[发明专利]用于减少水系统中沉积物的方法和稳定组合物

说明书

本发明涉及一种用于减少水系统中沉积物的方法和稳定组合物。可以通过使初始溶液（例如，盐水、次氯酸、和/或次氯酸钠）流经包括由离子渗透膜隔开的第一和第二通道的流通电化学模块，同时将电能施加在分别与第一和第二通道电连通的阳极和阴极之间来生产稳定混合氧化剂溶液。通过升高pH来稳定从第一（阳极）通道获得的初始酸性阳极电解液溶液以产生稳定混合氧化剂溶液。进一步提供了使用混合氧化剂溶液的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于减少水系统中沉积物的方法和稳定组合物。更具体地，本发明涉及一种用于生产包括多种不同氧化剂的混合氧化剂溶液的方法，以及由该方法获得的混合氧化剂溶液。

背景技术

水通常包括在饮用水分配管和设备的表面上沉积污垢和膜（例如，生物膜）的有机物质、溶解固体、和矿物质。饮用水的质量和流动可以受这种污垢和膜的有害影响。多种清洁消毒剂可以另外地留下膜残余物。使用本文中描述的方法和组合物可以有效地降低、去除、或防止这些沉积物的形成。

全球范围内广泛使用氯和氯类消毒剂（包含次氯酸钠，也被称为液体漂白剂）以降低饮用水中的病原体。由于氯和氯类消毒剂针对水媒病原体提供了“残留”防护水平，即在初始消毒应用之后，保留在水中的低水平的氯降低了处理之后后生的微生物污染的风险，使得它们已经被广泛应用。在初次剂量时，氯与水中的任何有机物质反应，将用于这种反应的氯的量称为水的“需氯量”。一些部分的保留氯与水中的氮反应以形成氯胺（将通过这种反应消耗的氯称为“结合氯”）。也可以有意地将氯胺加入水系统。在满足需氯量和形成结合氯之后，将保留在水中的氯称作“游离氯”，其是可用于消毒（例如，杀死或使水媒病原体不能繁殖）的氯部分。通常在饮用水分配系统中的多个点处监测残余氯以确定可以表明水分配系统中的泄漏或细菌增长的残余下降或消失的点。

有机和无机沉积物的变量基质（称为生物膜、污垢、或结节（tuberculation））积聚在所有饮用水分配管系统的内表面上。对这种沉积物的控制提供了包括改善水质、降低维护成本、以及有效利用消毒剂的优点。负载的有机沉积物是增加需氯量的重要来源并且可以产生三卤代甲烷和卤代乙酸或其他消毒副产物的前体。饮用水系统中的这种负载的有机沉积物已经显示为隐藏和保护致病或其他令人担忧的细菌、病毒、藻类、海藻毒素、真菌、原生动物、和无脊椎动物。许多类型的微生物可以在这些负载的有机沉积物中繁殖，并且这种微生物的有毒副产物可能成为问题。不考虑残余消毒剂的水平，已经证明隐藏在负载的有机沉积物中的微生物周期性地脱落并重新夹带进入流动的水中，从而污染其他体系并将易患病用水户暴露于来自饮用水系统（例如，在被这些用户占用的建筑物中）的生物危害。

许多用户熟悉无机“污垢”，如出现在茶壶中伴随着煮沸的硬水的污垢。这种熟悉的白色沉淀主要是碳酸钙，由于盐的溶解度与温度逆相关：当温度升高时，盐沉淀，使得其沉淀在茶壶的湿润面。然而，在饮用水系统中，结垢过程更加复杂且水不沸腾（应当注意，沸水对水中的有机化合物具有非常破坏性的影响）。由于水中的有机物质易于附着至表面，使得饮用水系统中的沉积物通常不仅限于碳酸钙或其他无机物质。由于吸附是热力学有利的，使得来自本体饮用水的天然有机化合物积聚在表面上。因此，饮用水分配系统中表面上的沉积物包括有机化合物与无机化合物的结合。存在的有机物质给出了基本上不同于无机污垢沉积物的饮用水系统中的表面沉积物特性（例如，如可以在茶壶的湿润面上观察到）。

初步消毒剂如氯气和液体漂白剂具有非常有限的控制饮用水系统中由有机和无机组分组成的沉积物的能力。相反地，由于已经观察到高浓度促进管道中的结垢，使得通常避免水分配系统中高浓度的液体漂白剂。