つの実施形態では、捕捉バリアは、ヨウ素スカベンジャー樹脂であってもよい。捕捉バリアは、米国特許第５，６２４，５６７号に記載されているようにＩｏｄｏｓｏｒｂ（登録商標）、Ｗａｔｅｒ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ネバダ州Ｓｐａｒｋｓなどの強塩基性アニオン交換樹脂を含んでもよい。簡潔に言えば、ｌｏｄｏｓｏｒｂ（登録商標）は、ヨウ素捕捉樹脂と呼ばれる場合もあり、トリアルキルアミノ基を備えるものであり、それぞれが、ヨウ素またはヨウ化物などのハロゲンを水溶液から取り除くことができる３〜８個の炭素原子を含むアルキル基を有する。
【００４４】
Ｆ．フィルタ
図１を参照すると、フィルタ１０は、概して、出口３０と流体連通する入口２０、入口２０と出口３０の中間にハロゲン放出システム４０、ハロゲン放出システム４０と出口３０の中間にキトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材５０、およびフィルタ材５０と出口３０の中間に捕捉バリア６０を備えることができる。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン放出システム４０は、塩素錠剤を備えることができ、フィルタ材５０は、キトサンおよび／または塩素化キトサンなどのハロゲン化キトサンを含むことができ、捕捉バリア６０は、粒状活性炭を備えることができる。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン放出システム４０は、ＭＣＶ樹脂などのヨウ素化樹脂を備えることができ、フィルタ材５０は、キトサンおよび／またはヨウ素化キトサンなどのハロゲン化キトサンを含むことができ、捕捉バリア６０は、Ｉｏｄｏｓｏｒｂなどのイオン交換樹脂を備えることができる。少なくとも１つの実施形態では、ハロゲン放出システム４０は、ＭＣＶ樹脂などのヨウ素化樹脂を備えることができ、フィルタ材５０は、キトサンおよび／またはヨウ素化キトサンなどのハロゲン化キトサンを含むことができ、捕捉バリア６０は、Ｉｏｄｏｓｏｒｂなどのイオン交換樹脂を備えることができ、ただし、捕捉バリアは、炭素および活性炭を含まない。いくつかの実施形態では、ハロゲン放出システムおよびフィルタ材は、入口２０と捕捉バリア６０の中間に均一混合物を備える。フィルタ材は、停滞期間中に再生可能であり得る。
【００４５】
いくつかの実施形態では、フィルタは、空きスペース（図示せず）を含む少なくとも１つのチャンバーを備えることができる。少なくとも１つの実施形態では、チャンバーは、入口とハロゲン放出システムの中間にあることができる。少なくとも１つの実施形態では、チャンバーは、ハロゲン放出システムと出口の中間にあってもよい。少なくとも１つの実施形態では、チャンバーは、ハロゲン放出システムと直接流体連通していてもよい。少なくとも１つの実施形態では、チャンバーは、ハロゲン放出システムとフィルタ材の中間にあってもよい。少なくとも１つの実施形態では、チャンバーは、フィルタ材と捕捉バリアの中間にあってもよい。少なくとも１つの実施形態では、チャンバーは、捕捉バリアと出口の中間にあってもよい。
【００４６】
塩素錠剤は、固体塩素含有化合物、例えば、錠剤にプレス加工されたトリクロロイソシアヌル酸（ＴＣＣＡ）で構成することができる。錠剤が流水に接触するときに、錠剤は、遊離塩素（次亜塩素酸）を流水に放出することができる。流水の中に放出される塩素の量は、比較的一定の値で維持することができ、この値は、錠剤の有効期間中１ｐｐｍから１０ｐｐｍまで変動し得る。塩素３０ｇを含有する塩素錠剤は、３０００Ｌの水を処理して１０ｐｐｍの塩素の濃度をもたらすことができ、例えば、約６５グラムの質量を有するＴＣＣＡ（おおよそ４６％の塩素）錠剤である。０．２５〜２００グラムの範囲の質量を有する錠剤が、市販されている。フィルタは、処理済みの水の中の塩素を臭いの閾値および味の閾値未満のレベルまで減少させると共に、同時に、源水中の有機化合物および生成物による消毒由来の味および臭いを取り除くのに十分な粒状活性炭を備えることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ハロゲン放出システムの体積は、フィルタ材および捕捉バリアのうちの少なくとも１つの体積より少ないものであってもよい。ハロゲン放出システムの体積は、フィルタ材およびカベンジャーバリヤーのうちの少なくとも１つの体積より実質的に少ないものであってもよい。フィルタ材の体積は、捕捉バリアの体積にほぼ等しいものであってもよい。少なくとも１つの実施形態では、ヨウ素化樹脂の体積は２２ｍＬであってもよく、フィルタ材の体積は６０ｍＬであってもよく、イオン交換樹脂の体積は６０ｍＬであってもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、フィルタは、ハウジング（図示せず）を備えてもよい。ハウジングは、ｚ軸に沿った長手方向軸を備えてもよく、入口、出口、ハロゲン放出システム、フィルタ材、捕捉バリア、およびチャンバーの少なくとも１つは、長手方向軸に沿って軸方向に間隔をおいて置くことができる。流体の流れの方向は、長手方向軸に沿って入口から出口に向かうものとすることができる。ハウジングは、例えば、限定するものではないが、ガラス、金属、セラミック、プラスチック、およびそれらの任意の組み合わせなどの任意の適当な材料を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、ハウジングの材料は、水性液体および／または非水性液体を透過することができないものとする。ハウジングは、限定するものではないが、例えば、多面体、非多面体、およびそれらの任意の組み合わせなどの任意の適当な形状を備えることができる。少なくとも１つの実施形態では、ハウジングは、ほぼ円筒形の形状を備えてもよい。
【００４９】
Ｇ．使用方法
図２を参照すると、いくつかの実施形態では、出口と流体連通する入口と、入口と出口の中間のハロゲン放出システムと、ハロゲン放出システムと出口の中間のキトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材と、フィルタ材と出口の中間の捕捉バリアとを備えるフィルタによって少なくとも１つの汚染物質を含む水を処理する方法は、概して、ハロゲン放出システムを通じて水を流すことと、キトサンまたはその誘導体を含むフィルタ材を通じて水を流すことと、捕捉バリアを通じて水を流すこととを含み得る。ハロゲン放出システムは、本明細書に記載のハロゲン放出システムのいずれかとすることができる。フィルタ材は、キトサンおよびその誘導体を含む、本明細書に記載のフィルタ材のいずれかとすることができる。捕捉バリアは、本明細書に記載の捕捉バリアのいずれかとすることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、この方法は、キトサンまたはその誘導体を再生することを含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体を再生することは、停滞期を開始するステップを含んでもよい。停滞期は、７日間未満であってもよい。少なくとも１つの実施形態では、停滞期は、１日間から５日間であってもよい。少なくとも１つの実施形態では、停滞期は、５日間であってもよい。少なくとも１つの実施形態では、停滞期は、３日間であってもよい。少なくとも１つの実施形態では、停滞期は、１日間未満であってもよい。少なくとも１つの実施形態では、停滞期は、１０分から１２時間であり得る。少なくとも１つの実施形態では、停滞期は、フィルタの５０％〜７５％の濾過能力に到達した後、３日間から５日間であってもよい。
【００５１】
フィルタは、使用中に減少する初期の対数減少値を有してもよい。停滞期は、キトサンまたはその誘導体が再生するのに十分な時間を与えることができる。再生したキトサンまたはその誘導体は、改善された対数減少値を有することができる。一実施形態では、停滞期後のフィルタの対数減少値は、初期の対数減少値にほぼ等しいものであり得る。一実施形態では、停滞期後のフィルタの対数減少値は、初期の対数減少値に等しいものであり得る。停滞期後のフィルタの対数減少値は、初期の対数減少値の７５％〜９９％であり得るものであり、例えば初期の対数減少値の９０％〜９５％であり得る。少なくとも１つの実施形態では、停滞期後のフィルタの対数減少値は、初期の対数減少値の９２％であり得る。少なくとも１つの実施形態では、フィルタは、ウイルスについて５を超える初期の対数減少値、および停滞期後にウイルスについて５を超える対数減少値を有することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、捕捉バリアから流れる水は、フィルタ材を含まない、フィルタ材を実質的に含まない、およびフィルタ材を全く含まない、のうちの少なくとも１つであり得る。本明細書で用いられる場合、用語「実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ）」は、述べられている材料が、仮にあるとしても、不可避不純物（ｉｎｃｉｄｅｎｔａｌ  ｉｍｐｕｒｉｔｙ）として存在することを意味する。本明細書で用いられる場合、「完全に含まない（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ  ｆｒｅｅ）」は、この材料が全く存在しないことを意味する。いくつかの実施形態では、捕捉バリアから流れる水は、キトサンまたはその誘導体を含まない、キトサンまたはその誘導体を実質的に含まない、およびキトサンまたはその誘導体を全く含まない、のうちの少なくとも１つである。
【００５３】
流入液体は、入口を介してフィルタに導入することができる。流入液体は、ｐＨが１〜１２、例えば５〜１０、および例えば６〜８を有する水流を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、流入液体は、６を超えるｐＨを有することができる。少なくとも１つの実施形態では、流入液体は、ｐＨ７を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、流入液体は、ｐＨ５および温度４℃を有することができる。流体の流れの向きは、ｚ軸に沿って入口から出口へとすることができる。流入液体は、ハロゲン放出システムに接触することができる。ハロゲン放出システムは、ハロゲンを、それを通過する流体の中に放出することができる。流体は、ハロゲン放出システムからフィルタ材へ流れることができる。フィルタ材は、それを通過する流体中の汚染物質および／またはハロゲンを減少させることができる。フィルタ材は、それを通過する流体からハロゲンを吸収および／または吸着することができる。フィルタ材は、ハロゲンを、それを通過する流体に中に放出することができる。流体は、フィルタ材から捕捉バリアへ流れることができる。捕捉バリアは、それを通過する流体中の汚染物質および／またはハロゲンを減少させることができる。流体は、捕捉バリアから出口へ流れることができる。出口からの流出液体は、ヨウ素または塩素などの残留ハロゲンを含み得る。
【００５４】
いくつかの実施形態では、フィルタ材は、１秒を超える空塔接触時間（「ＥＢＣＴ：ｅｍｐｔｙ  ｂｅｄ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｔｉｍｅ」）を有することができる。ＥＢＣＴは、フィルタ材の体積を流量で割ったものである。少なくとも１つの実施形態では、ＥＢＣＴは、１秒〜１２０秒、例えば１５秒〜６０秒、および３０秒〜６０秒とすることができる。いくつかの実施形態では、キトサンまたはその誘導体のＥＢＣＴは、３０秒〜１２０秒である。少なくとも１つの実施形態では、キトサンまたはその誘導体のＥＢＣＴは１２０秒である。
【００５５】
いくつかの実施形態では、フィルタ材に接触する流体は、０．５ｃｍ／秒未満の流体速度を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、流体速度は、０．３ｃｍ／秒と０．５ｃｍ／秒の間とすることができる。少なくとも１つの実施形態では、流体速度は、０．３ｃｍ／秒未満とすることができる。少なくとも１つの実施形態では、流体速度は、０．１５ｃｍ／秒と０．２４ｃｍ／秒の間とすることができる。少なくとも１つの実施形態では、流体速度は、０．１５ｃｍ／秒未満とすることができる。少なくとも１つの実施形態では、流体速度は、０．５ｃｍ／秒より大きいものとすることができる。
【００５６】
Ｈ．実施例
本明細書に記載の様々な実施形態は、以下の代表例と併せて読むとより良く理解することができる。以下の実施例は、例示のために含まれるものであり、限定ではない。
【００５７】
攻撃試験（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ  ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）を使用して、流体から汚染物質を減少させるための水処理システムの能力を決定することができる。攻撃、または選択した微生物学的汚染物質は、流入液体に加えることができる。ウイルスＭＳ２大腸菌ファージ（ｖｉｒｕｓ  ＭＳ２  ｃｏｌｉｐｈａｇｅ）（ＡＴＣＣ  １５５９７−Ｂ１）を微生物学的汚染物質として選択することができる。水処理システムの濾過能力または微生物不活化能力を決定するために、流入液体および流出液体内の汚染物質の量を測定することができる。
【００５８】
本明細書に記載の水処理システムのいくつかの実施形態の攻撃試験を他の水処理システムと比較した。室温で脱塩素した水道水３０００ｍＬ中のＭＳ２について対数減少値４（Ｌｏｇ  ＰＦＵ／ｍＬ）が、入口を介して水処理システムに導入され、出口を通じて供給された。流入液体および流出液体は、水処理システムに接触する前後にＭＳ２大腸菌ファージの試験を受けた。水処理システムの直径は４．２ｃｍであった。給水流量は、１２０ｍＬ／分であった。本明細書で一般的に用いられる場合、用語「ＮＤ」は、不検出または検出限界未満であることを指し、「ＮＡ」は、不適用を指す。
【実施例１】
【００５９】
Ｔａｂｌｅ  Ｉ（表１）には、キトサンを含む水処理システムの攻撃試験の結果が示されている。キトサンは、水１２０ｍＬ中の、≧７５％脱アセチルした、シュリンプの殻からの分析グレードのキトサンの２２グラムであった。給水の容量は０Ｌであった。
【００６０】
【表１】
0005934179.tif 000002
【実施例２】
【００６１】
Ｔａｂｌｅ  ＩＩ（表２）には、時間ゼロにおけるＭＣＶ樹脂、キトサン、およびＩｏｄｏｓｏｒｂを含む水処理システムの攻撃試験の結果が示されている。キトサンは、≧７５％脱アセチルした、シュリンプの殻からの分析グレードのキトサンであった。ＭＣＶ樹脂の体積は２２ｍＬであり、キトサンの質量は２２グラムであり、キトサンは、水和時に約１２０ｍＬの体積を有し、Ｉｏｄｏｓｏｒｂの体積は１２０ｍＬであった。給水の容量は０Ｌであった。
【００６２】
【表２】
0005934179.tif 000003
【実施例３】
【００６３】
Ｔａｂｌｅ  ＩＩＩ（表３）には、ヨウ素化キトサンを含む水処理システムの攻撃試験の結果が示されている。キトサンは、≧８５％脱アセチルしたシュリンプの殻からの分析グレードのキトサンであった。ヨウ素化キトサンは、ＭＣＶ樹脂からの流出液体中のヨウ素にキトサンを接触させることによってインサイチューで製造された。キトサンの質量は２２グラムであり、キトサンは、水和時に約１２０ｍＬの体積を有する。給水の容量は１５００Ｌであった。
【００６４】
【表３】
0005934179.tif 000004
【実施例４】
【００６５】
Ｔａｂｌｅ  ＩＶ（表４）には、ＭＣＶ樹脂およびヨウ素化キトサンを含む水処理システムの攻撃試験の結果が示されている。キトサンは、≧８５％脱アセチルした、シュリンプの殻からの分析グレードのキトサンであった。ヨウ素化キトサンは、ＭＣＶ樹脂からの流出液体中のヨウ素にキトサンを接触させることによってインサイチューで製造された。ＭＣＶ樹脂の体積は２２ｍＬであり、キトサンの質量は２２グラムであり、キトサンは水和時に約１２０ｍＬの体積を有する。給水の容量は１５００Ｌであった。キトサンについてのＥＢＣＴは、約６０秒であった。
【００６６】
【表４】
0005934179.tif 000005
【実施例５】
【００６７】
Ｔａｂｌｅ  Ｖ（表５）には、ＭＣＶ樹脂、キトサン、およびＩｏｄｏｓｏｒｂを含む水処理システムの攻撃試験の結果が示されている。キトサンは、≧７５％脱アセチルした、シュリンプの殻からの分析グレードのキトサンであった。ＭＣＶ（登録商標）樹脂の体積は２２ｍＬであり、キトサンの質量は１０グラムであり、キトサンは、水和時に約６０ｍＬの体積を有し、Ｉｏｄｏｓｏｒｂの体積は６０ｍＬであった。給水の容量は１５００であった。キトサンのＥＢＣＴは約３０秒であった。
【００６８】
【表５】
0005934179.tif 000006
【実施例６】
【００６９】
Ｔａｂｌｅ  ＶＩ（表６）には、ＭＣＶ樹脂、キトサン、およびＩｏｄｏｓｏｒｂを含む水処理システムの攻撃試験の結果が示されている。キトサンは、≧９０％脱アセチルした、カニの殻からの工業グレードのキトサンであった。ＭＣＶ樹脂の体積は２２ｍＬであり、キトサンの質量は２０グラムであり、キトサンは、水和時に約１２０ｍＬの体積を有する。給水の容量は１８００であった。流量は１２０ｍＬ／分であった。水温は４℃であり、水のｐＨは５であった。
【００７０】
【表６】
0005934179.tif 000007
【実施例７】
【００７１】
本明細書に記載の水処理システムのいくつかの実施形態の攻撃試験の結果を、他の水処理システムと比較する。水処理システムは、ＭＣＶ樹脂およびキトサンを含む。キトサンは、≧７５％脱アセチルした、シュリンプの殻からの分析グレードのキトサンであった。ヨウ素化キトサンは、ＭＣＶ樹脂からの流出液体中のヨウ素にキトサンを接触させることによってインサイチューで製造された。ＭＣＶ樹脂の体積が２２ｍＬであり、キトサンの質量は２２グラムであり、キトサンは、水和時に約１２０ｍＬの体積を有する。給水の容量は２７００Ｌであった。流量は１２０ｍＬ／分であった。フィルタは、２１００Ｌの後に５日間の停滞期、および２７００Ｌの後に３日間の停滞期に置かれた。攻撃は、各停滞期の終わりに実行された。
【００７２】
図３に示されるように、ＭＣＶ樹脂を含むフィルタは、最初の数百リットルの間に対数減少値＞３を有したが、２１００Ｌまでに、対数減少値＜１．５に減少した（「ＭＣＶ」データ系列）。キトサンを含むフィルタは、最初の数百リットルの間に対数減少値＞５を有したが、２１００Ｌまでに、対数減少値＜０．１に減少した（「キトサン単独」データ系列）。ＭＣＶ樹脂およびキトサンを含むフィルタは、２１００Ｌまで対数減少値＞２．５を有した（「ＭＣＶ＋キトサン」データ系列）。「ＭＣＶ＋キトサン」データ系列の対数減少値は、「ＭＣＶ」データ系列および「キトサン単独」データ系列それぞれについての対数減少値の合計より大きかった。５日間の第１の停滞期の後、「ＭＣＶ＋キトサン」データ系列の対数減少値は、２．７８対数除去から５対数除去へ増加した。任意の特定の理論に縛られることを意図するわけではないが、ＭＣＶ樹脂およびキトサンを含むフィルタの性能改善は、ウイルスＭＳ２大腸菌ファージなどの汚染物質に対してキトサンによって与えられる利用できる結合部位の個数の増加に起因し得ると考えられる。停滞期は、システム中の残留ヨウ素が結合部位に付着している有機残留物を酸化させ、取り除くのに十分な時間を与える。停滞期は、キトサンが再生するのに十分な時間を与える。５日間および３日間の停滞期は、２２グラムのキトサンを含むフィルタについて報告されたが、１０分から７日間の停滞期は、キトサンが生成するのに十分な時間を与えることができると考えられる。
【００７３】
本明細書に挙げた全ての文献は、関連部分において参照により本明細書に組み込まれるが、組み込まれる材料が、既存の定義、記述、または他の本明細書に記載した文献に抵触しない限りにおいてのみである。本文献中の用語の任意の意味または定義は、参照により組み込まれる文献中の同じ用語の任意の意味または定義に抵触する限り、本文献中のその用語に割り当てられた意味または定義は、調整されるものする。任意の文献の引用は、それが本出願に関して従来技術であると認められると解釈されるべきではない。
【００７４】
水処理システムの特定の実施形態を図示および説明してきたが、様々な他の変更および修正が、本発明の要旨および範囲から逸脱することなくなされてもよいことは当業者には明らかであろう。当業者は、ただのルーチンの実験によって、代替例、変更例、追加例、削除例、修正例および置換例を含む本明細書に記載の特定の装置および方法の多数の均等物を認識し、または確認することができる。したがって、添付の特許請求の範囲を含む本開示は、本出願の範囲内であるそのような変更例および修正例を全て対象として含むことが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１０  フィルタ
２０  入口
３０  出口
４０  ハロゲン放出システム
５０  フィルタ材
６０  捕捉バリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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