專利名稱：用于水處理的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以適合飲用為目標(biāo)對(duì)非潔凈的飲用水進(jìn)行凈化的組合物、方法和成套用具。所述組合物和成套用具尤其適合個(gè)人或家庭使用，用于以批處理方式對(duì)少量非潔凈飲用水進(jìn)行凈化和澄清。所述組合物和成套用具還適合個(gè)人或家庭在凈化非潔凈飲用水的同時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素。
背景技術(shù)：
對(duì)飲用水的需求在全世界普遍存在。在發(fā)達(dá)國(guó)家，通常由國(guó)有或跨國(guó)大型水處理公司對(duì)水進(jìn)行規(guī)?；膬艋蠊┤孙嬘?。這樣的水一般以可飲用的形式直接送至消費(fèi)者的住所。但是，在某些地方，例如發(fā)展中國(guó)家的邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多人沒(méi)有直達(dá)住所的供水，而是共有一個(gè)不可直接飲用的公共水源，例如村中的一眼井；或者，許多人獲得的供水并不保證是可飲用的。因此，許多人直接因?yàn)轱嬘昧瞬粷崈舻乃劳?。所以，需要適合消費(fèi)者凈化自用水源的凈水成套用具和組合物，從而可迅速而高效地生產(chǎn)出可飲用的水。
目前市場(chǎng)上的凈水組合物以消毒劑為主，例如氯和/或碘，它們并不能充分凈化水。經(jīng)此類凈化處理后的水可能仍含有許多雜質(zhì)，例如重金屬離子，具體如砷，如果長(zhǎng)期攝入可能危害健康。因此，需要一種比目前的凈水成套用具更有效的凈水組合物，它能夠去除例如砷和鉛等重金屬離子之類雜質(zhì)。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，基于某些無(wú)機(jī)凝結(jié)物和水溶性或水分散性聚合物聯(lián)用的凈水組合物，與當(dāng)前凈水組合物相比，能夠更好地去除水中的雜質(zhì)，例如重金屬。
此外，當(dāng)前的凈水組合物無(wú)法充分去除、殺死或滅活水中的微生物，例如細(xì)菌、病毒和孢囊體。因此，仍需要能夠充分去除、殺死或滅活這些微生物的凈水組合物。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，當(dāng)本發(fā)明組合物包含消毒劑時(shí)，與已知凈水組合物相比，它能夠去除、殺滅或滅活多得多的細(xì)菌、病毒和孢囊體等微生物。
此外，尚未凈化的水一般含有大量水溶性有機(jī)物，例如腐殖酸。用目前的凈水組合物，漂白劑，尤其是含氯漂白劑，會(huì)與水溶性有機(jī)物反應(yīng)生成副產(chǎn)物，例如氯衍生物，具體如氯乙酸或氯仿，這些對(duì)于人畜健康都是有害的。因此，需要一種能夠制得消毒劑副產(chǎn)物含量極低的凈水的凈水組合物、方法和成套用具。
使用含氯消毒劑一例如次氯酸鈣一的另一個(gè)問(wèn)題是產(chǎn)品穩(wěn)定性。具體地說(shuō)，已發(fā)現(xiàn)，基于次氯酸鈣的已知組合物在一般保存和使用條件下，其消毒效力會(huì)嚴(yán)重降低。因此，需要具有更高保存穩(wěn)定性的凈化和消毒組合物。
在對(duì)非潔凈飲用水進(jìn)行凈化和消毒后，由此產(chǎn)生的另一個(gè)問(wèn)題是在飲用前如何保持水的潔凈度，同時(shí)使水具有良好的味道。因此，需要非但能夠凈化，而且能夠提供既可長(zhǎng)期保存又具有良好味道的純凈水的組合物、方法和成套用具。
除需要對(duì)非潔凈水進(jìn)行凈化和澄清之外，世界上許多地方的另一大需求是提高營(yíng)養(yǎng)和健康的標(biāo)準(zhǔn)。有效提供既潔凈又富含必需礦物質(zhì)和維生素的凈水顯然具有普遍裨益，對(duì)于飲用水匱乏的地區(qū)來(lái)說(shuō)尤其如此。因此，需要能在凈化非潔凈飲用水的同時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素的組合物、方法和成套用具。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于凈化和/或澄清非潔凈飲用水的組合物、方法和成套用具，以及在所述凈化同時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素的組合物、方法和成套用具?？偟恼f(shuō)來(lái)，本發(fā)明組合物包含至少一種主促凝劑和一種稱為橋連絮凝劑的物質(zhì)，所述促凝劑與絮凝劑的含量和比例有一個(gè)優(yōu)選的范圍。優(yōu)選的組合物還包含一種或多種助凝劑，抗微生物消毒劑，水溶性堿，非水溶性硅酸鹽(例如粘土、沸石或其混合物)，還有食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
首先，本發(fā)明提供了一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它包含一種主促凝劑，橋連絮凝劑和助凝劑。
優(yōu)選實(shí)施方式中，所述主促凝劑選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物，例如硫酸鐵、氯化鐵、氯化鋁、硫酸鋁、硫酸錳、氯化錳、硫酸銅、氯化銅、它們的多聚變體(poly-viaration)，及其混合物。通常，本發(fā)明組合物中，主促凝劑的含量約為10-99wt％，以15-50wt％為佳，25-40wt％更好。
另一方面，優(yōu)選的橋連絮凝劑是一種或多種水溶性或水分散性高分子聚合物，其平均分子量至少為2,000,000，至少5,000,000更好，尤以至少15,000,000為佳。本發(fā)明優(yōu)選的橋連絮凝劑選自水溶性和水分散性、陰離子和非離子聚合物及其混合物。通常，本發(fā)明組合物中，所述橋連絮凝劑的含量約為0.1-10wt％，以0.2-5wt％為佳，0.5-3wt％則更好。
本發(fā)明所述的“助凝劑”指分子量低于所述橋連絮凝劑，并有助于凝聚和絮凝總體效果的水溶性或水分散性聚合物。本發(fā)明優(yōu)選的助凝劑是重均分子量低于約1,500,000的低水溶性或水分散性低分子量聚合物，所述分子量低于約750,000為佳，尤以低于約300,000為佳，還包括它們的混合物。通常，本發(fā)明中所述助凝劑的含量約為0.1-10wt％，以0.5-5wt％為佳，約1-4wt％則更好。
雖然合適的助凝劑包括陰離子親水性聚合物膠體，例如羥甲基纖維素，但是就更好地去除重金屬、所有可溶性有機(jī)物和孢囊體性能而言，本發(fā)明最好的助凝劑選自水溶性和水分散性陽(yáng)離子聚合物及其混合物，例如陽(yáng)離子多糖，尤其是脫乙酰殼多糖。本發(fā)明優(yōu)選的助凝劑基本上不溶于水，在后文所述的測(cè)試中，不溶物的總干重至少為10wt％，之所以優(yōu)選此類助凝劑是為了使本發(fā)明組合物和方法引入的水溶性有機(jī)物總含量更低。
主促凝劑與橋連絮凝劑的重量比以約10∶1至200∶1為宜，約10∶1至150∶1為佳，約20∶1至100∶1更好，尤其好的是約25∶1至75∶1，這樣的比例若結(jié)合前述促凝劑和絮凝劑的含量，對(duì)于在重度污染的飲用水中提供最優(yōu)的凈化性能和顯著提高過(guò)濾速度和“無(wú)堵塞”過(guò)濾介質(zhì)特性，以及用紙質(zhì)和無(wú)紡過(guò)濾介質(zhì)制取凈度和澄清度優(yōu)良的終產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，尤其有價(jià)值。雖然以上改善過(guò)濾速度、無(wú)堵塞特性和產(chǎn)品澄清度等的原因尚不清楚，但是據(jù)信，橋連絮凝劑與促凝劑各自含量和兩者之比的升高會(huì)提高絮凝物的“粘稠度”，從而顯著減少膠體粒子。這樣的組合物也十分適合與布料過(guò)濾介質(zhì)聯(lián)用。
因此，本發(fā)明還提供了用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它含有主促凝劑，該促凝劑選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；水溶性或水分散性聚合物橋連絮凝劑，所述促凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至150∶1，優(yōu)選20∶1至100∶1，25∶1至75∶1更好；還可以包含水溶性或水分散性助凝劑。本發(fā)明組合物的過(guò)濾特性可用標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾試驗(yàn)來(lái)評(píng)定。較好的是，所述過(guò)濾特性為常溫(20℃)下，至少1L經(jīng)處理的模擬地表水(model surface water)經(jīng)本發(fā)明凈水組合物按620mg/L處理后通過(guò)Whatman 1.2μm GF/C過(guò)濾介質(zhì)的時(shí)間在1小時(shí)以內(nèi)，45分鐘以內(nèi)更好，30分鐘以內(nèi)則還要好；而且，至少通過(guò)1L，較好的是2L，更好的是3L后，過(guò)濾介質(zhì)仍不堵塞。
模擬地表水中含有(i)24mg/L腐殖酸-可溶性天然有機(jī)物的來(lái)源；(ii)20mg/L精細(xì)測(cè)試用粉末(1-3μm)—用于提高濁度；(iii)150mg/L鹽—用于形成高含量總?cè)芙夤腆w這樣的張力條件。
所得的水具有高含量有機(jī)物質(zhì)(總有機(jī)物含量＞10mg/L(TOC))，高色值(鉑鈷單位(PCU)＞300)，高濁度(懸液計(jì)測(cè)得濁度單位(NTU)＞15，高總?cè)芙夤腆w含量(TDS))。該水的pH接近中性，但在進(jìn)行張力(stess)試驗(yàn)時(shí)可用HCl或NaOH調(diào)節(jié)至pH5或9。以上所述即為本文所述的“模擬地表水”。
組合物的最佳凈化和澄清性能還取決于主促凝劑、助凝劑與橋連絮凝劑相互之間的重量比。因此，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，主促凝劑與助凝劑重量比約為8∶1至100∶1，以12∶1至30∶1為佳，15∶1至25∶1更好。另-方面，助凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至1∶6，以5∶1至1∶3為佳，3∶1至1∶1更好。
本發(fā)明的組合物、方法和成套用具還宜包含抗微生物消毒劑。在眾多可用的抗微生物消毒劑中，優(yōu)選含氯消毒劑，尤其是次氯酸鈣。較好的是，本發(fā)明組合物中，主促凝劑與抗微生物消毒劑的重量比約為10∶1至100∶1，以12∶1至60∶1為佳，尤以15∶1至40∶1為佳。通常，本發(fā)明組合物約含0.2-10wt％抗微生物消毒劑，以0.5-4wt％為佳，尤以0.7-2.5wt％為佳。
本發(fā)明的組合物、方法和成套用具一般還包含一種水溶性堿，這有利于形成最佳使用pH。一般說(shuō)來(lái)，主促凝劑與堿的含量應(yīng)調(diào)定為可令使用濃度下的pH在約6.0-8.5之間，以6.0-7.0為佳，這樣的pH有利于對(duì)不同污染程度、不同類型的非潔凈水都保證高效性能。為了達(dá)到要求的pH值，主促凝劑與水溶性堿的重量比一般約為0.8∶1至3∶1，以0.9∶1至2.4∶1為佳，1∶1至2∶1更好。本發(fā)明組合物一般約含10-45wt％水溶性堿，以15-40wt％為佳，尤以20-35wt％為佳。
本發(fā)明組合物、方法和成套用具還可以包括一種非水溶性硅酸鹽類物質(zhì)，例如粘土或沸石，它們的作用是作為種粒或通過(guò)促進(jìn)吸附或金屬離子交換來(lái)協(xié)助絮凝。優(yōu)選實(shí)施方式中，主促凝劑與所述非水溶性硅酸鹽的重量比約為0.3∶1至5∶1，以0.7∶1至2∶1為佳，尤以0.8∶1至1.2∶1為佳。本發(fā)明組合物一般約含10-80wt％所述非水溶性硅酸鹽，以20-50wt％為佳，尤以25-35wt％為佳。
使用本發(fā)明組合物和成套用具的形式和過(guò)程可有多種，包括批處理和連續(xù)處理，但較好的是，本發(fā)明組合物呈單位劑量形式，并用于相對(duì)少量非潔凈飲用水的批處理凈化和澄清。所述“相對(duì)少量”指家庭或個(gè)人使用中通常情況下馬上要用的水量，或指短期內(nèi)儲(chǔ)存和使用所需的水量。一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明的組合物可用于處理約0.1-100L的非潔凈飲用水，以0.5-40L為佳，5-20L更好，尤以8-13L為佳。另一方面，本發(fā)明組合物的單位劑量一般約為每升非潔凈飲用水50-2000mg，以100-1000mg為佳，尤以250-750mg為佳。適合本發(fā)明組合物的單位劑量的形式包括片劑、壓縮劑，擠塑劑，水溶性單腔和多腔藥囊等，優(yōu)選的是單腔和多腔藥粉袋，其中包含著單位劑量的本發(fā)明組合物顆粒劑或粉劑，在臨用前將其打開(kāi)，將其中的組合物倒入前述量的非潔凈飲用水中。
為達(dá)到前述目的，本發(fā)明高度優(yōu)選的一種單位劑型組合物中包含(i)約15-50wt％主促凝劑，以25-40wt％為佳；
(ii)約0.2-5wt％橋連絮凝劑，以0.5-3wt％為佳；和(iii)約0.5-5wt％助凝劑，以1-4wt％為佳。
確保使用中能有有效量的組合物成分進(jìn)入待凈化非潔凈飲用水也非常重要。因此，組合物中主促凝劑、橋連絮凝劑和助凝劑的含量應(yīng)足以在非潔凈飲用水中形成以下濃度主促凝劑約50-500ppm，以75-300ppm為佳，尤以100-250ppm為佳；橋連絮凝劑約1-15ppm，以2-10ppm為佳，尤以2.5-7.5ppm為佳；和助凝劑約1-25ppm，以5-20ppm為佳，尤以8-12ppm為佳。
優(yōu)選實(shí)施方式中，抗微生物消毒劑在本發(fā)明組合物中的形式為受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放形式，這樣，消毒劑被釋放進(jìn)入飲用水，并且，只有在凝聚和絮凝甲苯完成后才與其中的可溶性有機(jī)物雜質(zhì)反應(yīng)，這有利于控制凈化過(guò)程產(chǎn)生的三鹵甲烷(THM)含量，并將其降至最低。消毒劑釋放速度的指標(biāo)之一是tmax，即將本發(fā)明組合物加入20℃去離子水中后溫和攪拌，達(dá)到消毒劑最大保持濃度所需的時(shí)間。本發(fā)明組合物的tmax以至少約1分鐘為宜，至少約2分鐘為佳，至少約4分鐘更好，尤以至少約8分鐘為佳。另一方面，有機(jī)雜質(zhì)凝聚和絮凝的速度用n％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度(tn)表征。n％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度定義為根據(jù)后文所述測(cè)定的腐殖酸濃度降低n％所需的時(shí)間。較好的是，本發(fā)明組合物的t80為小于約2分鐘，小于約1分鐘為佳，尤以小于約30秒為佳。而且，優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明組合物的t90為小于約2分鐘，以小于約1分鐘為佳，尤以小于約30秒為佳。
本發(fā)明還提供了如下用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它含有(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性聚合物橋連絮凝劑；和(iii)抗微生物消毒劑；該消毒劑為受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放形式，因此，本發(fā)明組合物加入20℃去離子水中并溫和攪拌后達(dá)到所述消毒劑最大保持濃度所需時(shí)間tmax大于該組合物的80％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度(t80)，更好的是大于90％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t90。
n％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度用前述模擬地表水測(cè)定。將620mg凈水組合物加入1L模擬地表水中并攪拌。然后每隔30秒取一份水樣，每份水樣通過(guò)0.45μm過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾。然后用例如Hanna HI93727比色計(jì)測(cè)定每份水樣的色值，并與一系列已知腐殖酸濃度和色值的標(biāo)準(zhǔn)值比較。所述n％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度即色值達(dá)到(100-n)％腐殖酸初始含量(24ppm)對(duì)應(yīng)色值所需的時(shí)間。
較好的是，用本發(fā)明凈水組合物處理真實(shí)或模擬地表水后的最終色值(例如30分鐘水樣過(guò)濾后)低于20PCU，以低于15PCU為佳，尤以低于10PCU為佳。另一方面，用本發(fā)明凈水組合物處理真實(shí)或模擬地表水后的最終濁度以低于5NTU為佳，低于2NTU更好，尤以低于1NTU為佳。以上濁度用Jenway 6035濁度計(jì)每日用5.0NTU標(biāo)準(zhǔn)品校準(zhǔn)后測(cè)得。
另一實(shí)施方式中，消毒劑和凈水組合物可用在分開(kāi)的處理步驟，即可同時(shí)使用也可先后使用。
分開(kāi)使用時(shí)，凈水組合物與消毒劑的重量比最高以10000∶1、5000∶1、1000∶1、500∶1為佳，最低以2∶1、10∶1、25∶1、50∶1或100∶1為佳。
本發(fā)明組合物、方法和成套用具還宜包括食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源，這有利于使飲用水不僅純凈而且含有必需的礦物質(zhì)和其他增強(qiáng)健康和營(yíng)養(yǎng)所需的食品添加劑。所述食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源可以以一種或多種獨(dú)立的單位劑型組合物的形式包括在本發(fā)明的成套用具中，或者直接加在本發(fā)明凈水組合物中。
因此，本發(fā)明還提供了一種用于對(duì)非潔凈飲用水進(jìn)行凈化、澄清并強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)的組合物，它含有(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性聚合物橋連絮凝劑；和(iii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
對(duì)于不會(huì)凝聚或者至少能夠部分抵御凝聚和絮凝作用的食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)源—例如加氟劑、加碘劑和鋅、鐵等必需礦物質(zhì)—來(lái)說(shuō)，可用普通方法將食品添加劑或絮凝劑加入本發(fā)明凈水組合物中。此外，食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源也可以象消毒劑那樣以受控、延遲、持續(xù)、緩慢釋放的形式包含在組合物中。此時(shí)，組合物的tmax(加入20℃去離子水后達(dá)到營(yíng)養(yǎng)素濃度最高值所需的時(shí)間)大于80％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度(t80)，更好的是大于90％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度(t90)。
最好還對(duì)本發(fā)明凈水組合物的游離水份進(jìn)行控制，對(duì)于含次氯酸鈣作為抗微生物消毒劑的本發(fā)明組合物來(lái)說(shuō)尤其如此。需要明白的是，本發(fā)明組合物的許多組分—例如膨潤(rùn)土、含明礬的促凝劑等—本身含有一定量的游離水，這些對(duì)次氯酸鈣的穩(wěn)定性非常不利。因此，優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明組合物的游離水含量低于約6wt％，以低于約4wt％為佳，尤以低于約2.5wt％為佳。尤其好的是添加一種或多種能夠除濕的成分，例如低濕度、預(yù)干燥粘土和無(wú)水形式或部分水合形式的可水合鹽，由此保持組合物的游離水含量低于各組分100％水合組合物的理論所需量。尤其好的除濕劑是預(yù)干燥粘土和硅鋁酸鹽，無(wú)水碳酸鈉，及其混合物。除濕劑的游離水含量以低于4wt％為宜，低于3wt％，2.5wt％為佳，尤以低于1.5wt％為佳。產(chǎn)品或除濕劑的游離水含量是這樣測(cè)定的室溫下，用50ml無(wú)水甲醇對(duì)2g產(chǎn)品或除濕劑樣品進(jìn)行20分鐘的萃取。然后，取1ml所得溶液，用Karl Fischer標(biāo)準(zhǔn)滴定法測(cè)定游離水份。游離水含量用水與樣品的重量(2g)百分比表示。
本發(fā)明還提供了以下用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它含有(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性聚合物橋連絮凝劑；(iii)作為抗微生物消毒劑的次氯酸鈣；和(iv)可選的除濕劑，所述組合物的游離水含量低于6wt％，低于4wt％為佳，尤以低于2.5wt％更好。
本發(fā)明還涉及凈化非潔凈飲用水的方法，其步驟包括將水與至少一種所述主促凝劑和橋連絮凝劑接觸，促凝劑與絮凝劑含量之比符合一定的范圍。優(yōu)選的方法還包括將飲用水與一種或多種助凝劑、抗微生物消毒劑、消毒劑中和劑；水溶性堿、非水溶性硅酸鹽(例如粘土，沸石及其混合物)和食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源接觸。
因此，就方法而言，本發(fā)明凈化和澄清非潔凈飲用水的方法包括將非潔凈水與以下物質(zhì)接觸(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)橋連絮凝劑，選自水溶性和水分散性、重均分子量至少約2,000,000的陰離子和非離子聚合物及其混合物；和(iii)助凝劑，選自重均分子量低于約1,500,000的水溶性和水分散性陽(yáng)離子聚合物及其混合物。
本發(fā)明另一種凈化和澄清非潔凈飲用水的方法中，包括將非潔凈飲用水與以下物質(zhì)接觸(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑，選自水溶性和水分散性、重均分子量至少約2,000,000的陰離子和非離子聚合物；所述主促凝劑與所述橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至150∶1，以20∶1至100∶1為佳，尤以25∶1至75∶1為佳；和(iii)可選的水溶性或水分散性助凝劑，選自重均分子量低于約1,500,000的水溶性和水分散性陽(yáng)離子聚合物。
本發(fā)明另一種凈化和澄清非潔凈飲用水的方法中，包括將非潔凈飲用水與以下物質(zhì)接觸(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；
(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑；和(iii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
本發(fā)明方法包括一系列不同的化學(xué)和物理階段，它們既可以同時(shí)進(jìn)行，也可以先后進(jìn)行。廣義地說(shuō)，這些階段包括(i)凝聚和絮凝階段，其間，非潔凈飲用水通過(guò)與促凝劑、絮凝劑和可能包含的助凝劑混合接觸，使得水中的雜質(zhì)凝聚和絮凝成為固體物質(zhì)；(ii)消毒階段，其間，凝聚和絮凝基本完成后的飲用水與抗微生物消毒劑接觸；(iii)分離階段，這可以在消毒階段之前也可以在之后，其間，固體物質(zhì)通過(guò)物理手段從飲用水中分離。
較好的是，飲用水在凝聚和絮凝基本完成后才與消毒劑接觸，這樣，前述tmax可大于組合物的80％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度(t80)，甚至大于90％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度(t90)。
此外，本發(fā)明方法最好還包括一步中和反應(yīng)，其間，分離后的飲用水與消毒劑中和劑接觸，為的是在保持飲用水儲(chǔ)存期內(nèi)純凈度的同時(shí)在飲用前降低或去除過(guò)量消毒劑。如果采用的是含氯消毒劑，合適的消毒劑中和劑包括活性炭和硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、過(guò)氧化氫和過(guò)碳酸鈉等還原劑。
因此，本發(fā)明還提供如下凈化和澄清非潔凈飲用水的方法，包括對(duì)非潔凈飲用水進(jìn)行以下處理(i)凝聚和絮凝，其間，非潔凈飲用水與主促凝劑、聚合物橋連絮凝劑和可能有的聚合物促凝劑混合接觸，使得水中的雜質(zhì)凝聚和絮凝成為固體物質(zhì)；(ii)消毒，其間，凝聚和絮凝基本完成的飲用水與抗微生物消毒劑接觸；(iii)分離，這可以在消毒之前也可以在之后，其間，固體物質(zhì)通過(guò)物理手段從飲用水中分離；和(iv)中和，分離后的水與消毒劑中和劑接觸，目的在于減少或消除過(guò)量消毒劑。
此外，本發(fā)明方法最好還包括補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，讓飲用水與食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源接觸，這可以在分離之前也可以在之后。
因此，本發(fā)明還提供了如下凈化和澄清非潔凈飲用水的方法，包括對(duì)非潔凈水進(jìn)行以下處理(i)凝聚和絮凝，其間，非潔凈飲用水與主促凝劑、聚合物橋連絮凝劑和可能有的聚合物促凝劑混合接觸，使得水中的雜質(zhì)凝聚和絮凝成為固體物質(zhì)；(ii)消毒，其間，凝聚和絮凝基本完成的飲用水與抗微生物消毒劑接觸；
(iii)分離，這可以在消毒之前也可以在之后，具間，固體物質(zhì)通過(guò)物理手段從飲用水中分離；和(iv)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，讓飲用水與食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源接觸，這可以在分離之前也可以在之后。
在本發(fā)明方法中，以非潔凈飲用水的重量為基準(zhǔn)，所述主促凝劑的加量一般約為50-500ppm，以75-300ppm為佳，尤以100-250ppm為佳；橋連絮凝劑的加量一般約為1-15ppm，以2-10ppm為佳，尤以2.5-7.5ppm為佳；促凝劑的加量一般約為1-25ppm，以5-20ppm為佳，尤以8-12ppm為佳；抗微生物消毒劑的加量一般約為2-25ppm，以3-20ppm為佳，尤以4-15ppm為佳。用本發(fā)明方法處理的非潔凈飲用水一般約為0.1-100L，以0.5-40L，5-20L為佳，尤以8-13L為佳。
雖然各種從部分凈化飲用水中分離固體物質(zhì)的常規(guī)方法—例如傾淅、沉降、浮選等—都可采用，但優(yōu)選用紙質(zhì)、無(wú)紡材料或布質(zhì)過(guò)濾元件的過(guò)濾。而且，所述過(guò)濾最好一步完成且無(wú)需更換過(guò)濾元件。本發(fā)明的特征之一是所述組合物和方法在通過(guò)紙質(zhì)和無(wú)紡材料過(guò)濾介質(zhì)時(shí)具有優(yōu)良的過(guò)濾特性，而此類過(guò)濾介質(zhì)更適合去除孢囊體和細(xì)菌等雜質(zhì)。本發(fā)明在通過(guò)棉布之類親水性布質(zhì)過(guò)濾元件時(shí)也具有良好的過(guò)濾特性，此類過(guò)濾系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于成本低和環(huán)保，而且過(guò)濾效力高。
本發(fā)明組合物、方法和成套用具尤其適合凈化含砷和/或鉛等重金屬雜質(zhì)的水，本發(fā)明能夠?qū)⑸闈舛冉抵良s5ppb以下，甚至2ppb以下，將鉛濃度降至約15ppb以下，甚至10ppb以下。
本發(fā)明組合物、方法和成套用具還適合凈化含腐殖酸等有機(jī)雜質(zhì)的水，本發(fā)明可將有機(jī)物含量降至約10ppm以下，較好的是7ppm以下，甚至4ppm以下，可將三鹵甲烷(THM)含量降至約100bbp以下，較好的是70ppb以下，甚至40ppb以下。
本發(fā)明組合物、方法和成套用具還適合凈化含賈第蟲(chóng)(Giardia)和隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium parvum)等孢囊體的水，本發(fā)明可將孢囊體濃度降低至少log2倍，較好的是至少log3倍，甚至log3.5倍。
本發(fā)明還提供了一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水的成套用具，其中包括(i)一份或多份單位劑量的本發(fā)明凈水組合物，和(ii)用物理方法將固體物質(zhì)從飲用水中分離的配件。
所述用物理方法將固體物質(zhì)從飲用水中分離的配件包括前文所述布質(zhì)、紙質(zhì)和無(wú)紡材料過(guò)濾介質(zhì)。
本發(fā)明試劑盒還可以包括一份或多份單位劑量的抗微生物消毒劑組合物和/或一份或多份單位劑量的食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)素組合物。所述抗微生物消毒劑組合物可與所述凈水組合物同時(shí)使用，也可以先后使用。而且，食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)素組合物也可以與凈水組合物同時(shí)或先后使用。
本發(fā)明的詳細(xì)描述主促凝劑適用于本發(fā)明的主促凝劑選自水溶性無(wú)機(jī)鹽及其混合物。在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明組合物所含的無(wú)機(jī)金屬鹽選自硫酸鐵，氯化鐵，硫酸錳，氯化錳，硫酸銅，氯化銅，硫酸鋁，氯化鋁，它們的多聚變體(poly-variations)，及其混合物。本發(fā)明組合物中無(wú)機(jī)金屬鹽的選擇標(biāo)準(zhǔn)是必需能夠作為促凝劑與帶電水溶性雜質(zhì)相互作用，從而中和其電荷使其不溶于水，通常形成所述雜的非水溶性鹽，然后從溶液中沉淀出來(lái)。本發(fā)明組合物中的無(wú)機(jī)鹽還可以降低水的濁度，即通過(guò)提高非水溶性雜質(zhì)的粒徑來(lái)引起沉降或者促進(jìn)過(guò)濾、浮選或傾淅等水—不溶物去除過(guò)程。本發(fā)明所選的無(wú)機(jī)鹽還能夠使重金屬離子共沉淀出來(lái)，并能把有機(jī)物質(zhì)凝聚或吸附到以上形成于水中的非水溶性雜質(zhì)上，從而降低水中的總有機(jī)物含量。
較好的是，本發(fā)明組合物中的無(wú)機(jī)金屬鹽是多價(jià)鹽，優(yōu)選二價(jià)或三價(jià)無(wú)機(jī)鹽，例如硫酸鋁(III)，硫酸亞鐵或硫酸鐵，最好的是硫酸鐵(III)。本發(fā)明的“無(wú)機(jī)金屬鹽”包括它們的多聚變體，例如聚氯化鋁和聚鐵(III)物質(zhì)，但不包括含甲基或乙基的化合物。所述無(wú)機(jī)鹽最好不含碳原子。所謂“無(wú)碳原子的無(wú)機(jī)金屬鹽”包括含有微量碳雜質(zhì)的無(wú)機(jī)金屬鹽原料，例如天然無(wú)機(jī)金屬鹽原料所含的碳。例如，本發(fā)明組合物優(yōu)選的無(wú)機(jī)金屬鹽(以該鹽重量為基準(zhǔn))所含碳原子少于5wt％，較好的是少于3wt％，尤以少于1wt％、0.1wt％、甚至0.01wt％為佳。
本發(fā)明特別優(yōu)選的無(wú)機(jī)金屬鹽是那些作為酸來(lái)源的鹽，例如硫酸鋁(III)或硫酸鐵。當(dāng)本發(fā)明組合物含有碳酸根來(lái)源例如碳酸鈉時(shí)，更是如此，因?yàn)樗鏊醽?lái)源可以與碳酸根來(lái)源反應(yīng)而形成氣體。該過(guò)程稱為泡騰，有助于組合物的分散，當(dāng)本發(fā)明組合物為片劑形式時(shí)尤其如此。
本發(fā)明組合物的無(wú)機(jī)鹽的最低含量以1wt％，5wt％，10wt％，15wt％，20wt％，25wt％為佳，最多以50wt％，40wt％或30wt％為佳，所述無(wú)機(jī)鹽選自硫酸鐵，氯化鐵，硫酸錳，氯化錳，硫酸銅，氯化銅，硫酸鋁，氯化鋁，它們的多聚變體(poly-variations)，及其混合物。助凝劑本發(fā)明凈水組合物宜包含助凝劑(有時(shí)又稱“第一聚合物材料”)。優(yōu)選的是具有氨基，因而在自然狀態(tài)下為陽(yáng)離子的聚合物材料。所述第一聚合物材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)是能夠協(xié)助凝聚和絮凝過(guò)程，尤其是能夠聯(lián)同主促凝劑促進(jìn)顆粒吸附和促進(jìn)非水溶性顆粒凝聚成較大的非水溶性凝聚復(fù)合體即絮凝物。該第一聚合物材料還能夠吸收或聚集油、脂肪及其他有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，并能夠螯合重金屬離子。
“氨基”在本發(fā)明中包括伯胺基團(tuán)，仲胺基團(tuán)，叔胺基團(tuán)和四價(jià)銨等季銨基團(tuán)，但不包括酰胺基。所述氨基可以是連接于聚合物骨架的單體單元的基團(tuán)，也可以是所述聚合物的一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)，例如多糖上的一個(gè)側(cè)鏈氨基，優(yōu)選側(cè)鏈氨基。
較好的是，所述聚合物基本上不溶于水。“基本上不溶于水”表示用以下方法測(cè)定，不溶物的總干重至少為10％將lg所述物質(zhì)加入1L pH6.8-8.0的蒸餾水中，20℃，劇烈攪拌24小時(shí)。然后用3微米過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾，收集不溶物，80℃干燥至恒重，一般需24-48小時(shí)。然后測(cè)定這些不溶物的重量，并計(jì)算這些不溶物干重的百分比。
當(dāng)所述第一聚合物材料遇水時(shí)，最好使所含的氨基部分質(zhì)子化，這樣的質(zhì)子化反應(yīng)一般發(fā)生在pH9.0以下，以pH3-8為宜。因此，當(dāng)所述第一聚合物材料處于pH9以下水溶液中時(shí)，以呈陽(yáng)離子形式為宜。或者，所述第一聚合物材料的氨基事先已經(jīng)處于帶電狀態(tài)，例如被取代或質(zhì)子化狀態(tài)。所述第一聚合物材料的氨基可以是季銨陽(yáng)離子。
所述第一聚合物材料最好含有含氨基的多糖。所述第一聚合物材料可以包含陽(yáng)離子淀粉，例如由馬鈴薯淀粉、白玉米淀粉、黃玉米淀粉、麥淀粉和稻米淀粉制得的陽(yáng)離子淀粉。更好的是，所述第一聚合物材料所含的多糖含有與多糖骨架中單糖單體單元直接相連的氨基。更好的是，所述第一聚合物材料含有葡糖胺聚合物，骨架中的單糖單元全部通過(guò)β-1-4-糖苷鍵線性連接。更好的是，所述第一聚合物材料含修飾過(guò)的殼多糖，例如脫乙酰殼多糖，修飾過(guò)的脫乙酰殼多糖或其鹽。最好，所述第一聚合物材料含脫乙酰殼多糖或修飾過(guò)的脫乙酰殼多糖。所述第一聚合物材料可以是不純的殼多糖，因此，殼多糖可以作為本發(fā)明第一聚合物材料的優(yōu)選來(lái)源。
適用于本發(fā)明的脫乙酰殼多糖一般來(lái)自甲殼類動(dòng)物，例如蟹、龍蝦和小蝦的殼多糖，也可采用來(lái)自真菌殼多糖的脫乙酰殼多糖。本發(fā)明所用的脫乙酰殼多糖一般存在于甲殼類動(dòng)物的殼內(nèi)，可用各種方法提取，例如US3533940、US3862122、US3922260和US4195175所述的提取方法。
本發(fā)明所用第一聚合物材料的氨基修飾率至少為0.1，以至少0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9或者1.0為佳。所述修飾率反映聚合物中氨基的數(shù)量，是聚合物每單體單元的氨基比數(shù)。
較好的是，所述第一聚合物材料的重均分子量至少為10000，或者至少25000，50000，75000，100000。
本發(fā)明組合物中所述第一聚合物材料的含量以至少0.1wt％，0.5wt％，1wt％，1.5wt％，2wt％或2.5wt％為佳，至多以50wt％，40wt％，30wt％，20wt％，10wt％，5wt％或4wt％為佳。橋連絮凝劑本發(fā)明組合物還包含橋連絮凝劑(有時(shí)又稱第二聚合物材料)。較好的是，該第二聚合物材料在使用濃度基本上可溶于水，重均分子量至少約100,000，至少約2000000更好。該第二聚合物材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)是具有絮凝作用，能夠引起非水溶性顆粒聚集成更大的非水溶性聚集復(fù)合物，即絮凝物。據(jù)信，第二聚合物材料的絮凝能力緣于其高分子量、結(jié)構(gòu)和水溶性。
所述第二聚合物材料的分子量一般高于前述第一聚合物材料，而且不含氨基。較好的是，該第二聚合物材料含有酰胺基。更好的是，第二聚合物材料是聚丙烯酰胺。第二聚合物材料不宜是聚丙烯酰胺陽(yáng)離子，而且其他第二聚合物材料也不宜是陽(yáng)離子。
較好的是，本發(fā)明的第二聚合物材料是非離子或陰離子，以陰離子為佳，而且，第二聚合物材料以含有每單體單元至少0.02，0.05或0.1個(gè)陰離子基團(tuán)為佳。
本發(fā)明的第二聚合物材料一般是聚丙烯酰胺，尤其是陰離子或非離子型聚丙烯酰胺。典型的本發(fā)明所述陰離子和非離子型聚丙烯酰胺是Ciba的Magnafloc系列，其中，尤其好的是Magnafloc LT20，Magnafloc LT25，Magnafloc LT25S，Magnafloc LT26，Magnafloc LT28，Magnafloc 351和Magnafloc 919。
較好的是，本發(fā)明組合物中僅含少量基本上可溶于水的有機(jī)物?！吧倭炕旧峡扇苡谒挠袡C(jī)物”可如下界定將500mg所述組合物加入含有可測(cè)量基本上可溶于水的有機(jī)物的1L去離子水中形成溶液。所述溶液放置30分鐘，間或加以攪拌，然后用平均孔徑1.2微米的Whatman GF/C濾紙過(guò)濾，制取凈水。用ISO82451999方法測(cè)定該凈水的總有機(jī)物含量(TOC)。含有“極少量可溶物”的組合物定義為據(jù)該方法測(cè)定，該組合物凈化所得凈水的TOC低于10ppm，以低于7ppm為佳，尤以低于4ppm為佳。
而且，較好的是，實(shí)際應(yīng)用本發(fā)明組合物或用于處理模擬地表水都可以實(shí)現(xiàn)所述基本上可溶于水的有機(jī)物的低含量。為此，將620mg所述組合物分別加入1L實(shí)際水或模擬地表水，并重復(fù)進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。較好的是，處理后的TOC低于10ppm，以低于7ppm為佳，尤以低于4ppm為佳。
較好的是，所述第二聚合物材料不含多糖，更好的是，它不含羧甲基纖維素或其衍生物。
較好的是，該第二聚合物材料的重均分子量至少2500000，3000000，5000000，7500000，10000000或15000000。
較好的是，本發(fā)明組合物中第二聚合物材料的含量以至少0.1wt％，0.2wt％，0.5wt％或1wt％，至多30wt％，20wt％，10wt％，5wt％或3wt％為宜。抗微生物消毒劑本發(fā)明組合物最好含有抗微生物消毒劑(有時(shí)又稱消毒劑)。所述消毒劑可包含各種適用于水體消毒或凈化的化合物。該消毒劑可以是無(wú)機(jī)物，例如銀鹽、膠體篩、納米篩、臭氧、二氧化氯、氯、次氯酸鈉或氯胺。消毒劑也可以是有機(jī)物，例如季銨化合物。優(yōu)選的消毒劑包括含氯的無(wú)機(jī)物，其中的氯為正氧化態(tài)而非負(fù)一價(jià)態(tài)，其價(jià)態(tài)以高于負(fù)一為宜。優(yōu)選的氯源包括次氯酸鹽(尤其是次氯酸鈣)和有機(jī)氯源(例如異氰脲酸酯)。其他優(yōu)選消毒劑包含碘和碘源(例如多碘化樹(shù)脂)。
如前所述，消毒劑在使用中以受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放的形式為宜。實(shí)現(xiàn)此類受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放的機(jī)制(后文稱“緩釋機(jī)制”)包括將所述消毒劑與例如低水溶性或疏水性材料混合或用此類材料包裹，或形成足夠厚的包衣，利用該包衣的溶出動(dòng)力學(xué)特性實(shí)現(xiàn)緩釋。低水溶性或疏水性材料包括蠟、石蠟、二氧化硅、沸石、粘土、樹(shù)脂聚合物、纖維素、交連聚合物，碳酸鈣之類不溶性鹽等。包衣材料可在篩盤(pán)、轉(zhuǎn)鼓和垂直混合機(jī)中通過(guò)凝聚施加，也可以噴涂。實(shí)現(xiàn)緩釋的其他方法包括可改變消毒劑物理特性的機(jī)械法，例如壓縮、造粒等，造?？梢愿淖兿緞┑牧椒植?。
要在高含量有機(jī)雜質(zhì)的非潔凈飲用水中實(shí)現(xiàn)最佳絮凝效果和消毒效果，特別優(yōu)選的顆粒型消毒劑以次氯酸鈣為佳，其粒徑分布為210μm(Tyler 65目)，更好的是425μm(35目)，600μm(28目)，710μm(24目)，850μm(20目)，甚至1000μm(16目)篩網(wǎng)上的截留率至少約50wt％，以至少75wt％為佳，尤以至少90wt％為佳。
為了盡可能避免最終單位劑量組合物中的隨機(jī)取樣偏差，顆粒消毒劑的粒徑分布優(yōu)選2000μm(9目)，更好的是1400μm(12目)篩網(wǎng)的透過(guò)率至少約50wt％，70wt％更好。
本發(fā)明組合物中消毒劑的含量以至少0.01wt％，0.1wt％，0.2wt％，0.5wt％，0.7wt％，1.0wt％，1.2wt％或1.5wt％，至多20wt％，10wt％，5wt％，4wt％或2.5wt％為佳。非水溶性硅酸鹽本發(fā)明組合物宜包含選自粘土、沸石或其混合物的非水溶性硅酸鹽。
本發(fā)明優(yōu)選的硅酸鹽是粘土。粘土的作用是作為非水溶性雜質(zhì)聚集形成絮凝物的種粒。組合物中包含粘土，與不含粘土相比，可提高絮凝速度并形成較大的絮凝物。粘土還具有溶脹劑的作用，而且，如果本發(fā)明組合物呈片劑形式，粘土可因遇水溶脹而提高片劑遇水崩解的速度，從而使片劑中的組分受溶脹的粘土顆粒的壓迫而分散開(kāi)來(lái)。粘土還可以在片劑中起干燥劑的作用，還可以作為陽(yáng)離子交換劑去除水中的金屬離子，還可以通過(guò)吸附消除水中的顏色、重金屬和某些有機(jī)物。
所述粘土優(yōu)選蒙脫石粘土，二八面晶體蒙脫石粘土(例如高嶺土)或三八面體晶體蒙脫石粘土(例如鋰蒙脫石粘土)，還包括存在于沉積蒙脫石粘土中的那些。本發(fā)明特別適合的粘土包括硅酸鎂鋁(laponite)粘土，鋰蒙脫石粘土，蒙脫石，montronite，滑石粉，volkonsite，鋅蒙脫石，貝得石，allevarlite，伊利石，多水高嶺土和綠坡縷石。在含次氯酸鈣的組合物中，為了確保消毒劑的穩(wěn)定性，必需注意控制粘土的游離水含量。較好的是，所述游離水含量應(yīng)低于約4wt％，以低于約3wt％，2.5wt％為佳，尤以低于1.5wt％為佳。游離水含量測(cè)定用2g樣品按照前文所述方法進(jìn)行。
為了獲得最佳的消毒劑穩(wěn)定性，本發(fā)明優(yōu)選經(jīng)過(guò)預(yù)干燥的粘土，被干燥后，這樣的粘土能夠爭(zhēng)奪或吸收水份。這樣的粘土可用它們的所謂“水容量”來(lái)描述，所謂“水容量”即，用動(dòng)態(tài)蒸氣吸收技術(shù)測(cè)定，少量(例如10mg)干燥后材料樣品從相對(duì)濕度為80％的20℃空氣中吸收水份達(dá)到平衡時(shí)的重量百分比。例如，如果10mg干燥粘土吸收了2mg水份，則其水容量為20％。本發(fā)明優(yōu)選水容量至少約10％，15％，甚至18％的干燥粘土。
本發(fā)明組合物中粘土的含量以至少1wt％，5wt％，10wt％，15wt％，20wt％或25wt％，至多80wt％，50wt％或35wt％為佳。
本發(fā)明可用硅鋁酸鹽代替粘土，或與粘土聯(lián)用。硅鋁酸鹽可以作為陽(yáng)離子交換劑去除水中的金屬離子，并可作為種粒促進(jìn)絮凝物的形成，作為干燥劑提高消毒劑的穩(wěn)定性。本發(fā)明優(yōu)選的硅鋁酸鹽包括A沸石，X沸石，Y沸石，P沸石和β沸石。較好的是，硅鋁酸鹽的游離水含量應(yīng)低于約4wt％，以低于約3wt％，2.5wt％為佳，尤以低于1.5wt％為佳。
為了獲得最佳的消毒劑穩(wěn)定性，本發(fā)明優(yōu)選經(jīng)過(guò)預(yù)干燥的硅鋁酸鹽，被干燥后，這樣的硅鋁酸鹽能夠爭(zhēng)奪或吸收水份。這樣的硅鋁酸鹽可用它們的所謂“水容量”來(lái)描述。本發(fā)明優(yōu)選水容量至少約10％，15％，甚至18％的干燥硅鋁酸鹽。
本發(fā)明組合物中硅鋁酸鹽的含量以至少1wt％，5wt％，10wt％，15wt％，20wt％或25wt％，至多80wt％，50wt％或35wt％為佳。第三聚合物材料本發(fā)明組合物還可以包含第三聚合物材料，它不含氨基，而且基本上不溶于水。有關(guān)“基本上不溶于水”的定義如前所述。因此，該第三聚合物材料不同于，而且不是第一或第二聚合物材料。該第三聚合物材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)是能夠作為種粒促進(jìn)絮凝物的形成?？捎迷摰谌酆衔锊牧洗嬲惩粱蚍惺?，或與它們聯(lián)用。較好的是，該第三聚合物材料的游離水含量應(yīng)低于約4wt％，以低于約3wt％，2.5wt％為佳，尤以低于1.5wt％為佳。
較好的是，該第三聚合物材料含纖維素，以無(wú)修飾纖維素為佳，最好是粉狀纖維素。
本發(fā)明組合物中所示第三聚合物材料的含量以至少1wt％，5wt％，10wt％，15wt％，20wt％或25wt％，至多80wt％，50wt％或35wt％為宜。堿本發(fā)明組合物還包含堿，這包括各種遇水呈堿性的化合物，它們不是聚合物。本發(fā)明組合物中堿的含量以能遇水形成pH5-8，較好為pH6-7的溶液為準(zhǔn)。
優(yōu)選的堿選自碳酸鈉，碳酸氫鈉，氫氧化鈉，氧化鈉，碳酸鈣，碳酸氫鈣，氫氧化鈣，氧化鈣，碳酸鉀，碳酸氫鉀，氫氧化鉀，氧化鉀，或其混合物。
本發(fā)明優(yōu)選遇水即為碳酸根源的堿，例如碳酸鈉或碳酸氫鈉。如果本發(fā)明組合物含有酸源，例如硫酸鐵等無(wú)機(jī)鹽，作為碳酸根源的堿即可與該酸源反應(yīng)產(chǎn)生氣體。這一過(guò)程即泡騰，可以提高組合物分散的速度，尤其當(dāng)本發(fā)明組合物呈片劑形式時(shí)。
本發(fā)明含次氯酸鈣為消毒劑的組合物優(yōu)選同時(shí)可作為除濕劑的堿，尤其是無(wú)水碳酸鈉。
本發(fā)明組合物中堿的含量為1-50wt％，以至少5wt％，10wt％，15wt％，20wt％或25wt％，至多45wt％，40wt％或35wt％為佳。組合物本發(fā)明組合物以固體單位劑型為宜，尤其是片劑或粉劑。本發(fā)明組合物最好帶有包裝，以免受到環(huán)境條件例如濕度的影響。較好的是，用不透水的材料，例如聚丙烯或常用層合材料來(lái)包裝本發(fā)明組合物。此類層合材料的一個(gè)例子是Akerlund & Raus的層合材料，它包含有包衣的紙層(外層)，LDPE，鋁箔和經(jīng)FDA認(rèn)證可用于食品包裝的Surlyn(一種乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物)內(nèi)層。使用方法本發(fā)明組合物可按照以下方法用于凈化水，所述方法包括(a)讓組合物與水接觸，獲得部分凈化的水，其中含有固體物質(zhì)；(b)用以下方法去除所述部分凈化水中的至少部分固體物質(zhì)，從而獲得凈水(i)過(guò)濾；或(ii)傾淅；或(iii)沉降；或(iv)浮選；或(v)以上方法聯(lián)用。
本發(fā)明組合物的形式可以是片劑或固體粉劑，將其加入水中一般可獲得含有固體物質(zhì)—例如絮凝物—的部分凈化的水。這些固體物質(zhì)可用多種技術(shù)從部分凈化的水中分離去除，常用的方法是過(guò)濾，但也可采用傾淅、沉降和浮選。所謂過(guò)濾即將部分凈化的水通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，從而至少部分去除其中的固體物質(zhì)。過(guò)濾可以利用離心力，例如，將部分凈化的水完全密封在過(guò)濾器內(nèi)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)使得所述部分凈化的水通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，從而至少分離出部分所述固體物質(zhì)。過(guò)濾也可以利用浸沒(méi)法，例如，將過(guò)濾介質(zhì)浸沒(méi)在所述部分凈化的水中，或在其中移動(dòng)過(guò)濾介質(zhì)，由此分離出至少部分所述固體物質(zhì)。
所用的過(guò)濾介質(zhì)一般為布質(zhì)、無(wú)紡材料和紙質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)和拋光過(guò)濾介質(zhì)，例如含活性炭、玻璃纖維、沸石、離子交換介質(zhì)或其混合物的過(guò)濾介質(zhì)，這樣的過(guò)濾介質(zhì)可去除有機(jī)物、重金屬離子和殘留消毒劑等水中的殘余雜質(zhì)。適用的過(guò)濾介質(zhì)可浸涂以銀或其他抗微生物組分，這樣，細(xì)菌就無(wú)法在這樣的過(guò)濾介質(zhì)上生長(zhǎng)，過(guò)濾介質(zhì)就可以多次反復(fù)使用而不致于污染待過(guò)濾的水?？梢允褂蒙斑^(guò)濾介質(zhì)，也可以將多個(gè)/種過(guò)濾器聯(lián)用。
較好的是，在每1L水中加至少10mg，50mg，75mg，100mg，150mg，200mg，250mg或300mg，至多2000mg，1000mg或750mg本發(fā)明組合物。該加量取決于水的純凈度。水越干凈，組合物需加量就越少。
實(shí)施例實(shí)施例1以下為本發(fā)明組合物的組成。所有百分比均為重量百分比。
實(shí)施例2將500mg實(shí)施例1中的組合物A至K以粉末或片劑形式分別加入1L水中，略加攪拌。靜置5分鐘，然后攪拌1分鐘，然后再靜置20分鐘。在此期間，水中形成了非水溶性絮凝物。然后，通過(guò)傾倒讓水通過(guò)一緊實(shí)的布質(zhì)過(guò)濾器以去除所述非水溶性絮凝物，收集濾過(guò)的水，此為凈水。實(shí)施例3將500mg組合物A，C，D，F(xiàn)，G，I，J和K以粉末或片劑形式分別加入1L水中，略加攪拌。靜置10分鐘，然后攪拌1分鐘，然后再靜置20分鐘。在此期間，水中形成了非水溶性絮凝物。然后，通過(guò)傾倒讓水通過(guò)一緊實(shí)的布質(zhì)過(guò)濾器以去除所述非水溶性絮凝物，收集濾過(guò)的水，在其中加入1mg次氯酸鈣，略加攪拌，此為凈水。實(shí)施例4以下為本發(fā)明組合物的組成。所有百分比均為重量百分比。
以上組合物中加入的是顆粒次氯酸鈣，粒徑中值為1212μm，大于1400μm的不到25wt％，大于2000μm的不到0.5wt％，小于150μm的不到3％。組合物的游離水含量為1-4wt％。鋰蒙脫石粘土、高嶺土和X沸石都預(yù)先干燥至游離水含量低于1.5wt％，水容量大于18wt％。組合物的tmax至少為8分鐘，t80少于30秒。將6.2g組合物L(fēng)至V以粉末形式加入10L水中，組合物原為聚丙烯袋包裝的單位劑型。加入組合物后，略加攪拌。靜置5分鐘，然后攪拌1分鐘，再靜置5分鐘。在此期間，水中形成非水溶性絮凝物。將該液體通過(guò)棉布或無(wú)紡材料過(guò)濾介質(zhì)，去除其中的非水溶性絮凝物，收集濾過(guò)的水，再靜置15分鐘，此為凈水。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它包含(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)橋連絮凝劑，選自水溶性和水分散性、陰離子和非離子型、重均分子量至少約2,000,000的聚合物，及其混合物；(iii)助凝劑，選自水溶性和水分散性、陽(yáng)離子型、重均分子量低于約1,500,000的聚合物，及其混合物；和可選的一種或多種以下物質(zhì)(iv)抗微生物消毒劑；(v)水溶性堿；(vi)非水溶性硅酸鹽，選自粘土，沸石，或其混合物；和(vii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中主促凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至200∶1，以20∶1至100∶1為佳，尤以25∶1至75∶1為佳。
3.一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它包含(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑，選自水溶性和水分散性、陰離子和非離子型、重均分子量至少約2,000,000的聚合物；主促凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至150∶1，以20∶1至100∶1為佳，尤以25∶1至75∶1為佳；和可選的一種或多種以下物質(zhì)(iii)水溶性或水分散性助凝劑，選自水溶性和水分散性、陽(yáng)離子型、重均分子量低于約1,500,000的聚合物；(iv)抗微生物消毒劑；(v)水溶性堿；(vi)非水溶性硅酸鹽，選自粘土，沸石，或其混合物；和(vii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其中主促凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為8∶1至100∶1，以12∶1至30∶1為佳，尤以15∶1至25∶1為佳。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其中助凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至1∶6，以5∶1至1∶3為佳，尤以3∶1至1∶1為佳。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其中主促凝劑與抗微生物消毒劑的重量比約為10∶1至100∶1，以12∶1至60∶1為佳，尤以15∶1至40∶1為佳。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其中主促凝劑與水溶性堿的重量比約為0.8∶1至3∶1，以0.9∶1至2.4∶1為佳，尤以1∶1至2∶1為佳。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其中主促凝劑與非水溶性硅酸鹽的重量比約為0.3∶1至5∶1，以0.7∶1至2∶1為佳，尤以0.8∶1至1.2∶1為佳。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含約10-99wt％主促凝劑，以約15-50wt％為佳，尤以25-40wt％為佳。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含約0.1-10wt％橋連絮凝劑，以約0.2-5wt％為佳，尤以0.4-3wt％為佳。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含約0.1-10wt％助凝劑，以約0.5-5wt％為佳，尤以1-4wt％為佳。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含約0.2-10wt％抗微生物消毒劑，以約0.5-4wt％為佳，尤以0.7-2.5wt％為佳。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含約10-45wt％水溶性堿，以約15-40wt％為佳，尤以18-35wt％為佳。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含約10-80wt％非水溶性硅酸鹽，以約20-50wt％為佳，尤以25-40wt％為佳。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其形式為用于凈化和澄清相對(duì)少量非潔凈飲用水的單位劑量形式。
16.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其形式為用于凈化和澄清相對(duì)少量非潔凈飲用水的單位劑量形式，其中被處理的水量約為0.1-100L，以0.5-40L為佳，5-20L更好，尤以8-13L為佳，所述組合物的單位劑量約為50-2000mg/L非潔凈飲用水，以250-1000mg/L為佳，尤以300-750mg/L為佳。
17.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，所述單位劑型包含(i)約15-50wt％主促凝劑，以25-40wt％為佳；(ii)約0.5-5wt％橋連絮凝劑，以0.7-3wt％為佳；和(iii)約0.5-5wt％助凝劑，以1-4wt％為佳。
18.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它包含主促凝劑，橋連絮凝劑和助凝劑，它們的含量足以在非潔凈飲用水中形成如下濃度約50-500ppm主促凝劑，以75-300ppm為佳，尤以100-250ppm為佳；約1-15ppm橋連絮凝劑，以2-10ppm為佳，尤以2.5-7.5ppm為佳；和約1-25ppm助凝劑，以5-20ppm為佳，尤以8-12ppm為佳。
19.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其中所述抗微生物消毒劑的形式為受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放的形式，使得所述組合物加入20℃去離子水后達(dá)到消毒劑最高濃度所需時(shí)間tmax至少為1分鐘，以至少2分鐘為宜，至少4分鐘更好，尤以至少8分鐘為佳。
20.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，80％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t80，更好的是90％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t90不到2分鐘，以不到1分鐘為佳，尤以不到30秒為佳。
21.一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水的組合物，它包含(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑；(iii)抗微生物消毒劑；該抗微生物消毒劑的形式為受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放的形式，使得組合物加入20℃去離子水后達(dá)到消毒劑最高濃度所需時(shí)間tmax大于組合物的80％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t80，更好的是大于90％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t90。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，所述tmax比t80，更好的是比t90大至少1分鐘，以大至少2分鐘為佳，大4分鐘更好，尤以大8分鐘為佳。
23.一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水并補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的組合物，它包含(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑；(iii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的組合物，所述的食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源選自(i)不會(huì)凝聚或至少部分抗凝聚和絮凝作用的食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)源，例如加氟劑，加碘劑和鋅、鐵等必要礦物質(zhì)；(ii)受控、延遲、持續(xù)或緩慢釋放形式的食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)源，使得組合物加入20℃去離子水后達(dá)到消毒劑最高濃度所需時(shí)間tmax大于組合物的80％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t80，更好的是大于90％-ile可溶性有機(jī)物絮凝速度t90。
25.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，所述助凝劑是基本不溶于水的陽(yáng)離子多糖，以脫乙酰殼多糖為佳。
26.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，所述抗微生物消毒劑是含氯消毒劑，以次氯酸鈣為佳。
27.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，它還包含一種除濕劑，組合物的游離水含量低于約6wt％，以低于約4wt％為佳，尤以低于2.5wt％為佳，所述除濕劑的游離水含量低于約4wt％，以低于約3wt％為佳，低于約2.5wt％更好，尤以低于約1.5wt％為佳，所述除濕劑優(yōu)選預(yù)干燥粘土和蒙脫石，無(wú)水碳酸鈉，及其混合物。
28.一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水并補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的組合物，它包含(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑；(iii)作為抗微生物消毒劑的次氯酸鈣；和可選的(iv)除濕劑，組合物的游離水含量低于約6wt％，以低于約4wt％為佳，尤以低于約2.5wt％為佳。
29.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，其過(guò)濾特性為20℃的環(huán)境溫度下，至少1L模擬地表水用所述組合物按620mg/L處理后通過(guò)Whatman 1.2μmGF/C級(jí)過(guò)濾介質(zhì)的時(shí)間在1小時(shí)內(nèi)且不引起堵塞，45分鐘內(nèi)為佳，30分鐘內(nèi)更好；通過(guò)的水量以至少2L為佳，至少3L更好。
30.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的組合物，用其處理后的模擬地表水的最終濁度低于5NTU，以低于2NTU為佳，低于1NTU更好，所述濁度是用Jenway6035濁度計(jì)每日用5.0NTU標(biāo)準(zhǔn)品校準(zhǔn)后的測(cè)得值。
31.一種用于凈化非潔凈飲用水的組合物，它包含(i)第一聚合物材料，其含有氨基；和(ii)第二聚合物材料，不同于第一聚合物材料，基本上可溶于水，重均分子量至少2000000；和可選的(iii)無(wú)機(jī)金屬鹽，選自硫酸鐵、氯化鐵、氯化鋁、硫酸鋁、硫酸錳、氯化錳、硫酸銅、氯化銅、它們的多聚變體，及其混合物。
32.一種用于凈化非潔凈飲用水的組合物，它包含(i)第一聚合物材料，是含有氨基的多糖；和(ii)第二聚合物材料，不同于第一聚合物材料，基本上可溶于水，重均分子量至少100000；和可選的(iii)無(wú)機(jī)金屬鹽，選自硫酸鐵、氯化鐵、氯化鋁、硫酸鋁、硫酸錳、氯化錳、硫酸銅、氯化銅、它們的多聚變體，及其混合物。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的組合物，所述第一聚合物材料包含多糖，優(yōu)選脫乙酰殼多糖，修飾的脫乙酰殼多糖，它們的鹽，或以上所述物質(zhì)的混合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求31至33中任一項(xiàng)所述的組合物，所述無(wú)機(jī)金屬鹽選自硫酸鐵，硫酸鋁，氯化鐵，它們的多聚變體，及其混合物。
35.根據(jù)權(quán)利要求31至34中任一項(xiàng)所述的組合物，它還包含消毒劑。
36.根據(jù)權(quán)利要求31至35中任一項(xiàng)所述的組合物，它還包含粘土，優(yōu)選蒙脫石。
37.根據(jù)權(quán)利要求31至36中任一項(xiàng)所述的組合物，它還包含硅鋁酸鹽。
38.根據(jù)權(quán)利要求31至37中任一項(xiàng)所述的組合物，它還包含堿，優(yōu)選碳酸鈉，碳酸氫鈉，氫氧化鈉，氧化鈉，碳酸鈣，氧化鈣，氫氧化鈣，碳酸鉀，碳酸氫鉀，氫氧化鉀，氧化鉀，或其混合物。
39.根據(jù)權(quán)利要求31至38中任一項(xiàng)所述的組合物，它還包含既可在凈水同時(shí)也可在此前后使用的消毒劑。
40.一種凈化和澄清非潔凈飲用水的方法，該方法包括將非潔凈水與以下物質(zhì)接觸(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)橋連絮凝劑，選自水溶性和水分散性、陰離子和非離子型、重均分子量至少約2,000,000的聚合物，及其混合物；(iii)助凝劑，選自水溶性和水分散性、陽(yáng)離子型、重均分子量低于約1,500,000的聚合物，及其混合物；和可選的一種或多種以下物質(zhì)(iv)抗微生物消毒劑；(v)消毒劑中和劑(vi)水溶性堿；(vii)非水溶性硅酸鹽，選自粘土，沸石，或其混合物；和(viii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
41.一種凈化和澄清非潔凈飲用水的方法，該方法包括將非潔凈水與以下物質(zhì)接觸(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性橋連絮凝劑，選自水溶性和水分散性、陰離子和非離子型、重均分子量至少約2,000,000的聚合物；所述主促凝劑與橋連絮凝劑的重量比約為10∶1至150∶1，以20∶1至100∶1為佳，尤以25∶1至75∶1為佳；和可選的一種或多種以下物質(zhì)(iii)水溶性或水分散性助凝劑，選自水溶性和水分散性、陽(yáng)離子型、重均分子量低于約1,500,000的聚合物，及其混合物；(iv)抗微生物消毒劑；(v)消毒劑中和劑；(vi)水溶性堿；(vii)非水溶性硅酸鹽，選自粘土，沸石，或其混合物；和(viii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
42.一種凈化和澄清非潔凈飲用水的方法，該方法包括將非潔凈水與以下物質(zhì)接觸(i)主促凝劑，選自水溶性多價(jià)無(wú)機(jī)鹽及其混合物；(ii)水溶性或水分散性聚合物橋連絮凝劑；(iii)食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源；和可選的一種或多種以下物質(zhì)；(iv)水溶性或水分散性聚合物助凝劑；(v)抗微生物消毒劑；(vi)消毒劑中和劑；(vi)水溶性堿；和(vii)非水溶性硅酸鹽，選自粘土，沸石，或其混合物.
43.根據(jù)權(quán)利要求40-42中任一項(xiàng)所述的方法，包括(i)凝聚和絮凝，其間，非潔凈飲用水與主促凝劑、橋連絮凝劑和可能包含的助凝劑接觸，水中的雜質(zhì)凝聚和絮凝成固體物質(zhì)的形式；(ii)消毒，在凝聚和絮凝過(guò)程中或基本完成后進(jìn)行，飲用水與抗微生物消毒劑接觸；(iii)分離，在消毒之前或之后進(jìn)行，其間，固體物質(zhì)通過(guò)物理手段從飲用水中分離；和可選的一步或多步以下操作(iv)中和，在分離后進(jìn)行，其間，飲用水與消毒劑中和劑接觸從而減少或消除過(guò)量消毒劑；(v)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，在分離前或分離后進(jìn)行，其間，飲用水與食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源接觸。
44.一種凈化和澄清非潔凈飲用水的方法，包括對(duì)非潔凈水進(jìn)行以下操作(i)凝聚和絮凝，其間，非潔凈飲用水與主促凝劑、聚合物橋連絮凝劑和可能包含的聚合物助凝劑組成的混合物接觸，水中的雜質(zhì)凝聚和絮凝成固體物質(zhì)的形式；(ii)消毒，在凝聚和絮凝過(guò)程中或基本完成后進(jìn)行，飲用水與抗微生物消毒劑接觸；(iii)分離，在消毒之前或之后進(jìn)行，其間，固體物質(zhì)通過(guò)物理手段從飲用水中分離；(iv)中和，在分離后進(jìn)行，其間，飲用水與消毒劑中和劑接觸從而減少或消除過(guò)量消毒劑。
45.一種凈化和澄清非潔凈飲用水并補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的方法，包括對(duì)非潔凈水進(jìn)行以下操作(i)凝聚和絮凝，其間，非潔凈飲用水與主促凝劑、聚合物橋連絮凝劑和可能包含的聚合物助凝劑組成的混合物接觸，水中的雜質(zhì)凝聚和絮凝成固體物質(zhì)的形式；(ii)消毒，在凝聚和絮凝過(guò)程中或基本完成后進(jìn)行，飲用水與抗微生物消毒劑接觸；(iii)分離，在消毒之前或之后進(jìn)行，其間，固體物質(zhì)通過(guò)物理手段從飲用水中分離；(iv)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，在分離后進(jìn)行，其間，飲用水與食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)源接觸。
46.根據(jù)權(quán)利要求40-45中任一項(xiàng)所述的方法，所述主促凝劑的用量為在非潔凈飲用水中達(dá)到約50-500ppm，以75-300ppm為佳，尤以100-250ppm為佳。
47.根據(jù)權(quán)利要求40-46中任一項(xiàng)所述的方法，所述橋連絮凝劑的用量為在非潔凈飲用水中達(dá)到約1-15ppm，以2-10ppm為佳，尤以2.5-7.5ppm為佳。
48.根據(jù)權(quán)利要求40-47中任一項(xiàng)所述的方法，所述助凝劑的用量為在非潔凈飲用水中達(dá)到約1-25ppm，以5-20ppm為佳，尤以8-12ppm為佳。
49.根據(jù)權(quán)利要求40-48中任一項(xiàng)所述的方法，所述抗微生物消毒劑的用量為在非潔凈飲用水中達(dá)到約2-25ppm，以3-20ppm為佳，尤以4-15ppm為佳。
50.根據(jù)權(quán)利要求40-49中任一項(xiàng)所述的方法，所述非潔凈飲用水含有砷和/或鉛雜質(zhì)，所得凈水中的砷含量低于5ppb，以低于2ppb為佳，鉛含量低于15ppb以低于10ppb為佳。
51.根據(jù)權(quán)利要求40-50中任一項(xiàng)所述的方法，所述非潔凈飲用水含腐殖酸之類水溶性有機(jī)物雜質(zhì)，所得凈水中的總有機(jī)物含量低于10ppm，以低于7ppm為佳，尤以低于4ppm為佳，而且，三鹵甲烷即THM的含量低于100ppb，以低于70ppb為佳，尤以低于40ppb為佳。
52.根據(jù)權(quán)利要求40-51中任一項(xiàng)所述的方法，所述非潔凈飲用水含隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium parvum)等孢囊體雜質(zhì)，凈化后，孢囊體濃度的降低倍數(shù)至少約為log2，以至少log3為佳，尤以至少log3.5為佳。
53.根據(jù)權(quán)利要求40-52中任一項(xiàng)所述的方法，接受處理的非潔凈飲用水量約為0.1-100L，以0.5-20L為佳，5-15L更好，尤以8-12L為佳。
54.根據(jù)權(quán)利要求40-53中任一項(xiàng)所述的方法，包括用紙質(zhì)、無(wú)紡材料或布質(zhì)過(guò)濾元件進(jìn)行分離，所述分離以一步過(guò)濾且其間不用更換過(guò)濾元件為佳。
55.一種凈化和澄清非潔凈飲用水使之適合飲用的方法，包括將非潔凈飲用水與權(quán)利要求1-38中任一項(xiàng)所述的組合物接觸。
56.一種凈化非潔凈水的方法，包括以下步驟(a)將非潔凈水與權(quán)利要求31至38中任一項(xiàng)所述的組合物接觸，獲得含有固體物質(zhì)的部分凈化的水；和(b)用以下方法去除所述部分凈化的水中的至少部分所述固體物質(zhì)，獲得凈水(i)過(guò)濾；或(ii)傾淅；或(iii)沉降；或(iv)浮選；或(v)以上方法的聯(lián)用。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，包括在步驟(b)之前，期間或之后向水中加入消毒劑，以在步驟(b)之后加入為佳。
58.一種用于凈化和澄清非潔凈飲用水的成套用具，它包括(i)一份或多份單位劑量的權(quán)利要求1至38中任一項(xiàng)所述的組合物；和(ii)通過(guò)物理方法將固體物質(zhì)從飲用水中分離的配件。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的試劑盒，它還包括一份或多份單位劑量的抗微生物消毒劑組合物。
60.根據(jù)權(quán)利要求58或59所述的試劑盒，它還包括一份或多份單位劑量的食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)性組合物。
全文摘要
用于凈化和澄清非潔凈飲用水，和/或補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的組合物、方法和成套用具，它們包括主促凝劑和橋連絮凝劑，所述促凝劑與絮凝劑的含量和相互比例在一定的范圍內(nèi)。優(yōu)選的組合物還包含一種或多種如脫乙酰殼多糖之類的陽(yáng)離子助凝劑，抗微生物消毒劑，水溶性堿和食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)源。
文檔編號(hào)C02F9/00GK1438972SQ01811939
公開(kāi)日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月27日
發(fā)明者P·F·蘇特, C·尤爾 申請(qǐng)人:寶潔公司