JP6400603B2 - 殺生物剤生成の制御方法 - Google Patents

殺生物剤生成の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6400603B2
JP6400603B2 JP2015556617A JP2015556617A JP6400603B2 JP 6400603 B2 JP6400603 B2 JP 6400603B2 JP 2015556617 A JP2015556617 A JP 2015556617A JP 2015556617 A JP2015556617 A JP 2015556617A JP 6400603 B2 JP6400603 B2 JP 6400603B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hypochlorite
solution
ammonium salt
biocide
ammonium
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2015556617A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016514034A (ja
JP2016514034A5 (ja
Inventor
バラク、アヤラ
Original Assignee
エー.ワイ. ラボラトリーズ リミテッド
エー.ワイ. ラボラトリーズ リミテッド
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 エー.ワイ. ラボラトリーズ リミテッド, エー.ワイ. ラボラトリーズ リミテッド filed Critical エー.ワイ. ラボラトリーズ リミテッド
Publication of JP2016514034A publication Critical patent/JP2016514034A/ja
Publication of JP2016514034A5 publication Critical patent/JP2016514034A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6400603B2 publication Critical patent/JP6400603B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/02Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing liquids as carriers, diluents or solvents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/08Alkali metal chlorides; Alkaline earth metal chlorides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006Controlling or regulating processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/04Hypochlorous acid
    • C01B11/06Hypochlorites
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/0018Controlling or regulating processes controlling the conductivity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/04Oxidation reduction potential [ORP]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05Conductivity or salinity
    • C02F2209/055Hardness
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22O2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

関連出願の相互参照
2013年2月7日に出願され、METHOD FOR CONTROLLING THE PRODUCTION OF A BIOCIDEという発明の名称の米国仮特許出願第61/761,922号明細書が参照され、その開示内容が参照により本明細書に援用され、その優先権が米国特許法施行規則第1.78(a)(4)条および(5)(i)条にしたがって本明細書により主張される。
1992年6月1日に出願され、PROCESS AND COMPOSITIONS FOR THE DISINFECTION OF WATERSという発明の名称の米国特許出願第07/892,533号明細書、1998年1月27日に出願され、METHOD AND APPARATUS FOR TREATING LIQUIDS TO INHIBIT GROWTH OF LIVING ORGANISMSという発明の名称の米国特許出願第08/809,346号明細書、および2006年7月14日に出願され、BIOCIDES AND APPARATUSという発明の名称の米国特許出願第10/586,349号明細書が参照され、その開示内容が参照により本明細書に援用される。
本発明は、殺生物剤生成を制御および最適化するための方法に関する。
殺生物剤を生成および使用するための様々な技術が公知である。
本発明は、殺生物剤生成を制御および最適化するための方法および装置を提供しようとするものである。
ここで本発明の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成するための方法であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液をアンモニウム塩の溶液と混合する工程と;殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程とを含み;コントロールパラメータがpHでない方法が提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
本発明の好ましい実施形態によれば、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、使用の直前に約8〜18%の業務用の原液を水で希釈することによって調製される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、約1000〜約20,000ppm、より好ましくは、約3000〜約10,000ppm、最も好ましくは、約3000〜約6000ppmの濃度を有する。
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムおよびスルファミン酸アンモニウムから選択される。最も好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される。
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、使用の直前に約15〜50%の業務用の原液を水でまたは希釈された次亜塩素酸塩酸化剤の溶液で希釈することによって調製される。好ましくは、アンモニウム塩の溶液は、約1,000〜約50,000ppm、より好ましくは、約12,000〜約30,000ppmの濃度を有する。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は、水酸化ナトリウムである。
好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率、総溶解固形分(TDS)、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ORPである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率またはTDSである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素濃度または酸素飽和度である。
本発明の好ましい実施形態によれば、方法は、所定量のアンモニウム塩の溶液を提供する工程と;所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液複数を混合条件下で所定量のアンモニウム塩の溶液に加える工程と;所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液それぞれの添加後に、コントロールパラメータを測定する工程とを含む。あるいは、所定量のアンモニウム塩溶液複数は、コントロールパラメータを測定しながら、混合条件下で所定量の次亜塩素酸塩溶液に加えられる。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、方法は、混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率でアンモニウム塩溶液の流れと混合する工程と;流れの一方の流量を一定に保持し流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と;混合室を出る流れにおけるコントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む。一実施形態において、モニターは連続的である。代替的な実施形態において、モニターは、混合室を出る流れの個別の試料におけるコントロールパラメータを測定する工程を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成する方法であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を提供する工程と;アンモニウム塩の溶液を提供する工程と;アンモニウム塩の溶液を次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の一部で希釈してアンモニウム塩希釈液を形成する工程と;次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の残りをアンモニウム塩希釈液と混合する工程とを含む方法も提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
本発明の好ましい実施形態によれば、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、使用の直前に約8〜18%の業務用の原液を水で希釈することによって調製される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、約2000〜約20,000ppm、より好ましくは、約3000〜約10,000ppm、最も好ましくは、約3000〜約6000ppmの濃度を有する。
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムおよびスルファミン酸アンモニウムから選択される。最も好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される。
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、使用の直前に、約15〜50%の業務用の原液を、水でまたは次亜塩素酸塩酸化剤の溶液で希釈することによって調製される。好ましくは、アンモニウム塩の溶液は、約1,000〜約50,000ppm、より好ましくは、約12,000〜約30,000ppmの濃度を有する。
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は、水酸化ナトリウムである。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液を希釈するのに使用される次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の一部は、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の約10%〜約50%である。
好ましくは、方法は、殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程をさらに含む。好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率、TDS、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ORPである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率またはTDSである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素飽和度または酸素濃度である。
本発明の好ましい実施形態によれば、方法は、所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液複数を混合条件下でアンモニウム塩希釈液に加える工程と;所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液それぞれの添加後にコントロールパラメータを測定する工程とを含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、方法は、混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率でアンモニウム塩希釈液の流れと混合する工程と;流れの一方の流量を一定に保持し流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と;混合室を出る流れにおけるコントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む。一実施形態において、モニターは連続的である。別の実施形態において、モニターは、混合室を出る流れの個別の試料におけるコントロールパラメータを測定する工程を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成するための装置であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと;アンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと;殺生物剤を形成するために、次亜塩素酸塩酸化剤をアンモニウム塩と混合するための混合室と;殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示す殺生物剤のコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルとを含み;コントロールパラメータがpHでない装置も提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、水供給源と;次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成する導管であって、混合室に連結される導管とをさらに含む。好ましくは、装置は、アンモニウム塩の溶液を水とまたは次亜塩素酸塩希釈液と混合してアンモニウム塩希釈液を形成する導管であって、混合室に連結される導管をさらに含む。
好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は、水酸化ナトリウムである。
好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率、TDS、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ORPである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率またはTDSである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素飽和度または酸素濃度である。
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、次亜塩素酸塩酸化剤およびアンモニウム塩の一方の流量を一定に保持し、次亜塩素酸塩酸化剤およびアンモニウム塩の他方の流量を徐々に増加または減少させ;殺生物剤のコントロールパラメータの値をモニターし;および殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に到達するように次亜塩素酸塩酸化剤またはアンモニウム塩の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成するための装置であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと;アンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと;水供給源と;次亜塩素酸塩酸化剤溶液の溶液を水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成するための導管と;アンモニウム塩の溶液を次亜塩素酸塩希釈液の一部と混合してアンモニウム塩希釈液を形成するための導管と;殺生物剤を形成するために次亜塩素酸塩希釈液の一部をアンモニウム塩希釈液と混合するための混合室とを含む装置も提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は水酸化ナトリウムである。好ましくは、アンモニウム塩の溶液と混合される次亜塩素酸塩希釈液の一部は、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の約10%〜約50%である。
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示す殺生物剤のコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルをさらに含む。好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率、誘導、TDS、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ORPである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率、誘導またはTDSである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素飽和度または酸素濃度である。
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、次亜塩素酸塩希釈液およびアンモニウム塩希釈液の一方の流量を一定に保持し、次亜塩素酸塩希釈液およびアンモニウム塩希釈液の他方の流量を徐々に増加または減少させ;殺生物剤のコントロールパラメータの値をモニターし;および殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に到達するように、次亜塩素酸塩希釈液またはアンモニウム塩希釈液の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む。
本発明は、図面とともに解釈される以下の詳細な説明から、より詳細に理解され、認識される。
本発明の一実施形態に係る装置の簡略化された図である。
内容が参照により本明細書に援用される欧州特許出願公開第0517102号明細書に記載されるように、循環水の生物汚損は、藻、菌類、細菌、および循環水に見られる他の単純な生物の形態によって引き起こされる周知の問題である。その特許公開には、2つの成分(一方が酸化剤であり、他方がアンモニウム塩である)を混合し、混合物を処理される水系に実質的に直ちに加えることによって、塩素要求量の高い水中における生物汚損を制御することが記載されている。その文献に記載されるように、この手順により有効な殺生物性成分が生成される。酸化剤およびアンモニウム塩の多数の例がその特許公開に記載されている。
しかしながら、生物の増殖を阻害するために液体を処理するこの方法で直面する問題は、濃縮された有効な殺生物性成分が化学的に非常に不安定であり、形成されると急速に分解し、pHが急低下するという結果になることである。これは臭化アンモニウムから誘導される有効な殺生物性成分の場合に特に当てはまり、その場合、分解がHOBrの望ましくない形成をもたらす。したがって、従来の計量供給ポンプおよびミキサーが使用される場合、形成された有効な殺生物性成分は、急速に分解しその有効性を失う。また、このような濃縮された有効な殺生物剤のpH範囲が、理論的には8.0〜12.5である一方、実際には、急速な分解のためにpHが8.0を超えることはない。さらに、分解速度を低下させるためにアンモニウム塩が過剰に供給されなければならない。
内容が参照により本明細書に援用される米国特許第5,976,386号明細書において、殺生物剤を生成するための方法および装置が開示されており、この方法および装置は、酸化剤/アミン源の一定の比率が維持されるのを可能にし、それによって、反応生成物を安定させ、分解生成物をほとんど含有しない再生可能な生成物を維持するために、過剰なアミン源を使用する必要がなくなる。その文献に記載される新規な方法は、酸化剤およびアミン源の両方の効率的なインサイチュの希釈液を生成する工程と、2つの希釈液を導管中に同時に計量供給して、所定の比率にしたがって連続的に混合して、有効な殺生物性成分を生成する工程とを含む。
米国特許第5,976,386号明細書において既に記載されているように、殺生物剤形成の注意深い制御が必要である。殺生物剤の生成方法は、各供給ラインに対する別々の制御を必要とする複数の供給点システムを使用し、その理由は、異なるポンプが圧力の変化に対して様々に応答し、ポンプ供給速度が水流圧力に左右されるためである。任意の現場(on−site)プロセスについて、オンライン制御が、高い収量で、および最小限の副生成物で適切な生成物の生成を確実にするのに必要とされる。さらに、上記の参照される特許に示されるように、等モル量のアンモニウムおよび次亜塩素酸塩が最適性能に必要である。過剰な次亜塩素酸塩は、局部的な過剰であっても、多塩素化クロラミンの生成ならびにNOx種および無機酸を形成する殺生物性生成物モノクロラミン(MCA)の分解をもたらす。不十分な次亜塩素酸塩では、アンモニウムは完全に反応せず、より低い殺生物剤濃度、化学物質の過剰な使用、処理のより高いコストなどにつながる。内容が参照により本明細書に援用される米国特許第7,837,883号明細書に開示される、次亜塩素酸ナトリウムおよびカルバミン酸アンモニウムなどの殺生物剤を作製するのに使用される成分は、不安定な化学物質であり、使用中に時間とともに分解する。結果として、2つの試薬の所定の一定の供給速度で供給ユニットを操作することにより、様々な生成物が生成されることになる。さらに、水温、生成される殺生物剤の高い濃度および水質などの他のパラメータが殺生物剤の分解を促進し、1:1の等モル比に達する前に殺生物剤を分解させ得る。
したがって、反応をオンラインで連続してモニターし、等モル濃度を維持するために必要とされるプロセス中の変化を生じさせ、または変化する条件(例えば、試薬の濃度、異なる供給点、希釈液の水質の変化、希釈液水の温度の変化など)下で分解を生じさせないことによって、等モル点または可能な限り高い殺生物剤収量の点で系を維持する必要がある。反応のエンドポイントを規定することも、現場で殺生物剤を作製するのに重要である。
米国特許第5,976,386号明細書には、アンモニウム塩と次亜塩素酸ナトリウムとの反応のエンドポイントの指標としてのpHの使用が開示されている。アンモニウム塩溶液への次亜塩素酸塩の添加によりpHが増加される。しかしながら、等モル点の後、次亜塩素酸塩は、殺生物性MCAを分解させ始めて無機酸を形成し、それによりpHが低下される。したがって、pHがエンドポイントの指標として使用され得る。
しかしながら、pHに対するMCAの分解の影響は、約10.5以下のpHで顕著であるに過ぎない。pH10.5を超えるとpHを顕著に低下させるのに必要な酸の量が非常に多いため、pH変化が観察される前にかなり過剰な次亜塩素酸塩が加えられなければならない。したがって、pHはMCAの分解に対するその感度を失い、高いpHではエンドポイントの確実な指標ではない。カルバミン酸アンモニウムなどのいくつかのアンモニウム塩は、高いpHレベルまたは高いアルカリ度でのみ安定しており、それにより、高いpHにおける殺生物剤の生成が決定付けられ、したがって、高いpHにおけるMCAの生成のさらなるエンドポイントの指標が必要である。
水の殺菌の際にpHおよび酸化還元電位(ORP)を用いて、塩素要求量をモニターすることが公知である。例えば、以下を参照されたい。
a.Devkota et al.,“Variation of Oxidation−Reduction Along the Breakpoint Curves in Low−Ammonia Effluents”,Water Environment Research 2000,72(5):610−617;
b.Karanfil et al.,“Analysis of disinfection difficulties in two municipal water pollution control plants”,Disinfection’98:The Latest Trends in Wastewater Disinfection:Chorination vs.UV Disinfection,Proceedings,Baltimore,Apr.19−22,1998,111−122;
c.Kim et al.,“New process control strategy for wastewater chlorination and dechlorination using ORP/pH”,Water Sci Technol.2006;53(4−5):431−438;
d.Kopchynski et al.,“Comparisons of on−line ORP and chlorine residual monitoring/control systems for wastewater treatment plant final effluent chlorination”,Conference Proceedings − Water Environment Federation Annual Conference&Exposition,74th,Atlanta,GA,United States,Oct.13−17,2001,4275−4295;および
e.Yu,“Feed−forward dose control of wastewater chlorination using on−line pH and ORP titration”,Chemosphere.2004 Sep,56(10):973−980。
比色分析などの他のモニター方法も公知である。例えば、以下を参照されたい。
f.Harp,“Specific Determination of Inorganic Monochloramine in Chlorinated Wastewaters”,Water Environment Research 2000,72(6):706−713;
g.Kobylinski et al.,“On Line Control Strategies for Disinfection Systems:Success and Failure”Proceedings of the Water Environment Federation,WEFTEC 2006:Session 81 through Session 94,pp.6371−6394;および
h.Pollema,“Monitoring Monochloramine,Total Ammonia,and Free Ammonia in the Chlorination of Treated Wastewater”,Proceedings of the Water Environment Federation,Disinfection 2000,pp.168−181。
Woodward et al.,“Relationships between observed monochloramine decay rates and other physical and chemical parameters in a large scale experimental pipe system”,Proceedings − Water Quality Technology Conference(1996),Volume Date 1995,(Pt.1),935−949には、水分配システムにおける塩素種の濃度をモニターするために、ORPに加えて酸素濃度を使用することが開示されている。米国特許第8,012,758号明細書には、微生物学的活性を測定するための溶存酸素の使用が開示されている。殺生物剤の分解を伴わずに得ることができる最大収量でモノクロラミン殺生物剤を生成するのに、pH以外のコントロールパラメータを使用するという報告はないと思われる。
本発明の第1の実施形態によれば、殺生物剤を生成するための方法であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を、アンモニウム塩の溶液と混合する工程と、殺生物剤を分解せずに最大量の殺生物剤を生成するために、次亜塩素酸塩対アンモニウム塩の適切な比率を示し得るコントロールパラメータをモニターする工程とを含む方法が提供される。
一実施形態において、殺生物剤は、バッチプロセスにおいて生成される。バッチプロセスは、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液をアンモニウム塩の溶液に混合しながら加える工程と、アンモニウム塩の全てが反応したこと、または殺生物剤が分解し始めたことを示し得るコントロールパラメータをモニターする工程と、コントロールパラメータがアンモニウム塩の全てが反応したことを示す場合、次亜塩素酸塩の溶液の添加を停止する工程とを含む。そのように生成される殺生物剤は、直ちに使用されるかまたは後の使用のために貯蔵され得る。貯蔵中、殺生物剤の品質を確保し、殺生物剤が使用されなければならないあるいはそれが分解する時点を決定するために、コントロールパラメータのモニターが継続され得る。
代替的な実施形態において、殺生物剤は、連続プロセスにおいて生成される。連続プロセスでは、次亜塩素酸塩の溶液およびアンモニウム塩の溶液がミキサー中で連続的に混合され、コントロールパラメータがミキサー中で、またはミキサーの下流の導管中で、オンラインでモニターされ、またはミキサーから取り出される個別の試料において測定される。溶液の一方の流量が一定に保持される一方、他方の溶液の流量は、コントロールパラメータが分解を伴わずに可能な限り高い収量で殺生物剤を生成するために最適な比率の流量に達したことを示すまで変化される。典型的にコントロールパラメータのモニターは、溶液の一方の濃度の変化の結果として流量を調整する必要性を確認するために継続される。連続プロセスにおいて生成される殺生物剤は、それが生成されるにつれて媒体に適用され得るか、または後の使用のために貯蔵され得る。
次亜塩素酸塩酸化剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の次亜塩素酸塩などの任意の次亜塩素酸塩酸化剤であり得る。好ましくは、次亜塩素酸塩は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムまたは次亜塩素酸カルシウムである。最も好ましくは、次亜塩素酸塩は、次亜塩素酸ナトリウムである。
次亜塩素酸塩溶液は、好ましくは、次亜塩素酸塩の濃縮された原液を水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成することによって調製される。アンモニウム塩溶液は、好ましくは、アンモニウム塩の濃縮された原液を水とまたは次亜塩素酸塩希釈液と混合して、アンモニウム塩希釈液を形成することによって調製される。アンモニウム原液が次亜塩素酸塩希釈液と等モルのアンモニウム塩希釈液を調製するように水で希釈される場合、殺生物剤の最終的な濃度は、次亜塩素酸塩希釈液の濃度の半分であろう。他方、アンモニウム原液が次亜塩素酸塩希釈液で希釈される場合、殺生物剤の最終的な濃度は、次亜塩素酸塩希釈液の濃度と等しくなるであろう。
次亜塩素酸塩希釈液の濃度は、好ましくは、約1000〜約20,000ppmである。より好ましくは、次亜塩素酸塩溶液の濃度は、約3000〜約10,000ppmである。最も好ましくは、次亜塩素酸塩溶液の濃度は、約3500〜約7000ppmである。次亜塩素酸塩溶液は、好ましくは、使用の直前に約8〜18%の業務用の原液を水で希釈することによって調製される。好ましくは、次亜塩素酸塩希釈液は、使用の直前に調製される。殺生物剤が連続プロセスにおいて形成される場合、次亜塩素酸塩希釈液は、好ましくは、必要に応じてオンラインで調製される。
任意のアンモニウム塩が本発明の方法に使用され得る。好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、臭化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、臭化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。さらにより好ましくは、アンモニウム塩は、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウムおよびスルファミン酸アンモニウムから選択される。最も好ましくは、アンモニウム塩は、カルバミン酸アンモニウムである。
一実施形態において、アンモニウム塩希釈液は、水中のアンモニウム塩の15〜50%の原液を、約1,000〜約50,000ppm、より好ましくは、約12,000〜約30,000ppmの濃度に希釈することによって調製される。好ましくは、アンモニウム塩希釈液は、使用の直前に調製される。殺生物剤が連続プロセスにおいて形成される場合、アンモニウム塩希釈液は、好ましくは、必要に応じてオンラインで調製される。
代替的な実施形態において、アンモニウム塩希釈液は、アンモニウム塩の原液を希釈された次亜塩素酸塩溶液の一部で希釈することによって調製される。次亜塩素酸塩溶液は塩基性であるため、この方法により、より高いpHを有するアンモニウム塩希釈液が生成される。これは高いpHでより安定しているカルバミン酸アンモニウムなどのいくつかの塩にとって有利である。
ある実施形態において、アンモニウム塩希釈液の初期pHは、好ましくは、少なくとも9.0、より好ましくは、少なくとも10.0、さらにより好ましくは、少なくとも10.4、最も好ましくは、少なくとも10.8である。好ましい一実施形態において、アンモニウム塩希釈液は、水酸化ナトリウムを含む。
コントロールパラメータは、a)アンモニウム塩が使い果たされ、モノクロラミン生成物の分解が開始する場合およびそのようなときに限り変化する固定値;またはb)アンモニウム塩が使い果たされ、モノクロラミン生成物の分解が開始する時点で、最大値、最小値または変曲点を有する可変の値を有する任意のパラメータであり得る。例えば、コントロールパラメータの値は、殺生物剤が生成されるにつれて次亜塩素酸塩対アンモニウム塩比が増加する場合に徐々に増加するが、分解が生じると徐々に減少し始める。殺生物剤の生成のエンドポイントで、および分解の開始の直前に、最大値が測定される。分解が開始すると直ちに測定値は減少していく。コントロールパラメータの絶対値が、濃度、水質、温度などの条件に左右されるとしても、殺生物剤が分解し始める直前に測定される相対的な最大値が存在するであろう。
コントロールパラメータの値は、確実に測定するのが容易でなければならず、反応条件に影響を受けやすいものであるべきである。好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率電極を用いて測定された伝導率および溶存酸素飽和度から選択される。ORPおよび伝導率電極を用いて測定された伝導率は両方とも、エンドポイントで最小値に達する。伝導率電極を用いて測定された伝導率が本質的にイオン濃度の尺度である。また、誘導電極を用いて測定された伝導率および総溶解固形分(TDS)は、イオン濃度の尺度であり、コントロールパラメータとして伝導率電極を用いて測定された伝導率の代わりに使用され得る。イオン濃度の任意の他の尺度も使用され得る。
酸素飽和度は、殺生物剤の形成の間にわたって100%に近い。エンドポイントに達しMCAの分解が開始したら、酸素飽和度は、分解している殺生物剤が酸素と反応してNOx種を形成するにつれて低下し始める。飽和度の低下は最初はゆっくりであるが、ある時点で、飽和度は急にゼロに低下する。90%未満の酸素飽和度は、分解を示す。酸素飽和度が急に低下し始める時点を用いて、エンドポイントを決定することができる。ある実施形態において、ORP、伝導率および酸素飽和度から選択される2つ以上のコントロールパラメータが使用される。他の実施形態において、ORP、伝導率および酸素飽和度の全てがコントロールパラメータとして使用される。酸素濃度もコントロールパラメータとして使用され得る。酸素飽和度は、溶液の温度の変化を説明するため好ましい。
ここで、本発明の一実施形態に係る殺生物剤を生成するための装置の簡略化された図である図1を参照する。
図1に示されるように、水が供給源2(リザーバであり得る)から、ポンプ4によって、水管6を介して平行な流量計8を通って、対応する一対の分岐管路10および12中に供給され、分岐管路10および12は、ミキサー14に連結し、ミキサー14は、場所20において媒体18につながる共通の出口管16に供給する。出口管16にはサイフォンブレーカー22が装着されていることがあり、出口管16の出口に近い殺生物剤のpH、ORP、伝導率および酸素飽和度などのコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセル24も装着され得る。供給源2からの水は、産業用の製紙工場の新鮮な水、化学処理された水、軟水、脱イオン水、および再生されたプロセス水であり得る。
例えば、脈動ポンプ、蠕動ポンプ、ベンチュリポンプまたはその均等物であり得るポンプ26および28が当該技術分野において公知であり、それぞれ濃縮された次亜塩素酸塩および濃縮されたアンモニウム塩を、それぞれリザーバ30および32から、それぞれ管路34および36中へと注入する。リザーバ30および32の間に、計測用チューブ38および40ならびにバルブ42がある。
管路34は、次亜塩素酸塩の流れを、接合部46を介して水管6にまたは接合部48を介して分岐管路10に向けるための接合部44を含む。アンモニウム塩が、接合部50を介して分岐管路12に供給される。これらの接合部部品は、例えば、単純なT型コネクタであってもよく、またはそれらは、合流した溶液の混合を容易にするように設計されたインラインスタティックミキサーであってもよい。
管路34からの次亜塩素酸塩溶液が水管6に送られる場合、希釈された次亜塩素酸塩が分岐管路10および12の両方に供給され、結果として、アンモニウム塩溶液が希釈された次亜塩素酸塩で希釈されることになる。管路34からの次亜塩素酸塩溶液が分岐管路10に直接供給される場合、アンモニウム塩溶液は、水中で希釈される。リザーバ30および32中の成分の濃度、これらの成分がそれぞれ管路34および36に注入される速度、および管路10および12を通した水の流れの速度に応じて、次亜塩素酸塩酸化剤および窒素含有化合物またはその塩は、希釈され、所望の割合で混合され得る。
ここで、反応生成物、すなわち、次亜塩素酸塩および窒素含有化合物またはその塩の反応によって生成される殺生物剤は、殺生物剤の形成の後、短時間以内に出口管16から媒体18中に直接適用され得る。本発明の代替的な実施形態(図示せず)において、ミキサー14は、進入室(ingress chamber)または接合部部品で置き換えられ、その場合、希釈液は、出口管16を通って流れるにつれて、混合され、反応し、それによって、出口管16を通って流れる流体が媒体18中に導入されるときまでに、殺生物剤は生成されている。本発明のこれらの代替的な実施形態において、ミキサー14ではなく出口管16が混合室として機能する。したがって、コントロールパラメータは、混合したら直ちに測定される。
ミキサー14が用いられるか否かにかかわらず、出口管16を通る流れは、殺生物剤が媒体18中への導入の前に分解する時間を有さないほど十分に速くすべきである。管16の長さは、所望の混合時間を実現するように調整され得る。本発明のある実施形態において、希釈された次亜塩素酸塩および希釈されたアンモニウム塩が互いに混合されて、殺生物剤を形成してから、殺生物剤がコントロールセル24に達するまでの時間は、12〜24秒間などの30秒間以下である。他の実施形態において、時間は、45〜70秒間などの30〜90秒間である。さらなる実施形態において、時間は、90秒間〜3分間である。殺生物剤が数分間を超えて安定している本発明のさらに他の実施形態において、殺生物剤は、媒体18への適用の前に(例えば、図示されていないリザーバ中に)貯蔵され得る。
上記のバルブおよびポンプの制御は、コントロールシステム(図示せず)によって行われ得る。分岐管路10および12はそれぞれ、それを通る水の流量を制御するためのコントロールバルブ52および54を含む。コントロールシステムは、電動バルブ56を介した供給源2からの水の供給を制御し、モニターし得る。水管6は、流量または体積流量を示す流量計58などのさらなるコントロールデバイスを含み得る。異なる場所20における媒体18への殺生物剤の流れは、バルブ60によって制御され得る。
装置はまた、コントロールシステムにフィードバックを与え得るアラームまたは他の通知デバイスを備えて構成されていてもよい。出口管16におけるコントロールセル24は、それに応答して殺生物剤生成の制御を可能にするためにコントロールシステムにフィードバックを与え得る。例示されるシステムは、殺生物剤が出口管16を介して処理される媒体18に供給される時間の長さ、ならびに殺生物剤のこのような供給の間の時間間隔の両方を定めるために予め設定可能なタイマー(図示せず)をさらに含み得る。コントロールシステムはまた、ミキサー14の操作を制御するように機能し得る。
実施例1
100gの炭酸アンモニウムおよび50gの水酸化ナトリウムを400gの水に溶解させることによって、炭酸アンモニウムの溶液を形成した。得られた18% w/wの溶液は、1.094g/mlの密度を有していた。次亜塩素酸ナトリウムの濃縮された溶液を、5000ppmの濃度に希釈した。4.2mlの炭酸アンモニウム溶液(9.00mmolの炭酸塩)を、30mlの希釈された次亜塩素酸塩と混合し、得られた溶液を、希次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率およびpHを、滴定の間にわたってモニターした。以下、次亜塩素酸塩溶液中で濃縮されたアンモニウム塩溶液を希釈することを含む手順は、「新規な(new)方法」と呼ばれる。
炭酸アンモニウムの各モルが、2つのアンモニウムイオンを有するため、反応の予測されるエンドポイントは、2の次亜塩素酸塩/炭酸塩比におけるものである。ORPは、1.80の比率で最小値に達し、伝導率は、1.72の比率で最小値に達する。他方、エンドポイントをはるかに超える2.58の比率になるまでpH最大値に達しなかった。したがって、ORPおよび伝導率が、高いpHにおけるエンドポイント指標として使用され得る一方、pHが、これらの条件下における好適な指標でないことが示される。
100gの炭酸アンモニウムを400gの水に溶解させることによって、炭酸アンモニウムの溶液を形成した。得られた20% w/wの溶液は、1.137g/mlの密度を有していた。次亜塩素酸ナトリウムの濃縮された溶液を、7900ppmの濃度に希釈した。1.4mlの炭酸アンモニウム溶液(3.32mmolの炭酸塩)を、50mlの水中で希釈し、得られた溶液を、希次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率およびpHを、滴定の間にわたってモニターした。以下、濃縮されたアンモニウム塩溶液を水中で希釈することを含む手順は、「従来の(old)方法」と呼ばれる。
ORP最小値が、1.34の次亜塩素酸塩対炭酸塩比で観察された。pH=11.73のpH最大値が、2.01の次亜塩素酸塩/炭酸塩比で観察された。伝導率最小値は観察されなかった。ORPが、アンモニウム塩希釈液が水中のアンモニウム塩原液の希釈によって調製される場合でさえ、指標として機能し得る一方、最小伝導率は、検出されず、したがって、伝導率は、これらの条件下で有効なコントロールパラメータでないことが本明細書から分かる。
実施例2 − カルバミン酸アンモニウム − 新規な方法
カルバミン酸アンモニウムおよび炭酸アンモニウムが、pHに依存する平衡状態で存在し、ここで、より高いpHが、カルバミン酸アンモニウムにとって有利である。カルバミン酸アンモニウムが、モル当たり1つのアンモニウムイオンを有する一方、炭酸アンモニウムは、モル当たり2つのアンモニウムイオンを有するため、カルバミン酸アンモニウムまたは炭酸アンモニウムの溶液と完全に反応するのに必要とされる次亜塩素酸塩の量は、これらの2つの化合物の間で形成される混合物に応じて決まる。
20gのカルバミン酸アンモニウムおよび可変量の水酸化ナトリウムを水に溶解させることによって、カルバミン酸アンモニウムの20%の原液を形成した。5.5mlのカルバミン酸アンモニウム原液を、3200ppmまたは5000ppmの次亜塩素酸ナトリウムで希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率およびpHを、滴定の間にわたってモニターした。表1は、様々な試験のための反応条件ならびに観察された最大pHおよび最小ORPおよび伝導率を示す。
Figure 0006400603
反応を完了させるのに必要とされる次亜塩素酸塩の量が、pHの増加とともに減少することが、表1の結果から分かる。これは、pHが増加するにつれて、平衡がカルバミン酸塩の側にシフトし、利用可能なアンモニウムが少なくなるため、予測されるはずである。理想的な水酸化物:カルバミン酸塩比は、0.75であることが分かった。この比率において、最小ORPおよび伝導率は両方とも、約1の次亜塩素酸塩:カルバミン酸塩比で生じる。pH最大値が、最小ORPおよび伝導率のかなり後に生じるため、pHがこれらの条件下で有効なコントロールパラメータでないことを示すことが、試験の全てにおいて分かる。
実施例3 − 炭酸アンモニウム − 新規な方法
20gの炭酸アンモニウムおよび可変量の水酸化ナトリウムを水に溶解させることによって、炭酸アンモニウムの20%の原液を形成した。5.5mlの炭酸アンモニウム原液を、5000ppmの次亜塩素酸ナトリウムで希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率およびpHを、滴定の間にわたってモニターした。表2は、様々な試験のための反応条件ならびに観察された最大pHおよび最小ORPおよび伝導率を示す。
Figure 0006400603
反応を完了させるのに必要とされる次亜塩素酸塩の量が、pHの増加とともに減少することが、表2の結果から分かる。これは、pHが増加するにつれて、平衡がカルバミン酸塩の側にシフトし、利用可能なアンモニウムが少なくなるため、予測されるはずである。理想的な水酸化物:炭酸塩比は、1.1〜1.2であることが分かった。この比率において、最小ORPおよび伝導率は両方とも、約1の次亜塩素酸塩:炭酸塩比で生じる。pH最大値が、最小ORPおよび伝導率のかなり後に生じるため、pHがこれらの条件下で有効なコントロールパラメータでないことを示すことが、試験の全てにおいて分かる。
理想的な水酸化物比が、カルバミン酸塩に対するより炭酸塩に対して高いことも予測される。次亜塩素酸塩:炭酸塩/カルバミン酸塩の1:1の比率が、化学種の全てがカルバミン酸塩に転化される場合に観察される。カルバミン酸塩から開始する場合より炭酸塩から開始する場合、より多い水酸化物が、これに必要とされる。いずれの場合も、非常に高いpH条件下で、ORPおよび伝導率最小値は観察されなかった。非常に高いpHにおける他のアンモニウム塩との反応は、同じ傾向を示し、このことは、非常に高いpHにおける殺生物剤の生成があまり効率的でないことを示す。
実施例4 − 硫酸アンモニウム − 新規な方法
28gの硫酸アンモニウムを72mlの水に溶解させることによって、硫酸アンモニウムの28%の原液を形成した。0.45mlの硫酸アンモニウム原液および0.25mlの33%のNaOH溶液を、30mlの4000ppmの次亜塩素酸ナトリウム溶液中で希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率、pHおよび酸素飽和度を、滴定の間にわたってモニターした。
ORP最小値が、0.78の次亜塩素酸塩/硫酸塩比で観察された。酸素飽和度が90%未満に低下したのはこの比率においてである。pH最大値または伝導率最小値は観察されなかった。酸素飽和度も、コントロールパラメータとして機能し得ることが分かる。反応のエンドポイントをさらに確認するために、2つのコントロールパラメータが、一緒に使用され得ることも分かる。
異なる条件下で行われるさらなる試験が、適切な反応条件が選択される場合、様々なコントロールパラメータが使用され得ることを示す。水酸化ナトリウムを加えることによって、希釈された硫酸塩溶液の初期pHが調整される。反応条件および結果が、表3にまとめられている。
Figure 0006400603

実施例5 − 塩化アンモニウム − 新規な方法
23gの塩化アンモニウムを77gの水に溶解させることによって、塩化アンモニウムの23%の原液を形成した。0.43mlの塩化アンモニウム原液および0.25mlの33%のNaOH溶液を、30mlの4000ppmの次亜塩素酸ナトリウム溶液中で希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率、pHおよび酸素飽和度を、滴定の間にわたってモニターした。
伝導率最小値が、0.64の次亜塩素酸塩/塩化物比で観察された。酸素飽和度が90%未満に低下したのはこの比率においてである。pH最大値またはORP最小値は観察されなかった。いくつかのコントロールパラメータの組合せの使用により、少なくとも1つのコントロールパラメータによって反応のエンドポイントを決定することが確実になることが分かった。
次亜塩素酸塩濃度および開始pHの影響を決定するために、さらなる試験を行った。水酸化ナトリウムを加えることによって、希釈された塩化アンモニウム溶液のpHを調整した。ORP、伝導率および酸素飽和度を、試験中に測定した。試験条件および結果が、表4に示される。
Figure 0006400603
これらの結果は、非常に高いアルカリ度で、殺生物剤がはるかに速く分解し、殺生物剤を分解せずに、1:1のモル比を生成することは実際には不可能であることを示す。
実施例6 − スルファミン酸アンモニウム − 新規な方法
50gのスルファミン酸アンモニウムを200gの水に溶解させることによって、スルファミン酸アンモニウムの20%の原液を形成した。5.0mlのスルファミン酸アンモニウム原液を、30mlの5800ppmの次亜塩素酸ナトリウム溶液中で希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のORP、伝導率およびpHを、滴定の間にわたってモニターした。
伝導率最小値が、0.94の次亜塩素酸塩/スルファミン酸塩比で観察された。ORP最小値が、1.20の次亜塩素酸塩/スルファミン酸塩比で観察された。pH最大値が、1.41の次亜塩素酸塩/スルファミン酸塩比で観察された。ORP測定と伝導率測定との間の相違は、ORP電極のより長い応答時間に起因し得る。
さらなる試験では、10gのNaOHを、スルファミン酸塩原液に加えた。この場合、伝導率およびORPは両方とも、0.94の次亜塩素酸塩/スルファミン酸塩比の最小値を有していた一方、pH最大値は、1.95の次亜塩素酸塩/スルファミン酸塩比のみで生じた。NaOHの添加によりpHがより高いため、pH最大値の遅れが予測され、したがって、系は、MCAの分解によって引き起こされるpH変化にあまり影響されなかった。
実施例7 − 臭化アンモニウム − 従来の方法
1.6mlの35%の臭化アンモニウムの原液を、100mlの水中で希釈して、臭化アンモニウムの5500ppmの溶液を形成した。12%の次亜塩素酸ナトリウムの原液を、水中で希釈して、3000ppm(試験1)、4000ppm(試験2)および5000ppm(試験3)の濃度の溶液を形成した。50mlの臭化アンモニウム溶液を、次亜塩素酸塩希釈液のそれぞれで滴定した。さらに、0.25mlの33%のNaOH溶液を含有する50mlの臭化アンモニウムを、4000ppmの次亜塩素酸塩(試験4)で滴定した。溶液のpH、ORP、伝導率および酸素飽和度を、滴定の間にわたってモニターした。結果が、表5に示される。
Figure 0006400603
殺生物剤が生成されるにつれてpHがゆっくりと増加し、分解が著しい場合、急に低下する。全ての4つの試験において、特に、NaOHの添加により開始pHが高かった試験4において、鋭い点ではなく、pH最大値の広い範囲が観察された。分解によるpHの急低下が最も検出しやすいが、最大値は等モル点である。次亜塩素酸塩濃度がより高いとき、過剰なNaOHが避けられる場合、この点は、より検出しやすくなる。このことから、良好な検出方法を有するだけでは十分でないことが分かる。次亜塩素酸塩濃度などの、殺生物剤を生成するための条件も制御されるべきである。
ORP最小値が全ての試験において見られ、このことは、ORPが、検出および制御方法として普遍的であることを意味する。ORP最小値は、明確な鋭い点ではなく、広い範囲を形成し得る。殺生物剤の分解によるORPの急増がより検出しやすいが、制御する点は、下限のORPへの低下である。広い最小値は、殺生物剤を生成するための反応条件が理想的でないことを示す。殺生物剤は、生成されるにつれて分解しており、他の条件が、殺生物剤を有効に生成するように選択されるべきである。
3000ppmの次亜塩素酸塩を使用したときのみ、伝導率最小値が観察された。伝導率最小値を確認するために、伝導率を増大する次亜塩素酸塩が加えられるときでさえ、伝導率の低下が観察されなければならない。次亜塩素酸塩が一気に(in big steps)加えられる場合、次亜塩素酸塩の増大された伝導率により伝導率最小値が隠され、それにより、反応制御に伝導率を使用することができなくなる。したがって、伝導率は、コントロールパラメータとして、ORPまたはpHほど普遍的ではないが、適切に適用される場合、より有用な手段になり得る。
殺生物剤の分解により、酸素飽和度が減少される。分解により酸素が消費されるため、分解をモニターするこの方法は、最も感度が高く、反応条件に最も依存しない。試験の全てが、酸素飽和度の低下を示し、最初はゆっくりと、次に、ゼロに急低下した。過剰なNaOHは、分解を減速するが、分解を停止させない。分解は同じ値で開始するか、あるいはわずかに早く開始するが、より低い速度で進行する。
現場実験
現場実験の一般的な方法は以下のとおりであった:軟水の供給を提供する。任意の試薬を供給水に加える前に、水の供給を2つの流れに分割することができ(従来の方法)、または濃縮された次亜塩素酸ナトリウムを、供給水と混合して、希釈された次亜塩素酸塩を形成し、それを2つの流れに分割する。アンモニウム塩を、10〜50%の全次亜塩素酸塩体積を含有する次亜塩素酸塩流れの一方に加え、両方の流れを混合室中で混合する(新規な方法)。
コントロール要素を、コントロールセル中に設置することができる。セルを混合室の直後に、混合の12〜24秒後に到達される短い管に設置し、またはさらに離れた地点で、混合の40〜76秒後に到達される長い管に設置することができる。pH、ORP、伝導率および酸素飽和度の測定をコントロールセルで行う。コントロールセルにおける結果をモニターすることに加えて、同様の値も殺生物剤の生成の約5分後に供給ユニットの出口で手作業で測定する。
殺生物剤を作製するためのプロセス中、試薬の供給速度の一方は一定であるが、他方の試薬の供給速度は変化される。次亜塩素酸塩またはアンモニウム塩のいずれかが一定であり得る。可変の供給速度は、最低供給速度から開始し、過剰な化学物質が加えられるまで徐々に上昇し得るか(以下、「上昇(going up)」)または可変の供給速度は、予測される反応のエンドポイントを超える最高供給速度から開始し、予測される反応のエンドポイント未満の低い供給速度まで徐々に低下し得る(以下、「低下(going down)」)。以下の実施例は、規定される反応条件を様々に変化させた試験の結果を示す。
実施例8 − 従来の方法および新規な方法の比較
従来の方法:38.7l/時の10%の次亜塩素酸ナトリウム溶液を、400l/時の水と混合し、反応室に供給した。9%のNaOHを含む45.3l/時の18%のカルバミン酸アンモニウム溶液を、350l/時の水と混合し、反応室に供給した。カルバミン酸塩流量を、19.3l/時に徐々に減少させた。ORP、伝導率およびpHを、反応室中で、オンラインでモニターし、反応室を出る試料を手作業で測定することによって、ORPおよび伝導率を確認した。
最小伝導率が、0.58の次亜塩素酸塩/カルバミン酸塩比に相当する36.0l/時のカルバミン酸塩流量で観察された。最小ORPが、0.65の次亜塩素酸塩/カルバミン酸塩比に相当する31.9l/時のカルバミン酸塩流量で観察された。pH最大値は観察されなかった。
新規な方法:別の試験において、10%の次亜塩素酸ナトリウム溶液を、750l/時の水と混合した。400l/時の得られた流れを、混合室に供給し、残りを用いて、18%のカルバミン酸アンモニウム溶液を希釈した。次亜塩素酸塩溶液でこのように希釈されたカルバミン酸塩溶液も、混合室に供給した。18%のカルバミン酸塩溶液の流量を、過去の研究と同様に変化させた。この場合、最小伝導率は、0.74の次亜塩素酸塩/カルバミン酸塩比に相当する28.3l/時のカルバミン酸塩流量で観察され、最小ORPは、0.82の次亜塩素酸塩/カルバミン酸塩比に相当する25.2l/時のカルバミン酸塩流量で観察された。この場合も、pH最大値は観察されなかった。
これらの試験の比較から、アンモニウム塩を水中で希釈する従来の方法において、コントロールパラメータが、新規な方法より低い次亜塩素酸塩/カルバミン酸塩比で反応の終了を示すことが分かる。これは、従来の方法において、一部の殺生物剤が、エンドポイントに達する前に分解し始めることを示唆している。さらに、新規な方法を使用した場合、オンラインの伝導率測定と手作業の伝導率測定との相関である一方、従来の方法を使用した場合、伝導率測定が不安定であることが観察された。この場合、新規な方法がより優れていると思われる。
炭酸アンモニウムが、アンモニウム塩として使用される場合、結果はいくらか異なっていた。いずれの方法を用いても最小伝導率が観察されず、両方の方法を用いて同じORP最小値が観察された。したがって、炭酸アンモニウムの場合、2つの方法の間に差はなかった。
実施例9 − 供給速度の変化
試験の一部において、カルバミン酸アンモニウム供給速度が一定であり、次亜塩素酸塩供給速度を着実に上昇させた一方(上昇)、他の試験において、次亜塩素酸塩供給速度を一定に保持し、カルバミン酸アンモニウムの供給を着実に上昇させたか(上昇)または低下させた(低下)ことを除いて、実施例8に記載される一般的な新規な方法にしたがって、いくつかの試験を行った。次亜塩素酸塩濃度は6000ppmであった。表6には、各試験の塩基性条件および結果がまとめられている。カルバミン酸アンモニウムを希釈するのに使用される全水流のパーセントは、アンモニウムに対する流れ%として示される。
Figure 0006400603
表6の結果は、最小ORPが、以下の選択肢の全てを用いて検出され得ることを示す:カルバミン酸アンモニウム供給速度を一定に維持し、次亜塩素酸塩供給速度を徐々に上昇させるか、または次亜塩素酸塩供給速度を一定に維持し、カルバミン酸アンモニウム供給速度を上昇または低下させるが、最小ORPの値は異なっていた。カルバミン酸アンモニウムの一定の供給および次亜塩素酸塩の可変の供給で行われた試験は、1より高い次亜塩素酸塩:カルバミン酸塩のモル比で、より高いORP最小値を示し、このことは、一部のカルバミン酸アンモニウムが、プロセス中に炭酸アンモニウムに転化したことを示す。
次亜塩素酸塩の一定の供給速度、およびカルバミン酸アンモニウムの可変の供給速度で試験を行った場合、最小伝導率が明確に見られた。カルバミン酸塩の供給の増加または減少の間の著しい差はなかった。カルバミン酸アンモニウムの一定の供給速度、および次亜塩素酸塩の可変の供給で試験を行った場合、最小伝導率は検出されなかった。カルバミン酸アンモニウムへの次亜塩素酸塩の添加による伝導率の増加により、エンドポイントにおける伝導率最小値が隠されると思われる。それにもかかわらず、次亜塩素酸塩供給が非常にゆっくりと増加される場合、エンドポイントは、観察され得る。
実施例10 − 流れの分割の変化
カルバミン酸アンモニウムを希釈するのに使用される全水流のパーセントが各試験で異なっていたことを除いて、実施例8に記載される一般的な新規な方法にしたがって、いくつかの試験を行った。表7には、各試験の塩基性条件および結果がまとめられている。
Figure 0006400603
表7に示される結果は、ORPおよび伝導率の測定が等しいため、最良の結果が、アンモニウム塩を希釈するのに全体積の10%の水を用いて測定されることを示す。
実施例11 − 保持時間の変化
混合室を出てからコントロールセルに到達するまでの保持時間が各試験で異なっていたことを除いて、実施例8に記載される一般的な新規な方法にしたがって、いくつかの試験を行った。異なる保持時間は、異なる流量を用いて、および長い管または短い管を用いて得られた。表8には、各試験の塩基性条件および結果がまとめられている。
オンラインおよび手作業による伝導率の最小値は、試験の大半で同様である。オンラインおよび手作業のORP読み取りの間の差は、伝導率の差よりはるかに大きい。これは、電極が安定するのに時間がかかるというORPの1つの欠点を強調している。したがって、オンラインの読み取りは、手作業の読み取りほど正確でないことがある。最短の接触時間における高いORP値は、反応がその時点でまだ完了していないことを証明していることがある。
Figure 0006400603
ORP値は保持時間にそれほど依存していないが、モル比は、より低いばらつきを示し、この比率は、保持時間が増加するにつれて、わずかに減少するに過ぎない。これは、保持時間が非常に有用であることを示し、より長い保持時間は短い保持時間より好ましい。
実施例12 − 次亜塩素酸塩濃度の変化
可変量の7%の次亜塩素酸ナトリウム溶液を、800l/時の水と混合した。400l/時の得られた流れを、混合室に供給し、残りを用いて、18%のカルバミン酸アンモニウム溶液を希釈した。次亜塩素酸塩溶液でこのように希釈されたカルバミン酸塩溶液も、混合室に供給した。カルバミン酸塩の流量を変更するために、アンモニウム塩ポンプのストロークを変化させた。pH、ORPおよび伝導率をオンラインで測定した。伝導率を、2つの異なる電極、標準的な伝導率電極および誘導電極を用いて測定した。
3つの異なる次亜塩素酸塩濃度、3700ppm(試験1)、4400ppm(試験2)および4800ppm(試験3)について、上記の手順を繰り返した。試験のいずれにおいてもpH最大値は観察されなかった。試験1において、ORPまたは伝導率最小値は観察されなかった。
試験2において、ORP最小値は、17.3l/時のカルバミン酸塩流量および1.17の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する50%のポンプストロークで生じた。伝導率電極は両方とも、19.6l/時のカルバミン酸塩流量および1.03の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する55%のポンプストロークで最小値を示した。試験3において、ORP最小値は、19.6l/時のカルバミン酸塩流量および1.14の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する55%のポンプストロークで生じた。伝導率電極は両方とも、22.0l/時のカルバミン酸塩流量および1.02の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する60%のポンプストロークで最小値を示した。
カルバミン酸アンモニウムが水に加えられるとき、ORPは増加する。カルバミン酸アンモニウムが次亜塩素酸塩に加えられ、殺生物剤が生成されるとき、ORPは、次亜塩素酸塩が使い果たされるにつれて低下し、その時点でさらなる殺生物剤は生成されず、ORPは再度増加し始める。殺生物剤がこの実施例に記載されるように生成され、次亜塩素酸塩の濃度が低いとき、ORPの傾向は、水へのカルバミン酸アンモニウムの添加の場合と類似しており、ORP最小値が検出されない。次亜塩素酸塩濃度の上昇、さらなる殺生物剤の生成は、予測されるORP最小値を示す。
伝導率は、ORPと同様の傾向にしたがう。次亜塩素酸塩の濃度が低く、わずかな少量の殺生物剤が生成されるとき、殺生物剤の生成による伝導率の低下が、カルバミン酸アンモニウムの添加による伝導率の上昇に隠される。したがって、最小値が観察されない。最小値は、次亜塩素酸塩の濃度を上昇させることによって生じ得る。さらに、最小値は、次亜塩素酸塩濃度を一定に保持し、アンモニウム濃度を変化させることによって、より容易に検出される。
さらなる一連の試験において、次亜塩素酸塩の濃度は、各試験で同じであったが、次亜塩素酸塩の一定の流量は、各試験で異なっていた。理想的な比率を見出すために、カルバミン酸アンモニウムの流量を、各試験で変化させた。結果が、表9にまとめられている。系中の過度に少ない次亜塩素酸塩が、ORPまたは伝導率の最小値によって規定される等モル点を隠すことが、やはり分かる。
Figure 0006400603
これらの試験は、多くの要因がモノクロラミン殺生物剤の生成の効率に影響を与えることを証明している。温度、化学物質の添加および混合の持続時間、初期のアルカリ度、アンモニウム塩の品質およびその推定される濃度の正確性、次亜塩素酸塩の品質ならびに殺生物剤の希釈および生成中に生じる品質の変化は全て、分解を伴わない殺生物剤の効率的な生成に関係し得る。可変の条件下で、分解を伴わずに、最適な収量で殺生物剤を生成するために、制御が必要である。
伝導率を用いて測定された伝導率または誘導電極を用いて測定された伝導率またはTDS、および酸素飽和度によって測定される酸化還元電位、イオン濃度を用いて、殺生物剤生成を制御することができる。上記の試験の結果を見ると、場合により、ORP最小値が存在せず、または伝導率最小値が存在せず、または両方とも存在しないことが分かる。反応条件、最も重要には、試薬の相対濃度を変化させることによって、最小値が見られるかまたは最小値が見えなくなり得る。
本発明が、本明細書において上記に特に示され、記載されたものに限定されないことが、当業者によって理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書において上述される様々な特徴の組合せおよび副次的組合せの両方、ならびに上記の説明を読んだ際に当業者に想到され、かつ先行技術にはない本発明の変更形態を含む。

Claims (26)

  1. 殺生物剤を生成するための方法であって、
    次亜塩素酸塩酸化剤の溶液をアンモニウム塩の溶液と混合して殺生物剤を生成する工程と;
    前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程と
    を含み;
    前記コントロールパラメータは、a)前記収量に達した場合に限り変化する固定値、または、b)前記収量に達した時点で、最大値、最小値または変曲点を有する可変の値、を有し、
    前記コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率または酸素飽和度から選択される、方法。
  2. アンモニウム塩の前記溶液は、使用の直前に約15〜50%の原液を水または次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液で希釈することによって調製される、請求項1に記載の方法。
  3. 所定量のアンモニウム塩の前記溶液を提供する工程と;
    所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液複数を混合条件下で前記所定量のアンモニウム塩の前記溶液に加える工程と;
    所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液それぞれの添加後に、前記コントロールパラメータを測定する工程と
    を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率でアンモニウム塩溶液の流れと混合する工程と;
    前記流れの一方の流量を一定に保持し前記流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と;
    前記混合室を出る流れにおける前記コントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む、請求項1または2に記載の方法。
  5. 殺生物剤を生成する方法であって、
    1000〜20,000ppmの濃度を有する次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を提供する工程と;
    15〜50%の濃度を有するアンモニウム塩の溶液を提供する工程と;
    アンモニウム塩の前記溶液を次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液の一部で希釈してアンモニウム塩希釈液を形成する工程と;
    次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液の残りを前記アンモニウム塩希釈液と混合する工程とを含む方法。
  6. 前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程をさらに含む、請求項5に記載の方法。
  7. 所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液複数を混合条件下で前記アンモニウム塩希釈液に加える工程と;
    所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液それぞれの添加後に前記コントロールパラメータを測定する工程と
    を含む、請求項6に記載の方法。
  8. 混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率で前記アンモニウム塩希釈液の流れと混合する工程と;
    前記流れの一方の流量を一定に保持し前記流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と;
    前記混合室を出る流れにおける前記コントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む、請求項6に記載の方法。
  9. 前記コントロールパラメータは、pHである、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)である、請求項1、2、6〜8のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率または誘導電極を用いて測定された伝導率である、請求項1、2、6〜8のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記コントロールパラメータは、酸素飽和度である、請求項1、2、6〜8のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである、請求項1、2、5〜8のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される、請求項1、2、5〜8のいずれか一項に記載の方法。
  15. 殺生物剤を生成するための装置であって、
    次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと;
    アンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと;
    殺生物剤を形成するために、前記次亜塩素酸塩酸化剤を前記アンモニウム塩と混合するための混合室と;
    前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルと
    を含み;
    前記コントロールパラメータは、a)前記収量に達した場合に限り変化する固定値、または、b)前記収量に達した時点で、最大値、最小値または変曲点を有する可変の値、を有し、
    前記コントロールパラメータは、酸化還元電位(ORP)、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率または酸素飽和度から選択される、装置。
  16. 水供給源と;
    次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液を前記水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成する導管であって、前記混合室に連結される導管と;
    アンモニウム塩の前記溶液を前記水とまたは前記次亜塩素酸塩希釈液と混合してアンモニウム塩希釈液を形成する導管であって、前記混合室に連結される導管と
    をさらに含む、請求項15に記載の装置。
  17. 前記次亜塩素酸塩酸化剤および前記アンモニウム塩の一方の流量を一定に保持し、前記次亜塩素酸塩酸化剤および前記アンモニウム塩の他方の流量を徐々に増加または減少させ;
    前記殺生物剤の前記コントロールパラメータの値をモニターし;
    前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に到達するように、前記次亜塩素酸塩酸化剤または前記アンモニウム塩の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む、請求項15または16に記載の装置。
  18. 殺生物剤を生成するための装置であって、
    次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと;
    15〜50%の濃度を有するアンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと;
    水供給源と;
    次亜塩素酸塩酸化剤溶液の前記溶液を水と混合して1000〜20,000ppmの濃度を有する次亜塩素酸塩希釈液を形成するための導管と;
    アンモニウム塩の前記溶液を前記次亜塩素酸塩希釈液の一部と混合してアンモニウム塩希釈液を形成するための導管と;
    殺生物剤を形成するために前記次亜塩素酸塩希釈液の一部を前記アンモニウム塩希釈液と混合するための混合室と
    を含む装置。
  19. 前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルをさらに含む、請求項18に記載の装置。
  20. 前記次亜塩素酸塩希釈液および前記アンモニウム塩希釈液の一方の流量を一定に保持し、前記次亜塩素酸塩希釈液および前記アンモニウム塩希釈液の他方の流量を徐々に増加または減少させ;
    前記殺生物剤の前記コントロールパラメータの値をモニターし;
    前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に到達するように、前記次亜塩素酸塩酸化剤または前記アンモニウム塩の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む、請求項19に記載の装置。
  21. 前記コントロールパラメータは、pHである、請求項19または20に記載の装置。
  22. 前記コントロールパラメータは、ORPである、請求項15〜17、19、20のいずれか一項に記載の装置。
  23. 前記コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率または誘導電極を用いて測定された伝導率である、請求項15〜17、19、20のいずれか一項に記載の装置。
  24. 前記コントロールパラメータは、酸素飽和度である、請求項15〜17、19、20のいずれか一項に記載の装置。
  25. 前記次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである、請求項15〜20のいずれか一項に記載の装置。
  26. 前記アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される、請求項15〜20のいずれか一項に記載の装置。
JP2015556617A 2013-02-07 2014-02-06 殺生物剤生成の制御方法 Active JP6400603B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361761922P 2013-02-07 2013-02-07
US61/761,922 2013-02-07
PCT/IL2014/050130 WO2014122652A1 (en) 2013-02-07 2014-02-06 Method for controlling the production of a biocide

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016514034A JP2016514034A (ja) 2016-05-19
JP2016514034A5 JP2016514034A5 (ja) 2017-08-10
JP6400603B2 true JP6400603B2 (ja) 2018-10-03

Family

ID=51299292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015556617A Active JP6400603B2 (ja) 2013-02-07 2014-02-06 殺生物剤生成の制御方法

Country Status (25)

Country Link
US (3) US9801384B2 (ja)
EP (2) EP2953904B1 (ja)
JP (1) JP6400603B2 (ja)
KR (4) KR101674661B1 (ja)
CN (1) CN104981436B (ja)
AU (2) AU2014213637B2 (ja)
BR (2) BR112015018854B1 (ja)
CA (2) CA3031620C (ja)
DK (2) DK3357870T3 (ja)
ES (2) ES2922085T3 (ja)
HK (2) HK1218290A1 (ja)
HR (2) HRP20220841T1 (ja)
HU (2) HUE058970T2 (ja)
IL (2) IL240099B (ja)
LT (2) LT3357870T (ja)
NZ (2) NZ741670A (ja)
PL (2) PL3357870T3 (ja)
PT (2) PT3357870T (ja)
RS (2) RS58884B1 (ja)
SG (3) SG11201505738WA (ja)
SI (2) SI2953904T1 (ja)
TR (1) TR201909179T4 (ja)
TW (1) TWI630388B (ja)
WO (1) WO2014122652A1 (ja)
ZA (1) ZA201800731B (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUE058970T2 (hu) 2013-02-07 2022-09-28 A Y Lab Ltd Eljárás és berendezés biocid elõállítására
US9896360B2 (en) * 2014-05-16 2018-02-20 Sanipur S.R.L. Hot sanitary water system and method for disinfection of hot water
ES2894856T3 (es) 2014-10-28 2022-02-16 Innogreen S R L Planta para la producción de monocloramina y su procedimiento
JP6667845B2 (ja) * 2016-05-18 2020-03-18 農業生産法人こもろ布引いちご園株式会社 次亜塩素酸水の生成方法および生成器
IT201600092675A1 (it) 2016-09-14 2018-03-14 Acel S R L Impianto di produzione di monoclorammina per trattamento di fluidi
US10315986B1 (en) * 2018-04-06 2019-06-11 Solenis Technologies, L.P. Systems and methods for forming a solution of ammonium carbamate
SG11202011157UA (en) 2018-06-13 2020-12-30 A Y Lab Ltd System and method for monitoring process water treated with a biocide using an oxygen sensor
TWI690496B (zh) * 2019-02-01 2020-04-11 兆聯實業股份有限公司 水處理系統
CA3130454A1 (en) 2019-04-09 2020-10-15 Chemtreat, Inc. Systems and methods for controlling a chloramine synthesis reaction in industrial water systems
KR102336844B1 (ko) * 2019-04-22 2021-12-08 농업회사법인 주식회사 과농 살균 및 소독수 생성 장치
US20200398233A1 (en) * 2019-06-19 2020-12-24 Solenis Technologies, L.P. Solutions formed from ammonium carbonate/bicarbonate and ammonium hydroxide
AU2020300849A1 (en) * 2019-07-01 2021-12-23 A.Y. Laboratories Ltd. Method for producing a biocide
BR112021025281A2 (pt) 2019-07-08 2022-02-01 A Y Lab Ltd Processo para a produção de uma solução de carbamato de amônio
CN111346532A (zh) * 2020-03-13 2020-06-30 唐山市新概念科技有限公司 一种碳酸-次氯酸水制备方法
CN111480656A (zh) * 2020-04-30 2020-08-04 同济大学 一种适用于自来水厂高效制备高浓度消毒剂一氯胺的方法
WO2022051600A1 (en) 2020-09-04 2022-03-10 Buckman Laboratories International, Inc. Predictive systems and methods for proactive intervention in chemical processes

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5638175A (en) * 1979-09-06 1981-04-13 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Method and apparatus for removing ammoniacal nitrogen
JPH0342095A (ja) * 1989-07-11 1991-02-22 Freunt Ind Co Ltd 過酸化物系殺菌剤濃度の自動制御方法及び自動制御装置
IL98352A (en) * 1991-06-03 1995-10-31 Bromine Compounds Ltd Process and compositions for the disinfection of water
JP3497171B2 (ja) 1994-10-03 2004-02-16 ウェインストック, デイビッド 生物の増殖を阻害する液体処理方法
JP4321733B2 (ja) * 2000-03-23 2009-08-26 伯東株式会社 次亜塩素酸塩を含有する安定な水処理剤組成物
AU2002324310B2 (en) 2001-08-06 2008-01-24 A.Y. Laboratories Ltd. Control of development of biofilms in industrial process water
KR100486381B1 (ko) * 2002-03-05 2005-04-29 애큐랩주식회사 차아염소산염과 브로마이드이온 공급원으로 구성되어 있는미생물 살균제의 제조방법 및 이를 이용한 미생물 제어방법
US20060231505A1 (en) * 2002-08-22 2006-10-19 Mayer Michael J Synergistic biocidal mixtures
FR2846646B1 (fr) * 2002-11-04 2005-01-21 Isochem Sa Procede de synthese de la monochloramine
ES2609682T3 (es) * 2004-01-14 2017-04-21 A.Y. Laboratories Ltd. Biocidas
US20050233900A1 (en) * 2004-04-20 2005-10-20 Smith William L Dry delivery hypochlorite
DE602006009833D1 (de) * 2005-08-26 2009-11-26 Hercules Inc Verfahren und vorrichtung zur herstellung von synergistischem biozid
CA2620291C (en) * 2005-08-26 2011-10-25 Hercules Incorporated A synergistic biocide and process for controlling growth of microorganisms
US8613859B2 (en) * 2005-08-26 2013-12-24 Hercules Incorporated Synergistic biocide and process for controlling growth of microoganisms
US20070123423A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Cheng Huai N Solid biocidal compositions and methods of using the same
US20090311164A1 (en) * 2006-12-29 2009-12-17 Amit Gupta Method for producing a stable oxidizing biocide
US9388044B2 (en) 2006-12-29 2016-07-12 Nalco Company Methods for the on-site production of chloramine and uses thereof
JP5480464B2 (ja) * 2007-04-16 2014-04-23 ソマール株式会社 スライムコントロール剤添加方法
JP2009095742A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Nisshin Kagaku Kenkyusho:Kk スライム防止方法およびハロゲン系殺菌剤添加システム
JP5357440B2 (ja) * 2008-04-01 2013-12-04 ソマール株式会社 有害微生物撲滅剤及びそれを用いた有害微生物撲滅方法
FR2952630B1 (fr) 2009-11-16 2012-08-03 Centre Nat Rech Scient Procede de preparation d'une solution comprenant de la monochloramine
US20110142959A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Farone William A Methods, systems and compositions involved in the synthesis of nonstable compounds
CN101933510B (zh) 2010-06-07 2013-04-24 龙庆厚 长效次氯酸钠水溶液
JP5985511B2 (ja) * 2011-01-24 2016-09-06 ロンザ インコーポレイテッド 還元条件下において微生物を制御するための酸化剤の使用方法
JP3169809U (ja) * 2011-06-07 2011-08-18 昭和サービス株式会社 アンモニア含有水浄化装置
JP5800618B2 (ja) * 2011-07-22 2015-10-28 伯東株式会社 スライム剥離方法
HUE058970T2 (hu) 2013-02-07 2022-09-28 A Y Lab Ltd Eljárás és berendezés biocid elõállítására

Also Published As

Publication number Publication date
PL3357870T3 (pl) 2022-08-29
PT3357870T (pt) 2022-08-30
US10575527B2 (en) 2020-03-03
DK2953904T3 (da) 2019-07-08
AU2014213637A1 (en) 2015-08-13
BR122017002175B1 (pt) 2021-08-17
CA2898972C (en) 2019-11-12
EP2953904B1 (en) 2019-04-03
IL240099A0 (en) 2015-09-24
US20200138035A1 (en) 2020-05-07
PL2953904T3 (pl) 2019-09-30
SG10201707380QA (en) 2017-10-30
ES2922085T3 (es) 2022-09-07
HRP20191195T1 (hr) 2019-10-04
EP3357870A1 (en) 2018-08-08
IL240099B (en) 2018-02-28
KR101674661B1 (ko) 2016-11-09
TR201909179T4 (tr) 2019-07-22
CN104981436A (zh) 2015-10-14
EP2953904A4 (en) 2016-02-24
HRP20220841T1 (hr) 2022-10-14
IL256970A (en) 2018-03-29
KR101750809B1 (ko) 2017-06-26
SG10201704967UA (en) 2017-07-28
BR112015018854A2 (pt) 2017-07-18
SI3357870T1 (sl) 2022-10-28
JP2016514034A (ja) 2016-05-19
US11116222B2 (en) 2021-09-14
AU2018202779B2 (en) 2020-02-20
TWI630388B (zh) 2018-07-21
BR112015018854B1 (pt) 2021-08-24
LT3357870T (lt) 2022-08-25
SG11201505738WA (en) 2015-08-28
KR20160036086A (ko) 2016-04-01
CN104981436B (zh) 2018-04-10
KR102100461B1 (ko) 2020-04-14
EP3357870B1 (en) 2022-04-06
LT2953904T (lt) 2019-06-10
KR20170096066A (ko) 2017-08-23
KR20140120880A (ko) 2014-10-14
SI2953904T1 (sl) 2019-06-28
ZA201800731B (en) 2019-05-29
US9801384B2 (en) 2017-10-31
RS58884B1 (sr) 2019-08-30
AU2018202779A1 (en) 2018-05-10
EP2953904A1 (en) 2015-12-16
KR102069611B1 (ko) 2020-01-23
ES2729224T3 (es) 2019-10-31
HUE058970T2 (hu) 2022-09-28
US20170367343A1 (en) 2017-12-28
CA3031620A1 (en) 2014-08-14
NZ710776A (en) 2018-08-31
KR20160108603A (ko) 2016-09-19
DK3357870T3 (da) 2022-07-11
CA2898972A1 (en) 2014-08-14
US20150367315A1 (en) 2015-12-24
HK1258723A1 (zh) 2019-11-15
BR122017002175A2 (pt) 2019-09-03
WO2014122652A1 (en) 2014-08-14
NZ741670A (en) 2018-07-27
IL256970B (en) 2019-12-31
AU2014213637B2 (en) 2018-09-06
PT2953904T (pt) 2019-06-28
HK1218290A1 (zh) 2017-02-10
RS63412B1 (sr) 2022-08-31
TW201443435A (zh) 2014-11-16
CA3031620C (en) 2019-11-12
HUE044129T2 (hu) 2019-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6400603B2 (ja) 殺生物剤生成の制御方法
JPH10506835A (ja) 生物の増殖を阻害する液体処理方法
JP7350784B2 (ja) 酸素センサを使用して殺生物剤で処理されたプロセス水を監視するためのシステムおよび方法
KR20220031562A (ko) 살생물제의 제조 방법
JP7570356B2 (ja) 殺生物剤を生成するための方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160210

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170328

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20170628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171031

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180905

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6400603

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250