[发明专利]一种微生物控制系统及其使用方法

说明书

本发明涉及造纸工艺中的纸浆和/或水处理过程中的微生物控制领域。更具体而言，本发明提供了一种微生物控制系统，其包含分离的第一组分和第二组分，所述第一组分包含经稳定的含卤素杀菌剂(例如经稳定的次氯酸盐)，且所述第二组分包含氨基磺酸类试剂(例如氨基磺酸)。本发明还提供了一种用于在造纸工艺的纸浆和/或水处理过程中控制微生物的方法，其包括使用本发明的微生物控制系统。

技术领域

本发明涉及造纸工艺中的纸浆和/或水处理过程中的微生物控制领域。更具体而言，本发明提供了一种微生物控制系统，其包含分离的第一组分和第二组分，所述第一组分包含经稳定的含卤素杀菌剂(例如经稳定的次氯酸盐)，且所述第二组分包含氨基磺酸类试剂(例如氨基磺酸)。本发明还提供了一种用于在造纸工艺的纸浆和/或水处理过程中控制微生物的方法，其包括使用本发明的微生物控制系统。

背景技术

卤素化合物以及经稳定的含卤素化合物已广泛用于造纸工艺中的纸浆及水处理过程中的微生物(例如细菌)控制。例如，已使用经稳定的次氯酸盐来控制造纸过程中微生物生长引起的纸浆及造纸添加物的降解，生产效率降低及腐蚀等问题。之前已报道，含氮化合物(例如，氨基磺酸、尿素、硫酸铵等)可用作稳定剂来稳定次氯酸盐。然而，此类经稳定的次氯酸盐的使用也存在着一系列问题。

例如，在酸性造纸过程中，经稳定的次氯酸盐(例如，硫酸铵稳定的次氯酸盐)的使用受到了巨大的限制。这是因为酸性造纸过程中的pH值较低，易于形成二氯胺和三氯胺。二氯胺和三氯胺是不期望的杀微生物试剂，因为其与单氯胺相比，较不稳定，具有高挥发性，且毒性更高。

此外，之前已报道，次氯酸钠等氧化剂的使用可能影响纸机系统的pH，造成pH的波动，从而可影响纸机中的纤维及湿端添加剂(wet end additive)的使用效率。

在造纸过程中按照pH的不同，可将纸机系统分类为三种类型：酸性系统，pH通常为4.5-6.5；中性系统pH通常为6.6-7.5；以及碱性系统，pH通常为7.5-8.5。纸机系统的pH对于木质组分的溶解度具有很大的影响，特别地，其可以影响溶解物质的相变。在pH增大的情况下，木质组分的溶解度将会增加，导致阴离子干扰物质的增加，纤维上的表面电荷及其他组分也将相应改变，并且树脂溶解度将会提高。当pH降低时，将易于形成难溶沉积物。因此，保持纸机系统中的pH稳定对于造纸工艺(特别是对于纸机保留，成形)至关重要。例如，可通过下述来调节纸机系统的pH：使用硫酸、SO₂或铝盐来降低系统pH，而使用NaOH(作为碱)，或者更常见地，使用CO₂与NaOH，或Na₂CO₃(作为缓冲体系)来提高系统pH。

然而，在一些循环密闭系统中(例如，在碱性造纸工程中)，次氯酸盐和经稳定的次氯酸盐通常引起纸机系统pH值的升高，这对湿端添加剂造成了显著不利的影响，甚至引起添加剂脱水或降解。例如，当纸机系统的pH值从中性升高至碱性时，施胶剂(sizing agent)例如烷基烯酮二聚体(Alkyl Ketene Dimer，AKD)和烯基琥珀酸酐(Alkenyl SuccinicAnhydride，ASA)将发生脱水，并形成沉淀。此外，当系统的pH值高于8时，在BCTMP(漂白化学热磨机械浆，Bleached Chemical Thermo-Mechanical Pulp)的制浆过程中可能发生黄化问题。此外，系统的pH值的升高还导致聚合物的电子和电荷发生改变，这可引起造纸系统的不良变化。例如，当造纸系统的碱性升高时，将易于形成结垢。

因此，需要对造纸系统，尤其是湿端的pH值进行控制，以消除pH值的升高所带来的不利影响。事实上，本发明人已尝试通过添加酸(例如，硫酸和柠檬酸)来控制系统的pH值。然而，结果显示，硫酸和柠檬酸的添加虽然能够避免系统pH值的升高，但是也导致含卤素杀菌剂和稳定的含卤素杀菌剂(例如次氯酸盐)的杀微生物活性和生物膜去除能力下降，甚至丧失，无法有效控制微生物。