[发明专利]用于净化日用水的方法和组合物

说明书

发明领域

本文的日用水指所有拟供人类使用的水，尤其是像饮用水一样供人类消耗的水。

目前，日用水的使用在全世界迅速增长，因而其需求也在全世界迅速增长。正在努力从比以往更不纯净的水中，用更少的化学制品生产日用水而不大大提高净化工艺的成本。此外，需要使用生物可分解的或其它危害较小的化学制品，而且，还有不会形成对健康有不利影响的化合物的化学制品。另外，正在努力发现具有最少可能量的味道问题、并不会在供水系统，如水管、水池和水塔中产生破坏的化学制品。在瓶装水中，部分同样的问题，尤其是涉及到味道的问题限制了化学制品的使用。净化生水以生成饮用水通常包括：机械过滤、普通生物处理、以及在净化工艺的不同步骤添加水净化用化学制品以增强净化和/或氧化有机物和无机物以及生物体。

当生水被消毒以生成日用水时，在净化工艺期间新的杂质在水中形成，尤其是如果生水含有合适的有机物以形成杂质，如腐殖质。通常，地表水(河水和湖水)比地下水含有更多这样的物质。然而，随着日用水使用的增加，地下水使用受到限制，而对地表水、河水和湖水使用的需求增加。生水越纯，由于净化用化学制品的使用而产生的杂质就越少。当日用水以常规方式被消毒时，即，通过氯化，随着氯与有机物的反应，各种氯化化合物在水中形成。从腐殖地表水氯化而来的饮用水可能含有成百种不同的氯化化合物。如果水中含有溴化物，也会形成溴化化合物。

通常，在日用水的净化中，氯和/或其衍生物被用来为水消毒。然而，如果固体含量很高的话，氯作为水净化用化学制品的使用并不会产生预期的结果。例如，诱变剂三卤甲烷和氯化呋喃酮的形成与氯化作用有关。这些被怀疑会引起健康风险，例如，增加的癌症风险。饮用水含的诱变剂越多，癌症的风险就越大。诱变剂氯化饮用水已经在许多国家中检测到了，在这些国家中，生水含有合适的有机物。

作为化学制品，氯是一种有毒的和强效的氧化剂，并且对环境有害。氯/氯化铵通常用于净化日用水，处理氯/氯化铵是危险的，又例如它们与氢的反应强烈，并要承受爆炸的风险。氯/氯化铵含有液体氯，其在压力降到正常压力时会立即蒸发，这反过来又刺激皮肤和眼睛。当被吸入时，氯化铵也是有害的，因为液体氯会迅速蒸发。在低于9.6℃的温度下，氯与水形成结晶水合物，这就是为什么低温度的水大大限制了氯的分解。另一个问题由氯/氯化铵的净化效率引起，而且，尽管氯减少了水中微生物的总量，然而，它并没有消灭水中所有生物体——例如，已经发现贾弟虫寄生虫在氯化后仍然存留在日用水中。

还有其它的日用水消毒方法，例如臭氧化。由于其强大的氧化能力，臭氧在日用水消毒中的使用增加了。通过使用臭氧，有可能减少氯的使用，并且同时减少氯化副产品的形成。尽管有许多优势，臭氧也有劣势。气态臭氧是活性气体，所以，考虑到职业安全和环境安全，臭氧的使用需要谨慎。当被吸入时，臭氧可以使肺丧失工作的能力。通过臭氧净化在设备投资方面是昂贵的，因此并不适合所有的用途。如果生水含有溴化物，臭氧的使用就有问题。作为净化的副产品，臭氧氧化溴化物形成溴酸盐，溴酸盐是致癌的癌症诱导剂。

当用于日用水消毒时，过氧化氢在投资方面相对便宜，并且是多功能的。过氧化氢迅速提供大量溶解氧，并在需要的地方具有消毒作用。过氧化氢破坏细菌的表面膜、损坏其附着点并消化其保护性的多糖层。通过催化作用，通常存在于细菌中的有机铁、有机铜和有机锌化合物促进了这种作用。细菌最受冲击投放(shock dosing)过氧化氢的影响，但病毒和原生动物一般不受伤害。然而，过氧化氢的使用受快速发展的过氧化氢酶活性的限制，因而受微生物的抗过氧化氢性的限制。

本发明的优点

根据本发明的方法和组合物提供了水消毒和/或净化的新方法以生产日用水，如自来水、饮用水或瓶装水。通过根据本发明的方法和组合物，在某些情况下可能减少氯和/或臭氧和/或过氧化氢的使用量，以及使用的化学制品的量，尤其是那些对自然界有害的化学制品。根据本发明的方法和组合物形成的有害化合物不会达到一些当前水净化使用的方法和化学制品形成的有害化合物的程度。在某些情况下，根据本发明的组合物净化了水管。当被加入到水中时，根据本发明的组合物几乎是无味无色的。根据本发明的组合物并不伴随严重的健康危险，因而很适合净化饮用水，包括瓶装水。根据本发明的组合物是生物可分解的。

发明描述