BRPI0806740A2 - composição para a purificação de água, processo para purificar de água e uso de composição para purificação de água - Google Patents
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Abstract
COMPOSIçãO PARA A PURIFICAçãO DE áGUA, PROCESSO PARA PURIFICAR DE áGUA E USO DE COMPOSIçãO PARA PURIFICAçãO DE áGUA. Trata-se de uma composição de purificação de água. A invenção refere-se, particularmente, a uma composição para a purificação de água que é especialmente útil para a remoção de traços de contaminante nocivo como arsênio, além de remoção de micro-organismos como vírus, bactérias e cisto para tornar a água adequada para consumo humano. Deste modo, um objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma composição para a purificação de água que esteja de acordo com os requisitos de remoção de arsênio. Em particular, outro objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma composição para a purificação de água que forneça água purificada com baixo conteúdo de arsênio que esteja de acordo com os padrões da OMS que são de menos de 10 ppb, especialmente os compostos arsênicos (III). Consequentemente, a presente invenção fornece uma composição para a purificação de água que compreende: (a) um agente coagulante que é um sal metálico inorgânico solúvel em água dotado de um cátion trivalente; (b) um agente floculante que é um polímero solúvel em água com alto peso molecular; (c) um adsorvente que é um óxido, hidróxido ou oxo-hidróxido de titânio, zircónio, ferro, cobre ou zinco insolúvel em água; e (d) um biocida que é um composto de halogênio.
Description
Relatório Descritivo de Patente de Invenção
COMPOSIÇÃO PARA A PURIFICAÇÃO DE ÁGUA, PROCESSO PARA PURIFICAR DE ÁGUA E USO DE COMPOSIÇÃO PARA PURIFICAÇÃO DE ÁGUA
Campo da Invenção
A invenção refere-se a uma composição para a purificação da água. A invenção se refere, particularmente, a uma composição para a purificação de água, que é especialmente útil para remoção de traços de contaminantes nocivo como arsênio, além de remoção de micro-organismos como vírus, bactérias e cisto para tornar a água adequada para consumo humano.
Antecedentes da Invenção
Uma grande parcela da população mundial vive em países em desenvolvimento e subdesenvolvidos, onde há uma falta severa de água potável higienizada. Uma alta percentagem dessas pessoas mora em áreas rurais onde não existem sistemas de purificação de água. Muitas pessoas têm que depender diretamente de fontes de água no solo e/ou no subsolo tais como poços, poços tubulares, lagos e rios. Freqüentemente, essas fontes de água são contaminadas por esgoto, e despejos industriais e agrícolas.
Os vários tipos de sistemas de purificação de água disponíveis como aqueles que utilizam radiação UV, resinas halogenadas, osmose reversa, etc., não são muito convenientes para uso em áreas rurais já que requerem água corrente e/ou eletricidade ou não são econômicos para o consumidor. Nesse sentido, muitas pessoas nas áreas rurais recorrem à fervura de água para matar os micro-organismos patogênicos eliminando-os de sua água potável. Muitas vezes isso também não é exeqüível, pois a fervura requer uma quantidade grande de combustível que está se tornando cada vez mais escasso. Ainda, existem muitas áreas no mundo que são contaminadas naturalmente com quantidades altas de impurezas inorgânicas como arsênio. O arsênio é um contaminante extremamente nocivo. As pessoas continuam a ingerir água com esses altos níveis de microorganismos e de impurezas, como arsênio, que são responsáveis pela alta mortalidade e morbidez nessas áreas.
O arsênio é um dos contaminantes mais tóxicos encontrados no meio ambiente. O arsênio é encontrado em solos, rochas, águas naturais e em organismos. O arsênio é o vigésimo elemento mais abundante na crosta terrestre. Os estados mais comuns de oxidação do arsênio são +3 e +5. Dentre todos os compostos de arsênio presentes no meio ambiente, o de particular interesse é o arsenito (que é o arsênio na forma As(III)), que é de 25 a 50 vezes mais tóxico que o arsenato (que é arsênio a forma As(V)) e 70 vezes mais tóxico que as espécies metiladas, dimetilarsinato (DMA) e monometilarsonato (MMA). Esses fatos indicam porque seria de interesse prioritário desenvolver tecnologias para a remoção de As(III) da água potável.
O arsênio inorgânico é identificado como um carcinógeno do grupo I para humanos. Mais que 100 milhões de pessoas são afetadas mundialmente devido à água potável contaminada com arsênio. Água potável em muitas dessas áreas têm um teor de arsênio tão alto quanto 300 partes por bilhão (ppb). A OMS e USEPA (Agência de Proteção ao Meio Ambiente nos E.U.A.) recomendam MCL (limite de contaminante máximo) de arsênio em água potável de 10 ppb. Tecnologias disponíveis para remoção de arsênio compreendem separação por membrana, troca iônica e adsorção. Essas tecnologias requerem equipamentos caros que não são acessíveis em muitas partes do mundo ou não são bem sucedidos na remoção de arsênio, especialmente arsênio na forma de As(III) na especificação recomendada pela OMS. Ainda, a fervura da água, a que muitas pessoas recorrem para purificação de água, não remove o arsênio. Assim, um dos maiores desafios neste campo é a fraca remoção do arsênio(lll). Adicionalmente, enquanto o arsênio na água purificada tem que satisfazer essas severas exigências, a tecnologia deve também assegurar a remoção de micro-organismos nocivos como cistos, bactérias e vírus para um nível que seja seguro para as pessoas consumirem. De acordo com EPA, água de qualquer origem desconhecida pode ser transformada em microbiologicamente segura para beber se remoção de Iog 6 de bactérias, Iog 4 de vírus e Iog 3 de cistos forem obtidos. Assim, critérios de remoção geralmente aceitos para bactérias, vírus e cistos compreendem remoção de Iog 6, Iog 4 e Iog 3.
Inúmeros métodos químicos de purificação de água são conhecidos e usados em níveis municipais, nas vizinhanças e residências. Os produtos químicos incluem coagulantes e floculantes para precipitar as impurezas suspensas e dissolvidas e biocidas para matar micro-organismos.
O documento W002/00557 (Procter and Gamble) descreve uma composição de purificação de água juntamente com um aditivo nutriente sem contar purificação e clarificação de água potável, onde foi constatada a necessidade em muitas partes do mundo de aperfeiçoar os padrões de nutrição e saúde. A composição descrita compreende essencialmente um coagulante primário, um floculante de ligação e um auxiliar de ligação. Embora esse documento reivindique a remoção de arsênio, os presentes inventores verificaram a necessidade de aperfeiçoamento na tecnologia para satisfazer os rígidos padrões da OMS com respeito à água potável.
O dióxido de titânio foi usado para remoção de arsênio da água. O documento US6919029 (2005) do Stevens Institute of Technology ensina o uso de forma específica de dióxido de titânio para remoção aperfeiçoada de arsênio. Os presentes inventores verificaram que o mero uso de dióxido de titânio sozinho não proporciona a remoção quase completa de arsênio.
O documento JP2005058987 refere-se a composições para a purificação de água de despejo contendo nove componentes, a saber: sulfato de cálcio, sulfato de alumínio, sílica, soda, floculante polimérico, talco, zeólita, carbono ativado e óxido de titânio. Esse pedido de patente descreve a destoxificação de água lodosa de despejo usando óxido de titânio como um fotocatalisador. Os presentes inventores verificaram que esta composição não é adequada para purificação de água bruta para satisfazer os critérios para água potável estabelecidos pela OMS e outras agências de saúde.
Os presentes inventores trabalharam diligentemente na solução deste problema. Eles verificaram que o uso de adsorventes como dióxido de titânio em uma formulação de floculação, embora proporcione um aperfeiçoamento na remoção de compostos de arsênio (V) da água, não é capaz de satisfazer os requisitos para remoção dos compostos de arsênio (III), o mais tóxico e mais difícil de ser removido dentre os compostos de arsênio. Eles então trabalharam em outras frentes para resolver este problema e verificaram que o uso de certos biocidas seletivos resolve o problema de remoção de todos os compostos de arsênio para satisfazer os padrões rígidos da OMS. Além disso, os biocidas seletivos asseguram remoção suficiente dos micro-organismos.
Assim, um objetivo da presente invenção é proporcionar uma composição para purificação de água que resolve a maior parte dos problemas encontrados quando se usavam as composições reportadas no passado. Outro objetivo da invenção consiste em uma composição para purificação de água que proporciona água com baixo de teor de arsênio que satisfaz os padrões da OMS de menos que 10 ppb, especialmente de compostos de arsênio(lll). Ainda outro objetivo da presente invenção consiste em proporcionar uma composição para purificação de água que também satisfaz os altos padrões de remoção microbiológica de Iog 6 de bactérias, Iog 4 de vírus e Iog 3 de cistos.
Sumário da Invenção
De acordo com um aspecto da presente invenção, é proporcionada uma composição para purificação de água que compreende:
(a) um agente coagulante que é um sal de metal inorgânico, solúvel em água, tendo cátion trivalente;
(b) um agente floculante que é um polímero, solúvel em água, de alto peso molecular;
(c) um adsorvente que é um óxido, hidróxido ou oxo-hidróxidos de titânio, zircônio, ferro, cobre ou zinco insolúveis em água; e
(d) um biocida que é um composto de halogênio.
É particularmente preferido que o adsorvente seja dióxido de titânio ou oxo-hidróxido de ferro.
De acordo com um aspecto preferido da invenção é proporcionada uma composição para purificação de água que compreende duas partes, que são espacialmente separadas, em que a primeira parte compreende o biocida e a segunda parte compreende o agente floculante e o agente coagulante.
Descrição Detalhada da Invenção
Todas as partes aqui estão em peso, a menos que seja especificado de outra forma.
A composição para purificação de água da presente invenção compreende um agente coagulante, um agente floculante, um adsorvente seletivo e um biocida seletivo.
O agente coagulante é um composto que é um sal de metal inorgânico, solúvel em água, tendo cátion trivalente. Cátions trivalentes adequados são Al3+ e Fe3+. O agente coagulante é geralmente isento de átomos de carbono. Exemplos de agentes coagulantes são sulfato férrico, sulfato de alumínio e policloreto de alumínio. Sem querer ficar limitado à teoria, acredita-se que esses agentes coagulantes quando adicionados à água formam compostos de hidróxido gelatinoso em pH maior que ou igual a 6. O mecanismo de coagulação via a formação de hidróxi gelatinoso é ótimo quando o pH é ajustado para entre 6 e 8,5. O precipitado gelatinoso carreia partículas finas suspensas e micróbios na medida em que ele precipita ou coagula. O agente coagulante está preferivelmente presente na faixa de 5 a 50%, mais preferivelmente de 15 a 40% em peso da composição.
O agente floculante, de acordo com esta invenção, é um composto que é um polímero, solúvel em água, de alto peso molecular. Exemplos de agentes floculantes são polissacarídeos (dextrana, celulose), proteínas, celuloses modificadas (hidroxietil/hidroxipropil ou carboximetil) e poliacrilamidas, preferivelmente poliacrilamida de alto peso molecular. É especialmente preferido que a polacrilamida seja ou aniônica ou não ionicamente modificada, mais preferivelmente anionicamente modificada. Pesos moleculares adequados dessas poliacrilamidas estão na faixa de 105 a 107. O agente floculante preferido é Superfloc (da Cytec). Quantidades preferidas do agente floculante são de 0,5 a 15%, mais preferivelmente de 1 a 10% e, mais preferivelmente, de 2 a 8% em peso da composição.
A composição para purificação de água da invenção compreende um adsorvente unicamente selecionado para conferir as propriedades desejadas.
O adsorvente é um óxido, hidróxido ou oxo-hidróxido de titânio, zircônio, ferro, cobre ou zinco, insolúveis em água. Adsorventes especialmente preferidos são óxido, hidróxido ou oxo-hidróxido de titânio e ferro, insolúveis em água. Adsorventes adequados são dióxido de titânio, óxido de zircônio, óxido de ferro, óxido de cobre, óxido de zinco, oxo-hidróxidos de ferro, oxo-hidróxidos de titânio, oxo-hidróxidos de zircônio ou combinações destes adsorventes. Os adsorventes mais preferidos são dióxido de titânio, oxo-hidróxido de titânio, óxido de ferro, hidróxido de ferro ou oxo-hidróxido de ferro, em que o dióxido de titânio e o oxo-hidróxido de ferro são os mais preferidos. Quantidades preferidas de adsorvente estão na faixa de 5 a 70%, mais preferivelmente de 10 a 50%, e de maior preferência de 15 a 30% em peso da composição.
A composição da invenção compreende um biocida que é um composto de halogênio. Compostos de halogênio mais preferidos são aqueles de cloro ou iodo, mais preferivelmente aqueles de cloro. Compostos de cloro adequados são compostos inorgânicos como hipoclorito de sódio, hipocloritos de cálcio, dióxido de cloro, ou cloraminas, ou compostos de cloro como dicloroisocianuratos de sódio, ou ácido tricloroisocianúrico. O biocida está preferivelmente presente em uma quantidade na faixa de 1 a 20%, mais preferivelmente de cerca de 2 a 12% em peso da composição. O biocida mais preferido é o hipoclorito de cálcio. Os presentes inventores constataram que nem todos os biocidas são eficazes para satisfazer os objetivos da presente invenção. Vários biocidas convencionais como compostos de amônio quaternário, triazina, glutaraldeído, isotiazolina, compostos de titânio orgânicos, carbamatos, tiocianato de metileno foram usados e embora fossem úteis para remoção microbiológica eles mostraram pouca eficácia com respeito a satisfazer a remoção de arsênio. Assim, a invenção é especialmente adequada para a remoção de arsênio, especialmente quando a água está fortemente contaminada com compostos de arsênio que estão na forma de As(III)1 que foi sempre difícil de se conseguir utilizando os métodos da técnica anterior.
A composição para purificação de água funciona melhor quando ela é acondicionada para ter um teor de umidade de não mais que 5%, mais preferivelmente não mais que 3%, e de maior preferência não mais que 2% em peso da composição.
A ação de purificação da composição da invenção pode ser obtida no pH da água bruta disponível. Como um aspecto preferido, o pH da composição pode ser ajustado para a faixa desejada ao se incluir um agente tampão na composição. Agentes tampão adequados incluem oxido de cálcio, carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio. O agente tampão quando presente está incluído em uma quantidade na faixa de 0,5 a 10% em peso da composição.
A composição para purificação de água pode compreender opcionalmente um coadsorvente. O coadsorvente é preferivelmente um material que é capaz de adsorver altos níveis de água e de compostos orgânicos ou inorgânicos. Um coadsorvente adequado é argila. Exemplos de argila incluem argila de montmorilonita (argila de esmectita diocteadral), laponita, hectorita, nontronita, saponita, volkonsita, sauconita, beldelita, alevarlita, ilita, haloisita, atapulgita, mordenita, caulins, e bentonita. Uma argila altamente preferida de acordo com esta invenção é argila de bentonita. Quando incluídos, os coadsorventes estão presentes em uma quantidade na faixa de 5 a 75%, mais preferivelmente de cerca de 10 a 60% em peso da composição.
De acordo com um aspecto preferido da invenção, a composição para purificação de água é distribuída como sistema de dois componentes. O sistema de dois componentes compreende uma primeira parte e uma segunda parte que são mantidas separadas espacialmente. A primeira parte compreende o biocida e a segunda parte compreende o agente floculante e o agente coagulante. Em outro aspecto, o adsorvente está presente na segunda parte do sistema de dois componentes. Quando distribuído como um sistema de dois componentes, é preferido que a primeira parte compreenda menos que 5% de umidade em peso da dita primeira parte. No sistema de dois componentes, o coadsorvente, se presente, pode ser incluído em ambas a primeira e a segunda parte ou pode estar presente em qualquer uma das partes.
Outro aspecto preferido da invenção é proporcionar à segunda parte um supressor (quencher) de biocida que é capaz de reagir com o biocida para torná-lo seguro e esteticamente aceitável para consumo humano. Supressores adequados são tiossulfato de sódio e ácido ascórbico. O supressor está preferivelmente em uma quantidade na faixa de 1 a 20% em peso da segunda parte, mais preferivelmente de cerca de 2 a 12% em peso da segunda parte.
A forma sólida é a forma mais adequada da composição da invenção. Formas sólidas adequadas incluem formas de pó, grânulo e comprimido, em que a forma de pó é a mais preferida. Quando distribuída como um sistema de dois componentes, a forma mais preferida é a forma de pó, tanto na primeira parte como na segunda parte.
A composição para purificação de água da invenção é preferivelmente distribuída em quantidades na faixa de 0,5 a 10 g, mais preferivelmente na faixa de 1 a 5 g. Essas são usualmente adicionadas a 5 a 20 litros de água. Quando distribuída como um sistema de dois componentes, o peso adequado da primeira parte é de 0,01 a 5 g, mais preferivelmente de 0,1 a 1 g e pesos adequados da segunda parte são de 0,5 a 10 g.
A composição para purificação de água da invenção pode ser distribuída ao consumidor em qualquer forma de embalagem adequada. Quando formada como comprimidos, a embalagem pode ser um laminado metalizado ou embalagem de blíster. Quando formada como pós, a embalagem adequada é um laminado metalizado. Contudo, a embalagem de laminado metalizado tem que ser tal que os compostos halogenados que reagem usualmente com metais sejam mantidos separados da parte de metal do laminado através do uso de camada poliméricas adequadas na camada de metal.
De acordo com outro aspecto da invenção, é proporcionado um processo para purificar água que compreende as etapas de (i) misturar a composição da invenção com a água a ser purificada e (ii) separar a massa floculada da mistura.
Quando o produto é configurado como sistema de duas partes, um processo adequado compreende as etapas seqüenciais de misturar a composição da primeira parte com a água a ser purificada; seguido pela etapa de misturar a composição da segunda parte e então separar a massa floculada da mistura. A primeira parte é usualmente misturada por um período de 0,5 a 5 minutos e a água é então deixada em repouso por um período de 2 a 10 minutos, depois do que a segunda parte é então adicionada. A mistura é então misturada por um período de 0,5 a 5 minutos e deixada novamente em repouso por 2 a 10 minutos. A massa floculada é então deixada sedimentar e a seguir separada da mistura usualmente por filtração ou decantação. Um pano simples pode ser usado para a filtração.
O processo da invenção é especialmente adequado para purificação de água que contém arsênio. Em áreas contaminadas, a concentração média de arsênio na água bruta é de cerca de 300 ppb em peso. Usando-se o processo da invenção, é possível obter água purificada tendo um teor de arsênio tão baixo quando menos que 10 ppb em peso da água purificada.
A invenção será agora ilustrada pelos seguintes exemplos não limitativos.
Exemplos
Preparação da água de teste: 10 litros de água purificada por osmose reversa foram tomados e 15 g de sal marinho, 0,025 g ácido húmico e 1,5 g de poeira fina (poeira de teste Arizona) foram adicionados. Os sais dissolvidos totais eram menos que 50 ppm. Compostos de arsênio, tanto o arsenato de sódio (Na2HAs04.7H20) no qual o arsênio está na forma de As(V) ou arsenito de sódio (NaAsO2) no qual o arsênio está como As(II) foram adicionados à água de teste, conforme desejado.
Determinação do teor de arsênio
A espectrometria por emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) (Varian-Vista-PRO) foi usada para medir a concentração total de arsênio (>50 ppb) na solução. As concentrações totais de arsênio menores que 50 ppb foram analisadas por espectrometria de massas acoplado a plasma indutivo (ICP-MS) (Eldrin 9000). Em ambos os métodos analíticos, as amostras foram injetadas nos equipamentos sem qualquer pré-concentração ou pré- diluição e as concentrações totais de arsênio foram medidas.
Exemplo Comparativo - A
Uma água de teste contendo 300 ppm de arsênio a partir de arsenato de sódio (forma de arsênio(V)) foi usada. O processo de purificação foi como a seguir:
Processo de purificação: 10 litros de água teste foram colocados em um balde e a composição conforme mostrada na Tabela-1 foi adicionada à água de teste e agitados por um minuto depois do que a água foi deixada em repouso por cinco minutos. A massa floculada foi então filtrada através de um pano em camadas. O teor de arsênio da água purificada foi medido e o resultado está sumarizado na Tabela-1.
Exemplo Comparativo - B
Uma água de teste contendo 300 ppb de arsênio a partir de arsenito de sódio (forma da Arsênio (III)) foi usada. O processo de purificação foi como usado para o Exemplo Comparativo - A. O teor de arsênio da água purificada foi medido e o resultado está sumarizado na Tabela-1.
Exemplo 1
Uma composição para purificação de água conforme mostrada na Tabela-1 foi usada para purificação de água. A composição era um sistema de dois componentes, com o primeiro componente tendo hipoclorito de cálcio e o segundo componente tendo policloreto de alumínio, poliacrilamida e dióxido de titânio. O processo de purificação foi como a seguir.
Processo de purificação: 10 litros da água de teste foram colocados em um balde e a composição conforme mostrada na Tabela-1 foi adicionada à água de teste e agitados por um minuto, e em seguida a água foi deixada em repouso por cinco minutos. Depois disso, o segundo componente foi adicionado e agitado por um minuto, ficando depois disso em repouso por cinco minutos. A massa floculada foi então filtrada através de um pano em camadas. O teor de arsênio da água purificada foi medido e o resultado está sumarizado na Tabela 1.
Exemplo 2
Uma composição de acordo com o Exemplo-1 foi usada. A água de teste foi similar àquela usada no Exemplo-1 exceto que a água de teste continha 150 ppb de arsenito de sódio e 150 ppb de arsenato de sódio que são geralmente encontrados em água no solo contaminada com arsênio. O teor de arsênio da água purificada foi medido e o resultado sumarizado na Tabela 1.
Exemplo 3
Uma composição para purificação de água similar à do Exemplo-1 foi usada, conforme mostrada na Tabela-1, exceto que óxido de ferro foi usado no lugar de dióxido de titânio. A composição foi preparada como um sistema de dois componentes.
Tabela 1
<table>table see original document page 12</column></row><table>
Os dados na Tabela 1 indicam que ao se usar a composição do estado da técnica (Exemplo Comparativo - A) os padrões de remoção de As(V) podem ser obtidos, mas não é possível satisfazer o padrão de purificação para As(III) (Exemplo Comparativo - B). Contudo, usando-se as composições de acordo com a presente invenção (Exemplos 1 a 3), é possível assegurar a remoção de Arsênio na forma de As(III) sozinho ou como uma mistura das formas As(III) e As(V).
Eficácia biocida
Uma água de teste conforme usada para o Exemplo-1 foi preparada e microorganismos, i.e., cisto, bactéria e vírus, conforme mostrados na Tabela-2 foram adicionados à mesma. A água de teste foi purificada de acordo com o processo usado para o Exemplo-1. A quantidade de microorganismos na água purificada foi determinada e o resultado está sumarizado na Tabela-2. O método usado para medir a quantidade dos vários micro-organismos em água está descrito em detalhes na publicação "Tropical Medicine e International Health, volume 11 ns 9 págs. 1399 a 1405, setembro de 2006, no artigo intitulado "Microbiological performance of a water treatment unit designed for household use in developing countries", por Thomas Clasen1 Suresh Nadakatti e Shashikala Menon.
Tabela 2
<table>table see original document page 13</column></row><table>
Os dados indicam que a composição de acordo com a invenção é capaz de purificar água que contém micro-organismos nocivos para um alto grau de purificação requerido para manutenção da boa saúde das pessoas que consumirem a água, a saber, a composição assegura pelo menos remoção de log 6 de bactéria, remoção de Iog 4 de vírus e remoção de Iog 3 de cisto.
Várias composições da técnica anterior (Exemplos Comparativos CaF) e as composições fora do escopo da invenção (Exemplo Comparativo G) foram testadas conforme mostradas na Tabela-3. A água de teste foi como usada para o Exemplo-1.
Exemplo Comparativo - C
A composição para purificação de água conforme mostrada na Tabela-3 foi preparada como sistema de um componente e o processo conforme o Exemplo Comparativo - A foi usado para purificar a água de teste.
Exemplo Comparativo - D
Foi preparada a composição conforme mostrada na Tabela-3 como sistema de dois componentes. A água de teste foi purificada conforme o processo usado no Exemplo 1.
Exemplo Comparativo - E
Foi preparada uma composição conforme mostrada na Tabela-3 como sistema de um componente e foi usado um processo de acordo com o Exemplo Comparativo - A.
Exemplo Comparativo - F
Uma composição conforme mostrada na Tabela 3 foi preparada como sistema de um componente. A água de teste foi purificada de acordo com o processo usado no Exemplo Comparativo - A.
Exemplo Comparativo - G
Foi preparada a composição conforme mostrada na Tabela 3 como um sistema de dois componentes. A água de teste foi purificada de acordo com o processo usado no Exemplo 1.
Os resultados dos experimentos (Exemplos Comparativos C a G) em termos do teor de arsênio na água purificada são sumarizados na Tabela 3.
Tabela 3
<table>table see original document page 14</column></row><table>
CaHypo: Hipoclorito de cálcio
CPB: Brometo de cetil piridínio Os dados na Tabela 3 indicam que composições descritas no estado da técnica (Exemplos comparativos C até F) não são capazes de satisfazer os critérios para remoção de arsênio. Além disso, o uso de um biocida convencional (Exemplo comparativo G) sozinho não é capaz de satisfazer os critérios para remoção de arsênio.
Exemplos comparativos - H até K
Experimentos foram realizados utilizando composições como mostrado na Tabela 4, onde diversos absorventes populares foram utilizados. O processo utilizado foi similar ao utilizado no Exemplo 1. O resultado do conteúdo de arsênio na água purificada é mostrado na Tabela 4. Os resultados do Exemplo 1 são também mostrados a título de comparação.
Tabela 4
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Os dados na Tabela 4 indicam que somente o uso de um adsorvente seletivo na composição da invenção proporciona o benefício sinergístico de remoção de arsênio enquanto o uso de adsorventes convencionais não proporciona este benefício.
Claims (27)
1. Composição para a purificação de água, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: (a) um agente coagulante que é um sal de metal inorgânico, solúvel em água, tendo cátion trivalente; (b) um agente floculante que é um polímero, solúvel em água, de alto peso molecular; (c) um adsorvente que é um oxido, hidróxido ou oxo-hidróxidos de titânio, zircônio, ferro, cobre ou zinco, insolúveis em água; e (d) um biocida que é um composto de halogênio.
2. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação -1, CARACTERIZADA pelo fato de que o halogênio é cloro ou iodo.
3. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação -1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto de halogênio é hipoclorito de cálcio.
4. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o biocida está presente em uma quantidade na faixa de 1 a 20% em peso da composição.
5. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o adsorvente é dióxido de titânio ou oxo-hidróxido de titânio.
6. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o adsorvente está presente em uma quantidade na faixa de 5 a 70% em peso da composição.
7. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente coagulante é cloreto de polialumínio, sulfato de alumínio ou sulfato férrico.
8. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente coagulante está presente em uma quantidade na faixa de 5 a 50% em peso da composição.
9. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente floculante é poliacrilamida anionicamente modificada.
10. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente floculante está presente em uma quantidade na faixa de 0,5% a 15% em peso da composição.
11. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um co-adsorvente que é capaz de adsorver altos níveis de água e compostos orgânicos ou inorgânicos.
12. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o coadsorvente é argila de bentonita.
13. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, CARACTERIZADA pelo fato de que o coadsorvente está presente em uma quantidade na faixa de 5 a 75% em peso da composição.
14. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um agente tampão capaz de manter o pH na faixa de 6 a 8,5 quando a composição é dissolvida/dispersa em água.
15. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente tampão é selecionado de óxido de cálcio, carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio.
16. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente tampão está presente em uma quantidade na faixa de 1 a 10% em peso da composição.
17. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende duas partes que estão espacialmente separadas, em que a primeira parte compreende o biocida e a segunda parte compreende o agente floculante e o agente coagulante.
18. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda parte compreende o dito adsorvente.
19. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira parte compreende menos que 5% de umidade em peso da dita primeira parte.
20. Composição para purificação de água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda parte compreende um supressor de biocida que é capaz de reagir com o biocida para torná-lo seguro para o consumo humano.
21. Composição para purificação de água, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito supressor é tiossulfato de sódio ou ácido ascórbico.
22. Processo para purificar água, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: i. misturar a composição conforme reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1 a 16 com a água a ser purificada, e ii. separar a massa floculada da mistura.
23. Processo para purificar água, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: i. misturar a composição da primeira parte conforme definida em qualquer uma das reivindicações 17 a 21 com a água a ser purificada; ii. misturar a composição da dita segunda parte conforme definida em qualquer uma das reivindicações 17 a 21; e iii. separar a massa floculada da mistura.
24. Uso de uma composição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de ser na redução de arsênio de água potável para um nível menor que 10 ppb na água purificada.
25. Uso de uma composição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de ser na redução de bactéria de água potável, em que é obtida a remoção de log 6 de bactérias.
26. Uso de uma composição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de ser na redução de vírus de água potável, em que uma remoção de log 4 de vírus é obtida.
27. Uso de uma composição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de ser na redução de cistos de água potável, em que uma remoção de log 5 de cistos é obtida.
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