[发明专利]水纯化系统

说明书

技术领域

本发明涉及水纯化系统、使用该系统纯化水的方法以及制造水纯 化系统的方法。本发明特别地涉及用于包装少量固体氯消毒剂的水纯 化系统，所述固体氯消毒剂是长期稳定的，从而确保获得足够的氯用 于杀灭水中的有害微生物，以安全用于人饮用。

背景技术

有数十亿人，特别是在不发达国家和发展中国家，尤其是在农村 地区，没有通过管道输送到其住宅的纯化水。市政水处理系统在这些 地区一般不能被获得。人们不得不从诸如河、井、湖、溪流和钻井的 来源将水收集在瓶罐中并储存在其家中用于烹调和饮用目的。这些水 通常感染有害微生物，诸如孢囊、病毒和细菌。在这些地区，由于饮 用这种被污染的水，特别是在婴儿和小孩中，死亡率和罹病率尤其高。 人们一般知道将水煮沸使得水在微生物方面是安全的，但是许多人仅 将水加热到约60到70℃，而不是如WHO所推荐的那样将水煮沸20 分钟。水的长时间煮沸使花费昂贵并且需要获得日益缺乏的燃料诸如 煤、煤油或木材。先进的家用纯化系统如UV(紫外线)、RO(反渗透) 等要求水和电的连续作业，而电在这些地区也不能被连续地获得。因 此，始终需要为这些人提供简单、易用、廉价和安全的方法以提供饮 用水需求。

基于卤素的消毒剂传统地被用于杀灭水中的微生物。这些消毒剂 包括碘，碘树脂，氯化合物诸如次氯酸钙、二氯异氰脲酸钠(NaDCCA)、 三氯异氰尿酸(TCCA)等等。这些消毒剂在杀灭微生物方面非常有效， 但是它们中的每一种都具有自身固有的限制和问题。得自上述地面来 源的水不仅被微生物污染，而且被其它污染物诸如悬浮尘埃和土壤以 及痕量的溶解杂质诸如有机杂质、溶解盐类和农药残留物所污染。除 去这些杂质以便获得适合人类饮用的水同样重要。在这种情况下，之 前已推荐和使用絮凝和消毒的组合。

WO96/32194(1996，Truetech)描述了单位剂量形式如片剂形式的、 能够进行用于饮用目的的水间歇式纯化的水处理组合物，基本上包含 作为有机氯化合物的消毒剂、凝结剂-沉淀剂、一级絮凝剂和二级絮凝 剂、分散体-缓冲剂、聚结基质和预过滤剂以及本体(bulk)离子交换吸 收剂。本发明人发现，在消毒方面有机氯化合物的使用是有效的，并 且片剂在有效氯方面具有高稳定性，即使当长期储存在热和潮湿的条 件下也是如此。然而，有机氯化合物遇到的问题是，当该化合物溶于 水时，在氯从该化合物被释放后，残余的有机化合物例如三聚氰酸是 有害的并且必须从水中被除去。这需要使用净化剂如活性碳，其对于 家庭用户的使用而言是麻烦的。

WO02/00557(P&G)描述了基本上包含一级凝结剂、桥连絮凝剂、 助凝剂和任选的消毒剂的水纯化组合物。该专利申请还要求保护用于 水的澄清和纯化的方法，该方法包括选自凝结和絮凝、消毒、过滤、 中和和硝化的几个阶段。

EP0066421(Buchan，1982)描述了用于单步骤间歇式纯化相对少量 的水的单位剂量形式的组合物，使用具有三价阳离子的固体无机金属 盐、固体水溶性碱、固体阴离子型聚合物亲水胶体和任选的杀菌剂的 组合。

尽管P&G和Buchan的以上两个公报都涉及使用絮凝和消毒(使 用无机氯基化合物)的水的纯化，其中的公开涉及包含单位剂量的组合 物，其中整个混合物被混合和包装用于消费者的使用。在这两个公报 中所公开的组合物好于由Truetech公开的组合物的一个优点在于，无 机氯化合物被用作消毒剂，其是有效的，并且与有机氯化合物不同的 是，无机氯化合物具有的残余物被摄入时是无害的。本发明人也致力 于这一领域的研究已久，并且面对的问题是无机氯化合物如次氯酸钙 非常不稳定，特别是存在水分时。在单剂量制剂中，组合物的其它成 分如粘土等具有吸湿性并倾向于吸收导致氯化合物不稳定的水分，从 而到消费者使用该组合物时有效氯的量降低。P&G的上述公报讨论 了实现最佳纯化，其中消毒剂优选以受控释放、延迟释放、持续释放 或缓慢释放的形式使用。提供这种缓慢释放形式的手段包括将氯化合 物与水溶性差的或疏水性的材料掺混或将氯化合物用水溶性差的或 疏水性的材料包衣。本发明人发现这些类型的组合物需要将组合物与 待纯化的水进行长时间搅拌以便实现所需的溶解和效力，并且希望提 供更短的搅拌时间以帮助消费者容易操作。另外，在现有技术中，需 要大量的纯化组合物用于实现纯化水的所需质量。