CZ287584B6 - Způsob provádění dezinfekční BZ reakce - Google Patents

Způsob provádění dezinfekční BZ reakce Download PDF

Info

Publication number
CZ287584B6
CZ287584B6 CS19924063A CS406392A CZ287584B6 CZ 287584 B6 CZ287584 B6 CZ 287584B6 CS 19924063 A CS19924063 A CS 19924063A CS 406392 A CS406392 A CS 406392A CZ 287584 B6 CZ287584 B6 CZ 287584B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
iodine
chlorine
water
bistable
amount
Prior art date
Application number
CS19924063A
Other languages
English (en)
Inventor
Dennis Hardy O'dowd
Original Assignee
Iomech Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iomech Limited filed Critical Iomech Limited
Publication of CZ406392A3 publication Critical patent/CZ406392A3/cs
Publication of CZ287584B6 publication Critical patent/CZ287584B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
    • C02F1/766Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens by means of halogens other than chlorine or of halogenated compounds containing halogen other than chlorine

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Způsob provádění dezinfekční BZ reakce, při kterém se přidávají kontinuálním způsobem do kontinuálně protékaného systému halogeny nebo sloučeniny obsahující halogeny za účelem vytvoření dvou bistabilních systémů v rovnováze. První bistabilní systém sestává z HOCl, OCl.sup.-.n. a chloraminů v kapalné fázi a druhý bistabilní systém sestává z IO.sub.3.n. .sup.-.n., I.sub.2 .n.a HIO v kapalné fázi. V případě, že se tyto bistabilní systémy poruší účinkem redukčních činidel tvořených mikrobiálními formami života nebo jejich metabolickými vedlejšími produkty, dochází k iniciování oscilační reakce, jejíž určité meziprodukty jsou mikrobiocidní povahy.ŕ

Description

Způsob provádění dezinfekční BZ reakce
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu provádění oscilační chemické reakce, konkrétně dezinfekční BZ reakce (Belousov-Zhabotinského reakce), při kterém se dosáhne zvýšení biocidní účinnosti všeobecně používaných halogenů při dezinfikování kapalin, přičemž postup podle uvedeného vynálezu je možno použít k dezinfikování pevných látek, které jsou v kontaktu s uvedenými kapalinami, jako například vnitřních stěn trubkových systémů.
Dosavadní stav techniky
Voda určená k pití, odpadní voda nebo průmyslové vody se obvykle zpracovávají halogeny, jejichž oxidační biocidní účinky a dezinfekční účinky jsou všeobecně velice dobře známy. Pokud se týče pitné vody, potom je nejobvyklejším způsobem dezinfikování zpracovávání vody chlórem a vedlejšími produkty chlóru.
Chlór má silný biocidní účinek, přičemž ve vodě dodávané ke spotřebitelům se obvykle udržuje určité zbytkové množství volného chlóru, což slouží jako určitá pojistka, že se všechny škodlivé bakterie zničí ještě předtím, než se voda dostane na místo určení.
Ovšem v průběhu komplexních reakcí mezi chlórem a různými organizmy přítomnými ve vodě a organickými znečišťujícími složkami dochází ke tvorbě různých chloraminů a jiných nežádoucích produktů, jejichž biocidní účinnost je slabší než u chlóru nebo nemají tyto látka žádnou biocidní účinnost, přičemž tento postup vede k nepřijatelnému zápachu a chuti vody. Kromě toho je třeba uvést, že tvorba chloraminů a dalších chlorovaných produktů vede k tomu, že do vody je nutno přidávat další množství chlóru za účelem udržení požadovaného zbytkového množství volného chlóru, které je potřebné ke zničení bakterií.
V tomto oboru je podle dosavadního stavu techniky známo několik metod, podle kterých bylo navrženo použití kombinace dvou dezinfekčních látek, přičemž jedna z těchto látek je použita jako chemické reakční činidlo (nikoliv tedy jako dezinfekční látka) jehož účelem je pouze regenerovat biocidní formy druhé použité látky z již vyčerpané formy této druhé látky. Jako příklad těchto metod, při kterých jsou použity dva halogeny, to znamená chlór a jód, je možno uvést postupy popsané v patentu Spojených států amerických US 2 443 429, který byl publikován 15. června, 1948 (autoři H. C. Markes a kol.) a v patentu Spojených států amerických US 3 975 271, který byl publikován 17. srpna 1976 (autor B. Saumier). Podle těchto dvou patentů podle dosavadního stavu techniky se chlór nebo jeho částečně zreagované formy, jako jsou například HOC1 a NH2C1, zavádějí do vody za účelem oxidování jodidu na biocidně účinný jód (I2), který potom reaguje s bakteriemi a v důsledku této reakce se redukuje na jodid Γ, přičemž v této fázi se zavádí do vody další podíl chlóru za účelem zpětného oxidování jodidu na biocidní jód a tímto způsobem je dosaženo toho, že může znovu probíhat výše uvedený dezinfekční proces.
V každém z těchto uvedených systémů je účelem snížení nákladů na použití biocidního jódu (I2) tím, že se tento jód získá zpětnou oxidací a opětně použije pro další dezinfekční proces. V obou případech se využívá biocidní vlastností jódu a nikoliv oxidační látky. Ovšem nevýhodou těchto uvedených postupů je to, že se při nich použitá úroveň jódu ve zpracovávané vodě pohybuje značně vysoko nad všeobecně přijatelnou hladinou, která je považována za fyziologicky akceptovatelnou pro kontinuální lidskou spotřebu, neboť pouze při této vysoké úrovni jódu dochází k dostatečně účinnému biocidnímu účinku, kteiý by měla vyvolávat dezinfekční látka. Minimální úroveň biocidního jódu, která je běžně akceptována jako přijatelná při zpracovávání vody za účelem jejího dezinfikování, je v Kanadě a ve Spojených státech amerických v rozmezí od
- 1 CZ 287584 B6
0,5 miligramů/litr do 10 miligramů/litr v závislosti na stavu vody a rovněž na objemu, který je denně lidmi spotřebováván během daného časového období.
V této souvislosti je třeba uvést, že v systémech, ve kterých se používá chlór k regenerování nebo ke zpětnému oxidování jódu na jeho biocidní formy, bylo zjištěno, že dochází ke značnému bakteriálnímu růstu, který by se běžně nevyskytoval při takto použitých množstvích chlóru nebo jódu, kdyby tyto látky byly použity samostatně [viz Favero a kol., Survival of Pseudomonas in an Iodinated Swimming Pool Applied Microbiology, Vol. 14, str. 627 (1966)].
Podstata vynálezu
Podstata postupu provádění dezinfekční BZ reakce podle předmětného vynálezu spočívá v tom, že se do kapaliny v kontinuálně protékaném systému kontinuálním způsobem přidávají halogeny 15 nebo sloučeniny obsahující halogeny k vytvoření dvou bistabilních systémů v rovnováze. První bistabilní systém sestává z HOC1, OCl“ a chloraminů v kapalné fázi a druhý bistabilní systém sestává z IO3~, I2 a HIO v kapalné fázi, přičemž tyto bistabilní systémy při narušení účinkem redukčních látek představujících mikrobiální formy života nebo jejich metabolické vedlejší produkty iniciují oscilační reakci, jejíž určité meziprodukty jsou mikrobiocidní povahy.
Ve výhodném provedení podle vynálezu je uvedenou kapalinou voda a halogeny použité k vytvoření uvedených dvou bistabilních systémů jsou chlór (Cl2) nebo sloučenina uvolňující chlór a jód (I2) nebo sloučenina uvolňující jód, přičemž množství přítomného jódu se pohybuje v rozmezí od 0,025 do 0,15 miligramů/litr vody a tento jód se přidává předtím, než bylo 35 % až 25 65 % chlóru hydrolyzováno, a množství chlóru nepřevyšuje 5,0 miligramů/litr vody v místě přívodu jódu, přičemž je přítomen chloramin v množství menším než 25 % vzhledem k celkovému množství HOC1. Výhodně se jód určený k přidávání přidává předtím, než bylo hydrolyzováno 50 % chlóru.
Uvedená koncentrace chlóru ve vodě je výhodně udržována v rozmezí platném pro pitnou vodu.
Postup podle vynálezu je vhodný pro odstraňování usazenin kolonií bakterií z vnitřních stěn trubky, při kterém se do proudu kapaliny protékající trubkou přidávají halogeny nebo sloučeniny obsahující halogeny.
Při tomto provedeni se jód výhodně přivádí do tohoto kontinuálně protékaného systému ve formě nasyceného roztoku. Rovněž je výhodné, jestliže se jód přivádí do tohoto kontinuálně protékaného systému ve formě termodynamicky volného jódu.
Při provádění tohoto postupu se množství chloraminů výhodně sníží na maximálně přípustnou úroveň chlorací v kritickém bodě, přičemž se do systémů přidává chlór k oxidování chloraminů, a podle jiné výhodné varianty se množství chloraminů sníží na maximálně přípustnou úroveň před zavedením halogenů do potrubí.
Postupem podle uvedeného vynálezu se podařilo překonat výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky tím, že pro dané účely byla použita BZ reakce, ve které se používá minoritního bistabilního jódového systému, jehož hladina leží pod hodnotou, která se považuje za fyziologicky nepřijatelnou pro lidskou spotřebu, ve vzájemném spojení s hlavním bistabilnim chlórovým systémem, ke kterému dochází v důsledku přítomnosti mikrobiální činnosti nebo účinku metabolických vedlejších produktů, přičemž při této interakci se uvedená reakce převede na aktivní dezinfekční BZ reakci, při které se zvýší biocidní účinek chlóru.
V této souvislosti je třeba uvést, že podle dosavadního stavu techniky byl tento jev oscilační chemické reakce dostatečně podrobně popsán, přičemž všeobecně se tento typ reakcí označuje jako Belousov-Zhabotinského reakce (neboli BZ reakce, jak bylo výše uvedeno). Tato BZ reakce
-2CZ 287584 B6 byla například dostatečně dobře popsána Epsteinem a kol. ve článku v publikaci Scientific Američan, March 1983, str. 112. K tomu, aby mohla být tato reakce provedena, je podle tohoto článku nutno splnit tři základní podmínky, které jsou zde uvedeny jako základní požadavky nutné k vytvoření chemického oscilačního jevu. První podmínkou je to, že tento chemický systém musí být dostatečně vzdálen od rovnovážného stavu. Druhou podmínkou je vytvoření zpětné vazby (neboli zpětného působení), což je možno jinými slovy popsat tak, že určitý produkt vznikající v daném stupni reakčního procesu musí ovlivňovat svoji rychlost tvorby. Třetí podmínkou je to, že tento chemický systém musí projevovat bistabilitu, což znamená, že za stejných vnějších reakčních podmínek musí být tento systém schopen existovat ve dvou rozdílných stabilních rovnovážných stavech. Pro reakce tohoto typu nebylo až do současné doby nalezeno žádné vhodné použití.
Navržením postupu podle uvedeného vynálezu, při kterém se udržuje fyziologicky přijatelná úroveň koncentrace jódu ve vodě určené k běžné spotřebě na hodnotách, které jsou vhodné pro lidi, kteří mají nedostatek jódu nebo kteří mají odpovídající předepsané dávky jódu, byly odstraněny nedostatky postupů podle dosavadního stavu techniky. Při použití postupu podle uvedeného vynálezu se rovněž dosáhne snížení obsahu takových sloučenin chlóru, jako jsou například chloroform a chloraminy, které jsou ve vodě zpracovávány chlórem na nežádoucí produkty způsobující nepřijatelnou chuť a zápach. Kromě toho je nutno uvést, že se při provádění postupu podle uvedeného vynálezu zvyšuje biocidní účinek chlóru tím, že se dosáhne zahubení bakterií, které jsou jinak imunní za daných podmínek, při nízkých hladinách chlóru.
V případech, kdy je obsah organických látek ve vodě v určitých místech systému zejména vysoký, jako je tomu například v případech, kdy na vnitřních stěnách potrubí sloužícího k vedení vody dochází k tvorbě bakteriálních usazenin, může být v některých případech neproveditelné dezinfikovat vodu na takovou úroveň, aby byla tato voda vhodná k pití. Chlór v množstvích, která jsou ještě přijatelná pro pitnou vodu, není vždy schopen zahubit všechny formy mikrobiálního života, i když je toto množství schopné zahubit organizmy mající obecně nepříznivý vliv na lidské zdraví. Organizmy odolné vůči působení chlóru, jako jsou například autochemotrofní nebo heterotrofní organizmy se usazují na vnitřních stěnách trubek a tvoří organický sliz, který váže chlór přítomný v uvedeném systému a tím způsobuje to, že množství chlóru, které je při zavádění do tohoto systému považováno za dostačující ke zpracování vody, se stane nedostatečným, takže tato voda již neobsahuje nutné zbytkové množství volného chlóru.
K odstranění tohoto problému souvisejícího s tvorbou bakteriálních nánosů a vrstev bakteriálních vedlejších produktů na vnitřních stěnách trubek se v současné době používají k odstraňování usazenin tohoto druhu fyzikální metody, jako je například prošťuchování a/nebo čištění kartáči.
Podle předmětného vynálezu byl tedy navržen takový typ BZ reakce, při které bylo použito chlóru a jódu k dezinfikování vnitřních stěn trubek nebo k dezinfikování jiných pevných částí za použití kontinuálně proudící kapaliny, ve které je prováděna tato BZ reakce.
Podle vynálezu se tedy obecně řečeno provádí dezinfekční BZ reakce, při které se do kapaliny v kontinuálně protékaném systému přidávají kontinuálním způsobem halogeny nebo sloučeniny obsahující halogeny za účelem vytvoření bistabilních systémů v rovnováze. První bistabilní systém sestává z HOC1, OCE a chloraminů v kapalné fázi a druhý bistabilní systém sestává z IO3, I2 a HIO v kapalné fázi. V případě, že se tyto bistabilní systémy poruší účinkem redukčních činidel tvořených mikrobiálními formami života nebo jejich metabolickými vedlejšími produkty, dochází k iniciování oscilační reakce, jejíž určité meziprodukty jsou mikrobiocidní povahy.
Výhodné provedení postupu podle uvedeného vynálezu spočívá v přidávání jódu nebo sloučeniny uvolňující jód do kontinuálně proudící vody, ve které je obsažen chlór v koncentraci v rozmezí od asi 0,15 miligramů/litr do 5,0 miligramů/litr vody, přičemž koncentrace jódu se pohybuje v rozmezí od asi 0,025 miligramů/litr do 0,15 miligramů/litr vody. Tento přídavek jódu nebo
-3CZ 287584 B6 sloučeniny uvolňující jód je třeba uskutečnit v místě kontinuálně protékající vody, ve kterém je 35 % až 65 % nezhydrolyzovaného a nezreagovaného chlóru Cl2, ve výhodném provedení podle vynálezu 50 % nezhydrolyzovaného chlóru, přičemž zbytek chlóruje zreagován ve formě HOC1, Oď, a v případě, kdy je přítomna dusíkatá látka, ve formě chloraminů, přičemž koncentrace chloraminů je menší než 25 % koncentrace HOC1.
V některých případech je nezbytné předem zpracovat vodu chlorací za kritickým bodem, kdy se chlór Cl2 přidává za účelem oxidování chloraminů, nebo jinými vhodnými metodami za účelem snížení koncentrace chloraminů na výše uvedené koncentrace.
V přítomnosti HOC1, chloraminů a Oď se vytvoří první bistabilní systém v oblasti místa přívodu jódu nebo sloučeniny uvolňující jód.
V místě přívodu jódu nebo sloučeniny uvolňující jód nebo v nejbližším okolí tohoto místa se vyskytuje určitý podíl jódu v přeoxidované formě účinkem přítomného chlóru v systému, přičemž zde vzniká jodičnan (IO3 _), a část jódu zůstává ve formě I2 a část se hydrolyzuje na kyselinu jodnou (HIO). Tímto způsobem se vytváří druhý bistabilní systém nutný k vyvolání oscilační reakce.
Všechny uvedené chemické látky se vyskytují ve velmi nízkých koncentracích, přičemž chlór vytváří hlavní bistabilní systém a jód vytváří minoritní bistabilní systém. Tyto dva bistabilní systémy jsou vzdáleny od rovnovážného stavu, ovšem přechodně jsou ve stabilním stavu. Sloučeniny chlóru se vyskytují v množství odpovídajícímu biocidní úrovni, přičemž sloučeniny jódu se vyskytují v množství, které obvykle není označováno jako biocidní.
Redukční složku nebo narušující sílu tohoto procesu představuje přítomnost organických látek již přítomných in šitu na stěnách trubek, ve kterých proudí voda, nebo přítomných v proudící vodě. Tato redukční složka iniciuje vznik oscilační reakce vytvářením hysterezní smyčky v těchto bistabilních chemických systémech. Tato reakce zvyšuje hubící účinek přítomných chemických látek a jejich meziproduktů.
Koncentrační rozmezí chlóru, které bylo uvedeno ve výše popsaném výhodném provedení, závisí pouze na povolených standardech platných v dané zemi a na průmyslové praxi, pro kterou platí pravidla pro pitnou vodu. Koncentrační úroveň chlóru není přímo závislá na koncentrační úrovni jódu. Pro vodu, která není určena pro pitné účely, může být použito vyšších koncentrací chlóru, než které byly uvedeny výše, stou podmínkou, že koncentrace chlóru vmiste přívodu jódu nepřevyšuje 5,0 mg/1.
Všeobecně je velmi dobře známo, že bakterie ve vodném systému mohou ulpívat na vnitřních stěnách trubek vedoucích vodu, přičemž tyto bakterie produkují vedlejší produkty ve formě usazenin, což vede ktomu, že tyto organizmy jsou mimořádně odolné vůči působení dezinfekčním účinkům biocidních halogenů i ve velmi vysokých koncentracích. Za těchto podmínek tvoří kolonie výše uvedených odolných bakterií na vnitřních stěnách trubek, ve kterých proudí voda, a vedlejší produkty ochrannou vrstvu a tím i ochranné prostředí pro další přilnuté bakterie. Tato tvorba nánosů bakterií a jejich vedlejších produktů představuje značný technický problém, neboť tyto nánosy narušují průtok vody, mohou poškodit trubky a představují problém pro lidské zdraví, neboť tyto nánosy poskytují ochranné prostředí pro potenciálně patogenní další přilnuté bakterie vyskytující se v tomto systému, které se mohou příležitostně odpoutávat od stěn a kontaminovat tak pitnou vodu. Všeobecně je z dosavadního stavu techniky známo, že i vysoká koncentrační úroveň chlóru až asi 20 miligramů/litr vody a vysoká koncentrační úroveň jódu až asi 5 miligramů/litr vody nemá v podstatě žádný vliv na tento typ bakterií. V současné době je jedinou metodou kontrolování těchto bakteriálních nánosů mechanický způsob jejich odstraňování, prováděný protahováním a kartáčováním vnitřních prostorů trubek. Tyto metody jsou značně nákladné a navíc neúčinné v porovnání s metodou podle uvedeného vynálezu pokud se týče udržování potrubního systému čistého od bakteriálních nánosů na vnitřních stěnách trubek.
-4CZ 287584 B6
Oscilační chemická reakce popsaná výše umožňuje pomalé proniknutí molekul jódu a chlóru touto uvedenou ochrannou bariérovou vrstvou, čímž se vystaví bakterie působení uvedených látek. V tomto okamžiku, kdy jsou bakterie vystaveny působení uvedených látek dochází k jejich hubení v důsledku chlorace. Zahubené organizmy již nemají schopnost přilnout k vnitřním stěnám trubek a tyto organizmy stejně tak jako jejich ochranného prostředí jsou odstraňovány společně s protékajícím proudem.
Na rozdíl od výše uvedeného není možno ani s vysokými koncentracemi jódu a chlóru dosáhnout přijatelného zpracování vody a rovněž ani účinného proniknutí do ochranné bariérové vrstvy ulpělých organizmů a jejich vedlejších produktů, neboť s největší pravděpodobností dochází k jejich zreagování na povrchu uvedené bariérové vrstvy. Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu se molekuly halogenů v jejich vzájemném poměru přivádí do kontaktu s bakteriemi nebo s ochrannou bariérovou vrstvou vytvořenou těmito bakteriemi, přičemž při postupujícím kontaktování se molekuly těchto halogenů hromadí na povrchu a v okrajových oblastech těchto bariérových vrstev. Při této bioakumulaci se vytvoří podmínky k provedení výše uvedené BZ reakce uvnitř této hmoty, čímž je umožněno proniknutí uvedených halogenů hlouběji do uvedené ochranné bariérové vrstvy a kontaktování s aktivními organizmy, přičemž dochází k účinku sloučenin chlóru na tyto organizmy a k jejich zahubení.
Jód je možno přivádět do uvedeného prostředí ve formě nasyceného roztoku prostřednictvím jódového dávkovacího systému, jako je například systém popsaný v patentu Spojených států amerických US 4 555 347, publikovaný 26. listopadu 1985, přihlašovatel lomech Limited, autoři Dennis O'Dowd a John Barry. V alternativním provedení je možno jód zavádět do výše uvedeného prostředí ve formě termodynamicky volného jódu způsobem popsaným v související patentové přihlášce Spojených států amerických US 296 371, podané 10. ledna 1989.
Výhodným způsobem zavádění chlóru do výše uvedeného systému je takový způsob, při kterém vzniká chlór nebo při kterém se do systému přímo chlór zavádí.
Příklady provádění vynálezu
Postup podle uvedeného byl testován za pomoci zařízení, které je schematicky zobrazeno na připojeném obrázku.
Při provádění těchto experimentů bylo použito trubkových sekcí vyjmutých z pracujícího rozvodného systému, přičemž v těchto testovaných trubkách byly na vnitřních stěnách akumulovány usazeniny kolonií bakterií. Tyto trubkové sekce byly uzavřeny a naplněny vodou, která se v nich vyskytovala v místě použití. Takto uzavřené trubkové sekce byly potom transportovány do laboratoře, ve které bylo zkonstruováno zařízení zobrazené na přiloženém obrázku k otestování těchto trubek. Pro možnost porovnání byla zkonstruována dvě zařízení, přičemž v jednom byl proveden experimentální testovací pokus podle uvedeného vynálezu a ve druhém byl proveden kontrolní postup. Zařízení zobrazené na přiloženém obrázku sestávalo ze čtyř zásobníků JO o objemu 90,9 litru, které byly propojeny trubkami tvořícími trubkový systém 12 (těmito trubkami jsou výše uvedené trubkové sekce zpracujícího rozvodného systému), čímž byl vytvořen testovací systém 13 simulující systém pro rozvod vody. V každé části tohoto trubkového systému, to znamená v části 12a, 12b, 12c a v části 12d trubkového systému 12, byla umístěna odstředivá čerpadla 14, která byla použita k čerpání a transportu vody uvedeným testovacím systémem 13 ve směru hodinových ručiček. Do jedné části tohoto systému 13, to znamená do části 12c trubkového systému 12, byl zařazen filtr 16 z hlazených vláken a s náplní aktivního uhlíku, přičemž tato jednotka byla použita pro dehalogenování vody po provedení určitého stanoveného počtu cyklů. Dále byl v tomto systému vytvořen obchvat 18 kolem uvedeného filtru 16, který byl otevřen v případě, kdy nebylo prováděno dehalogenování. Prostřednictvím ventilu 20 bylo kontrolováno uvolňování chlóru z nádoby 21 představující zásobník chlóru, přičemž tento chlór byl veden z této nádoby 21 na chlór prostřednictvím potrubí 22 do části 12d
-5CZ 287584 B6 trubkového systému 12 a tím i do proudu vody, která byla čerpána tímto systémem. Při provádění testování v tomto systému bylo použito dávkovače jódu 24 stejného typu jako je popsán v patentu Spojených států amerických č. 4 555 347 zmiňovaném výše, přičemž tento dávkovač jódu byl připojen pomocí páru trubek 26 a 28 a regulačních ventilů 30 a 32 na část 12d tohoto trubkového 5 systému 12, přičemž v jednom z těchto potrubí 26 a 28 bylo regulováno uvolňování jódu z dávkovače 24 jódu. Tímto způsobem byl přiváděn jód prostřednictvím potrubí 26 a T-kusu 34 do uvedeného systému, přičemž chlór byl do tohoto systému přiváděn prostřednictvím T-kusu 36 v místě proti proudu před přiváděním jódu do uvedeného systému pomocí T-kusu 34.
ío Do kontrolního systému (který není znázorněn, ale který byl stejný jako je systém zobrazený na přiloženém obrázku s tím rozdílem, že nebylo použito dávkovače jódu 24) byl přiváděn chlór v množství 5 miligramů/litr vody, čímž byly vytvořeny stejné pracovní podmínky jako v systému, ze kterého byly tyto trubkové sekce vyjmuty. Obchvat 18 zůstal otevřený, takže nebyla prováděna dechlorace filtrem s náplní aktivního uhlíku. V testovacím systému byl do vody kromě výše uvedeného přidáván jód v koncentraci 2 miligramy/litr vody, čímž byly simulovány podmínky uvedené v patentu Spojených států amerických US 2 443 429 uvedeném výše.
Oba tyto systémy, to znamená kontrolní systém a testovací systém 13, byly ponechány v činnosti 20 po dobu 12 hodin a na konci této 12hodinové periody byl provoz v těchto systémech zastaven za účelem testování vody v zásobnících 10. V kontrolním zásobníku bylo zjištěno, že zbytkové množství chlóru je 0,05 miligramů/litr vody. V testovacím zásobníku byl obsah zbytkového chlóru menší než 0,05 miligramu/litr vody a koncentrace jódu byla menší než 0,1 miligramu/litr vody. Bakterie byly identifikovány jako bakterie coli, přičemž jejich stav byl následující:
Test Kontrolní pokus
zásobník 10a > 10 coli/100 ml 20 coli/100 ml
zásobník 10b 9 coli/100 ml > 10 coli/100 ml
zásobník 10c > 10 coli/100 ml 9 coli/100 ml
zásobník lOd > 10 coli/100 ml >10 coli/100 ml
Z výsledků uvedených ve výše uvedené tabulce je zřejmé, že množství bakterií nebylo sníženo zaváděním jódu I2 do systému v koncentraci 2 miligramy/litr vody na rozdíl od výsledku uvedených v patentu Spojených států amerických č. 2 443 429.
Jak kontrolní systém tak testovací systém byly potom dehalogenovány tak, že voda byla vedena filtrem 16 s náplní obsahující aktivní uhlík, přičemž bylo použito 10 cyklů k přípravě vody pro další pokus. V tomto dalším pokusu byla koncentrace chlóru v kontrolním systému znovu 5 miligramů/litr vody, přičemž obchvat 18 zůstal otevřený. Rovněž testovací systém _13 byl 35 chlorován na koncentraci chlóru 5 miligramů/litr vody, přičemž koncentrace jódu, který byl rovněž v tomto případě dodáván do uvedeného systému, byla v tomto případě menší než 0,1 miligramu/litr vody. Během následujících dvou hodin se v testovacím systému 13 počal odstraňovat po částech z vnitřních stěn trubkového systému 12 ulpělý materiál. Kontrolní systém pracoval na rozdíl od tohoto testovacího systému normálně.
Potom byl proces probíhající v testovacím systému 13 zastaven a vnitřní stěny trubek 12 byly prohlédnuty. První část 12a tohoto trubkového systému 12 byla v podstatě zbavena veškerých ulpělých kolonií bakterií na vnitřním povrchu trubkových stěn. Ve druhé části 12b tohoto trubkového systému 12 byl biofilm vytvořený těmito koloniemi bakterií zmenšen přibližně o 1/2 45 ve vstupní části této trubkové části a o 1/10 ve výstupní části tohoto trubkového systému. Třetí a čtvrtá část 12c a 12d tohoto trubkového systému se jevila jako nedotčená probíhajícím procesem.
Potom byly jak kontrolní systém tak i testovací systém 13 dehalogenovány pomocí filtru 16 50 s náplní obsahující aktivní uhlík a přítomné částečky materiálu byly odstraněny z testovacího
-6CZ 287584 B6 systému pomocí rohoží z vrstvených skleněných vláken vložených do zásobníku 10c v tomto testovacím zařízení.
Potom byl proveden poslední pokus, při kterém byla použita koncentrace chlóru v testovacím systému 13 a v kontrolním systému 5 miligramů/litr vody. Do testovacího systému 13 byl kromě toho přiváděn jód I2 v množství přibližně 0,15 ± 0,05 miligramu/litr vody, přičemž v místech podél celého tohoto testovacího systému byla sledována koncentrace jódu. Při provádění tohoto testu bylo zjištěno, že se po částech začal odstraňovat ulpělý materiál ze vnitřních stěn částí tohoto trubkového systému 12 v okamžiku, kdy bylo přítomno stopové množství jódu I2 (tato koncentrace byla měřena pouze při úrovni jódu 0,025 miligramů/litr nebo vyšší), přičemž odstraňování částeček tohoto ulpělého materiálu z vnitřních stěn tohoto trubkového systému se zastavilo v okamžiku, kdy koncentrační úroveň jódu I2 dosahovala 0,15 miligramů/litr vody. Z výše uvedeného vyplývá, že maximální přípustná koncentrace jódu k iniciování BZ reakce je 0,15 miligramů/litr vody. Potom byly oba systémy rozebrány za účelem jejich prozkoumání, přičemž bylo zjištěno, že vnitřní stěny trubkového testovacího systému 12 byly zbaveny všech organických látek a že na těchto vnitřních stěnách trubek se nevyskytují žádné organické ani anorganické usazené zbytky. Při prozkoumání kontrolního systému bylo zjištěno, že na vnitřních stěnách tohoto trubkového systému je v podstatě stejné množství organických a anorganických usazenin jako při vyjmutí těchto trubkových částí z pracovního rozvodného systému.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob provádění dezinfekční BZ reakce, vyznačující se tím, že se do kapaliny v kontinuálně protékaném systému kontinuálním způsobem přidávají halogeny nebo sloučeniny obsahující halogeny k vytvoření dvou bistabilních systémů v rovnováze, přičemž první bistabilní systém sestává z HOC1, OCE a chloraminův kapalné fázi a druhý bistabilní systém sestává z IO£, I2 a HIO v kapalné fázi a tyto bistabilní systémy při narušení účinkem redukčních látek představujících mikrobiální formy života nebo jejich metabolické vedlejší produkty iniciují oscilační reakci, jejíž určité meziprodukty jsou mikrobiocidní povahy.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedenou kapalinou je voda a halogeny použité k vytvoření uvedených dvou bistabilních systémů jsou chlór (Cl2) nebo sloučenina uvolňující chlór a jód (I2) nebo sloučenina uvolňující jód, přičemž množství přítomného jódu se pohybuje v rozmezí od 0,025 do 0,15 miligramů/litr vody a tento jód se přidává předtím, než bylo 35 % až 65 % chlóru hydrolyzováno, a množství chlóru nepřevyšuje 5,0 miligramů/litr vody v místě přívodu jódu, přičemž je přítomen chloramin v množství menším než 25 % vzhledem k celkovému množství HOC1.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jód určený k přidávání se přidává předtím, než bylo 50 % chlóru hydrolyzováno.
  4. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že koncentrace chlóru ve vodě je v rozmezí platném pro pitnou vodu.
  5. 5. Způsob podle nároku 2 pro odstraňování usazenin kolonií bakterií z vnitřních stěn trubky, vyznačující se tím, že se do proudu kapaliny protékající trubkou přidávají halogeny nebo sloučeniny obsahující halogeny.
  6. 6. Způsob podle nároku 2, vyznaču j í cí se tím, že jód se přivádí do tohoto kontinuálně protékaného systému ve formě nasyceného roztoku.
    -7CZ 287584 B6
  7. 7. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se jód přivádí do tohoto kontinuálně protékaného systému ve formě termodynamicky volného jódu.
  8. 8. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že množství chloraminů se sníží na 5 maximálně přípustnou úroveň chlorací v kritickém bodě, přičemž se do systému přidává chlór k oxidování chloraminů.
  9. 9. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že množství chloraminů se sníží na maximálně přípustnou úroveň před zavedením halogenů do potrubí.
CS19924063A 1990-08-06 1992-12-31 Způsob provádění dezinfekční BZ reakce CZ287584B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/562,697 US5196126A (en) 1990-08-06 1990-08-06 Oscillating chemical reaction
PCT/CA1991/000272 WO1992002464A1 (en) 1990-08-06 1991-08-02 Oscillating chemical reaction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ406392A3 CZ406392A3 (en) 1993-06-16
CZ287584B6 true CZ287584B6 (cs) 2000-12-13

Family

ID=24247380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS19924063A CZ287584B6 (cs) 1990-08-06 1992-12-31 Způsob provádění dezinfekční BZ reakce

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5196126A (cs)
AU (1) AU8294091A (cs)
CA (1) CA2088904C (cs)
CZ (1) CZ287584B6 (cs)
WO (1) WO1992002464A1 (cs)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6472223B1 (en) * 1990-07-09 2002-10-29 United States Filter Corporation Method and system for continuously monitoring and controlling a process stream
US5332677A (en) * 1992-08-20 1994-07-26 Michael Menzinger Dynamical destabilization of system characterized by activation/inhibition kinetics using a differential flow
US5441890A (en) * 1992-08-20 1995-08-15 Michael Menzinger Dynamical destabilization of systems characterized by kinetically coupled components using a differential flow
US5314628A (en) * 1992-09-14 1994-05-24 Sloan Frank P De-chlorinated water supply methods
JPH09512006A (ja) * 1994-04-13 1997-12-02 チバ−ガイギー アクチェンゲゼルシャフト 時間的に調節された薬物供給システム
US5792371A (en) * 1996-08-22 1998-08-11 Iosolutions Incorporated Method of disinfecting water with iodine species
US6511682B1 (en) 1998-06-01 2003-01-28 Albemarle Corporation Concentrated aqueous bromine solutions and their preparation
US6352725B1 (en) 1998-06-01 2002-03-05 Albemarle Corporation Continuous processes for preparing concentrated aqueous liquid biocidal composition
US8293795B1 (en) 1998-06-01 2012-10-23 Albemarle Corporation Preparation of concentrated aqueous bromine solutions and biocidal applications thereof
US6299909B1 (en) 1998-06-01 2001-10-09 Albemarle Corporation Concentrated aqueous bromine solutions and their preparation
US8414932B2 (en) 1998-06-01 2013-04-09 Albemarie Corporation Active bromine containing biocidal compositions and their preparation
US6652889B2 (en) * 1998-06-01 2003-11-25 Albemarle Corporation Concentrated aqueous bromine solutions and their preparation and use
US6068861A (en) 1998-06-01 2000-05-30 Albemarle Corporation Concentrated aqueous bromine solutions and their preparation
US6348219B1 (en) 1998-06-01 2002-02-19 Albemarle Corporation Processes for preparing concentrated aqueous liquid biocidal compositions
US7087251B2 (en) 1998-06-01 2006-08-08 Albemarle Corporation Control of biofilm
US6506418B1 (en) 1999-09-24 2003-01-14 Albemarle Corporation Concentrated aqueous bromine solutions and their preparation
US6375991B1 (en) 2000-09-08 2002-04-23 Albemarle Corporation Production of concentrated biocidal solutions
US6908636B2 (en) * 2001-06-28 2005-06-21 Albermarle Corporation Microbiological control in poultry processing
US20030077365A1 (en) * 2001-06-28 2003-04-24 Howarth Jonathan N. Environmentally-friendly microbiological and microbiocidal control in aqueous systems
US6986910B2 (en) * 2001-06-28 2006-01-17 Albemarle Corporation Microbiological control in poultry processing
WO2003031347A1 (en) * 2001-10-09 2003-04-17 Albemarle Corporation Control of biofilms in industrial water systems
US20060073216A1 (en) * 2002-12-26 2006-04-06 Solution Biosciences, Inc. Compositions and methods for control of bovine mastitis
US20040265445A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Liimatta Eric W. Microbiocidal control in the processing of poultry
US20040265446A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Mcnaughton James L. Microbiocidal control in the processing of poultry
US7901276B2 (en) 2003-06-24 2011-03-08 Albemarle Corporation Microbiocidal control in the processing of meat-producing four-legged animals
CN100577013C (zh) * 2004-09-07 2010-01-06 雅宝公司 浓的溴水溶液及其制备
CN101494985B (zh) * 2005-06-10 2013-03-20 雅宝公司 高浓度的生物杀灭活性组合物和含水混合物及其制备方法
PE20070918A1 (es) * 2005-12-01 2007-10-06 Albemarle Corp Control microbiocida en el procesamiento de animales cuadrupedos productores de carne
CN111751433A (zh) * 2020-07-07 2020-10-09 重庆大学 采用b-z化学振荡反应测定氯离子含量的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2443429A (en) * 1947-09-26 1948-06-15 Wallace & Tiernan Inc Procedure for disinfecting aqueous liquid
US3189518A (en) * 1961-06-27 1965-06-15 Wallace & Tiernan Inc Composition for treating swimming pool water
US3136716A (en) * 1962-12-26 1964-06-09 Voldale Inc Process for purifying aqueous media
US3733266A (en) * 1971-09-07 1973-05-15 Administrator Of The Environme Waste water purification by breakpoint chlorination and carbon adsorption
FR2171890A1 (en) * 1972-02-15 1973-09-28 Derreumaux Antoine Drinking water sterilization - by chlorine with bromine and/or iodine
US3975271A (en) * 1972-02-15 1976-08-17 Bernard Saunier Process for sterilizing water by the combination of chlorine and another halogen
US4555347A (en) * 1982-11-15 1985-11-26 Dowd Dennis H O Iodine disinfection dispenser
US4451376A (en) * 1983-07-28 1984-05-29 Nalco Chemical Company Multi-functional hypobromide precursors
SU1488708A1 (ru) * 1986-10-17 1989-06-23 Konstantin P Krupin Визуальное индикаторное устрой: ство *
US4872999A (en) * 1987-07-17 1989-10-10 Nalco Chemical Company Mixture of halides such as NaOCl and a bromide salt for removal of mussels and barnacles from salt or brackish water

Also Published As

Publication number Publication date
US5196126A (en) 1993-03-23
AU8294091A (en) 1992-03-02
CZ406392A3 (en) 1993-06-16
WO1992002464A1 (en) 1992-02-20
CA2088904A1 (en) 1992-02-07
CA2088904C (en) 2001-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ287584B6 (cs) Způsob provádění dezinfekční BZ reakce
US6149819A (en) Air and water purification using continuous breakpoint halogenation and peroxygenation
US11999633B2 (en) Method and system for the remediation of aquatic facilities
US7976725B2 (en) Cyclic process for the efficient generation of chlorine dioxide in dilute solutions
US7927509B2 (en) Cyclic process for the efficient generation of chlorine dioxide in dilute solutions
US20240327247A1 (en) System and method for controlling remediation cycles for the treatment of aquatic facility water
US12037263B2 (en) Method and system for the remediation of aquatic facilities
US20070023357A1 (en) Compositions and Methods for Removing and Killing Mycobacterium Chelonae and Removing Bacterial Cell Membrane Fragments from Turbulent Waters
Ayebah et al. Efficacy of electrolyzed water in the inactivation of planktonic and biofilm Listeria monocytogenes in the presence of organic matter
KR20010103789A (ko) 연속식 불연속점 할로겐화를 이용한 공기 및 물 정제법
US5393781A (en) Method for controlling zebra mussels
CA2475443C (en) Method for sterilisation and cleaning of water supply systems, in particular in swimming and bathing pool units and device for carrying out the same
US6863905B1 (en) Enhanced iodine treatment of drinking water
WO2022155104A1 (en) A method and system for the remediation of aquatic facilities
FR2637805A1 (fr) Procede pour nettoyer et/ou desinfecter et steriliser des appareils d'hemodyalise
JPS6377590A (ja) 水処理法ならびに水処理用製品
KR20010041620A (ko) 물의 위생 처리 방법 및 장치
US12330970B2 (en) Method and system for the remediation of aquatic facilities
JP6249122B2 (ja) 水系の微生物抑制方法
US20220356091A1 (en) Method and system for the remediation of aquatic facilities
US20250011191A1 (en) System and method for controlling remediation cycles for the treatment of aquatic facility water
Abdou et al. Identification of the Chlorine-and Bromine-Based Biocides-Task 1 of the NESC Assessment of Biocide Impacts on Life Support (LS) and Extravehicular Activity (EVA) Architectures
JP6156445B2 (ja) 水系の微生物抑制方法
US20240425396A1 (en) Method and system for the remediation of aquatic facilities
JPH06505912A (ja) 水の殺菌方法及び当該殺菌方法に使用する組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20050802