[发明专利]用于生产稳定的氧化性抗微生物剂的装置

说明书

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技术领域

本发明涉及生产稳定的氧化性抗微生物剂(oxidizing biocide)和所述 生产中使用的装置。本发明具有装置的若干实施方案，但本发明存在两个 主要的实施方案，现场生产和远程生产(remote production)。氧化性抗微 生物剂呈更稳定形式的事实允许对其进行生产、储存和运输。本发明证明 了用于制造作为稳定的氧化性抗微生物剂的一个示例的稳定且官能化的 氯胺的装置，这允许氯胺作为抗微生物剂的组合物使用在水处理系统和多 种其他处理系统中而不会迅速降解。

背景

此处描述的本发明涉及用于生产生物淤积控制剂的装置。本发明的基 础是一种提供了反应物组合物和使用浓缩的反应物进行生产的条件以将 两种液体溶液从它们原本的化学形式转化成另一种化学形式并改变抗微 生物性能的装置。

放眼全球，存在许多不同类型的工业用水系统。工业用水系统的存在 使得可以进行必要的化学、机械和生物过程以达到期望的结果。即使用目 前可利用的最好的水处理程序处理过的工业用水系统中可能都会存在淤 积。基于此专利申请的目的，“淤积(fouling)”被定义为“表面上的任何无 机物质或有机物质的沉积物”

如果这些工业用水系统并不因为控制微生物淤积而进行处理的话，那 么它们将会被严重淤积。淤积对工业用水系统产生不利的影响。例如，严 重的矿物垢(无机物质)将会积聚在水接触表面上且任何地方都被结垢， 这将成为微生物生长的理想环境。

多种机理会产生淤积，包括空气传播的和水传播的以及水形成的污染 物的沉积、水停滞、工艺泄漏和其他因素。如果允许继续发生，那么系统 可能遭受工作效率的降低、设备失效的过早出现、生产率的损失、产品质 量的损失以及微生物淤积带来的与健康相关的风险的提升。

淤积还可能因为微生物污染而发生。工业用水系统中的微生物污染的 来源很多，且可能包括，但不限于，空气传播的污染物、补充水、工艺泄 漏和未适当净化的设备。这些微生物可以在用水系统的任何润湿的或半润 湿的表面上形成微生物群落。一旦这些微生物种群存在于散装水中，水中 存在的超过99％的微生物将会以微生物膜的形式存在于所有的表面上。

随着微生物群落在表面上扩展，由微生物分泌的胞外多聚物有助于形 成生物膜。这些生物膜是复杂的生态系统，其建立了一种浓缩培养基的方 式并为生长提供保护。生物膜可以加速结垢、腐蚀以及其他淤积过程。生 物膜不但会促使系统效率的降低，而且还会为可能包括病原菌的微生物增 殖提供极佳的环境。因此，尽可能最大程度地减少生物膜和其他淤积过程 是非常重要的，以使过程的效率最大，并使由水传播的病原体引起的与健 康有关的风险最小。

好几种因素引起了生物淤积的问题并控制其程度。水温；水pH；有机 和无机培养基，生长条件，诸如好氧性条件和厌氧性条件，在一些情况下， 光照的存在或不存在等都可能会起到重要的作用。这些因素还有助于决定 什么类型的微生物有可能会存在于用水系统中。

正如较早前的描述，生物淤积可引起不期望的过程干扰，且因此必须 受到控制。许多不同的方法可被用于控制工业过程中的生物淤积。最常用 的方法是将抗微生物化合物施用到工艺水中。所施用的抗微生物剂本质上 可以是氧化性的或非氧化性的。由于诸如经济和环境关注的若干不同的因 素，因此优选氧化性抗微生物剂。诸如氯气、次氯酸、溴衍生的抗微生物 剂以及其他氧化性抗微生物剂被广泛地用于处理工业用水系统。

建立氧化性抗微生物剂有效性的一个因素是在水基体内存在将会构 成“需氯量”或氧化性抗微生物剂需求量的组分。“需氯量”界定为被水中的 物质还原或以其他方式转变成氯的惰性形式的氯的量。消耗氯的物质包 括，但不限于，微生物、有机分子、氨和氨基衍生物；硫化物、氰化物、 可氧化的阳离子、淀粉、糖、油、类似阻垢剂和腐蚀抑制剂的水处理添加 剂等。水中和生物膜上的微生物的生长促进了水的需氯量和待处理的系统 的需氯量。在含有高需氯量的水中，包括浓粘液中，认为常规的氧化性抗 微生物剂是低效的。对这种水来说，通常推荐非氧化性抗微生物剂。