[發(fā)明專利]從水中去除含氧陰離子

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010280034.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN102010093A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 斯特凡·諾伊曼;賴因霍爾德·克利佩爾;延斯·施托爾;西爾維婭·布魯爾;西格林德·特羅科維斯基;布里吉特·胡齊克-雷特;周維鑫;菲爾·法圖拉;托尼·德科拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朗盛德國有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C02F9/08
• 分類號(hào): C02F9/08;C02F1/28;C02F1/42;C02F101/20
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

本發(fā)明涉及用于借助至少一種陰離子交換劑與至少一種含氧陰離子特效吸附劑的組合、以及用于這個(gè)目的的一種裝置或過濾器安排來從具有高比例的硅酸鹽(硅酸根)的水以及水溶液中去除含氧陰離子的方法。

本發(fā)明的背景下的含氧陰離子具有化學(xué)式X_nO_m^-、X_nO_m^2-、X_nO_m^3-、HX_nO_m^-或H₂X_nO_m^2-，其中n表示整數(shù)1、2、3或4，m表示整數(shù)3、4、6、7或13而X表示一個(gè)金屬系列As、Sb、Bi、Se、Cr、U。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語含氧陰離子優(yōu)選表示化學(xué)式XO_m^2-、XO_m^3-、HXO_m^-或HXO_m^2-，其中m表示整數(shù)3或4并且X表示由As、Sb、Se、Bi、Cr、U組成的系列的一種金屬。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語含氧陰離子特別優(yōu)選地表示處于氧化態(tài)的砷(III)和(V)的、處于氧化態(tài)的銻(III)和(V)的、作為鉻酸根的鉻的、作為鉍酸根的鉍的、作為硒酸根的硒的含氧陰離子。根據(jù)本發(fā)明，這些含氧陰離子非常特別優(yōu)選是H₂AsO₄^-、H₂SbO₄^-、HAsO₃^2-、HSbO₃^2-、AsO₄^3-、SbO₄^3-。這些含氧陰離子特別優(yōu)選是H₂AsO₄^-、HAsO₃^2-、AsO₄^3-。將具體地根據(jù)本發(fā)明被去除的如以上提到的砷的含氧陰離子，在下文中也簡(jiǎn)稱為砷。

在近幾十年來已經(jīng)相當(dāng)大地提高了對(duì)飲用水的純度要求。眾多國家的衛(wèi)生局已經(jīng)發(fā)展了對(duì)于水中重金屬濃度的限制。這適用于多種上述含氧陰離子，但是具體適用于砷、硒、銻或鉻的那些。

在一定的條件下，例如砷的化合物可以從巖石中提取出并由此進(jìn)入地下水。在天然水體中，砷以含三價(jià)和五價(jià)砷的氧化的化合物的形式出現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)在天然水體中在pH值占主導(dǎo)是主要出現(xiàn)種類H₃AsO₃、H₂AsO₃^-、HAsO₄^2-、HAsO₄^2-。

除鉻、銻和硒化合物之外，容易被吸收的As化合物是高度有毒和致癌的。然而，由礦山開采進(jìn)入地下水中的鉍對(duì)健康也是不安全的。在美國、印度、孟加拉、中國以及還有南美洲的很多地區(qū)，在某些情況下地下水中出現(xiàn)非常高濃度的砷。

現(xiàn)在許多的醫(yī)學(xué)研究顯示，在長時(shí)間暴露于高的砷污染中的人由于慢性砷中毒可能導(dǎo)致病理性皮膚變化(過度角化癥)和不同類型的腫瘤。

在醫(yī)學(xué)研究的基礎(chǔ)上，世界衛(wèi)生組織WHO在1992年推薦了全世界飲用水中砷的極限為10μg/l。

在許多歐洲國家和美國，這個(gè)值仍被超過。在德國，從1996起已經(jīng)遵守10μg/l；在EU國家從2003年起并且在USA從2006起10μg/l的極限已經(jīng)是可適用的。

離子交換劑以各種方式用于凈化生水、廢水和水性處理液流。離子交換劑還適用于去除含氧陰離子，例如砷酸根。因此，例如，R.Kunin和J.Meyers在Journal?of?American?Chemical?Society，B和69，page?2874及后面(1947)中描述了使用具有伯、仲和叔胺基團(tuán)的離子交換劑對(duì)陰離子例如象砷酸根的交換。

盡管常規(guī)的陰離子交換劑吸收砷，但是它們由于它們僅僅低的選擇性而具有短的使用壽命，并且因此在它們單獨(dú)被使用時(shí)是不經(jīng)濟(jì)的或者并不由再生而產(chǎn)生大量的含鹽廢水。