[发明专利]去除水中污染物的方法和吸附剂

说明书

技术领域

本发明涉及从水中去除溶解的污染物的方法和吸附剂，特别涉及使用一种含有钛氧化物和硫酸盐或碱的吸附剂。

背景技术

以全文引用的方式并入本文的美国专利6,919,029描述了，使用混于其他物质中的含有钛氧化物的吸附剂，从水中除去如砷化合物的溶解的污染物的一种方法和吸附剂。‘029专利所述的方法和吸附剂性能良好，但处理后的水呈酸性。因此，发明一种有效性类似于‘029专利所述吸附剂，能从水中去除溶解的污染物而不会过度降低处理后的水的pH值的吸附剂，将是本技术领域的进步。

发明内容

本发明提供从水中去除溶解的污染物的一种方法和吸附剂，该吸附剂不仅具有类似于‘029专利所述吸附剂的有效性，而且不会过度降低处理后的水的pH值。本发明所述吸附剂(与‘029专利所述吸附剂相同)包含钛氧化物和(与‘029专利所述吸附剂不同)硫酸盐或碱。

更具体而言，在一个具体实施方案中，本发明提供一种从水中去除溶解的污染物的方法，所述方法包括使吸附剂与水接触的步骤，该吸附剂含有超过10重量％的钛氧化物和超过0.1重量％的室温下水溶性小于0.5克每升水的硫酸盐，其中钛氧化物主要为二氧化钛。

在另一个具体实施方案中，本发明提供一种从水中去除溶解的污染物的方法，该方法包括使吸附剂与水接触的步骤，该吸附剂含有超过10重量％的钛氧化物和超过0.1重量％的室温下水溶性小于0.5克每升水的碱，其中钛氧化物主要为二氧化钛。

在另一个具体实施方案中，本发明提供一种从水中去除溶解的污染物的吸附剂，所述吸附剂含有超过10重量％的钛氧化物和超过0.1重量％的室温下水溶性小于0.5克每升水的硫酸盐，其中钛氧化物主要为二氧化钛。

具体实施方式

本发明提供从水中去除溶解的污染物的一种方法和吸附剂。溶解的污染物包括如‘029专利所列的相同污染物，还可进一步无限制包括溶解的铅、钒、硒、铜、镍、汞和铬。本发明的方法和吸附剂对于去除水中溶解的砷化合物尤为有效。

在一个具体实施方案中，本发明的吸附剂含有超过10重量％的钛氧化物和超过0.1重量％的室温下水溶性小于0.5克每升水的硫酸盐，其中钛氧化物主要是二氧化钛。优选地，超过80重量％的吸附剂具有介于10至60US目的粒度。更优选地，超过80重量％的吸附剂具有介于16至60US目的粒度。更优选地，超过80重量％的吸附剂具有介于25至45US目的粒度。然而，应了解在一些应用中也可使用尺寸更小的吸附剂，比如其中超过80重量％具有介于100至400US目或200至325US目的粒度的一种吸附剂。

本发明的吸附剂优选含有超过0.5重量％的硫酸盐。本发明的吸附剂更优选地含有超过2重量％的硫酸盐。甚至更优选地，本发明的吸附剂含有超过5重量％的硫酸盐。本发明的吸附剂更优选地含有超过10重量％的硫酸盐。优选地，硫酸盐为硫酸钙盐。然而，当硫酸盐为硫酸钙盐时，优选的吸附剂含有基于元素分析少于5重量％的钙。用于测定硫酸盐和钛氧化物形态(例如，硫酸钙可以石膏和/或烧石膏形式存在，而二氧化钛可以锐钛矿或金红石形式存在)和本发明吸附剂的浓度的优选化学分析方法为X射线衍射光谱。本发明的吸附剂中硫的浓度可由X射线荧光分析确定。对本发明吸附剂中钛元素的分析可通过中子活化分析或X射线荧光进行。

优选地，由众所周知的硫酸法制备本发明吸附剂中钛氧化物。优选地，本发明的吸附剂含有基于元素分析超过20重量％的钛。更优选地，本发明的吸附剂含有基于元素分析超过40重量％的钛。

或者，用于本发明的吸附剂可含有超过10重量％的钛氧化物和超过0.1重量％的室温下水溶性小于0.5克每升水的碱，其中钛氧化物主要为二氧化钛。可使用满足上述溶解度范围的任何碱，包括氢氧离子型离子交换树脂。

本发明的方法包括使本发明的吸附剂与水接触的步骤。优选地，水流通过吸附剂的床。

本发明的吸附剂优选通过以下方式制得：在未煅烧硫酸法二氧化钛中加入石灰和水形成浆料，然后挤压该浆料通过模具以形成的棒状颗粒，经过干燥和研磨(以及任选的筛分)以产生适用于具体应用的粒度分布。本发明中石灰的使用有利于制备具有比‘029专利的吸附剂更高机械强度(更低磨耗)和更低体密度的吸附剂。

对比实施例1