[发明专利]减少砷和锑从活性炭的浸滤

说明书

本文中描述了具有低接触pH的活性炭和它们在水的纯化中的用途，以及制造这样的低接触pH活性炭和滤器的方法和纯化水的方法。用于制备这样的低接触pH活性炭的方法，提供了制备用于纯化过程的活性炭的有效且成本较低的手段。

本申请是申请日为2013年04月24日、申请号为201380033920.7(国际申请号为PCT/US2013/037980)、题为“减少砷和锑从活性炭的浸滤”的专利申请的分案申请。

与相关申请的交叉引用

本申请要求2012年4月25日提交的题为“通过调节碳的主体pH减少砷和锑的浸滤”(Mitigating Leaching of Arsenic and Antimony by Adjusting Bulk pH of theCarbon)的美国临时申请No.61/638,285和2013年3月15日提交的题为“减少砷和锑从活性炭的浸滤”(Mitigating Leaching of Arsenic and Antimony from Activated Carbon)的美国专利申请No.13/842,818的优先权，所述申请的全部内容通过参考并入本文。

政府利益

不适用。

联合研究协议的参与方

不适用

在光盘上递交的通过参考并入的材料

不适用

背景技术

活性炭在饮用水工业中常常用于除去各种污染物，包括例如：氯代、卤代的有机化合物(例如三卤甲烷)，可吸附有机卤素(AOX)，有味物质，有色污染物，用于生物处理系统的化合物，芳香族化合物，和杀虫剂等。这种纯化简单地通过被污染的水与活性炭的直接接触来实现。几乎所有可商购的活性炭含有ppm水平的砷和锑，这些砷和锑源自于生产活性炭的原材料的天然组成。当与水直接接触时，活性炭可能以可溶性含氧阴离子的形式浸滤出ppm水平的小部分砷和锑。尽管浸滤极少但却是不希望的，并且已知通过在将活性炭用于水纯化之前在单独的步骤中对活性炭进行酸洗，来减少浸滤。酸洗将大部分砷和锑的可以浸滤的部分除去。

酸洗步骤可以包括几个步骤，通常包括用弱碱溶液中和，然后进行最后的水漂洗，以将产生的盐从活性炭除去。通常，控制中和试剂例如碳酸钠的量，以提供最终漂洗水的中性或微碱性pH。最终漂洗水的中性或微碱性pH，提供了在干燥后的接触pH为接近9至11的最终酸洗产物。本文中描述的实施方式可用于减少过滤用活性炭中可浸滤的砷和锑，该减少超过了通过常用的酸洗所达到的减少。

发明内容

各种不同实施方式涉及包含活性炭的组合物，所述活性炭的接触pH为约5.0至约8.5，并且在某些实施方式中接触pH为6.5至约8.0。这样的实施方式的活性炭可以源自于任何碳源，包括但不限于烟煤、次烟煤、褐煤、无烟煤、泥煤、坚果壳、果核、椰子、巴西棕榈树果、澳洲坚果、棕榈果、桃核、樱桃核、橄榄核、胡桃壳、木材、聚合物、树脂、石油沥青及其组合，并且在某些实施方式中，所述活性炭的平均粒径可以为约4mm至约0.1mm。其他实施方式涉及这样的组合物与接触pH高于8.0的活性炭或中性活性炭的组合。

其他实施方式涉及处理水的方法，所述方法包括将接触pH为约5.0至约8.5的活性炭与水相接触的步骤。所述接触步骤可以通过任何方式来进行，包括但不限于：将水从所述活性炭的床上流过、将水引导到包括所述活性炭的滤器上、将所述活性炭导入承装水的容器中、以及这些方式的组合。在某些实施方式中，所述方法可以包括例如下列的一个以上步骤：过滤所述水，消毒所述水，澄清所述水，调整所述水的pH，以及这些步骤的组合。在某些实施方式中，所述活性炭的接触pH可以为约6.5至约8.0，并且在某些实施方式中，所述活性炭的平均粒径可以为约4mm至约0.1mm。在其他实施方式中，所述活性炭还可以包含：接触pH为约5.0至约8.5的活性炭与接触pH高于8.0的活性炭的混合物。