用于水净化的组合物制造技术

公开了用于水净化的组合物，所述组合物具有铁化合物和铝化合物，其中总铁与总铝的比率为1∶0.1至1∶150，铝化合物的碱度为至少40％，并且铁化合物是处于未水解状态的正铁化合物。该组合物可用于提供具有不大于10ppb砷的净化水或者具有小于1NTU浊度值的净化水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及用于水净化，尤其用于含砷水净化的组合物。专利技术背景在世界上一些地区，地下水被砷污染。这在南亚更为普遍。砷极其有害，饮用含超过允许水平的砷的水可能是致命的。砷、汞、铅、锰、铜和铁是地下水中存在的一些最为毒性的重金属。在某些区域，饮用水含有高达十亿分之300份(ppb)的砷。世界卫生组织[WHO]和美国环境保护署建议饮用水不应含有大于10ppb的砷。由于污染水经常含有微生物，鲁棒(robust)的水净化技术还应提供对孢囊、细菌和病毒的去除或灭活。根据US环境保护署，最低标准是细菌log-6去除、病毒log4去除和孢囊log3去除。JP2002079015A(Eric Winchester等人)公开了用于去除砷的过滤器(filter)，其由烧制的硅藻土和5-30wt％的键合至土的正铁离子构成。US20030089665 A1(Engelhard Corporation)公开了用于从水中去除砷的介质。该介质是活性矾土、三水合氧化铝和选自氢氧化铁、氧基氢氧化铁(ferricoxyhydroxide)、羟基氧化铁(ferric hydroxyoxide)及其混合物的正铁化合物的混合物。其提供了至约90％的去除程度。CN101591056A(Zhejiang Sunda Ater Co Ltd)提供了用于处理水的絮凝剂。其含有膨润土、电解铝废渣和硫酸亚铁。WO0200557 A1(Procter and Gamble)公开了无机混凝剂(coagulant)和水溶性或水分散性聚合物的特定组合去除较高量的重金属和微生物。其公开了水净化组合物，所述组合物包含选自水溶性多价无机盐及其混合物的主混凝剂；选自重均分子量至少为约2000000道尔顿的水溶性和水分散性阴离子和非离子聚合物的桥连絮凝剂，选自重均分子量低于约1500000道尔顿的水溶性和水分散性阳离子聚合物的混凝助剂(coagulant aid)。CN1227192A(Zeng Zhaoxiang)提供了用于处理废水的复合混凝剂，其由铁、钙、镁和铝的可溶性化合物(例如硫酸亚铁、氧化钙、氯化镁和硫酸铝)以及难溶性铝硅酸盐(包括膨润土、高岭土、硅藻土和炉渣灰)组成。在酸性条件下使用时，将复合混凝剂加入到废水中，随后用碱液将废水pH值调节至7-9，从而使废水中的有机物质被复合混凝剂离子吸附。JP10028808A(Tomen Constr KK)提供了由水溶性铝盐或铁盐型无机絮凝剂、自身pH调节剂(self-pH regulator)、比通常使用的一种和其它粉状颗粒形式的必要组分更细的聚合物絮凝剂制备的固体细粉状絮凝剂组合物，以及，将所述组合物单独直接加入到待处理废水中以在搅拌下完成絮凝，分离所形成的形态稳定且脱水性质优异的絮凝物，以将其排出系统。US2011/0139724A1(Siemens Water Technologies Corp.，2011)公开了用于降低水中亚氯酸盐浓度的组合物和方法。该组合物包含亚铁离子和聚合氯化铝的混合物。该应用要求铁处于将亚氯酸盐还原成氯化物的亚铁状态。CN102311160 A(Tianjin Shengji Group Co Ltd.，2012)公开了用于水产养殖池的水净化剂。该净化剂包括工业级硅藻土、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和斜发沸石粉。专利技术概述尽管已知用于水净化的若干种组合物，然而砷去除的动力学和效率通常不是最佳的，并且通常倾向于依赖水源(输入)水的性质。因此，存在对可提供含有最多10ppb砷的净化水的鲁棒组合物的未满足的需求。即使在例如从含有非常高水平的砷的输入水开始时，仍还需要可提供此类净化水的组合物。此外，还需要能够用于降低浊度和包括残余铝的其它污染物的组合物。我们已确定，通过具有总铁和总铝之间的平衡且其中铝化合物具有特定最小碱度的组合物，可解决至少一些问题。因此，在第一方面，公开了用于水净化的组合物，所述组合物包含铁化合物和铝化合物，其中，总铁与总铝的比率为1∶0.1至1∶150，并且，所述铝化合物的碱度为至少40％。在第二方面，公开了经包装的水净化产品，所述产品包括囊袋(sachet)，所述囊袋包括容纳的第一方面的组合物的第一隔室和容纳消毒剂的第二隔室。在第三方面，公开了第一方面的组合物用于净化包含砷的水以提供具有不大于10ppb砷的净化水的用途。在第四方面，公开了第一方面的组合物用于提供具有小于1NTU浊度值的净化水的用途。根据第五方面，公开了净化水的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在搅拌下向不纯水定量给料第一方面的组合物以得到分散体；(ii)使所述分散体分离成残余物和上清液；(iii)将上清液与残余物分离，以得到净化水。为了完整理解本专利技术的上述和其它的特征和优点，应当参考以下对优选实施方案的详细描述。专利技术详述组合物已知的是混凝和絮凝是用于净化含砷水的广泛使用的技术。明矾和硫酸铁较常用于此目的。然而，去除砷的效率通常未达到标准，而且这常倾向于依赖水源水的总污染物分布(contaminant profile)。所公开的提供对该问题的解决方案的组合物包含铁化合物和铝化合物，其中总铁与总铝的比率为1∶0.1至1∶150。在该宽范围，该组合物有效地可用，且有效地针对来自某些代表性来源的输入水。在优选的组合物中，该比率是1∶0.3至1∶25。在更优选的组合物中，其为1∶2至1∶10。总铁含量与总铝含量之间的比率是使用相应的化学式和分子量计算的金属重量之间的按重量计的比率。经常观察到，混凝组合物在可变条件下未能提供鲁棒的结果。例如，发现在特定品质的输入水的情况下提供良好结果的组合物在品质变化时不提供相同结果。在输入水的参数(例如pH和TDS)变化的情况下，有时组合物不给出所需的性能。我们发现，所述优选和更优选的组合物是鲁棒的，且它们的性能在不同品质的输入水的情况下无显著不同。铝化合物：铝化合物的碱度为至少40％。优选地，其为45％至100％。碱度是铝化合物、尤其是聚合铝化合物的重要特征。它与水解程度以及“B”值直接成比例。铝通过复杂机制在水中水解，且在作为氢氧化物沉淀之前，生成一系列单体和聚合的部分水解的物种。碱度是决定分子物种分布的主要因素；低碱度有利于低分子量物种，而高碱度有利于高分子量物种。温度和浓度也影响分子物种分布，但以较不可预见的方式。高碱度产物具有更高的正电荷，且在混凝负电荷污染物时更有效率。根据用于PAC生产的制造技术，PAC可概括地分为三类碱度。碱度为约1％至约45％的低碱度PAC通过三水合氧化铝(Al2O3 3H2O)与盐酸或氯化铝的公知反应制造。碱度为约45％至约65％的高碱度PAC通过氯化铝或低碱度PAC与碱反应制造。碱度为约65％至约83％的超高碱度PAC(包括ACH)通过氧化工艺(即，盐酸或氯化铝或低碱度PAC与铝金属的反应)制造。不希望被理论所束缚，据信当铝化合物更为水解(即高碱度)时，其生成更多的带电荷的物种，由此产生了在动力学、颗粒和有机杂质去除以及在净化水中较低程度的残余铝方面更好的絮凝体系。因此，认为较高碱度的铝化合物导致更好的混凝。基于铝的混凝剂通过铝盐与碱的受控反应制备。它们的典型特征在于它们的中和度(r)或碱度。在优选的组合物中，总铝含量是1至20wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于水净化的组合物，其包含铁化合物和铝化合物，其中总铁与总铝的比率为1∶0.1至1∶150，并且所述铝化合物的碱度为至少40％，其中所述铁化合物是正铁化合物且其中所述正铁化合物处于未水解状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.01 EP 13191265.11.用于水净化的组合物，其包含铁化合物和铝化合物，其中总铁与总铝的比率为1∶0.1至1∶150，并且所述铝化合物的碱度为至少40％，其中所述铁化合物是正铁化合物且其中所述正铁化合物处于未水解状态。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述比率是1∶0.3至1∶25。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述碱度为40％至100％。4.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中总铁含量是0.1至15wt％。5.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中总铝含量是1至20wt％。6.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述铝化合物选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝、水合氯化铝、水合氯化铝硅酸盐、水合氯化铝硫酸盐、聚氯化硫酸铝和碱性聚合硫酸铝。7.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述铁化合物选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、醋酸铁和其它卤化铁。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马哈帕特拉，S·萨马德德，A·萨卡，
申请(专利权)人：荷兰联合利华有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL