ES2602473T3

ES2602473T3 - Agente a base de cloro combinado y método de preparación y método de uso para el mismo

Info

Publication number: ES2602473T3
Application number: ES11765662.9T
Authority: ES
Inventors: Takanori Hirao; Tetsuya Aoki
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2017-02-21
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: EP2554050A4; JP5720964B2; WO2011125762A1; CN102821610B; EP2554050A1; JPWO2011125762A1; SG184357A1; KR101653230B1; TW201132408A; EP2554050B9; US9700847B2; EP2554050B1; BR112012024902B1; KR20130040791A; CN102821610A; PL2554050T3; TWI532525B; BR112012024902A2; US20130026097A1

Abstract

Un agente a base de cloro combinado en forma de un agente acuoso que comprende un álcali seleccionado a partir de un grupo que consiste en hidróxidos de metal alcalino, un ácido sulfámico o una sal del mismo, y un agente oxidante basado en cloro, en donde la relación en la composición entre el agente oxidante basado en cloro y el ácido sulfámico está en el intervalo de 0,45 a 0,6 Cl / N (relación molar), la relación en la composición entre el agente oxidante basado en cloro y el álcali está en el intervalo de 0,3 a 0,4 Cl / metal alcalino (relación molar), y la relación en la composición entre el ácido sulfámico o una sal del mismo y el álcali en el agente de solución acuosa está en el intervalo de 0,5 a 0,7 N / metal alcalino (relación molar), la cantidad de metal alcalino contenida en la sal de ácido sulfámico se calcula como álcali, el "Cl" en Cl / N (relación molar) y en Cl / metal alcalino (relación molar) y las expresiones: "cloro libre" y "cloro total" muestran el número de moles de Cl2 del agente oxidante medido de acuerdo con la norma JIS K 0400-33-10:1999, el pH del agente acuoso es 13 o superior, la concentración de cloro libre en el agente acuoso es de 1000 mg/L o inferior y el 2% en peso o inferior de la concentración total de cloro, y el ácido sulfámico para formar el agente a base de cloro combinado es un ácido amidosulfúrico representado por la siguiente Fórmula [1]: R1R2NSO3H-----[1], en donde en la Fórmula [1], R1, R2 indican cada uno independientemente H o un grupo hidrocarburo que tiene un número de átomos de carbono de 1-6.

Description

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DESCRIPCION

Agente a base de cloro combinado y metodo de preparacion y metodo de uso para el mismo Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un agente a base de cloro combinado empleado de forma adecuada como un agente de control de limo para una membrana de osmosis inversa (en lo sucesivo denominada a veces "membrana de OI") y a metodos de production y uso del mismo. Mas especlficamente, la presente invencion se refiere a un agente a base de cloro combinado que tiene una concentration baja de cloro libre y una concentration elevada de cloro combinado, a un metodo de produccion eficaz del mismo y a un metodo de tratamiento con cloro que emplea el agente a base de cloro combinado.

Tecnica anterior

Ya que una membrana de OI muestra un Indice elevado de rechazo de soluto, el permeado claro obtenido mediante un tratamiento con membrana de OI tiene una calidad de agua superior y se puede reutilizar eficazmente para una variedad de fines. Sin embargo, si el agua que se a tratar contiene contaminantes tales como solidos suspendidos y sustancias organicas que ensucian la membrana de OI, existe un problema ya que la membrana de OI se contamina con estos contaminantes, lo que causa una disminucion de la tasa de flujo y de rechazo durante el tratamiento.

En el tratamiento del agua que emplea una membrana de OI, un metodo que mantiene un funcionamiento estable evitando la obstruction, tal como la disminucion del flujo y el aumento de la presion operativa en un aparato de membrana de OI, se lleva a cabo mediante la adoption de un tratamiento previo (que incluye la coagulation, la separation de solido-llquido y el tratamiento con carbon activo) para aclarar el agua de alimentation de la membrana de OI, en el que, con el fin de evitar la contamination de la membrana de OI y para obtener una eficacia elevada del tratamiento, el agua de alimentacion del aparato de la membrana de OI es evaluada por un Indice de Contaminacion (FI) regulado en la norma JIS K3802, o un Indice de Densidad de Sedimentos (SDI) regulado en la norma ASTM D4189, y el tratamiento previo se lleva a cabo, en donde FI o SDI disminuyen a un valor predeterminado o inferior, por ejemplo, FI o SDI se convierten en 3 - 4 o un valor inferior.

En el sistema de refrigeration por circulation de agua, una parte del agua se evapora cuando el agua de refrigeration utilizada para la refrigeracion de una fuente de calor se enfrla en una torre de refrigeracion, con lo cual se con- densan contaminantes tales como solidos suspendidos y sustancias organicas. Ademas, con el agua de refrigeracion se mezclan bacterias causantes de la formation de limo desde el lado exterior y limos formados en la torre de enfriamiento se mezclan por exfoliation, por lo que es necesaria una esterilizacion para el control del limo. Dado que, incluso si se han eliminado los contaminantes tales como solidos en suspension y sustancias organicas, las bacterias contenidas en el agua que se va a tratar proliferan en la superficie de la membrana de OI y disminuyen el flujo de permeado, la esterilizacion del agua que se va a tratar se lleva a cabo mediante la adicion de un agente esterilizante para evitar la contaminacion de la membrana mediante una proliferation de bacterias.

Como agente esterilizante para sistemas de agua generales, un agente con cloro libre como el cloro y el hipoclorito sodico, se emplea extensamente, lo que produce, como agente oxidante, un deterioro de la membrana de OI y la disminucion de la eficacia. Para facilitar el efecto oxidante, el documento de patente 1 (JP H01-104310A) propone la formacion de cloramina mediante la adicion de iones de amonio despues de la esterilizacion a traves de un agente con cloro libre. Sin embargo, el documento de patente 1 no describe con detalle la aplicacion al agua que se va a tratar que contiene contaminante, por ejemplo, cuando y como aplicar.

Ademas, los documentos de patente 4-7 (JP 2010 063998 A, EP 1 287 741 A1, US 2006/089285 y US 4 992 195 A) describen composiciones a base de cloro que contienen estabilizador de acido sulfamico, ion de metal alcalino y un pH superior a 13, que son adecuadas como agentes de control de limo, agentes antimicrobianos y agentes de lim- pieza.

El documento de patente 2 (JP2006-263510A) describe un agente de control de limo para la separation con membrana que comprende un agente a base de cloro combinado que comprende un agente oxidante basado en cloro y un compuesto sulfamico. El documento de patente 2 tambien describe que el cloro libre esta contenido en una relation especlfica con el agente a base de cloro combinado anterior, anadido al agua que se va a tratar, y que existe una correlation similar a la de equilibrio. Con el fin de obtener un efecto esterilizante, el agente a base de cloro combinado anterior es para el empleo en una concentracion en la que el cloro libre se detecta en el agua que se va a tratar, mientras que el agente a base de cloro combinado se utiliza en una concentracion en la que la concentracion de cloro libre es de 2 - 6 mg/L y la concentracion de cloro total es de 20 - 60 mg/L en los Ejemplos.

Puesto que hay problemas en los que una membrana de OI, especialmente una membrana de OI compuesta por una membrana de peso molecular elevado que tiene un grupo que contiene nitrogeno tal como poliamida y aramida, se dana facilmente con cloro libre que deteriora la eficacia de la separacion de la membrana, tal como la tasa de rechazo y la tasa de elimination, es importante llevar a cabo el tratamiento con la membrana de OI en un estado en el que no este contenido el cloro libre. Para ello, el documento de patente 3 (JP H09-57067A) propone llevar a cabo el tratamiento con la membrana de OI despues de esterilizar con el agente de cloro libre y luego eliminar el agente

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esterilizante mediante la adicion de un agente reductor, tal como bisulfito de sodio. En el documento de patente 3, la concentracion de cobre esta restringida debido a que el efecto de eliminar el agente esterilizante mediante la adicion de un agente reductor es insuficiente. Se sugiere que es necesaria la eliminacion de cloro libre despues de la esteri- lizacion a traves de un agente con cloro libre.

Puesto que, como anteriormente, una membrana de OI, especialmente una membrana de OI compuesta por una membrana de peso molecular elevado que tiene un grupo que contiene nitrogeno, tal como poliamida y aramida, es necesaria para el uso en un sistema de agua que no contiene cloro libre, el cloro residual debe ser eliminado del agua de alimentacion esterilizada con un agente con cloro, antes de suministrarla a una membrana de OI. Sin embargo, si el agua de alimentacion se suministra a una membrana de OI despues de eliminar el cloro residual, se formaran limos ya que el tratamiento es capaz de causar un deterioro de las prestaciones de la membrana. Con el fin de evitar estos problemas, un agente a base de cloro combinado, como se muestra en el documento de patente 2, se puede anadir con una concentracion de cloro libre de 0,1 m/L o inferior. Este metodo puede ser posible en el caso de que el agente a base de cloro combinado se prepare en el lugar en el que se va a anadir. Sin embargo, en el caso de que un agente a base de cloro combinado preparado en una planta se anada despues del almacenamien- to y el transporte, en el lugar con el fin de diluirlo hasta tener una concentracion de cloro libre de 0,1 m/L o menor, se origina un problema porque la concentracion de cloro combinado (cloro total) se reduce para disminuir el efecto de prevencion de limo. Por consiguiente, existe una demanda de un agente a base de cloro combinado que tenga una concentracion baja de cloro libre y una concentracion elevada de cloro combinado.

Documento de la tecnica anterior

[Documento de Patente]

Compendio de la invencion

[Objeto que hay que solucionar con la invencion]

Un objeto de la presente invencion es, con el fin de solucionar el problema de la tecnica anterior antepuesto, propor- cionar un agente a base de cloro combinado que tenga una concentracion baja de cloro libre y una concentracion elevada de cloro combinado, con lo que la concentracion de cloro combinado en el agua puede ser mayor cuando se anade a los sistemas de agua con una concentracion baja de cloro libre. Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para producir el agente a base de cloro combinado de manera eficaz. Un objeto adicional de la presente invencion es proporcionar un metodo para el tratamiento con cloro en condiciones de concentracion baja de cloro libre.

Medios para solucionar el objeto

La presente invencion consiste en el siguiente agente a base de cloro combinado, en un metodo de produccion del mismo y un metodo de tratamiento con cloro;

(1) Un agente a base de cloro combinado que consiste en un agente acuoso que comprende un alcali que consiste en hidroxido de metal alcalino, acido sulfamico y agente oxidante basado en cloro,

en donde la relacion en la composition entre el agente oxidante basado en cloro y el acido sulfamico esta en el intervalo de 0,45 a 0,6 Cl / N (relacion molar),

la relacion en la composicion entre el agente oxidante basado en cloro y el alcali esta en el intervalo de 0,3 a 0,4 Cl / metal alcalino (relacion molar), y la relacion en la composicion entre el acido sulfamico o una sal del mismo y el alcali en el agente de solution acuosa esta en el intervalo de 0,5 a 0,7 N / metal alcalino (relacion molar), la cantidad de metal alcalino contenida en la sal de acido sulfamico se calcula como alcali, el pH del agente acuoso es 13 o superior, la concentracion de cloro libre en el agente acuoso es de 1000 mg/L o inferior y el 2% en peso o inferior de la concentracion total de cloro, y el acido sulfamico para formar el agente a base de cloro combinado es un acido amidosulfurico representado por la siguiente Formula [1]: R1R2NSO3H, en donde en la Formula [1], R1, R2 son independientemente H o un grupo hidrocarburo que tiene de 1-6 ato- mos de carbono.

(2) Un agente de control de limo para una membrana de osmosis inversa, que comprende el agente a base de cloro combinado de acuerdo con el punto (1) anterior.

(3) Un metodo para producir el agente a base de cloro combinado segun el punto (1) o (2) anterior, que comprende anadir acido sulfamico o una sal del mismo a una solucion acuosa de alcali, seleccionado a partir de un grupo que consiste en hidroxidos de metal alcalino para disolver, anadir un agente oxidante basado en cloro al acido sulfamico obtenido - mezcla acuosa alcalina, y mezclar la mezcla acuosa obtenida finalmente para formar un agente de solucion acuosa.

(4) El metodo para producir el agente a base de cloro combinado de acuerdo con el punto (3) anterior, en donde la solucion acuosa de alcali tiene un contenido en agua de 50 - 65% en peso.

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(5) Un metodo de tratamiento con cloro, que comprende anadir el agente a base de cloro combinado de acuerdo con el punto (1) anterior a un sistema de agua, de modo que la concentracion de cloro libre sea de 0,1 mg/L o inferior y la concentracion total de cloro sea de 1 - 50 mg/L.

(6) El metodo de tratamiento con cloro de acuerdo con el punto (5) anterior, en el que el sistema de agua es un sistema de agua de alimentacion para una membrana de osmosis inversa.

De acuerdo con la presente invencion, la concentracion de cloro libre, cloro combinado y la concentracion total de cloro se proporcionan en la norma JIS K 0400-33-10:1999 y se mide como concentracion de Cl2 por el metodo DPD utilizando N,N-dietil-1,4-fenilendiamina. El cloro libre se considera cloro que se encuentra en forma de acido hipoclo- roso, ion hipoclorito o cloro disuelto. El cloro combinado se considera cloro que se encuentra en forma de cloramina o cloramina organica que se mide por el metodo DPD pero excluyendo el cloro libre. El cloro total se considera cloro en forma de cloro libre y/o cloro combinado.

Un agente a base de cloro combinado es un agente que forma el cloro combinado anterior. El agente a base de cloro combinado de acuerdo con la presente invencion se define como en el punto (1) anterior. En el agente a base de cloro combinado de la presente invencion, la relacion en la composicion entre el agente oxidante basado en cloro y el acido sulfamico en el agente acuoso es preferiblemente de 0,45 - 0,55 Cl / N (relacion molar), la relacion en la composicion entre el agente oxidante basado en cloro y el alcali en el agente acuoso es preferiblemente de 0,30 - 0,36 Cl / metal alcalino (relacion molar). La relacion Cl / N (relacion molar) anterior se corresponde a la relacion entre el numero de moles de Ch del agente oxidante medido de acuerdo con JIS K 0400-33-10:1999 y el numero de moles de acido sulfamico compuesto por N. La relacion N / metal alcalino (relacion molar) anterior se corresponde a la relacion entre el numero de moles anterior de acido sulfamico y el numero de moles de metal alcalino formado por hidroxido de metal alcalino.

El acido sulfamico para formar el agente a base de cloro combinado es acido amidosulfurico representado por R1R2NSO3H -— [1]

en donde R1, R2 indican cada uno H o un grupo hidrocarburo que tiene un numero de carbonos de 1-6, independien- temente. El acido sulfamico preferible es aquel en sentido estricto, en donde R1, R2 indican cada uno H, mientras que el acido N-metil sulfamico, el acido N,N-dimetil sulfamico, el acido N-fenil sulfamico, etc., se pueden emplear. El acido sulfamico se puede usar en estado de acido libre (en polvo) o sulfamato tal como una sal de metal alcalino, incluyendo sal de sodio y sal de potasio.

El alcali para la preparacion de un agente a base de cloro combinado consiste en hidroxido de metal alcalino tal como hidroxido de sodio e hidroxido de potasio. Un agente oxidante basado en cloro incluye acido hipocloroso, acido cloroso y una sal soluble en agua de los mismos, tal como una sal de metal alcalino de los mismos. Estos preferiblemente no tienen ningun contenido en cloruro de sodio. Mediante el control del contenido en cloruro de sodio en el agente acuoso en 50.000 mg/L o menos, se evita la precipitacion de la sal y se incrementa la estabilidad de un agente oxidante halogenado.

El agente a base de cloro combinado se produce por un metodo descrito en los puntos (3) y (4) anteriores. El alcali consiste en hidroxido de metal alcalino tal como hidroxido de sodio e hidroxido de potasio, que mantiene la solubili- dad cuando se forma la solucion acuosa del agente a base de cloro combinado.

El acido sulfamico se puede anadir en forma de sulfamato. Un sulfamato utilizable incluye sulfamato sodico, sulfamato potasico y sulfamato de amonio que son solubles cuando se forma la solucion acuosa del agente a base de cloro combinado. El acido sulfamico se anade con el fin de que la concentracion de acido sulfamico en el agente de la solucion acuosa vuelva a tener la concentracion anterior. El acido sulfamico se puede anadir en forma de polvo o en solucion acuosa de acido sulfamico o sulfamato. En el caso de emplear sulfamato, la cantidad de metal alcalino contenida en el sulfamato se calcula como alcali. En el caso de emplear una solucion acuosa, la cantidad de agua contenida en la solucion acuosa se anade como agua en la solucion acuosa de alcali.

El agente oxidante basado en cloro es preferiblemente acido hipocloroso o hipoclorito que se anade preferiblemente como una solucion acuosa que tiene una concentracion de cloro (Ch) disponible de 5 - 20% en peso, preferiblemente de 10 - 15% en peso. Se opta por una cantidad adicional de agente oxidante basado en cloro con el fin de que la concentracion de cloro combinado en el agente de solucion acuosa se convierta en la concentracion anterior como concentracion de cloro (Cl2) disponible, y que la proporcion en la composicion entre agente oxidante basado en cloro y compuesto sulfamico Cl / N (relacion molar) se convierta en la relacion anterior, por lo que se produce de manera eficaz un agente a base de cloro combinado del agente de solucion acuosa, superior en reactividad, estabilidad, manejo y falta de olor a cloro sin formacion de espuma y emisiones con olor a cloro. En este caso, un agente oxidante basado en cloro se anade preferiblemente y se mezcla gradualmente.

El agente a base de cloro combinado de acuerdo con la presente invencion, tal como se ha producido anteriormente, se utiliza anadiendolo al sistema de agua para el tratamiento con cloro. El agente tiene una concentracion baja de cloro libre y una concentracion elevada de cloro combinado, de manera que la concentracion de cloro combinado del sistema de agua al que se anade el agente, se puede aumentar incluso cuando se anade con una concentracion

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baja de cloro libre. Ya que el cloro en el agente a base de cloro combinado esta en una forma definida mediante el equilibrio entre el cloro libre y el cloro combinado (cloro total), se supone que, incluso en caso de una concentracion baja de cloro libre, el cloro almacenado de forma latente en forma de cloro combinado, se libera gradualmente para proporcionar un efecto a traves de un agente de cloro, tal como la esterilizacion. Por lo tanto, el sistema de agua anadido con el agente a base de cloro combinado se encuentra en un estado de esterilizacion activo, de modo que se evita la formacion de limo. El agente a base de cloro combinado se puede anadir al sistema de agua con una concentracion de cloro libre de 0,1 mg/L o inferior, para llevar a cabo el tratamiento con cloro. En este caso, la concentracion total de cloro puede ser de 1 - 50 mg/L.

El agente a base de cloro combinado de acuerdo con la presente invention se usa adecuadamente como un agente para el control de limo para una membrana de OI. Una membrana de OI es una membrana de permeation para separar y eliminar solutos tales como sales, materias organicas, etc. del agua que se va a tratar por osmosis inversa. Las membranas de OI que se utilizan generalmente para el tratamiento con membranas de osmosis inversa son un objeto adecuado de la presente invencion. Segun el material de la membrana de OI, la presente invencion es espe- cialmente eficaz para una membrana de pollmero que tiene un grupo que contiene nitrogeno, tal como poliamida (especialmente poliamida aromatica con baja tolerancia al cloro), poliurea y polipiperazina-amida, aunque otras membranas de Oi basadas, por ejemplo, en acetato de celulosa pueden ser aplicables. La membrana de Oi puede tener una estructura de modulo tal como de tipo espiral, de tipo fibra hueca, de tipo tubular y de tipo membrana plana.

El agua que es el objetivo que se va a tratar mediante el tratamiento con una membrana de OI de acuerdo con la presente invencion, puede ser agua que se va a tratar que contiene sustancias contaminantes. Un agua de este tipo que se va a tratar se somete a un tratamiento previo para la elimination de sustancias contaminantes bajo la pre- sencia de cloro libre, para eliminar el poder contaminante de una membrana de OI y para controlar que la concentracion de cloro libre sea de 0,1 mg/L o inferior, por lo que el tratamiento con una membrana de OI se puede realizar de manera eficaz a la vez que se evita la contamination y el deterioro de la membrana de OI. Con el fin de controlar la concentracion de cloro libre del agua tratada previamente para que tenga el valor anterior, se puede anadir al agua tratada previamente un agente reductor. De acuerdo con la presente invencion, un agua de este tipo que se va a tratar en la membrana de OI, se somete a tratamiento con cloro mediante la adicion del agente a base de cloro combinado, para controlar que la concentracion de cloro libre sea 0,1 mg/L o inferior, por lo que se puede realizar un control del limo con la membrana de OI. En este caso, la concentracion total de cloro puede ser de 1 - 50 mg/L.

[Efecto de la invencion]

De acuerdo con la presente invencion, se puede obtener un agente a base de cloro combinado que tiene una concentracion baja de cloro libre y una concentracion elevada de cloro combinado, por lo que la concentracion de cloro combinado puede aumentar incluso si se anade a una concentracion baja de cloro libre.

De acuerdo con el metodo para producir el agente a base de cloro combinado de la presente invencion, un agente a base de cloro combinado de este tipo se puede producir de manera eficaz.

De acuerdo con el metodo de tratamiento con cloro de la presente invencion, el tratamiento con cloro en condiciones de una concentracion baja de cloro libre se puede realizar mediante la adicion del agente a base de cloro combinado anterior. En el caso de que el agente a base de cloro combinado se use como agente de control de limo de la membrana de OI, el control del limo se lleva a cabo sin danar la membrana de OI, por lo que el tratamiento con la membrana de OI se puede llevar a cabo de manera eficaz.

Descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es un grafico que muestra la correlation entre Cl/N (relation molar) y la concentracion de cloro libre en los Ejemplos 1 - 3 y los Ejemplos Comparativos 1 - 3.

La Fig. 2 es un grafico que muestra las variaciones del permeado y la calda de presion en el Ejemplo 4.

La Fig. 3 es un grafico que muestra la variation del rechazo de sal en el Ejemplo 4.

La Fig. 4 es un grafico que muestra la variacion del permeado y la calda de presion en el Ejemplo Comparativo 9.

La Fig. 5 es un grafico que muestra la variacion del rechazo de sal en el Ejemplo Comparativo 9.

La Fig. 6 es un grafico que muestra la variacion del permeado y la calda de presion en el Ejemplo Comparativo 10.

La Fig. 7 es un grafico que muestra la variacion del rechazo de sal en el Ejemplo Comparativo 10.

[Realization de la invencion]

A continuation, la presente invencion se explica por medio de Ejemplos y Ejemplos Comparativos en donde % signi- fica "% en peso" y parte significa "parte en peso", a no ser que se proporcione una indication especlfica.

Ejemplos

[Ejemplos 1-3]:

En una cantidad que se muestra para cada Ejemplo en la Tabla 1, a agua pura se anadio hidroxido de sodio para disolver, despues se anadio acido sulfamico (acido sulfamico en polvo en donde R1, R2 en la formula 1 anterior indi- 5 can cada uno H) para disolver, y despues se anadio hipoclorito sodico en una cantidad que se muestra para cada Ejemplo en la Tabla 1, para disolver, con lo que se produjo el agente a base de cloro combinado del agente de solucion acuosa de cada Ejemplo. Las caracterlsticas, la concentracion de cloro libre y la concentracion total de cloro de los agentes de la solucion acuosa obtenida se muestran en la Tabla 1. En las Tablas 1 - 4, NaOH (Na mol/L), N (mol/L) y el cloro disponible (mol/L) se muestran como un valor, cada uno calculado como si la densidad relativa de 10 la solucion fuera 1,3.

[Tabla 1]

: Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3

Componente principal: Agente a base de Cl comb. Agente a base de Cl comb. Agente a base de Cl comb.

Agua pura (parte): 15,5 13,2 8,6

48% de NaOH (parte): 19,5 20,8 23,4

Acido sulfamico (parte): 15,0 16,0 18,0

12% de NaClO (Ch) (parte): 50,0 50,0 50,0

Total (parte): 100 100 100

NaOH (Na mol/L): 3,043 3,246 3,651

N (mol/L): 2,009 2,143 2,411

Cl disponible (mol/L): 1,099 1,099 1,099

N/Na (relacion molar): 0,66 0,66 0,66

Cl/N (relacion molar): 0,55 0,51 0,46

Cl/Na (relacion molar): 0,36 0,34 0,30

pH (cuando se prepara): pH >13 pH >13 pH >13

Cl libre (cuando se prepara) (mg/L): <1000 <1000 <1000

Cl total (cuando se prepara) (%): 6,9 6,9 6,9

Apariencia (cuando se prepara): Buena Buena Buena

pH (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C): pH >13 pH >13 pH >13

Cl libre (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C) (mg/L): 930 920 940

Cl total (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C)(%): 6,9 6,9 6,9

: Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3

Apariencia (despues de 7 dlas de almacena- miento a 40°C): Buena Buena Buena

Apariencia (despues de 7 dlas de almacena- miento a -5°C): Buena Buena Buena

[Ejemplos Comparativos 1-3]:

Los Ejemplos 1-3 se llevaron a cabo, excepto que la composicion de cada componente se cambio como se describe en la Tabla 2. Los resultados de los Ejemplos Comparativos 1 - 3 se muestran en la Tabla 2. En el Ejemplo Compa- 5 rativo 1, se anadieron dos partes de benzotriazol como otro componente para sumar una cantidad total de 100 partes, que se muestra con *1 en la Tabla 2.

[Tabla 2]

: Ejemplo Comp. 1 Ejemplo Comp. 2 Ejemplo Comp. 3

Agua pura (parte): 6,7 12,4 6,6

48% de NaOH (parte): 19,3 15,6 18,9

Acido sulfamico (parte): 12,0 12,0 14,5

12% de NaClO (Ch) (parte): 60,0 60,0 60,0

Total (parte): 100 *1 100 100

NaOH (Na mol/L): 3,012 2,434 2,949

N (mol/L): 1,607 1,607 1,942

Cl disponible (mol/L): 1,319 1,319 1,319

N/Na (relacion molar): 0,53 0,66 0,66

Cl/N (relacion molar): 0,82 0,82 0,68

Cl/Na (relacion molar): 0,44 0,54 0,45

pH (cuando se prepara): pH >13 pH >13 pH >13

Cl libre (cuando se prepara) (mg/L): 6000 6000 2000

Cl total (cuando se prepara) (%): 7,7 7,7 7,7

Apariencia (cuando se prepara): Buena Buena Buena

pH (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C): pH >13 pH >13 pH >13

: Ejemplo Comp. 1 Ejemplo Comp. 2 Ejemplo Comp. 3

Libre de Cl (despues de 7 dlas de almacenamien- to a 40°C) (mg/L): 8000 - -

Cl total (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C)(%): 7,1 - -

Apariencia (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C): Buena Buena Buena

Apariencia (despues de 7 dlas de almacenamiento a -5°C): Buena Buena Buena

[Ejemplos comparativos 4-6]:

Los Ejemplos 1-3 se llevaron a cabo, excepto que se cambio la composition de cada componente como se describe en la Tabla 3, en donde el acido sulfamico no era capaz de disolverse en la solution acuosa de agua pura a la que 5 se habla anadido hidroxido de sodio (mostrado como "Deposito"). Los resultados de los Ejemplos Comparativos 4 - 6 se muestran en la Tabla 3.

[Tabla 3]

: Ejemplo Comp. 4 Ejemplo Comp. 5 Ejemplo Comp. 6

Agua pura (parte): 6,6 4,0 6,7

48% de NaOH (en parte): 24,4 26,0 27,3

Acido sulfamico (parte): 19,0 20,0 21,0

12% de NaClO (Ch) (parte): 50,0 50,0 45,0

Total (parte): 100 100 100

NaOH (Na mol/L): 3,808 4,057 4,260

N (mol/L): 2,545 2,678 2,812

Cl disponible (mol/L): 1,099 1,099 0,989

N/Na (relation molar): 0,67 0,66 0,66

Cl/N (relacion molar): 0,43 0,41 0,35

Cl/Na (relacion molar): 0,29 0,27 0,23

pH (cuando se prepara): - - -

Cl libre (cuando se prepara) (mg/L): - - -

Cl total (cuando se prepara) (%): - - -

: Ejemplo Comp. 4 Ejemplo Comp. 5 Ejemplo Comp. 6

Apariencia (cuando se prepara): Deposito Deposito Deposito

pH (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C): - - -

Cl libre (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C) (mg/L): - - -

Cl total (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C)(%): - - -

Apariencia (despues de 7 dlas de almacenamiento a 40°C): - - -

Apariencia (despues de 7 dlas de almacenamiento a -5°C): - - -

[Ejemplos comparativos 7-8]:

Los Ejemplos 1-3 se llevaron a cabo, excepto que se cambio la composition de cada componente como se describe en la Tabla 4, en donde el acido sulfamico no era capaz de disolverse en la solution acuosa de agua pura con adi- 5 cion de hidroxido sodico. Los resultados de los Ejemplos Comparativos 7 - 8 se muestran en la Tabla 4.

[Tabla 4]

: Ejemplo Comp. 7 Ejemplo Comp. 8

Componente principal: Agente a base de Cl comb. Agente a base de Cl comb.

Agua pura (parte): 13,6 9,0

48% de NaOH (parte): 23,4 26,0

Acido sulfamico (parte): 18,0 20,0

12% de NaClO (Ch) (parte): 45,0 45,0

Total (parte): 100 100

NaOH (Na mol/L): 3,651 4,057

N (mol/L): 2,411 2,678

Cl disponible (mol/L): 0,989 0,989

N/Na (relation molar): 0,66 0,66

Cl/N (relacion molar): 0,41 0,37

Cl/Na (relacion molar): 0,27 0,24

pH (cuando se prepara): - -

5

10

15

20

25

30

35

: Ejemplo Comp. 7 Ejemplo Comp. 8

Cl libre (cuando se prepara) (mg/L): - -

Cl total (cuando se prepara) (%): - -

Apariencia (cuando se prepara): Deposito Deposito

pH (despues de 7 dias de almacenamiento a 40°C): - -

Cl libre (despues de 7 dias de almacenamiento a 40°C) (mg/L): - -

Cl total (despues de 7 dias de almacenamiento a 40°C) (%): - -

Apariencia (despues de 7 dias de almacenamiento a 40°C): - -

Apariencia (despues de 7 dias de almacenamiento a -5°C): - -

En los Ejemplos 1-3 y los Ejemplos Comparativos 1-3, la correlacion entre la concentracion de cloro libre/acido sul- famico (relacion molar), a saber Cl/N (relacion molar) y la concentracion de cloro libre se muestra en la Fig. 1, en donde las concentraciones de cloro libre en los Ejemplos Comparativos 1-3 se calcularon de manera que la concentracion total de cloro era 6,9%, igual que en los Ejemplos 1-3.

El resultado anterior muestra que en los Ejemplos 1-3 la concentracion de cloro libre en el agente acuoso es de 1000 mg/L o inferior, la cual es un 2% en peso inferior o menos a la concentracion de cloro total, y que en los Ejemplos Comparativos 1-3, la concentracion de cloro libre en el agente acuoso es superior a 1000 mg/L, que es un 2% en peso superior a la concentracion total de cloro. Aunque la concentracion total de cloro en los Ejemplos 1-3 es menor que en los Ejemplos Comparativos 1-3, la diferencia de la concentracion total de cloro es menor que la diferencia de la concentracion de cloro libre. Tambien se muestra que en los Ejemplos Comparativos 4-8, no se puede producir un agente acuoso porque se produce un deposito.

[Ejemplo 4]:

El agua de refrigeracion descargada desde una torre de refrigeracion se anadio con un agente a base de cloro com- binado y se sometio a un tratamiento de coagulacion, filtracion y tratamiento con carbon activo para obtener un agua tratada previamente que tenia una concentracion de cloro total de 5 mg/L y una concentracion de cloro libre de 0,5 mg/L. El agua tratada previamente a la que se anadio 10% en peso de solucion acuosa de bisulfito de sodio, se anadio a una concentracion de bisulfito de sodio de 15 mg/L, para reducir a cero el cloro total y el cloro libre conteni- do en el agua tratada previamente, de modo que se preparo el agua que se iba a tratar. A esta agua que se iba a tratar, se anadio el agente a base de cloro combinado obtenido en el Ejemplo 2, de manera que la concentracion total de cloro era de 1,2 mg/L y la concentracion de cloro libre era de 0,05 mg/L. El agua que se iba a tratar se presu- rizo a 1,5 MPa con una bomba y se suministro a un espacio concentrado de un aparato de tratamiento con membra- na de OI para llevar a cabo el tratamiento con OI. El aparato de tratamiento con membrana de OI se instalo con un elemento de membrana OI de tipo espiral de 101 mm de poliamida aromatica ("ES 20 - D4" de Nitto Electric Industrial Co., Ltd) en un recipiente.

Durante 3 meses tuvo lugar el funcionamiento continuo en las condiciones anteriores, sin deterioro de la membrana de OI, sin aumento de la calda de presion y sin problemas de limo. En el perlodo, las variaciones del permeado y de la calda de presion se muestran en la Fig. 2 y la variacion del rechazo de sal se muestra en la Fig. 3, en donde se confirma que no se produce una obstruccion por limo porque no hay un aumento de la calda de presion y ninguna disminucion del flujo desde el inicio de la operation. Ademas, tambien se confirma que no se produce un deterioro de la calidad del agua producida mediante una adhesion de contaminantes a la membrana de OI o un deterioro de la membrana de OI, porque no se produce ninguna disminucion del rechazo de sal desde el inicio de la operacion.

[Ejemplo comparativo 9]:

El Ejemplo 4 se llevo a cabo, excepto que al agua tratada previamente que se iba a suministrar a la membrana de OI, se anadio ademas un agente a base de cloro, de modo que la concentracion de cloro total era de 13 mg/L y la concentracion de cloro libre era de 0,2 mg/L. En el periodo, la variacion del permeado y la caida de presion se muestran en la Fig. 4 y la variacion del rechazo de sal se muestra en la Fig. 5, en donde se reconoce que se produce un

deterioro de la membrana de OI.

[Ejemplo comparativo 10]:

El Ejemplo 4 se llevo a cabo, excepto que al agua que se iba a tratar en el tratamiento previo no se anadio un agente de cloro, y que el agua tratada previamente con una concentration de cloro libre de 0,0 mg/L se suministro a una 5 membrana de OI. En el perlodo, las variaciones del permeado y la calda de presion se muestran en la Fig. 6 y la variation del rechazo de sal se muestra en la Fig. 7, en donde se reconoce que se produce una disminucion del flujo por la formation de limo.

Aplicacion industrial de la invencion

La presente invencion se puede aplicar a un agente a base de cloro combinado, utilizado como agente de control de 10 limo para una membrana de osmosis inversa y se utiliza con otros agentes de tratamiento a base de cloro, a un metodo de production del mismo y al metodo de tratamiento con cloro como uso del mismo, especialmente a un metodo de tratamiento a base de cloro para el control del limo en una membrana de osmosis inversa.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

REIVINDICACIONES

1. Un agente a base de cloro combinado en forma de un agente acuoso que comprende un alcali seleccionado a partir de un grupo que consiste en hidroxidos de metal alcalino, un acido sulfamico o una sal del mismo, y un agente oxidante basado en cloro,

en donde la relacion en la composition entre el agente oxidante basado en cloro y el acido sulfamico esta en el in- tervalo de 0,45 a 0,6 Cl / N (relacion molar),

la relacion en la composicion entre el agente oxidante basado en cloro y el alcali esta en el intervalo de 0,3 a 0,4 Cl / metal alcalino (relacion molar), y

la relacion en la composicion entre el acido sulfamico o una sal del mismo y el alcali en el agente de solution acuosa esta en el intervalo de 0,5 a 0,7 N / metal alcalino (relacion molar),

la cantidad de metal alcalino contenida en la sal de acido sulfamico se calcula como alcali,

el "Cl" en Cl / N (relacion molar) y en Cl / metal alcalino (relacion molar) y las expresiones: "cloro libre" y "cloro total" muestran el numero de moles de Cl2 del agente oxidante medido de acuerdo con la norma JIS K 0400-33-10:1999,

el pH del agente acuoso es 13 o superior,

la concentration de cloro libre en el agente acuoso es de 1000 mg/L o inferior y el 2% en peso o inferior de la concentration total de cloro, y

el acido sulfamico para formar el agente a base de cloro combinado es un acido amidosulfurico representado por la siguiente Formula [1]:

R1R2NSOaH-—[1], en donde

en la Formula [1], R1, R2 indican cada uno independientemente H o un grupo hidrocarburo que tiene un numero de atomos de carbono de 1-6.
2. Un agente de control de limo para una membrana de osmosis inversa, que comprende el agente a base de cloro combinado segun la reivindicacion 1.
3. Un metodo para producir el agente a base de cloro combinado segun la reivindicacion 1 o 2, que comprende anadir acido sulfamico o una sal del mismo a una solucion acuosa de alcali seleccionado a partir de un grupo que consiste en hidroxidos de metal alcalino para disolver,

anadir un agente oxidante basado en cloro a la mezcla acuosa de acido sulfamico - alcali obtenida, y mezclar la mezcla acuosa obtenida finalmente para formar un agente de solucion acuosa.
4. El metodo para producir el agente a base de cloro combinado segun la reivindicacion 3, en donde la solucion acuosa de alcali tiene un contenido en agua de 50 - 65% en peso.
5. Un metodo de tratamiento con cloro, que comprende anadir el agente a base de cloro combinado segun la reivindicacion 1 a un sistema de agua de modo que la concentracion de cloro libre sea de 0,1 mg/L o inferior y la concentracion total de cloro sea de 1 - 50 mg/L.
6. El metodo de tratamiento con cloro segun la reivindicacion 5, en el que el sistema de agua es un sistema de agua de alimentation para una membrana de osmosis inversa.