[发明专利]用于流体的细菌减少的设备和其使用过程

说明书

技术领域

本发明涉及用于流体的细菌减少的设备。本发明还涉及使用所述设备降低含有细菌的流体的细菌计数的过程，以及所述设备用于燃油、食品或水净化的细菌减少的用途，优选是用于废水净化、工业过程用水或饮用水处理的细菌减少的用途。

背景技术

流体的细菌减少例如出于卫生、保健和饮用水目的以及在医疗和食品行业中受到广泛的商业关注。本申请中的词语“细菌”不被具体限定，而是定义为微生物，特别是致病或腐败微生物。

用于流体的细菌减少的各种类型的设备是已知的，并且通常基于过滤设备。例如，WO 2004/052961 A1公开了各种这类过滤设备，其利用特殊的胍共聚物用作减少细菌的材料。不过，这些共聚物只是以水溶性材料或凝胶材料的形式公开的。要注意的是，水溶性材料或凝胶材料并不是构建装置和其部件的稳定材料。水溶性材料或凝胶材料在暴露于流体时通常不具备长期的稳定性，例如，它们会变形或丢失其活性组分。由于环境、健康和安全性及（其它）管理方面的原因，一般也不期望现有技术的可能有毒性的水溶性杀菌剂材料从该设备和其部件浸出。

在公开的过滤设备中，胍共聚物形式为颗粒、粉末或凝胶，并被封装成过滤柱，待处理流体然后被传输通过过滤柱。替代性地，公开了胍共聚物可以涂布在纸、纤维素或织物材料上，然后用作设备中的过滤元件。过滤装置存在这样的缺点，即它们的使用会伴随很大的压降。这些压降源于其有限的空隙率和高的比表面积，这两者都用来实现流体和固相之间的高的面间接触。

尽管基于胍的聚合物对细菌减少是有效的，但像大多数细菌减少材料一样，它们还不是商品材料，因此它们仍然是相对昂贵的专用聚合物，只能从专用聚合物生产商以有限的生产量获得。于是，这种细菌减少材料（杀菌剂）的相对高的成本导致了这种已知的用于细菌减少的过滤设备的缺点。这种过滤装置通常需要使用相对大量的昂贵的细菌减少材料。这是因为过滤柱通常只具有相对小的空隙率用于待处理流体与杀菌剂接触，因此对于特定的比表面积而言，它们需要较长的柱和较低的流速，以便产生足够的停留时间，从而是有效的。而且，由于对压降的考虑，对可用的比表面积的限制增加。

此外，在利用形式为颗粒、粉末或凝胶的杀菌剂的柱的过滤设备情况下，如WO 2004/052961中那样，非常大的一部分杀菌剂被“浪费”，因为只有颗粒、粉末或凝胶的外表面接触流体并因而是有效的。由于缺少与流体接触，颗粒、粉末或凝胶内部的大量的杀菌剂因此是不起作用的。

总的来说，期望有更高效利用昂贵的专用杀菌剂材料的用于流体细菌减少的设备。这种设备允许对于给定量的杀菌剂有更高效的细菌减少。还期望所述设备在暴露给流体时（例如，由于杀菌剂的浸出）不会遭遇高压降或缺少长期稳定性的缺点。而且，如果还相对于现有技术的过滤设备的细菌减少水平，能进一步提高细菌减少，那么这将是更可取的。

发明内容

从现有技术水平开始，本发明的目的是提供一种用于流体的细菌减少的设备，其不会遭受前面提到的缺陷，尤其是不太高效地使用杀菌剂材料以及不太高效的细菌减少。本发明的另外的目的包括提供一种使用所述设备来降低含有细菌的流体的细菌计数的过程，以及提供一种所述设备用于燃油、食品或水净化的细菌减少的用途，优选是用于废水净化、工业过程用水或饮用水处理的细菌减少的用途。

根据本发明，这些目的是通过用于流体的细菌减少的设备实现的，所述设备包括外壳、入口、出口、流体接触表面，所述流体接触表面包括实现为减少所述流体的细菌计数的杀菌剂，其特征在于：所述流体接触表面是静态混合元件的流体接触表面。

根据本发明，这些另外的目的首先通过使用本发明的设备来减少含有细菌的流体的细菌计数的过程实现，所述过程包括步骤：

将含有细菌的流体通过所述入口供给到所述设备，

在包括杀菌剂的流体接触表面上处理所述含有细菌的流体，以便形成具有减少的细菌计数的流体，

通过所述出口从所述设备去除具有减少的细菌计数的流体。

所述设备和所述过程根据本发明用于燃油、食品或水净化的细菌减少，优选用于废水净化、工业过程用水或饮用水处理的细菌减少中。在本申请中，“燃油”指能够用作燃料的所有油，诸如柴油、汽油或原油。如将讨论的，这些流体和过程特别受益于本发明。