CS273660B1

CS273660B1 - Method of chemical water sterilization

Info

Publication number: CS273660B1
Application number: CS383587A
Authority: CS
Inventors: Drahomir Ing Sokol; Jaroslav Prof Mudr Csc Vanasek; Milan Doc Mudr Csc Blaha; Vlasta Oupicova
Original assignee: Drahomir Ing Sokol; Jaroslav Prof Mudr Csc Vanasek; Milan Doc Mudr Csc Blaha; Vlasta Oupicova
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS383587A1

Abstract

The purpose of the solution is to ensure sterilised water for special care for patients with decreased immunological defence. This purpose is achieved by sterilisation method, whose principle consists in the fact that water preheated to the required temperature, usually to 30 - 40 degrees C passes through a layer of anion exchange resin, on whose functional groups an anion of hypochlorous acid or anion of compounds containing active chlorine (for example of dichlorisocyanuric acid) is bound, while the average time of contact with the anion exchanger resin is at least 10 s.

Description

Vynález se týká způsobu chemické sterilizace vody, užívané zejména pro ošetřování pacientů se sníženou imunologickou obranou.The invention relates to a method of chemical sterilization of water, used in particular for the treatment of patients with reduced immunological defense.

Pacienti se sníženou imunologickou obranou jsou ve stálém nebezpečí, že podlehnou infekci, jejíž původci jsou mikroorganismy a jejich spory, neškodné pro populaci s nepoškozenými imunologickými systémy. Tyto pacienty je nutno izolovat před vlivy vnějšího prostředí a zajistit, aby se nedostali do styku s běžnou mikroflorou. To platí i o vodě, kterou používají k očistě těla, a která musí být z toho důvodu sterilní. V běžných laboratorních podmínkách se voda sterilizuje zahřátím v autoklávu při tlaku 150 KPa a teplotě 127 ’C. Sterilizaci lze provést i přídavkem různých prostředků, například kyseliny peroxooctové. Tyto způsoby sterilizace vody jsou jednorázové a jejich převedení do průtočného systému je značně složité a energeticky náročné. Ošetřování pacientů se sníženou imunologickou obranou vyžaduje, aby sterilní voda byla kdykoliv k disposici a měla teplotu 30 až 40 c. Důležitý je i požadavek zachování sterility rozváděcího potrubí a armatur, jimiž sterilní voda proudí k pacientovi. Kontaminaci vnitřního potrubí nelze zcela vyloučit. V případě použití tepelné sterilizace vody by bylo nutné použít zásohník vody, temperační zařízení a celou soustavu armatur a vše toto chránit složitým způsobem před kontaminací. Pokud se použije ke sterilizaci vody různých chemických látek, například vodný roztok kyseliny peroxooctové, je nutno zajistit poměrovou regulací konstantní účinnou koncentraci kyseliny peroxooctové v protékající vodě. Ke sterilizaci vody lze použít i filtraci pomocí takzvaných absolutních filtrů. Jsou to zařízení, v nichž je složitým způsobem uspořádán membránový filtr se střední velikostí otvorů 0,5/Um. Je ho ovšem před zanesením nutno ochránit předřazeným hrubým filtrem. I přesto je nutno filtr často vyměňovat. Ani toto a na mechanické poškození choulostivé zařízení zcela neplní svůj účel, zejména nezajišťuje sterilizaci potrubí při náhodné kontaminaci. Ke sterilizaci lze použít i upravovaných iontoměničú. Jejich použití je obecně popsáno v knize Buriánek a kol. Měniče iontů, jejich vlastnosti a použití, SNTL 1954, str. 368 až 369. US patent číslo 2 122 476 popisuje použití iontoměničú pro dechlorování a odstranění mikroorganismů a ve švýcarském patentovém spisu 626 254 je uveden způsob sterilizace, kde je ale použit iontoměnič, na jehož funkční skupiny je vázáno stříbro.Patients with reduced immunological defense are at constant risk of succumbing to infection caused by microorganisms and their spores, harmless to the population with intact immunological systems. These patients should be isolated from the environment and ensure that they do not come into contact with the normal microflora. This also applies to the water they use to cleanse the body and must therefore be sterile. Under normal laboratory conditions, the water is sterilized by heating in an autoclave at a pressure of 150 KPa and a temperature of 127 C. C. Sterilization can also be accomplished by the addition of various means, such as peroxoacetic acid. These methods of water sterilization are disposable and their conversion into a flow system is very complex and energy intensive. The treatment of patients with reduced immunological defenses requires that sterile water is available at any time and has a temperature of 30 to 40 ° C. Contamination of the inner pipe cannot be completely excluded. In the case of thermal sterilization of water, it would be necessary to use a water reservoir, a tempering device and a whole set of fittings and to protect all this in a complicated manner from contamination. When various chemicals are used to sterilize water, for example an aqueous solution of peroxoacetic acid, a constant effective concentration of peroxoacetic acid in the flowing water must be ensured by proportional control. Filtration using so-called absolute filters can also be used to sterilize water. These are devices in which a membrane filter having an average orifice size of 0.5 µm is complexly arranged. However, it must be protected from clogging by a pre-coarse filter. However, the filter must be replaced frequently. Even this, and for mechanical damage, delicate equipment does not fully fulfill its purpose, in particular it does not ensure sterilization of pipelines in case of accidental contamination. Treated ion exchangers may also be used for sterilization. Their use is generally described in Buriánek et al. Ion exchangers, their properties and uses, SNTL 1954, pp. 368-369. US Patent No. 2,122,476 discloses the use of ion exchangers for the dechlorination and removal of microorganisms, and Swiss Patent 626,254 discloses a sterilization method, but using an ion exchanger to whose functional groups are bound silver.

Výše uvedené nevýhody ostraňuje způsob chemické sterilizace vody, jehož podstata spočívá v tom, že voda předehřátá na 30 až 45 C se nechá procházet přes baktericidní anionaktivní iontoměnič, například kvarterní amoniovou pryskyřicí, na jehož funkční skupiny je vázán aniont kyseliny chlórné nebo aniont sloučenin obsahující aktivní chlór, například kyseliny dichlorisokyanurové, přičemž průměrná doba kontaktu s vrstvou baktericidního anionaktivniho iontoměniče je nejméně 10 s.The aforementioned disadvantages are avoided by the method of chemical sterilization of water, which consists in passing the water preheated to 30 to 45 ° C through a bactericidal anionic ion exchanger, for example a quaternary ammonium resin, to which an anion of hypochlorous acid or anion of compounds containing active chlorine, for example dichloroisocyanuric acid, wherein the average contact time with the bactericidal anion exchange layer is at least 10 s.

Nebo takový způsob, že vrstvou baktericidního iontoměniče, například kvarterní amoniovou pryskyřicí se nechá protékat studená voda, při průměrné době kontaktu alespoň 10 s, která se následně ohřívá na teplotu 30 až 40 ‘c.Or such a method that cold water is allowed to flow through a layer of a bactericidal ion exchanger, for example a quaternary ammonium resin, at an average contact time of at least 10 s, which is subsequently heated to a temperature of 30 to 40 ° C.

Střední doba styku vody s vrstvou biocidního iontoměniče je přímo závislá na objemu iontoměniče a nepřímo závislá na objemové rychlosti protékající vody a je dána vztahem:The mean contact time of the water with the biocidal ion exchanger layer is directly dependent on the volume of the ion exchanger and indirectly dependent on the volume velocity of the flowing water and is given by:

V kde T - je doba prodlevy (s)Where T - is the dwell time (s)

V - je objem iontoměniče (1)V - is the volume of ion exchanger (1)

V - je objemová rychlost vody (1/s)V - is the water velocity (1 / s)

Výhody způsobu podle vynálezu spočívají v tom, že aktivní chlor obsažený ve vodě, udržuje sterilní podmínky v celém potrubí až k místu spotřeby vody.The advantages of the process according to the invention are that the active chlorine contained in the water maintains sterile conditions throughout the pipeline to the point of water consumption.

CS 273660 BlCS 273660 Bl

Mikroorganismy obsažené ve vodě se kontaktují s povrchem částic iontoměniče, přebírají nepatrné množství aktivního chloru a tím se aktivují. Aktivní chlor přechází v malém množství i do protékající vody. Ta pak obsahuje zpočátku přibližně 30 mg, ke konci účinnosti 1,5 mg chloru v jednom litru vody.The microorganisms contained in the water contact the surface of the ion exchanger particles, taking up a small amount of active chlorine and thereby activating them. Active chlorine passes into the flowing water in small amounts. It then initially contains approximately 30 mg, at the end of efficacy 1.5 mg of chlorine in one liter of water.

Sterilizační účinek této koncentrace se může ještě zrychlit zahřátím vody v průtočném ohřívači na teplotu 30 až 40 C, přičemž doba kontaktu protékající vody s aktivní látkou se pohybuje od 10 do 300 s. Za těchto podmínek dojde i k inaktivaci všech mikroorganismů a jejich spor přítomných ve vodě.The sterilization effect of this concentration can be further accelerated by heating the water in the instantaneous water heater to a temperature of 30 to 40 ° C, the contact time of the flowing water with the active substance being from 10 to 300 s. .

Následující příklady ilustrují použití způsobu sterilizace podle vynálezu:The following examples illustrate the use of the sterilization method of the invention:

Přiklad 1Example 1

Do průtočné nádoby o objemu 1 litru, opatřené na vstupu i výstupu jemným sítkem, byl vložen aniontoměnič, například kvarterni amoniová pryskyřice, který byl nasycen roztokem sodné soli kyseliny dichlorizokyanurové. Vrstvou takto upraveného iontoměniče protéká voda teplá 40 C objemovou rychlosti 2,7 1/min. Obsah aktivního chloru ve vytékající vodě se pohyboval od počátečních 3,4 mg v litru vody do 2,5 mg v litru vody po projití 350 1 vody. Metodou membránové filtrace nebyly ve vodě zjištěny žádné mikroorganismy schopné množení. Po projití 850 litrů vody poklesl obsah aktivního chloru v protékající vodě na 0,55 mg v litru, což nasvědčovalo tomu, že baktericidní iontoměnič je již vyčerpán. V protékající vodě se současně objevily ojedinělé aktivní mikrobiální buňky.An anion exchanger, for example a quaternary ammonium resin, saturated with a sodium salt solution of dichloroisocyanuric acid, was charged into a 1 liter flow vessel equipped with a fine screen at both inlet and outlet. A 40 C warm water flows through the bed of the treated ion exchanger at a flow rate of 2.7 l / min. The active chlorine content of the effluent ranged from an initial 3.4 mg per liter of water to 2.5 mg per liter of water after passing 350 L of water. No multiplicity microorganisms were detected in the water by the membrane filtration method. After passing 850 liters of water, the active chlorine content of the flowing water dropped to 0.55 mg per liter, indicating that the bactericidal ion exchanger was already depleted. Simultaneously, unique active microbial cells appeared in the flowing water.

Příklad 2 , tExample 2, i

Vyčerpaný aniontoměnič z přikladu 1 o objemu 1 litr byl regenerován 10% roztokem sodné soli kyseliny dichlorizokyanurové po dobu čtyř hodin. Pak byl takto upravený iontoměnič promyt vodou. Vytékající voda měla na počátku funkce zařízení obsah 4,3 mg aktivního chloru v jednom litru, který během provozu stoupl až na 17 mg. Po projiti 1 050 litrů vody klesala koncentrace aktivního chloru na 6,7 mg 1/min. Za těchto podmínek byla ověřena baktericidní účinnost aniontoměhiče pomocí pitné vody, která byla uměle kontaminována přidáním suspenze Escherichia coli. Před vstupem do vrstvy iontoměniče obsahovala 7,8 . 1O⁷ buněk v jednom litru, po projiti vrstvou s dobou prodlení 20 sekund klesl obsah buněk Escherichia coli na 1,3 . 10^ v jednom litru vody. Přitom bylo zjištěno, že převažující vliv na úhyb buněk Escherichia coli má jejich přímý kontakt s částicemi iontoměniče, které na sebe váží aniont kyseliny dichlorizokyanurové.The spent 1-liter anion exchanger of Example 1 was regenerated with a 10% solution of sodium dichloroisocyanuric acid for four hours. The treated ion exchanger was then washed with water. At the beginning of the operation, the effluent water contained 4.3 mg of active chlorine per liter, which rose to 17 mg during operation. After passing through 1,050 liters of water, the concentration of active chlorine dropped to 6.7 mg / min. Under these conditions, the bactericidal activity of the anion exchanger was verified using drinking water, which was artificially contaminated by the addition of a suspension of Escherichia coli. It contained 7.8 before entering the ion exchanger layer. 1O ⁷ cells per liter, after passing through a layer having a dwell time of 20 seconds content fell Escherichia coli 1.3. 10 in one liter of water. It has been found that their direct contact with the ion exchanger particles, which bind to the anion of dichloroisocyanuric acid, has a predominant effect on the cell death of Escherichia coli cells.

Do vody, která obsahovala 6,7 mg v litru aktivního chloru, byla přidána suspenze Escherichia coli v takovém množstvi, aby výsledná denzita byla opět 7,8 . 10⁷ buněk v litru. Po expozici 20 sekund přežilo 4,6 . 10⁵ buněk v litru, což je tedy o dva řády více, než v případě přímého kontaktu buněk s částicemi iontoměniče iontů. Po projití 1 050 litrů vody, která po výtoku obsahovala 5 mg aktivního chloru v jednom litru, bylo měření opakováno se sníženým obsahem buněk Escherichia coli ve vodě. Ta před vstupem do vrstvy částic baktericidního iontoměniče obsahovala 1,8 . 1O⁵ buněk Escherichia coli v jednom litru, na výstupu bylo zjištěno metodou membránové filtrace pouze 10 buněk v jednom litru. Z ostatních rezistentních psychrofilních kmenů sporulátů bylo zjištěno, že jejich počet se po projití iontoměničem s Vázaným aniontem kyseliny dichlorizokyanurové redukoval na 10 až 80 buněk v litru.To water containing 6.7 mg per liter of active chlorine, a suspension of Escherichia coli was added in an amount such that the resulting density was again 7.8. 10 ⁷ cells per liter. After exposure for 20 seconds, 4.6 survived. 10 ⁵ cells per liter, which is two orders of magnitude more than in the case of direct contact of the cells with the ion exchanger particles. After passing 1,050 liters of water, which contained 5 mg of active chlorine per liter after discharge, the measurement was repeated with a reduced content of Escherichia coli cells in water. It contained 1.8 before entering the layer of bactericidal ion exchanger particles. 1O ⁵ cells of Escherichia coli per liter, the output was found by membrane filtration only 10 cells per liter. From other resistant psychrophilic strains of sporulates, it was found that their number was reduced to 10 to 80 cells per liter after passing through the anion exchanger with the bound dichloroisocyanuric acid anion.

Po projití 1 050 litrů vody poklesl opět obsah aktivního chloru na 2,2 mg v litru vody, takže bylo nutno opakovat regeneraci. Bylo prokázáno, že tímto způsobem je možno s náplní aniontoměniče sterilizovat minimálně 7 000 litrů vody.After passing through 1,050 liters of water, the active chlorine content dropped again to 2.2 mg per liter of water, so that regeneration had to be repeated. It has been shown that at least 7000 liters of water can be sterilized with the anion exchanger filler.

Claims

Method for the chemical sterilization of water by means of bactericidal ion exchangers, characterized in that the water preheated to a temperature of 30 to 45 ° C is passed through a bactericidal anionic ion exchanger, for example a quaternary ammonium resin, to which functional anionic hypochlorous anion or anionic compounds containing active chlorine, for example dichloroisocyanuric acid, wherein the average contact time with the bactericidal anion exchange layer is at least 10 s.

The method of claim 1, wherein cold water is allowed to flow through the bactericidal anion exchanger layer, e.g.