[发明专利]控制含水体系中微生物生长的组合物及方法

说明书

技术领域

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求在先美国临时专利申请60/920,271(于2007年3月27日提交)的优先权，并将该专利全部内容引入本文作为参考。

本发明涉及控制含水体系中微生物生长的组合物和方法。更具体地来说，本发明涉及利用具有不同水溶性的交联聚合物来处理含水体系。

背景技术

对于各种不同的含水体系，生物淤泥(biological fouling)都是一个持久的麻烦或问题。生物淤泥出现在工业工艺的含水体系，例如在冷却水、金属加工液、或其他循环水体系，例如用于造纸和纺织制造的水体系中时，会直接导致负面的经济影响。如果不能加以控制，工业工艺的含水体系中的生物淤泥会妨碍工艺的操作、降低工艺的效率、浪费能源、堵塞水-操作体系、甚至会导致产品质量的下降。

同样，娱乐用水(recreational water)体系，例如游泳池、温泉(spa)、或者装饰性(decorative)(或观赏性(ornamental))用水体系(例如池塘或喷泉)中的生物淤泥，会严重减少人们对这些娱乐用水的享受。生物淤泥往往会产生令人厌恶的气味。更为重要的是，具体对于娱乐用水，生物淤泥会使水的质量下降到在使用时会产生不适甚至具有引起健康风险的程度。

卫生设施用水(sanitation water)与工业工艺用水和娱乐用水一样，也容易受到生物淤泥及其伴随的问题的攻击。卫生设施用水包括，例如，厕所用水、蓄水池用水及污水处理用水。由于卫生设施用水中含有的水的性质，这些水体系格外容易受到生物淤泥的影响。

已经使用了多种材料来控制不同环境中的藻类，例如但不限于：氯/溴类化合物、双胍、铜盐、银类的化合物、三嗪、季铵化合物和聚合物。这些化合物中的每一种都具有缺点，所述缺点涉及pH和/或温度敏感性、化学稳定性和/或相容性、有限的效力、以及对环境和/或人类的毒性。

例如，氯是目前被游泳池所有者最广泛使用的卫生杀菌剂(sanitizer)/消毒剂(disinfectant)/氧化剂(oxidizer)。氯可以有效的杀死细菌、藻类以及其他活的生物体。通常以片剂或液体形式以及通过氯发生器将氯添加到游泳池中，氯发生器是一种含有电池(electrical cells)的装置，由加入到游泳池水中的盐库产生氯。

然而，氯存在很多的缺点，因而减弱了将其作为唯一的消毒剂的需求，例如，在游泳池和其它娱乐用水体系中的使用。例如，氯可以和氨结合生成氯胺，而氯胺在消毒、杀菌或氧化方面均是无效的。下述任何一种环境因素都会导致氨通常存在于游泳池的水体中，所述环境因素包括：由风携带并落到游泳池中的肥料，来自游泳者的废弃物(汗、尿、唾液以及身体的油分)，或者甚至是来自于一些防晒乳液(suntan lotion)。结果，泳池管理者通常会在游泳池中过度用氯处理(over-chlorinate)(＞3ppm)以补偿氯向氯胺的转化。过度用氯处理会导致皮肤过多的吸收氯和氯胺，或吸入含有氯和氯胺的空气或水蒸气。运动员在游泳池中，尤其是在室内环境中训练多个小时后，可能对过度暴露在氯和氯胺特别敏感，以及可能出现过敏的症状和类似哮喘的呼吸状况。

此外，氯不适于水产养殖环境，因为氯或其副产物可能会损害这些环境中含有的可期望的植物和动物。属于上述环境的例子包括：养鱼池(aquarium)、鱼的产卵塘(fish hatchery)、养虾池塘(shrimp pond)以及龙虾养殖场(crawfish farm)等。

在含水体系中，紫罗烯聚合物(ionene polymers)，或者聚合季铵化合物(polyquats)已经被用来控制或阻止某些生物淤泥，包括生物膜和粘泥的形成。从有利的方面来看，在水或含水体系中，紫罗烯聚合物通常不会过多的起泡，不会刺激皮肤，且对于温血动物表现出极低的毒性。然而，紫罗烯聚合物的缺点之一是该聚合物会结合到存在于游泳池中的污垢和碎片上，从而降低了其能力。上述这样的问题可以通过下述方法来应对：通过对游泳池的冲刷、搅起污垢和碎片以及藻类，然后将它们运送到过滤装置中并从游泳池中去除。还可以通过加入稍高于推荐使用量的聚合物除藻剂的应对方法来补偿任何仍然存在的污垢和碎片。另外，这些聚合物是一种慢性杀手而且对于芥属藻类(mustard algae)和黑藻类(black algae)基本不起作用，需要氯(或者根据需要)来完成处理过程。