[發明專利]減少砷和銻從活性炭的浸濾

在審

• 申請號: 201810303468.6
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN109081343A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 羅伯特·H·沃恩;麗貝卡·L·迪斯泰法諾
• 申請（專利權）人: 卡爾岡碳素公司
• 主分類號: C01B32/354
• 分類號: C01B32/354;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京安杰律師事務所 11627
• 代理人: 王穎

本文中描述了具有低接觸pH的活性炭和它們在水的純化中的用途，以及制造這樣的低接觸pH活性炭和濾器的方法和純化水的方法。用于制備這樣的低接觸pH活性炭的方法，提供了制備用于純化過程的活性炭的有效且成本較低的手段。

本申請是申請日為2013年04月24日、申請號為201380033920.7(國際申請號為PCT/US2013/037980)、題為“減少砷和銻從活性炭的浸濾”的專利申請的分案申請。

與相關申請的交叉引用

本申請要求2012年4月25日提交的題為“通過調節碳的主體pH減少砷和銻的浸濾”(Mitigating Leaching of Arsenic and Antimony by Adjusting Bulk pH of theCarbon)的美國臨時申請No.61/638,285和2013年3月15日提交的題為“減少砷和銻從活性炭的浸濾”(Mitigating Leaching of Arsenic and Antimony from Activated Carbon)的美國專利申請No.13/842,818的優先權，所述申請的全部內容通過參考并入本文。

政府利益

不適用。

聯合研究協議的參與方

不適用

在光盤上遞交的通過參考并入的材料

不適用

背景技術

活性炭在飲用水工業中常常用于除去各種污染物，包括例如：氯代、鹵代的有機化合物(例如三鹵甲烷)，可吸附有機鹵素(AOX)，有味物質，有色污染物，用于生物處理系統的化合物，芳香族化合物，和殺蟲劑等。這種純化簡單地通過被污染的水與活性炭的直接接觸來實現。幾乎所有可商購的活性炭含有ppm水平的砷和銻，這些砷和銻源自于生產活性炭的原材料的天然組成。當與水直接接觸時，活性炭可能以可溶性含氧陰離子的形式浸濾出ppm水平的小部分砷和銻。盡管浸濾極少但卻是不希望的，并且已知通過在將活性炭用于水純化之前在單獨的步驟中對活性炭進行酸洗，來減少浸濾。酸洗將大部分砷和銻的可以浸濾的部分除去。

酸洗步驟可以包括幾個步驟，通常包括用弱堿溶液中和，然后進行最后的水漂洗，以將產生的鹽從活性炭除去。通常，控制中和試劑例如碳酸鈉的量，以提供最終漂洗水的中性或微堿性pH。最終漂洗水的中性或微堿性pH，提供了在干燥后的接觸pH為接近9至11的最終酸洗產物。本文中描述的實施方式可用于減少過濾用活性炭中可浸濾的砷和銻，該減少超過了通過常用的酸洗所達到的減少。

發明內容

各種不同實施方式涉及包含活性炭的組合物，所述活性炭的接觸pH為約5.0至約8.5，并且在某些實施方式中接觸pH為6.5至約8.0。這樣的實施方式的活性炭可以源自于任何碳源，包括但不限于煙煤、次煙煤、褐煤、無煙煤、泥煤、堅果殼、果核、椰子、巴西棕櫚樹果、澳洲堅果、棕櫚果、桃核、櫻桃核、橄欖核、胡桃殼、木材、聚合物、樹脂、石油瀝青及其組合，并且在某些實施方式中，所述活性炭的平均粒徑可以為約4mm至約0.1mm。其他實施方式涉及這樣的組合物與接觸pH高于8.0的活性炭或中性活性炭的組合。

其他實施方式涉及處理水的方法，所述方法包括將接觸pH為約5.0至約8.5的活性炭與水相接觸的步驟。所述接觸步驟可以通過任何方式來進行，包括但不限于：將水從所述活性炭的床上流過、將水引導到包括所述活性炭的濾器上、將所述活性炭導入承裝水的容器中、以及這些方式的組合。在某些實施方式中，所述方法可以包括例如下列的一個以上步驟：過濾所述水，消毒所述水，澄清所述水，調整所述水的pH，以及這些步驟的組合。在某些實施方式中，所述活性炭的接觸pH可以為約6.5至約8.0，并且在某些實施方式中，所述活性炭的平均粒徑可以為約4mm至約0.1mm。在其他實施方式中，所述活性炭還可以包含：接觸pH為約5.0至約8.5的活性炭與接觸pH高于8.0的活性炭的混合物。