JP2002336868A - 水の消毒のための方法及び組成物 - Google Patents
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Abstract
ニウム塩を混合し、そしてその混合物を混合直後に処理
されるべき水系システムに添加することを含んでなる、
高い塩素要求水における微生物を殺滅し、そして生物汚
染を制御するための方法。
Description
られ且つ十分に実証された問題である。いくつかの要因
がその問題の原因であり、そしてその範囲、すなわち水
温;水のpH;システムに吸込まれる空気からの、又は
水に天然において存在し又はプラント操作の間に連続的
に供給される材料からの有機及び無機栄養物;好気及び
嫌気条件;日光の存在/不在、等を支配する。
が循環水に見出される。微生物のタイプ及び微生物増殖
の程度は、水源及び他の要因に依存する。
インを汚染し、腐蝕を促進し、木材に悪影響を与え、熱
伝達を低下させ、フィルターを閉塞し、紙シートの欠陥
を引き起こし;サイジング混合物を分解し、そして多く
の他の工程の障害を引き起こすことができる。
性生物殺滅剤を包含する酸化性生物殺滅剤は、再循環水
に広く使用される。
減じられ、又は塩素の不活性形に転換される塩素の量と
して定義され;そして標準方法は、それを測定するため
に確立している。本明細書及び請求の範囲において、
“塩素要求”は、“Standard Methods
for the Examination of W
ater and Waste Water”,第16
版,Methods §409,316〜319ページ
に概略されている方法により測定される。その方法は、
媒体に塩素の特定量を適用し、そして一定の接触時間の
後、残留塩素を測定することに基づかれている。塩素消
費物質は、アンモニア及びそのアミノ誘導体;硫化物、
シアン化物、酸化性カチオン、パルプリグニン、スター
チ、糖、油、水処理添加剤、たとえばスケール(sca
le)及び腐蝕インヒビターを包含する。
の塩素要求及び処理されるべきシステムの塩素要求に関
与する。酸化性生物殺滅剤は、重スライムを含む高塩素
要求水においては無効果である。非酸化性生物殺滅剤が
通常、そのような水のためにすすめられる。
誘導体を有する水の塩素化は、クロラミンの形成をもた
らす。クロラミンは、次亜塩素酸又は次亜臭素酸よりも
低い生物殺滅剤として説明されている。文献によれば、
クロラミンはゆっくりと反応し、そして水システムにお
いてより永続的であり得る(The NALCO wa
ter handbook,1988,PCT/US8
9/02730 21.6.1989,Great L
akes Chem.Corp.Wat.Sci.Te
ch.20 No ll/12,385〜39ページ,
1988,M.D.Sobsey などによる、Nat
ional Academy of Science,
1980,Drinking Water and H
ealth,第2巻、National Academ
y Press,Washington,D.C.)。
するか又は水に添加される少量のアンモニアと反応する
場合に生じる。従来のクロラミン化は、水に存在するか
又は既知の量で水に添加される少量のアンモニアとの反
応のために水の合計量への遊離塩素の添加により生じ
る。たった1つの刊行物が、飲料水の後消毒のために予
備形成されたモノクロラミンの使用を記載する(J.B
eck など,AquaI.25〜33,1986)。
この研究においては、クロラミンは、硫酸アンモニウム
及び1000ppmの濃度での次亜塩素酸塩溶液を混合
することによって形成され;pHは、炭酸塩沈殿を回避
するために投与の点の前、7.5に調節された。
て二番生え及び生物汚染を制御するために使用された
(Desalination 74,51〜67(19
89)及びヨーロッパ特許出願第90108872.4
号,11.05.90,DuPont de Nemo
urs and Company)。この特許は、微生
物により同化され得る炭素源及びエネルギーを、分解さ
れた形で供給する場合、塩素分解性有機材料を含む液体
工程流において脱塩素化後の再増殖を阻害するためにク
ロラミンの使用を開示する。前記工程のためのクロラミ
ンは、NH3ガス、NH4OH、NH4Cl又は(NH4)
2SO4を添加することによって現場製造された。塩素の
源は、Cl2ガス、NaOCl、Ca(OCl)2及び電
気的に生成された塩素であった。
場形成されるクロラミンはそれらの高い揮発性のために
すばやく除去されるので、冷却塔の処置において生物殺
滅効果を有さないように思われる〔G.Holz Wa
rth など.,WaterRes.18(1),14
21〜1427(1984)〕。
アンモニアがその廃水に添加され(現場で)、そしてよ
り長い接触時間が可能にされる場合に改良された〔At
asi Khalil Z.など.,Proc.Ann
u.Conf. Am.Water Works As
soc.,1988(Pt.Z),1763〜1770
ページ〕。
可能性ある源として言及されていない。その通常の源
は、アンモニア、塩化アンモニウム及び硫酸アンモニウ
ムである。
特に冷却水及び高い塩素要求水を有する水系システム及
びより特別には冷却水及び高い塩素要求を有する水系シ
ステムにおける微生物を殺滅し、そして生物汚染を抑制
するための方法及び組成物を提供することにある。
水において高い生物殺滅効果及び高い初期生物殺滅速度
を有する方法及び組成物を提供することにある。
つ予め決定された生物殺滅効果及び性質を有する方法及
び組成物を提供することにある。本発明の他の目的及び
利点は、説明が進行するにつれて明らかになるであろう
成分、すなわち酸化剤、好ましくは活性塩素ドナー及び
より好ましくは次亜塩素酸ナトリウム及びアンモニウム
塩、好ましくはハロゲン化アンモニウム、硫化アンモニ
ウム及び窒化アンモニウムから選択されたものを混合
し、そしてその濃縮生物殺滅剤をすぐに、処理されるべ
き水系システムに添加することを含んで成る。その頻
度、持続期間及び濃度は、それぞれ個々の場合、生物汚
染を制御するために決定されるべきである。
序で混合され、そして特に酸化剤はアンモニウム塩の溶
液に添加される。本発明の好ましい形においては、酸化
剤はNaOClであり、そして好ましくは、混合物中の
塩素の最終濃度が塩素として0.01〜1%に達するま
で、塩素に対して0.01〜2%等モルの範囲で希釈さ
れたアンモニウム塩の十分に混合された溶液にゆっくり
と添加される。生物殺滅性原液のバッチ又は連続形成の
いづれかが効果的である。
が60分以内で2.0ppm〜1.8ppmのCl2を
越える場合、他の酸化性生物殺滅剤(たとえば塩素又は
臭素)よりもより効果的であることが見出された。N/
Clのモル比は好ましくは1:1である。過剰のNが使
用され得る。
0℃の範囲であり得る。アンモニウム塩の溶液の温度
は、NaOClが添加される場合、10〜30℃である
べきである。pHは、NaOCl溶液の濃度により調節
され;好ましくは、pH範囲は8.0〜12.5である
べきである。活性成分は、pH7及びpH8で効果的で
あった。効能のいくらかの低下が、pH9で示された。
要とされる活性成分の濃度及び処理の頻度及び持続期間
は、それぞれ個々の場合で決定されるべきである。しか
しながら、良好な制御は、塩素として3mg/lのレベ
ルで達成された(1000m 3のために4.2kgのN
H4Br)。
さえ、汚染されたシステムのショック処理のために非常
に有効であり、そして酸化性生物殺滅剤の効果的な毎日
の使用を可能にする。9mg/lのレベル(塩素とし
て)が、汚染されたシステムを清浄するのに十分であ
る。
形成され、そしていづれか適切な手段、たとえば液体計
量型ポンプ又は重力によりバッチ的に又は連続的に供給
される。本発明は、上記のようにして調製された溶液を
含んで成る。
用の非制限的な例である:再循環冷却水、醸造所低温生
物殺滅剤、空気洗浄器、蒸発冷却水、スクラバー、池及
び水湖の水、閉水冷却システム、食用植物の消毒、漂白
−パルプ及び紙、等。本発明の方法は、他の水処理化学
物質、腐蝕及びスケールインヒビター、等に適合でき
る。
seudomonas.sp.)に対するpH7.5で
の緩衝液における効能 用量:Cl2として1ppm 塩素要求:20分以内で1ppm〜0.1ppm NH4Br+NaOCl:原液濃度:Cl2として100
0ppm
解した(2761ppm )。NaOCl(Cl2とし
て2000ppm )を、混合物を攪拌しながら、臭化
アンモニウム溶液にすばやく滴下した。その原液をすば
やく使用した。
てNH4Br+NaOClに比べて、NaOBr及びN
aOClに関してのより早い殺滅速度を示す。
効能 試験されたMO:バシラス マイコイデス(bacil
lus mycoides) 用量:Cl2として2ppm NH4Br+NaOCl:1:1のモル比;原液濃度:
0.5%;NH4Br+NaOClを、予備混合し又は
緩衝液に現場添加した。 要求:60分以内で2ppm のCl2 〜1.8pp
m
aOCl)は、塩素要求が上昇するにつれて、NaOC
l又はNaOBrに比べてより早い殺滅速度を有するこ
とを示す。効能は、8.0〜9.0のpHでわずかに弱
められた。
る水におけるNH 4 Cl+NaOClの効能:非酸化性
生物殺滅剤との比較 水要求:60分以内で30ppmより高いCl2(30
ppmのCl2から) 原液(NH4Cl+NaOCl)の濃度:1000pp
m AlgicolIIは、第四アンモニウム塩である。
Clの混合物が塩素のための高い要求を有する水におい
て3種の非酸化性生物殺滅剤よりもより効果的であった
ことを示す。
業)における酸化及び非酸化性生物殺滅剤の効能 効能は60℃で測定された。 NH4Br+NaOCl:0.1%の原液濃度 用量:30ppmの活性成分 インキュベーション温度:60℃
Clの混合物が高い要求媒体において他の酸化及び非酸
化性生物殺滅剤よりも効果的であることを示す。
おける、NaOClと混合されたアンモニウム塩の種々
の混合物の殺滅の動態学 用量:Cl2として30ppm 要求:10分間30ppmのCl2 〜30ppm 以
上のCl2 NH4X+NaOClの原液:Cl2として0.1%
NaOClの混合物が、塩素のための高い要求を有する
水における好気性及び嫌気性微生物の制御において効果
的であることを示す。制御は10分以内で達成された。
これらの条件下で、NaOCl及びNaOBrの両者
は、媒体により弱められた。NH4Br+NaOClの
混合物は、10分後、測定できる残留物を残さず、さら
にそれは10分以内での生存計数の低下においても非常
に効果的であった。
る酸化性生物殺滅剤の効能(パルプスラリーの濃原液) 用量:Cl2として15mg/l 微生物は37℃でインキュベートされた(合計の好気性
生存計数)。 原液の濃度:Cl2として0.1%
て、他の酸化性生物殺滅剤に比べてNH4Br+NaO
Clに関して高い効能を示す。
ける一連の生物殺滅剤の効能 接触時間:10分 用量:Cl2として60ppm インキュベーション温度:27℃ 原液の濃度:0.2% NH3としてのN:50mg/l:pH6.10
在下で、NaOClが微生物増殖を制御することにおい
て予備混合されたNH4 Cl+NaOClよりも効果的
でない(Cl2 のために高い要求を有する水において)
ことを示し;良好な制御は10分後に測定された。
の効能 おおまかに濾過された非処理家庭廃水:接触時間:10
分 原液の濃度:Cl2 として0.5% 用量:Cl2 として20ppm
混合(NH4 )2 SOx溶液は、大腸菌及び合計の計数
の両者の低い生存計数をもたらすことを示す。高い有機
負荷を有する廃水において、この消毒方法は、NaOC
l又はNaOBrのいづれかによる消毒よりも卓越し
た。
WC)の存在下での生物殺滅剤の効能 原液の濃度:Cl2 として0.5% プソイドモナスsp.に対する効能 CWC:100mg/l pH:9.0 接触時間:5時間
ンヒビターの存在下で、種々の生物殺滅剤の効能は、良
好な制御を維持するためにより多くの用量の生物殺滅剤
が供給されるべき程度に弱められたことを示す。NH4
Br+NaOClの混合物は、CWCにより少々弱めら
れ、そしてCWCの存在下でさえ、良好な微生物及び藻
類の制御を示した。
現場添加に対する予備混合 コーン加工プラントからの水:Cl2 のための高い要求 用量:12ppm NH4 Cl+NaOCl:原液の濃度:1% NH4 Br+NaOCl:原液の濃度:0.5% 原溶液はpH14.0,7.0,4.0で及び水において
形成された。 現場添加に関して:NH4 X及びNaOClの両者が適
切なpHで溶解された。
Clの混合物により示される効能は、原液混合物のpH及
びその形成の態様に依存することを示す。水への2種の
成分の現場添加は、いづれかの試験されたpHで低い効能
をもたらした。
pH7.0で緩衝液において調製される場合よりも水にお
いて調製される場合により効果的であった。その原溶液
がそれよりも高い又は低いpHで調製される場合、それは
ほとんど効果的でなかった。
aOClの混合物の効能の依存性 研究は、産業廃水で行なわれた。原液濃縮物は、pH7.
00の緩衝液において調製された。 生物殺滅剤の用量:Cl2 として4ppm
れる効能が原溶液の濃度に相互関係することを示す。最
高の効能は、Cl2 として0.5%に等しい原液濃度で
測定された。類似する傾向が、原溶液が緩衝液よりもむ
しろ水において調製される場合に得られた(表10を参
照のこと)(Cl2 として2%のレベルで緩衝液におい
て測定された最高の効能は、この混合物のより高いpHに
起因する)。
供給に基づいて制御した。BCDMHの使用は、組成が
イオン交換体において軟化される限り効果的であった。
イオン交換体の使用に交換される場合、より高い用量の
BCDMH(4〜5kg/日)では、藻類の生物汚染及び
増殖を妨ぐために十分ではなかった。
りショック供給した。全体の用量:75lのNaOCl
(10%)及び12.6kgのNH4 Br。その混合物は
1.5時間にわたって供給したた。このショック処理
は、システムを清浄した。次に、25lのNaOCl
(Cl2として10%)(+4.2kgのNH4 Br)の
スラッジ用量を、2〜3日に1度、冷却塔に供給した。
冷却塔は、生物膜又は藻類の明らかな増殖を伴わない
で、きれいなまま存続した。0.6〜0.4ppm (合計
の塩素として)の測定可能な残留物が、混合物の供給の
後、24時間及び48時間の水で測定された。
/日)により毎日処理した。水における非常に高い有機
負荷のために、生物膜の増殖は非常にに早かった。BC
DMHによる処理は、毎日増殖する膜を制御することに
おいては効果的であるが、しかし冷却塔を被覆する重ス
ライムに対しては効果的でなかった。
た、3lのNaOCl(Cl2 として7%)の毎日の供
給量は、毎日形成される生物膜並びに冷却塔を被覆する
スライム及び藻類増殖を制御し、そして3週間の毎日の
処理の後、冷却塔を清浄にし、ショック処理のための必
要性を回避させた。
チ) pH:約8.0 温度:50℃〜70℃
ロン)を通してサイズプレスにおいて再循環する。 循環速度:6m3 /時。サイジング混合物は、8時間ご
とに供給される(30lづつ)NaOCl(Cl2 とし
て10%)により前もって処理された。この処理によ
り、フィルターは、2時間ごとに洗浄されるべきであ
る。
Clの混合物(Cl2 として0.5%の原液濃度)の使
用と交換した。1日3度のNaOCl(Cl2 として1
0%、13l)及びNH4 Br(2.5kg)の供給は、
サイズプレスにおけるフィルターをきれいに維持し;N
H4 Br+NaOClによる処理は、サイジング混合物
に添加されるブルー染料と適合でき、そしてNaOCl
と異なり、ブルースターチを漂白しなかった。
載して来たが、それらは制限的でなく、そして本発明は
多くの変更、変性及び適応を本発明の範囲内で当業者に
より行なわれ得ることが理解されるであろう。
6)
れば、高い塩素要求水における微生物を殺滅し、そして
生物汚染を制御するための方法であって、2種の成分、
すなわち酸化剤及びアンモニウム塩を混合し、そしてそ
の混合物を混合直後に処理されるべき水系システムに添
加することを特徴とする方法が提供される。
ーである。塩素ドナーは、好ましくは、次亜塩素酸ナト
リウムである。前記アンモニウム塩が、ハロゲン化アン
モニウム、硫化アンモニウム及び窒化アンモニウムから
選択される。前記酸化剤が前記アンモニウム塩の溶液に
添加される。前記塩素ドナーがNaOClであり、そし
て混合物中の塩素の最終濃度が0.1〜1%に達するま
で、塩素に対して0.1%〜1%等モルの範囲で希釈さ
れたアンモニウム塩の十分に混合された溶液に添加され
る。前記水の最少要求が、60分後、2.0ppm〜
1.8ppmのCl2である。前記混合物が、Cl2とし
て少なくとも2mg/lの毎日のレベルで処理されるべ
く水に添加される。前記混合物中のN/Clのモル比が
1:1〜1:3である。また、前記混合物の温度が好ま
しくは10〜30℃である。前記混合物が生成され、そ
して処理されるべく水に連続的に供給される。
ニウム塩の溶液に塩素ドナーを添加することによって得
られる、高い塩素要求水の処理のための溶液が提供され
る。
〜1%に達するまで、塩素に対して0.01%〜1%等
モルの範囲で希釈されたアンモニウム塩の溶液にNaO
Clを添加することによって得られる。
化剤、好ましくは活性塩素ドナー及びより好ましくは次
亜塩素酸ナトリウム及びアンモニウム塩、好ましくはハ
ロゲン化アンモニウム、硫化アンモニウム及び窒化アン
モニウムから選択されたものを混合し、そしてその濃縮
生物殺滅剤をすぐに、処理されるべき水系システムに添
加することを含んで成る。その頻度、持続期間及び濃度
は、それぞれ個々の場合、生物汚染を制御するために決
定されるべきである。
序で混合され、そして特に酸化剤はアンモニウム塩の溶
液に添加される。本発明の好ましい形においては、酸化
剤はNaOClであり、そして好ましくは、混合物中の
塩素の最終濃度が塩素として0.01〜1%に達するま
で、塩素に対して0.01〜2%等モルの範囲で希釈さ
れたアンモニウム塩の十分に混合された溶液にゆっくり
と添加される。生物殺滅性原液のバッチ又は連続形成の
いづれかが効果的である。殺菌性混合物は、水システム
における要求が60分以内で2.0ppm〜1.8pp
mのCl2を越える場合、他の酸化性生物殺滅剤(たと
えば塩素又は臭素)よりもより効果的であることが見出
された。N/Clのモル比は好ましくは1:1である。
過剰のNが使用され得る。混合物が添加される水の温度
は、10〜60℃の範囲であり得る。アンモニウム塩の
溶液の温度は、NaOClが添加される場合、10〜3
0℃であるべきである。pHは、NaOCl溶液の濃度
により調節され;好ましくは、pH範囲は8.0〜1
2.5であるべきである。活性成分は、pH7及びpH
8で効果的であった。効能のいくらかの低下が、pH9
で示された。
要とされる活性成分の濃度及び処理の頻度及び持続期間
は、それぞれ個々の場合で決定されるべきである。しか
しながら、良好な制御は、塩素として3mg/lのレベ
ルで達成された(1000m3のために4.2kgのN
H4Br)。生物殺滅性混合物は、水要求が低い場合で
さえ、汚染されたシステムのショック処理のために非常
に有効であり、そして酸化性生物殺滅剤の効果的な毎日
の使用を可能にする。9mg/lのレベル(塩素とし
て)が、汚染されたシステムを清浄するのに十分であ
る。
形成され、そしていづれか適切な手段、たとえば液体計
量型ポンプ又は重力によりバッチ的に又は連続的に供給
される。本発明は、上記のようにして調製された溶液を
含んで成る。次のものは、本発明の方法の可能性ある適
用の非制限的な例である:再循環冷却水、醸造所低温生
物殺滅剤、空気洗浄器、蒸発冷却水、スクラバー、池及
び水湖の水、閉水冷却システム、食用植物の消毒、漂白
−パルプ及び紙、等。本発明の方法は、他の水処理化学
物質、腐蝕及びスケールインヒビター、等に適合でき
る。
Claims (13)
- 【請求項1】 高い塩素要求水における微生物を殺滅
し、そして生物汚染を制御するための方法であって、2
種の成分、すなわち酸化剤及びアンモニウム塩を混合
し、そしてその混合物を混合直後に処理されるべき水系
システムに添加することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記酸化剤が塩素ドナーである請求項1
記載の方法。 - 【請求項3】 前記塩素ドナーが次亜塩素酸ナトリウム
である請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記アンモニウム塩が、ハロゲン化アン
モニウム、硫化アンモニウム及び窒化アンモニウムから
選択される請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記酸化剤が前記アンモニウム塩の溶液
に添加される請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項6】 前記塩素ドナーがNaOClであり、そ
して混合物中の塩素の最終濃度が0.1〜1%に達する
まで、塩素に対して0.1%〜1%等モルの範囲で希釈
されたアンモニウム塩の十分に混合された溶液に添加さ
れる請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記水の最少要求が、60分後、2.0
ppm〜1.8ppmのCl2である請求項1記載の方
法。 - 【請求項8】 前記混合物が、Cl2として少なくとも
2mg/lの毎日のレベルで処理されるべく水に添加さ
れる請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 前記混合物中のN/Clのモル比が1:
1〜1:3である請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 前記混合物の温度が好ましくは10〜
30℃である請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 前記混合物が生成され、そして処理さ
れるべく水に連続的に供給される請求項1記載の方法。 - 【請求項12】 アンモニウム塩の溶液に塩素ドナーを
添加することによって得られる、高い塩素要求水の処理
のための溶液。 - 【請求項13】 生物殺滅剤としての塩素の濃度が0.
1%〜1%に達するまで、塩素に対して0.01%〜1
%等モルの範囲で希釈されたアンモニウム塩の溶液にN
aOClを添加することによって得られる請求項12記
載の溶液。
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