[发明专利]用于处理水或与水接触的表面的生物消毒组合物和方法

说明书

技术领域

本发明涉及处理水和/或与水接触的表面的领域。

具体地讲，本发明涉及生物消毒组合物，其含有生物消毒成分以及与之组合的非离子或阴离子表多糖，用于在水中或所述与水接触的表面上防止微生物和大生物体的生长和/或除去微生物和大生物体。

本发明也涉及处理水和/或与水接触的表面的方法，该方法包括所述生物消毒组合物以及使用其处理其中有水循环或储存的工业生产设备。

背景技术

许多工业采用淡水(溪水、河水、湖水、天然水库或水坝、井水或泉水)或盐水(海水或盐水)。例如，在消防水循环、锅炉水循环、冷却水循环、船舶压载或者在海上平台或风力涡轮机中均可以采用上述水。水在这些工业装置中的开放或密闭空间的管道中循环。循环为开放循环模式时，水可以取自例如江河中，然后自下游排出，而当水为密闭和/或半密闭模式循环时，水通常可以多次重复使用。

然而，微生物通常能够在其中有水循环或储存(含水或潮湿的介质)的这些装置的表面快速生长，这些微生物能够在这些表面上形成一层生物学(biologicalveil)或细菌盖膜(bacterialveil)。

该种生物学盖膜也称为生物膜(biofilm)，由一起粘附在表面的微生物群落组成，特别是例如细菌、藻类、原生动物和真菌。生物膜的产生实际上以基质的分泌物为特征，其能够粘附在多种类型的表面上，特别是矿物质、金属、玻璃或合成树脂的表面。

不良生物膜粘附现象以下列多个顺序发生：

1.适应表面(conditionsthesurface)的初级膜(primaryfilm)首先形成。该初级膜形成自介质中存在的有机物质。

2.接着，微生物可逆性粘附在初级膜上(非共价键或弱化学键)。

3.然后，微生物的粘附成为永久性的，因为构成后来的微生物更广泛的聚集的固定点的糖类外聚合物的产生或者蛋白质或糖蛋白的产生促进了粘附永久性。表面上永久性粘附的微生物膜构成了本发明定义中的生物膜。

4.最后，生物膜的表面聚集从长远来看可能导致属于动物界的大生物体的附着，可能形成大的聚集。这些大生物体可以是软体动物，例如贻贝和牡蛎；龙介虫科；甲壳类，例如藤壶；水螅和苔藓类。

然而，在下文中被称为生物淤积(biofouling)的微生物或大生物体的生物学聚集可能在工业领域和环境领域中导致许多影响。

例如，工业装置中生物膜的存在可能引起局部腐蚀，其与构成该生物膜的微生物的实际存在和代谢有关，而大生物体在与水接触的装置表面上形成硬壳(沉积)。目前，这些硬壳难以除去，通常需要停止装置，排空其中的水，然后机械或手工除去所述硬壳。另外，所述生物淤积的存在导致水流速的降低(对液体的流量产生抵抗)和工业装置(例如热交换器)产量的显著损失。最后，含水装置(特别是船舶压载)中活的生物体的移动可能是入侵物种(例如斑马贻贝)或致病物种(例如霍乱病毒)传播的原因。

为了防止和/或破坏该生物淤积，现有技术提出了多个解决方案。

多种“生物消毒”化合物首选被用于处理水。

这些生物消毒剂通常含有卤素或卤素取代的有机或无机衍生物，例如氯、溴、碘、氯化钾、次氯酸及其钠盐或钙盐、次溴酸、二氯代-和三氯代三聚氰酸盐或卤代乙内酰脲。然而，这些化合物具有易被腐蚀的缺点以及与含有水的有机物质形成潜在毒性的有机金属卤素化合物的缺点。

也提出了其它化合物通过注入或通过与涂层接触而处理，例如过氧化的衍生物和酚衍生物、重金属或其有机衍生物、甲醛、苯甲酸和苯甲酸盐。然而，它们中的许多可能会遗留下毒性或腐蚀性残留物或在处理的水中难以生物降解的残留物。

现有技术还已知，生物消毒化合物可以在任选含有有机溶剂的水相中以溶液或分散液的形式使用。在此情况下，它们通常被添加到水中以处理。然而，在某些情况下，特别是当被保护的表面与水的量相比非常小时，它们可以被混合到材料中。所述材料可以相当于例如应用于待保护表面(例如船体)的染料，从而处理与水接触的表面。

为此，FR-A-1601304描述了含有脂肪单胺和多胺的溶藻涂层(algicidalcoating)，其应当是沉积在与水接触的表面上，起到预期的保护作用。自EP-A-0017611也知道，脂肪胺能够破坏微生物，因此也能够破坏生物学膜。EP0716045也描述了多种脂肪胺的用途，用于对抗水中或与水接触的表面上的大面积生物污着的生长。FR2914822描述了含有三胺的植物保护组合物的用途，用于消灭线虫、细菌或真菌。