CN106976925A - 含氧化镁的净水组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

在本文中提供含有氧化镁组分和粘合剂的净水组合物。在某些实施方案中，该粘合剂选自聚合粘合剂、硅酸钙铝和这些的组合。在某些实施方案中，该聚合粘合剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯和这些的组合，并以大约12重量%至大约20重量%的量存在于该组合物中。在另一些实施方案中，该粘合剂含有大约1重量%至大约15重量%的量的硅酸钙铝。

Description

含氧化镁的净水组合物及其应用
本发明申请是PCT专利申请PCT/IN2012/000644，国际申请日为2012年09月26日、发明名称为“含氧化镁的净水组合物及其应用”的发明专利申请的分案申请，母案进入中国的国家申请号为201280056446.5。
技术领域
本公开涉及氧化镁和至少一种聚合物的组合物，使用这种组合物的净水方法及其制备方法。
背景技术
饮用水的污染和适合人用的净化饮用水的供应短缺在全世界都是令人担忧的问题。饮用水被无机离子和重金属污染，如砷污染和氟化物污染尤其有害。通常为地质来源的砷和氟化物污染主要盛行于地下水。饮用水的砷污染可能造成皮肤癌、肺癌、膀胱癌和肾癌以及其它皮肤病。美国环境保护署的现行法规规定饮用水中砷的最大限额为十亿分之10份（ppb），尽管与美国其它地区相比，西部各州存在更多砷水平高于这一标准的制度。地下水中超过百万分之1.5份（ppm）的容许极限的高氟化物浓度是严重的毒理学问题。长期摄入大量氟化物会导致氟牙症或氟骨症。
在食用前必须使用一些净化手段除去饮用水中的砷和控制饮用水中的氟化物水平。矿物质，包括碳酸盐的存在使该问题复杂化，它们干扰许多净化方案和系统。特别对获自具有火山活动的地质证据的地区的水而言，高砷水平和高矿物质含量（包括碳酸盐）都是典型的。
已有许多系统用于从水中除去砷和其它重金属，主要包括反渗透、柱净化和氢氧化物沉淀。许多这些方法仅在窄和有限的参数内提供可接受的结果。此外，这些方法中的许多，即使不是大多数，是昂贵并且比较低效的。
传统上使用氧化镁（MgO）净化水，因为MgO经证实在砷和氟离子接触到MgO表面时非常有效地吸附这些离子。此外，MgO在自然界中也丰富，由此使其容易以可承受的价格获得。尽管MgO有效地从水中脱除砷和氟化物，但由于在与水接触时形成氢氧化镁，其形成糊或浆的倾向是净水用途中的主要缺点之一。因此，当在净化系统或介质中使用MgO净水时，净水的流速缓慢降低并最终停止，要求从该系统中除去MgO。
因此，需要开发从水中有效除去砷和氟化物、同时避免一个或多个上述缺点的净水技术。
发明内容
在本文中提供含有氧化镁组分和粘合剂的净水组合物。在某些实施方案中，该粘合剂选自聚合粘合剂、硅酸钙铝和这些的组合。在某些实施方案中，该聚合粘合剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯和这些的组合，并以大约12重量%至大约20重量%的量存在于该组合物中。在另一些实施方案中，该粘合剂含有大约1重量%至大约15重量%的量的硅酸钙铝。
在某些优选实施方案中，该氧化镁组分包括MgO、pH调节剂和附加净水材料。在某些实施方案中，pH调节剂可包括CaCO3，且附加净水材料可选自Fe2O3、MgAl2O4和这些的组合。
在某些优选实施方案中，本公开提供的组合物为具有大约0.2至大约1毫米的直径和大约10平方米/克至大约200平方米/克的表面积的多孔颗粒形式。
本公开还提供使用本文所述的净水组合物净水的方法。本公开的再一方面是含有本文所述的组合物的、构造用于净水的装置。
详述
本公开提供包含氧化镁组分和粘合剂的净水组合物。在某些实施方案中，该氧化镁组分包括氧化镁、pH调节剂和附加净水材料。在某些实施方案中，该粘合剂可以是有机聚合物、无机粘合剂或两者的组合。申请人已经发现，这种组合物有效地从水中除去砷和氟离子，而不会造成净水经过常规过滤程序的流速的任何降低。
虽然不希望受制于理论，但在某些实施方案中相信，氧化镁与水反应形成Mg(OH)2。所得Mg(OH)2是砷和氟化物的强吸附剂。随后通过常规手段，包括过滤、沉降、撇渣、涡旋、离心、磁力分离或其它公知分离系统从水中除去由吸附在Mg(OH)2上的砷组成的复合物。但是，由于在水中变成糊或浆的倾向，通过常规手段除去砷-Mg(OH)2复合物是困难的。
申请人已经令人惊讶地发现，在将氧化镁组分粘合到粘合剂上时，避免了之前与在净水系统中使用氧化镁相关的问题。尽管不希望受制于理论，但申请人相信，粘合剂使得能够选择优化砷和氟化物吸附的参数，同时防止在MgO与水接触时形成糊或浆。例如，在某些实施方案中，粘合剂使得能够形成具有提高砷和氟化物吸附率的大表面积的颗粒。影响吸附率的其它参数包括颗粒中存在的活性位点（如边和角）的数量、孔隙的存在和类型、以及暴露于砷和氟化物的表面平面（surface planes）的类型。
申请人还已经令人惊讶地发现，当氧化镁组分与粘合剂以在净化介质或系统中从预处理的水中有效除去砷和氟化物的量结合时，这种组合物在该介质或系统中的使用导致水的充足流速，这种流速大于不存在该粘合剂的类似介质或系统中的流速。申请人已经令人惊讶地发现，该粘合剂粘附到氧化镁组分上以减轻成糊或成浆，这保持水流过相关净水系统的所需流速。优化的粘合剂会提供所需孔隙率和粘合强度以保持氧化镁组分的结构在适当位置，而不形成糊或浆，由此保持水的所需流速和吸附性质。相应地，粘合剂的存在避免与现有技术的组合物和方法（其中该介质或系统被堵塞）相关的问题。
粘合剂
在本公开的一个实施方案中，该粘合剂包含聚合粘合剂。在某些优选实施方案中，有机粘合剂选自甲基丙烯酸酯、聚乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯及其组合。在某些优选实施方案中，聚合粘合剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯及其组合。合适的聚合粘合剂的另一些实例是本领域技术人员显而易见和已知的。在某些实施方案中，聚合粘合剂以大约10重量%至大约20重量%，优选12重量%至大约18重量%，更优选大约14重量%至大约16重量%的量存在。
通过将该粘合剂溶解在有机溶剂中并将其添加到氧化镁组分中，制备包括聚合粘合剂的本发明的组合物。合适的有机溶剂的实例包括并且不限于芳族溶剂，如甲苯、苯、混合二甲苯，和脂族溶剂，如己烷、辛烷、链烷烃、矿物油、酮如丙酮、酯如乙酸乙酯、酰胺如N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）及其组合。在某些优选实施方案中，该有机溶剂包括二甲苯。合适的有机溶剂的其它实例是本领域技术人员显而易见和已知的。下面更详细论述制备此类组合物的方法。
在本公开的另一实施方案中，该粘合剂包括硅酸钙铝粘合剂。其它合适的无机粘合剂包括，但不限于，硅酸铝，如硅酸钠、硅酸镁和硅酸钡铝。申请人已经发现，在这样的实施方案中，由于硅酸铝粘合剂均匀分散在含有氧化镁组分的水溶液中，在本发明的组合物的制备中不需要有机溶剂。下面更详细论述制备此类组合物的方法。在某些实施方案中，硅酸钙铝粘合剂以大约1重量%至大约15重量%，优选大约1重量%至大约10重量%，更优选大约1重量%至大约5重量%，再更优选大约2重量%至大约4重量%的量存在。
氧化镁组分
如上文论述，该氧化镁组分包含MgO，其与水反应形成Mg(OH)2——砷和氟化物的强吸附剂。在包括聚合粘合剂的实施方案中，氧化镁组分以大约80重量%至大约90重量%，优选大约82重量%至大约88重量%，再更优选大约84重量%至大约86重量%的量存在于本发明的组合物中。在包括硅酸钙铝粘合剂的实施方案中，氧化镁组分以大约85重量%至大约99重量%，优选87重量%至大约95重量%，更优选大约89重量%至大约91重量%的量存在。
在某些实施方案中，该氧化镁组分包括MgO、pH调节剂和附加净水材料。MgO可获自任何市售来源。在一个实施方案中，氧化镁组分基本由MgO组成。在包括聚合粘合剂的某些实施方案中，氧化镁组分含有大约40重量%至大约100重量%，优选大约40重量%至大约60重量%，更优选大约45重量%至大约50重量%的量的MgO。在包括硅酸钙铝粘合剂的某些实施方案中，氧化镁组分含有大约10重量%至大约40重量%，优选大约15重量%至大约35重量%，更优选大约20重量%至大约30重量%的量的MgO。
pH调节剂
在某些实施方案中，该氧化镁组分包括pH调节剂。根据本公开的pH调节剂是在添加时改变水的pH以提供具有适合人食用的pH，如小于大约8的pH的水的化合物。相应地，在某些实施方案中，pH调节剂在添加时降低水的pH。在某些优选实施方案中，pH调节剂是CaCO3。尽管CaCO3的存在通常导致Mg(OH)2转化成MgCO3，但申请人已经令人惊讶地发现，如本公开中所用的CaCO3不会不利地影响砷或氟化物被氧化镁组分吸附。
在某些实施方案中，pH调节剂可包括天然沸石。在A. Filippidis & N.Kantiranis, Experimental Neutralization of Lake and Stream Waters from N. Greece using Domestic HEU-type Rich Natural Zeolitic Material, Desalination213 (2007) 47-55中描述了此类沸石的实例，其内容经此引用并入本文。合适的pH调节剂的其它实例是本领域技术人员显而易见和已知的。
在某些实施方案中，pH调节剂以大约5重量%至大约25重量%，优选大约7重量%至大约20重量%，更优选大约9重量%至大约15重量%的量存在。在包括聚合粘合剂的某些实施方案中，该氧化镁组分含有大约8重量%至大约20重量%，优选大约9重量%至大约10重量%的量的CaCO3。在包括硅酸钙铝粘合剂的某些实施方案中，该氧化镁组分含有大约7重量%至大约10重量%，优选大约8重量%至大约9重量%的量的CaCO3。
相应地，本公开在一个实施方案中提供含有占该组合物的大约80重量%至大约88重量%的氧化镁组分和大约12重量%至大约20重量%的量的聚合粘合剂的净水组合物。在某些实施方案中，该氧化镁组分含有占氧化镁组分的大约9重量%至大约20重量%的量的CaCO3。在某些优选实施方案中，该氧化镁组分含有占氧化镁组分重量的大约9重量%的碳酸钙。
在另一实施方案中，本公开提供含有大约90重量%的氧化镁组分和大约2重量%的硅酸钙铝粘合剂的净水组合物。在某些优选实施方案中，该氧化镁组分含有占氧化镁组分的大约7重量%的量的CaCO3。
附加净水材料
在某些实施方案中，该组合物中的氧化镁组分含有至少一种可以使水不含污染物，如无机离子和/或重金属的净水材料。可被附加净水材料除去的污染物包括，但不限于，铜、铀、锰、汞、镍、铬、硒、镉、铁、锌、钴、铅、铝、钡、铋、锑、铬酸盐、硝酸盐、二氧化硅、高氯酸盐、磷酸盐、氯化物、氟化物和氰化物。在某些优选实施方案中，该附加净水材料含有氧化铁（Fe2O3）、二氧化钛（TiO2）、氧化镁铝（尖晶石，MgAl2O4）或这些的组合。
在包括聚合粘合剂的某些实施方案中，该氧化镁组分含有大约30重量%至大约50重量%，优选35重量%至大约45重量%，更优选大约39重量%至大约41重量%的量的Fe2O3。在包括硅酸钙铝粘合剂的某些实施方案中，该氧化镁组分含有大约60重量%至大约70重量%的量的Fe2O3。在某些实施方案中，本发明的组合物的氧化镁组分含有大约1重量%至大约5重量%，优选大约1重量%至大约2重量%的量的MgAl2O4。
MgO粒度
本主题的组合物中存在的MgO或其它成分的尺寸随净化系统或方法中存在的反应条件而变。涉及固体物质的化学反应的速率取决于参数如表面积、活性位点（如边和角）的数量和孔隙的存在和类型（包括暴露于反应物的表面平面（surface planes）的类型）。相应地该组合物的MgO或其它成分的尺寸使其有利于从水中有效吸附和除去砷(III)和/或(V)和氟离子。在某些实施方案中，可以通过快速热分解、等离子喷涂、燃烧或产生高表面积粉末的任何其它方法制备合适粒度的MgO。合适的快速热分解、等离子喷涂和燃烧法是本领域技术人员显而易见和已知的。这样的热分解法包括P.P. Fedorov等人, Preparation of MgO Nanoparticles, Inorganic Materials, 2007, Vol. 43, No. 5, 第502-504页中描述的那些，其内容经此引用并入本文。合适的等离子喷涂法包括L. Marcinauska, Deposition of Alumina Coatings from Nanopowders by Plasma Spraying, Materials Science,2010, Vol. 16, No. 1中描述的那些，其内容经此引用并入本文。合适的燃烧法包括在B.Nagappa和G.T. Chandrappa, Mesoporous Nanocrystalline Magnesium Oxide for Environmental Remediation, Microporous and Mesoporous Materials, 2007, Vol.106, Issues 1-3, 第2212-218页中描述的那些，其内容经此引用并入本文。颗粒的表面积越大，可供吸附砷和氟化物的活性位点（如角和边）的数量越大。较大的表面积还由于大量的氧空位缺陷（oxygen vacancy defects）而提供孔隙。
在某些实施方案中，该净水组合物的氧化镁组分含有具有在亚微米范围内的直径的MgO。在某些优选实施方案中，MgO具有大约200纳米至大约1.0毫米，更优选大约200纳米至大约800纳米，更优选大约200纳米至大约400纳米，再更优选大约200纳米至大约300纳米的直径。
申请人已经发现，可通过改变该组合物的表面积优化该组合物的最大吸附能力。本公开的组合物可以配制成各种形式，包括粉末和颗粒形式。在某些优选实施方案中，该组合物是颗粒形式。相应地，在某些优选实施方案中，由氧化镁组分和粘合剂形成的颗粒的表面积为大约10平方米/克至大约200平方米/克，更优选大约100平方米/克至大约200平方米/克，再更优选大约150平方米/克至大约200平方米/克范围。
相应地，在某些优选实施方案中，本公开提供含有大约85重量%的氧化镁组分和大约15重量%的聚甲基丙烯酸甲酯的净水组合物。该氧化镁组分含有大约50重量%的MgO、大约41重量%的Fe2O3和大约9重量%的CaCO3。在这样的实施方案中，该组合物是具有大约0.4毫米至大约0.8毫米的平均直径的颗粒形式。
在另一优选实施方案中，本公开提供含有大约85重量%的氧化镁组分和大约15重量%的聚甲基丙烯酸甲酯的净水组合物。该氧化镁组分含有大约50重量%的MgO、大约40重量%的Fe2O3、大约1重量%的MgAl2O4和大约9重量%的CaCO3。在这样的实施方案中，该组合物是具有大约0.4毫米至大约0.8毫米的平均直径的颗粒形式。
在另一优选实施方案中，本公开提供含有大约90重量%的氧化镁组分和大约2重量%的硅酸钙铝的净水组合物。该氧化镁组分含有大约30重量%的MgO、大约60重量%的Fe2O3、大约1重量%的MgAl2O4；和大约7重量%的CaCO3。在这样的实施方案中，该组合物是具有大约0.2毫米至大约1.0毫米，优选大约0.3毫米至大约0.7毫米，更优选大约0.4毫米的平均直径的颗粒形式。
制备方法
在包括聚合粘合剂的某些实施方案中，可通过将氧化镁组分和聚合粘合剂混合在一起制备本发明的净水组合物，其中氧化镁组分以大约80重量%至大约88重量%的量存在，聚合粘合剂以大约12重量%至大约20重量%的量存在。通过混合大约90重量%至大约92重量% MgO和大约8重量%至大约10重量%碳酸钙以形成氧化镁组分，制备该氧化镁组分。在某些实施方案中，通过混合大约40重量%至大约50重量% MgO、大约30重量%至大约40重量% Fe2O3和大约20重量%至大约10重量% CaCO3，制备该氧化镁组分。通过将预定量的聚合物溶解在有机溶剂（例如二甲苯）中，制备聚合粘合剂。该聚合物包括至少一种选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或其组合的聚合物。随后，通过在炉中在环境压力下在大约160℃至大约200℃，优选170℃至大约190℃，更优选大约180℃的温度下干燥大约30分钟至大约60分钟，更优选大约45分钟，将淤浆形式的该组合物成型为薄片状结构。然后例如通过机械研磨方法或本领域技术人员显而易见的任何其它合适的方法将薄片转化成具有大约0.4毫米至大约0.8毫米平均直径的颗粒。然后将由此制成的颗粒装在滤筒中以容纳除去砷或氟离子所需的量的该组合物。这样的过滤器的实例包括，但不限于，具有大约80毫米长度和大约90毫米直径的圆柱筒，其容纳大约250至大约260克颗粒材料。这样的滤筒适合过滤大约1,500升水。过滤器中所用的组合物的量取决于被净化的水的污染物水平。例如，大约50克颗粒材料可用于充分过滤含有大约50 ppb砷的水。
在包括硅酸钙铝粘合剂的某些实施方案中，可通过将氧化镁组分与硅酸钙铝粘合剂混合来制备本发明的净水组合物，其中氧化镁组分以大约90%的量存在，硅酸钙铝组分以大约1重量%至大约5重量%的量存在。氧化镁组分含有大约20重量%至大约30重量% MgO、大约60重量%至大约70重量% Fe2O3、大约8重量%至大约10重量% CaCO3。在另一些实施方案中，氧化镁组分还含有大约1重量%至大约2重量% MgAl2O4。将硅酸钙铝分散在水中并添加到氧化镁组分中。所得组合物随后如上所述成型为薄片状结构和颗粒。
在某些实施方案中，在形成薄片状结构之前，可以将该组合物与大约1重量%至大约10重量%的足量无机或有机发泡剂混合。在这样的实施方案中，通过在大约180℃至大约200℃的温度下加热该颗粒大约30至大约45分钟，释放发泡剂。发泡剂的释放导致颗粒具有足够的孔隙以使与污染的水接触的颗粒表面积最大化。
发泡剂是能够通过发泡、释放气体或相关机制在基体中产生孔隙以制造结构，由此产生多孔材料的物质。适用于本发明的组合物的发泡剂的实例包括，但不限于，有机烃，如戊烷、异戊烷和环戊烷，液态CO2，和其它化学发泡剂，如肼和其它氮基材料和碳酸氢钠。
然后将由此制成的颗粒装在滤筒中以容纳除去砷或氟离子所需的量的该组合物。
利用净水组合物的方法
在另一实施方案中，本公开提供处理水的方法，所述方法包括使预定体积的污染水与预定量的本主题的组合物接触。
在又一实施方案中，本公开提供构造以净化水的净水设备或装置，其包含本公开的组合物。合适的装置包括，但不限于，装有该净水组合物的圆柱筒。在某些实施方案中，该圆柱筒具有大约80毫米至大约160毫米的长度和大约90毫米至大约50毫米的直径。在某些实施方案中，该圆柱筒为大约80毫米长度和大约90毫米直径并可以填充大约250克至大约270克该净水组合物。在另一些实施方案中，该圆柱筒为大约100毫米长度和大约80毫米直径，可以填充大约135克至大约140克该净水材料。在再一实施方案中，该圆柱筒为大约160毫米长度和大约50毫米直径，可以容纳大约135克至大约150克该净水组合物。这样的筒能够从体积大约1500升至1000升的含有大约350 ppb的砷的参考样品中除去砷至低于10 ppb的水平。
在本公开的方法中可以使用传统过滤程序，使进料经过尺寸合适的柱中的净水组合物床渗滤通常最方便和有效。该组合物的粒度和床深度、柱尺寸、流速以及砷和氟化物的所需脱除程度之类的参数的最佳值都互相依赖以及依赖于进料的性质，最好根据实验确定。
具体实施方式
为例示本公开而提供下列实施例，但不限制本公开的范围。
实施例1-3.包括PMMA粘合剂的颗粒的制备
使用下表1中描述的量和比率制备实施例组合物1-3。将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）完全溶解在二甲苯中以通过在大约60℃至大约65℃的温度下加热该溶液而产生粘性介质。对于固定的MgO重量，使用10重量%至20重量%的各种粘合剂比率以评定最佳粘合剂比率。将MgO与PMMA/二甲苯溶液掺合以形成糊。该糊在环境压力下在大约175℃至大约180℃下干燥大约45分钟以从MgO/PMMA浆中除去二甲苯。这产生不均匀的薄片状结构。所产生的各种尺寸的薄片使用标准混合机通过机械研磨转化成粗粉，以产生具有大约0.4毫米至大约0.8毫米平均直径的颗粒结构介质。该颗粒组合物进一步与Fe2O3和碳酸钙根据上文规定的比率掺合。下表1指明对于100克介质，掺合组合物的载量结构。
表1. 对于100克介质，掺合组合物的载量结构
实施例4-9.包括硅酸钙铝粘合剂的颗粒的制备.
在包括硅酸钙铝粘合剂的某些实施方案中，通过将氧化镁组分与硅酸钙铝粘合剂混合来制备本发明的净水组合物。
在一个这样的实施方案中，氧化镁组分含有大约20重量%至大约30重量% MgO、大约60重量%至大约70重量% Fe2O3、大约8重量%至大约10重量% CaCO3。在另一些实施方案中，氧化镁组分还含有大约1重量%至大约2重量% MgAl2O4。
通过掺和20克MgO、70克Fe2O3和10克CaCO3，制备实施例组合物4。将另外3克硅酸钙铝添加到该混合物中。将整个组合物加载到造粒鼓（granulation drum）中并以大约5分钟间隔加入水以制造均匀浆料。在获得所需均匀度后，使该浆料经过具有已知直径的筛并在室温下干燥。对干燥颗粒施以大约200℃的高温以除去挥发性有机化合物。
通过与实施例组合物4相同的方法制备实施例组合物5，只是将15克硅酸钙铝添加到该混合物中。
通过与实施例组合物4相同的方法制备实施例组合物6，只是将10克硅酸钙铝添加到该混合物中。
通过与实施例组合物4相同的方法制备实施例组合物7，只是将5克硅酸钙铝添加到该混合物中。
通过与实施例组合物4相同的方法制备实施例组合物8，只是将2克硅酸钙铝添加到该混合物中。
通过与实施例组合物4相同的方法制备实施例组合物9，只是将1克硅酸钙铝添加到该混合物中。
实施例10. 实施例组合物1-9的污染水的流速和As和F脱除效率的分析
如下进行实施例组合物1-9的污染水流速以及砷和氟脱除效率的分析。
吸附等温线实验：使用根据NSF53参考标准溶液制备方法、使用25 ± 2℃的蒸馏水制成的含有50 ppb As(III)和500 ppb As(V)的参考水样进行吸附等温线的间歇实验。将300毫升上述参考样品添加到聚乙烯瓶中并加入不同剂量的吸附剂介质（掺合组合物）。例如，在该组实验中，用于等温线研究的吸附剂剂量为0.1 g/L至1.0 g/L。然后将带有已知吸附剂剂量的这些瓶子装载到机械摇振器上并在200 rpm至250 rpm的搅动速度下运行4至8小时。在搅拌结束后，使样品静置5分钟，然后过滤。滤液用于砷的量化。使用类似程序测定短期等温线平衡时间，其中将瓶子手动搅拌15分钟。对于长期等温线，发现平衡时间为6小时。
使用60毫米直径和700毫米长度的柱进行固定床柱研究。该柱用实施例组合物4填充大约120毫米至大约150毫米深度。以下行流模式以2至2.5升/小时的体积流速向该柱进给含砷参考水（根据NSF530标准制备，含有50ppb As(III)和300 ppb As(V)并含有其它竞争离子（competing ion））。优化当前流速以获得样品与吸附剂的必要接触时间。以特定时间间隔收集样品并分析残留砷浓度。
为了评估粒度的影响，测试具有0.1毫米至1.0毫米的几何平均尺寸的吸附剂掺合介质。确定在大约0.4毫米至大约0.8毫米的平均粒径下可以实现最大吸附能力。
含有PMMA有机粘合剂的实施例组合物1-3的结果列在表2中。具有不同粒度和粘合剂百分比的含有硅酸钙铝粘合剂的实施例组合物4-9的结果列在表3中。固定床柱研究的结果列在表4中。
表2. 含有聚甲基丙烯酸甲酯粘合剂的组合物中的净化水流速和净化效率
实施例 聚合物Wt % 净化水流速 除砷效率 除氟化物效率
1 10 最初2L/hr；在大约50升通过后降至0 L/hr 95%- 100% >95%
2 15 最初3L/hr；稳定至2L/hr并保持不变 95%- 98% 85%- 90%
3 20 最初3L/hr；稳定至2.5至3L/hr并保持不变 90%- 95% 70%- 80%
表3. 含有硅酸钙铝粘合剂的组合物中的净化水流速和净化效率
表4. 使用NSF53参考溶液的300升样品试验的固定床柱试验结果
取样间隔 砷流入浓度(As(III) + As(V)) ppb 砷流出浓度( ppb)
25% 350 < 2
50% 350 < 2
75% 350 < 2
100% 350 < 2
120% 350 < 2
尽管已经相当详细地参照其某些优选实施方案描述了本主题，但其它实施方案是可能的。因此，本发明的精神和范围不应局限于本文所含的优选实施方案的描述。

Claims (19)

1.净水组合物，其包含氧化镁组分和选自聚合粘合剂、硅酸钙铝和这些的组合的粘合剂。
2.权利要求1的组合物，其中所述粘合剂是以大约12重量%至大约20重量%的量存在的聚合粘合剂，且其中所述聚合粘合剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯和这些的组合。
3.权利要求2的组合物，其中所述氧化镁组分包含大约40重量%至大约100重量%的量的MgO。
4.权利要求3的组合物，其中所述氧化镁组分包含大约80重量%至大约90重量%的量的MgO。
5.权利要求4的组合物，其中所述氧化镁组分进一步包含大约8重量%至大约20重量%的量的pH调节剂。
6.权利要求5的组合物，其中所述pH调节剂包含CaCO3。
7.权利要求3的组合物，其中所述氧化镁组分进一步包含大约30重量%至大约50重量%的选自Fe2O3、TiO2、MgAl2O4和这些的组合的净水材料。
8. 净水组合物，其包含：(a) 聚甲基丙烯酸甲酯；和(b) 氧化镁组分，
其中所述聚甲基丙烯酸甲酯以大约80重量%至大约88重量%的量存在，且
其中所述氧化镁组分包含：(i) 大约40重量%至大约60重量% MgO；(ii) 大约30重量%至大约50重量% Fe2O3；(iii) 大约1重量%至大约5重量% MgAl2O4；和(iv) 大约8重量%至大约20重量% CaCO3。
9.权利要求1的组合物，其中所述粘合剂是硅酸钙铝，且其中所述硅酸钙铝以大约1重量%至大约15重量%的量存在。
10.权利要求9的组合物，其中所述氧化镁组分包含大约10重量%至大约40重量%的量的氧化镁。
11.权利要求9的组合物，其中所述氧化镁组分进一步包含大约7重量%至大约10重量%的量的pH调节剂。
12.权利要求11的组合物，其中所述pH调节剂包含CaCO3。
13.权利要求10的组合物，其中所述氧化镁组分进一步包含大约60重量%至大约70重量%的选自Fe2O3、TiO2、MgAl2O4和这些的组合的净水材料。
14. 净水组合物，其包含：(a) 硅酸钙铝；和(b) 氧化镁组分，
其中所述硅酸钙铝以大约1重量%至大约15重量%的量存在，且
其中所述氧化镁组分包含：(i) 大约10重量%至大约40重量% MgO；(ii) 大约60重量%至大约70重量% Fe2O3；(iii) 大约1重量%至大约5重量% MgAl2O4；和(iv) 大约7重量%至大约10重量% CaCO3。
15.权利要求1的组合物，其中所述组合物为具有大约10平方米/克至大约200平方米/克的表面积和大约0.2至大约1毫米的直径的颗粒形式。
16.权利要求9的组合物，其中所述组合物为具有大约10平方米/克至大约200平方米/克的表面积和大约0.2至大约1毫米的直径的颗粒形式。
17.权利要求14的组合物，其中所述组合物为具有大约10平方米/克至大约200平方米/克的表面积和大约0.2毫米至大约1.0毫米的直径的颗粒形式。
18. 权利要求9的组合物，其中所述硅酸钙铝以大约3重量%的量存在，且其中所述氧化镁组分包含：(a) 大约20重量%的量的MgO；(b) 大约70重量%的量的Fe2O3；和(c) 大约10重量%的量的CaCO3。
19.权利要求18的组合物，其中所述组合物为具有大约10平方米/克至大约200平方米/克的表面积和大约0.4毫米至大约0.8毫米的直径的颗粒形式。
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