NO340803B1 - Fremgangsmåte for å produsere synergistisk biocid - Google Patents

Description

Teknisk felt

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører fremgangsmåter for å produsere blandinger (eller kombinasjoner) av haloaminer for å kontrollere vekst av mikroorganismer i vandige systemer, mer bestemt i industrielle prosessvann og mest bestemt i cellulose-og papirprosess-systemer.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Ukontrollert vekst av mikroorganismer i industrielle produksjonssystemer kan ha alvorlige konsekvenser slik som nedsatt produktkvalitet, degradering eller ødeleggelse av produkter, kontaminering av produkter og interferens med en rekke viktige industrielle prosesser. Vekst av mikroorganismer på overflater eksponert for vann (f. eks. resirkulasjonssystemer, varmeutbyttere, engangsgjennomstrømnings varme- og nedkjølingssystemer, cellulose- og papirprosess-systemer osv.) kan være spesielt problematisk, etter som mange av disse systemer tilveiebringer et miljø som er passende for vekst av bakterier og andre typer mikroorganismer. Industrielle prosessvann tilveiebringer ofte tilstander med hensyn på temperatur, næringsstoffer, pH osv. som tillater vekst av mikroorganismer i vannet og på nedsenkede overflater. Ukontrollert vekst av mikroorganismer manifesteres ofte i vannkolonnen med store antall fritt flytende (planktoniske) celler så vel som på nedsenkede overflater hvor tilstander er gunstige for dannelse av biofilmer.

Biofilmdannelse er et seriøst problem i vandige industrielle systemer. Det første trinnet i biofilmdannelse er planktoniske celler som kommer i kontakt med nedsenkede overflater enten som et resultat av turbulens i vannstrømming eller ved aktiv bevegelse mot overflaten. Hvis tilstandene er gunstige for vekst, så kan mikroorganismer feste seg til overflaten, vokse og begynne å produsere eksopolysakkarider som tilveiebringer tredimensjonal helhet av biofilmen. Over tid så blir biofilmen tykkere og interne komplekser dannes etter som celler reproduserer og produserer mer eksopolysakkarider. Den mikrobielle populasjonen på en biofilm kan bestå av en eller flere arter.

Biofilmer er tilsynelatende allestedsnærværende i alle naturlige, medisinske og industrielle settinger hvor bakterier eksisterer. Mikroorganismer kan danne biofilmer på en rekke abiotiske hydrofobe og hydrofile overflater, inkludert glass, metaller og plastikk.

Mange typer prosesser, systemer og produkter kan alvorlig påvirkes av ukontrollert vekst av mikroorganismer i biofilmer og i industrielle prosessvann. Slike problemer inkluderer akselerert korrosjon av metaller, akselerert dekomponering av tre og andre biodegraderbare materialer, begrenset strømning gjennom rør, tilstopping eller forurensning av ventiler og strømningsmålere, og redusert varmeutbytting eller kjøleeffekt på varmeutbyttingsoverflater. Biofilmer kan også være problematisk i forhold til renhet og sanitære forhold i medisinsk utstyr, i bryggerier, i vinproduksjon, i meierier og andre industrielle mat- og drikkeprosessvannsystemer. Videre så er sulfatreduserende bakterier ofte problematiske i vann som er anvendt for sekundær gjenvinning av petroleum eller for oljeboring generelt. Selv om sulfatreduserende bakterier kan danne biofilmer på utstyr og i rør, så er det signifikante problemet som forårsakes av disse bakteriene at de genererer metabolske biprodukter som har veldig offensiv lukt, er toksiske og som kan forårsake korrosjon av metalloverflater ved akselerert galvanisk virkning. For eksempel så reduserer disse mikroorganismer sulfater som er til stede i injeksjonsvannet for å generere hydrogen sulfid en veldig toksisk gass som har en veldig ubehagelig lukt (dvs. lukt av råttent egg), er korrosiv og kan reagere med metalloverflater og danne uløselige jernsulfidkorrosjonsprodukter.

Papirproduksjon er spesielt mottakelig for alvorlige effekter av biofilmer. Papirprosessvann har betingelser (f. eks. temperatur og næringsstoffer) som er gunstige for vekst av mikroorganismer i vannet og på eksponerte overflater. Biofilmer i papirprosess-systemer blir ofte referert til som slim eller slimavleiringer og inneholder papirfibre og andre materialer anvendt i papirproduksjon. Slimdeponeringer kan fordrives fra systemoverflater og bli inkorporert inn i papiret, noe som resulterer i hull og defekter eller brudd og rivinger i arket. Slike problemer resulterer i et produkt med lavere kvalitet eller et uakseptabelt produkt som blir avslått. Dette nødvendiggjør å stoppe papirproduksjonen for å rense utstyret, noe som resulterer i tap av produksjonstid.

For å kontrollere problemer forårsaket av mikroorganismer i industrielle prosessvann, så er flere antimikrobielle midler (dvs. biocider) blitt brukt for å eliminere, for å hemme eller for å redusere mikrobiell vekst. Biocider anvendes alene eller i kombinasjon for å forhindre eller kontrollere problemene forårsaket av vekst av mikroorganismer. Biocider tilsettes vanligvis direkte til en prosessvannstrøm og en typisk fremgangsmåte for tilsetting er slik at biocidet distribueres gjennom prosessystemet. På denne måten så kan planktoniske mikroorganismer og de i biofilmer på overflaten i kontakt med prosessvannet kontrolleres.

Mange organiske og uorganiske substanser er anvendt som biocider i industrielle prosessystemer. Typen biocid anvendt i et gitt system vil være avhengig av mange faktorer inkludert, men ikke begrenset til, naturen av mediet som biocidet blir tilsatt, de problematiske mikroorganismene så vel som spesifikke krav i industrien, inkludert sikkerhet og regulatoriske betraktninger.

Avhengig av deres kjemiske sammensetning og virkningsmåte, så blir biocider klassifisert som oksiderende eller ikke-oksiderende. Oksiderende og ikke-oksiderende biocid kan anvendes alene eller i kombinasjon avhengig av bruken. Oksiderende biocider er blitt vidt anvendt i industrien i lang tid, spesielt i cellulose- og papirproduksjon hvor sterke oksideringsmidler er blitt anvendt for å kontrollere mikrobielle populasjoner. Oksiderende biocider slik som klorgass, natriumhypokloritt, hypobromsyre og klordioksid er vidt anvendt som biocider for å behandle resirkulerende vann i mange typer industrier. To av de primære grunnene for å anvende disse og andre oksiderende biocider er at slike oksideringsmidler er: (1) billige; og (2) ikke-spesifikke med hensyn til hvilke typer mikroorganismer som blir hemmet; hvis tilstrekkelige konsentrasjoner av oksiderende biocider oppnås, så kan så å si alle mikroorganismer hemmes.

Av de oksiderende biocidene så er klor den mest anvendte for å behandle resirkulerende vannsystemer. Kjemien til klor er velkjent. Når det tilsettes vann, så kan klor eksistere i en av to former, HOC1 og OC1", avhengig av pH. Disse kjemiske forbindelsene av klor, også referert til som "fritt klor", reagerer med en rekke forbindelser i vandige systemer.

Den veldig reaktive egenskapen til klor kan også være et ansvar, etter som noe av oksideringsmidlet vil bli anvendt (for eksempel konsumert) under reaksjoner med ikke-biologiske materialer. For å tilveiebringe nok oksideringsmiddel til å reagere med mikroorganismer i en prosesstrøm, så vil derfor den totale mengden av oksideringsmiddel som er nødvendig for å hemme mikroorganismer inkludere at de anvendes i reaksjoner med ikke-biologiske komponenter i systemet. Reaksjoner med ikke-biologiske komponenter i prosessvann tillegger ikke bare behandlingskostnader, men uønskede biprodukter kan genereres og andre tilleggsstoffer i prosesstrømmen kan alvorlig påvirkes.

Prosesstrømmer slik som i papirmøller er spesielt problematiske for veldig reaktive oksideringsmidler på grunn av de høye konsentrasjonene av oppløste og spesielle uorganiske og organiske materialer. Slike prosessvann utgjør et veldig "krav" på oksideringsmidlet. "Krav" er definert som mengden av klor som reagerer med substanser forskjellig fra målmikroorganismene i prosessvannet. For å opprettholde en effektiv konsentrasjon av klor i et vandig system for å hemme mikroorganismer, så må en mengde i overskudd av kravet benyttes. Typene og mengdene av uorganiske og organiske materialer i en prosesstrøm vil definere kravet for et oksideringsmiddel. For eksempel så er mange substanser kjent for å reagere med klor og resultere i at klor blir ikke-biocidalt; slike substanser inkluderer sulfider, cyanider, metallioner, lignin og, blant andre, forskjellige vannbehandlingskjemikalier (f. eks. noen skala- og korrosj onshemmere).

Selv om de er effektive som biocider, så kan sterke oksideringsmidler slik som natriumhypokloritt forårsake mange problemer i en industriell prosesstrøm, slik som økede korrosjonshastigheter, øket forbruk av fuktende tilleggsstoffer og, blant andre, nedsatt livstid for filt som anvendes på papirmaskiner.

På grunn av den iboende reaktiviteten av klor og relaterte sterke oksideringsmidler med ikke-biologiske organiske og uorganiske materialer, så er det ønskelig å ha oksideringsmidler i en form som ville ha antimikrobiell aktivitet, men som ville være mindre reaktive med ikke-biologiske materialer. Prosessen med kloraminering er derfor blitt anvendt for å unngå noen av problemene assosiert med anvendelsen av sterke oksideringsmidler. Kloraminering kan skje med enten (1) å tilsette klor til et vannsystem som inneholder en kjent, lav konsentrasjon av ammoniakk, eller (2) å tilsette ammoniakk til et vannsystem som inneholder en kjent, lav konsentrasjon av klor. I begge situasjoner så vil klor og ammoniakk reagere in situ og danne et kloramin. Kloraminer generert fra at klor og ammoniakk reagerer inkluderer monokloramin (NH2CI), dikloramin (NHCb) og trikloramin (NCI3). To av de viktigste parameterne som bestemmer om kloraminforbindelser vil eksistere i et system er pH og forholdet mellom Cl og N.

Klor, som en gass eller væske, og ammoniakk blir vanligvis kombinert for å danne kloraminer. Andre substanser som inneholder en amin (RNH2) gruppe kan imidlertid også danne kloraminer. Den antimikrobielle aktiviteten til et kloramin er avhengig av den kjemiske naturen til den amininneholdende forbindelsen. For eksempel så kan ammoniumhydroksid reagere med en oksiderende halogendonor slik som natriumhypokloritt til å danne monokloramin; dette kloramin vil være et effektivt biocid. Hvis en aminosyre slik som glycin (NH2CH2COOH) reagerer med natriumhypokloritt, så vil imidlertid amingruppen kloreres og danne en mono- eller dikloraminforbindelse. Det klorinerte glycinet har mindre antimikrobiell aktivitet sammenlignet med monokloramin generert fra ammoniumhydroksid.

Kloraminer er attraktive for vannbehandling på grunn av deres stabilitet in situ, at de er lette å bruke og måle og har lave kapital- og driftskostnader. Monokloramin er den foretrukne kjemiske forbindelsen for å desinfisere en vannlevering. Dikloramin er rapportert å være overlegen som desinfeksjonsmiddel, men har negative egenskaper slik som høy flyktighet og lukt.

Forskjellen i reaktivitet og spesifisitet av klor og monokloramin kan tillate at den sistnevnte penetrerer en biofilm og reagerer med bakteriene, mens den førstnevnte konsumeres i ikke-spesifikke reaksjoner med materialer i vannet eller abiotiske komponenter av biofilmen før den fullstendig penetrerer biofilmen.

Monokloramin anvendes som et enkelt aktivt middel for å behandle vann for å kontrollere vekst av mikroorganismer i vann og avfallsvannsystemer. Studier har vist at pH'en til et vandig system påvirker effekten av monokloramin; effekten øker etter som pH reduseres. Andre fysiske og kjemiske parametere til et system kan påvirke effekten av kloraminer ved å influere stabiliteten av forbindelsene. Parametere slik som pH, temperatur og tilstedeværelsen av andre kjemikalier har influert stabiliteten av monokloramin i vann; ved pH 7,5 så er halveringstiden til monokloramin ca. 75 timer ved 35°C, men er større enn 300 timer ved 4°C.

Selv om de brukes vidt for å behandle kommunale vanndistribusjonssystemer, så blir ikke kloraminer vanligvis anvendt i industrielle systemer. Klor (i bleking eller i klorgass) ble anvendt i kombinasjon med ammoniakk i papirlagingssystemer. Det ble et skift mot å anvende andre oksiderende og ikke-oksiderende biocider i papirlagingssystemer i påfølgende år. Nylig så syntes det imidlertid som om det er en fornyet interesse i å anvende kloraminer i papirlagingssystemer (se US patenter 6,478,973; 6,132,628; 5,976,386). For eksempel så har det vært vist at amonniumbromid som har reagert med natriumhypokloritt produserer et effektivt biocid for industriell bruk (US 5,976,386, innholdet av denne er her inkorporert ved referanse). Videre så er dette biocid spesielt effektivt for å kontrollere problemer som er assosiert med mikrobiell vekst i cellulose- og papirprosessvann som har en pH i det alkaliske område. Biocidet generert fra ammoniumbromid, rapportert av Barak som "bromidaktivert kloramin", reduserer effektivt den totale mikrobielle populasjonen innen et system (dvs. biofilmassosiert så vel som planktonbakterier) hvor pH'en er nøytral til alkalisk. Barak sier at den foretrukne pH'en til det mottakende vannet bør være i området 7 til 9; biocidet er effektivt i alkalisk papirprosessvann, men interferer ikke med andre cellulose- og papirprosesser og funksjonelle tilleggsstoffer (f. eks. våt-og tørrstyrke tilleggsstoffer, størrelsesmidler, fargestoffer, osv.), ulikt andre vanlige oksideringsprogrammer.

WO 2004/007378 beskriver en fremgangsmåte og apparat for å implementere patogen reduksjon i en plante som anvender vann som er blitt behandlet med kloraminer før det ble introdusert til produksjonsprosessen ved prosesseringstrinnene.

Det gjenstår et behov for forbedrede biocider som er effektive under stramme miljøbetingelser slik som de som finnes i papirlagingsindustrien og andre industrielle prosesser.

Oppsummering av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for å produsere en synergistisk blanding (eller kombinasjon) av monohaloamin og dihaloamin som definert i de følgende kravene. Den foreliggende oppfinnelsen vedrører fremgangsmåter for å produsere visse synergistiske kombinasjoner av haloaminer og introduserer nevnte kombinasjoner i industrielle prosesstrømmer for å kontrollere vekst av mikroorganismer i vandige systemer og for å kontrollere problemene som er et resultat av ukontrollert vekst av mikroorganismer i industrielle prosessystemer. Mer spesifikt så vedrører den foreliggende oppfinnelsen fremgangsmåter for å produsere visse blandinger (eller kombinasjoner) som er nyttige for å forhindre vekst av mikroorganismer i industrielle prosessvann.

Mer spesifikt så omfatter foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å produsere en vandig løsning som inneholder en synergistisk kombinasjon av monohaloamin og dihaloamin biocid for å kontrollere vekst av mikroorganismer i et vandig system, omfattende

a) å la en ammonium- eller en aminkilde komme i kontakt med et halogenert oksideringsmiddel i vann i mengder av hver som er effektive til å produsere

monohaloamin, og

b) å redusere pH for å omdanne en ønsket del av monohaloaminet til dihaloamin.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører visse kombinasjoner og prosesser som er

nyttige for å kontrollere veksten av mikroorganismer i vandige systemer og for å kontrollere problemene som er et resultat fra ukontrollert vekst av mikroorganismer i industrielle prosessvann.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 Apparat for å produsere synergistisk blanding av biocid.

Figur 2 Absorbans av kloramin ved forskjellige pH-verdier.

Figur 3 Apparat for å produsere synergistisk blanding av biocid.

Figur 4 pH-justering av kloramin ved forskjellige tidsintervaller.

Figur 5 pH-justering av kloramin ved forskjellige tidsintervaller.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

For formålene med denne oppfinnelse så er haloaminer definert som kjemikalier med en sammensetning som inkluderer ett eller flere halogenatomer som er assosiert med en amingruppe og som innehar antimikrobiell aktivitet. Nitrogenet kan eller trenger ikke være bundet til et annet atom forskjellig fra hydrogen. Halogener inkluderer klor, brom, jod og fluor. Alle kan anvendes i apparatet og fremgangsmåter beskrevet her for å behandle industrielle prosessvann, men kloraminer er foretrukket.

Apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her er nyttige for å produsere mikrobiocidale blandinger (eller kombinasjoner) av haloaminer som innehar en høy grad av antimikrobiell aktivitet som ikke kunne ha vært forutsagt fra de kjente aktivitetene til de individuelle ingrediensene som omfatter kombinasjonene. Den forsterkede aktiviteten av blandingene (eller kombinasjonene) tillater en signifikant reduksjon i den totale mengden av biocidet som er nødvendig for en effektiv behandling av et vandig system.

Den foreliggende oppfinnelsen kan anvendes i et apparat for å produsere synergistiske blandinger (eller kombinasjoner) som inneholder monohaloamin og dihaloamin. Haloaminer produseres ved å kombinere en aminkilde eller ammoniumkilde med et halogenert oksideringsmiddel eller alternativt å kombinere en aminkilde eller ammoniumkilde med et oksideringsmiddel i nærværet av en halogenkilde. Halogenkilden kan være et salt eller den kan være fra ammoniumkilden slik som ammoniumklorid. Eksempler på haloaminer er kloraminer (monokloramin eller dikloramin) og bromaminer (monobromamin og dibromamin).

Aminkildene eller ammoniumkildene anvendt i den foreliggende oppfinnelsen inkluderer, men er ikke begrenset til, ammoniakk og ammoniumsalter og aminer. Det som menes med ammoniumsalter er de salter som har et NEI/ kation og et relatert anion. Eksempler på ammoniumsalter inkluderer, men er ikke begrenset til, ammoniumacetat, ammoniumbikarbonat, ammoniumbifluorid, ammoniumbromid, ammoniumkarbonat, ammoniumklorid, ammoniumcitrat, ammoniumfluorid, ammoniumhydroksid, ammoniumjodid, ammoniummolybdat, ammoniumnitrat, ammoniumoksalat, ammoniumpersulfat, ammoniumfosfat, ammoniumsulfat, ammoniumsulfid, jernammoniumsulfat, to verdig jernammoniumsulfat og ammoniumsulfamat. Foretrukne ammoniumsalter er ammoniumkarbonat, ammoniumcitrat, ammoniumhydroksid, ammoniumsulfat og ammoniumklorid. Kvaternære ammoniumsalter betraktes ikke som aminkilder for den foreliggende oppfinnelsen og er ikke inkludert i uttrykket ammoniumsalter for formålene i denne oppfinnelsen.

Aminkildene som er nyttige i den foreliggende oppfinnelsen kan også være primære aminer (RNH2), sekundære aminer (R2NH) eller tertiære aminer (R3N). Tilleggs-ammonium- og/eller aminkilder inkluderer ammoniakk, dimetylamin, etanolamin, etylendiamin, dietanolamin, trietanolamin, dodecyletanolamin, heksdecyletanolamin, oleinsyreetanolamin, trietylentetramin, dibutylamin, tributylamin, glutamin, dilaurylamin, distearylamin, talg-metylamin, koka-metylamin, n-alkylaminer, n-acetylglukosamin, difenylamin, etanolmetylamin, diisopropanolamin, n-metylanilin, n- heksyl-n-metylamin, n-heptyl-n-metylamin, n-oktyl-n-metylamin, n-nonyl-n-metylamin, n-decyl-n-metylamin, n-dodecyl-n-metylamin, n-tridecyl-n-metylamin, n-tetra-decyl-n-metylamin, n-benzyl-n-metylamin, n-fenyletyl-n-metylamin, n-fenylpropyl-n-metylamin, n-alkyl-n-etylaminer, n-alkyl-n-hydroksyetylaminer, n-alkyl-n-propylaminer, n-propylheptyl-n-metylamin, n-etylheksyl-n-metylamin, n-etylheksyl-n-butylamin, n-fenyletyl-n-metylamin, n-alkyl-n-hydroksypropylaminer, n-alkyl-n-isopropylaminer, n-alkyl-n-butylaminer og n-alkyl-n-isobutylaminer, n-alkyl-n-hydroksyalkylaminer, hydrazin, urea, guanidiner, biguanidiner, polyaminer, primære aminer, sekundære aminer, cykliske aminer, bicykliske aminer, oligocykliske aminer, alifatiske aminer, aromatiske aminer, primære og sekundære nitrogeninneholdende polymerer. Kvaternært amin er ikke inkludert i aminkilden som er nyttig i denne oppfinnelse. Kvaternære aminer er mettede og ikke-reaktive med oksidantene. De reagerer ikke tilstrekkelig slik at de produserer biocidet i den foreliggende oppfinnelsen.

Oksidanter reagerer med aminkildene og produserer biocidene. Oksidantene anvendt inkluderer, men er ikke begrenset til, klor, hypokloritt, hypoklorsyre, klordioksid, klorinerte isocyanurater, brom, hypobromitt, hypobromsyre, bromklorid, elektrolytisk genererte kloritter, elektrolytisk genererte bromitter, halogenerte hydantoiner, ozon og peroksyforbindelser slik som perborat, perkarbonatpersulfat, hydrogenperoksid, perkarboksylsyre og pereddiksyre.

I en bestemt variant av oppfinnelsen så er aminkilden eller ammoniumkilden ammoniumhydroksid og oksidanten er natriumhypokloritt.

I en annen bestemt variant av oppfinnelsen så er aminkilden eller ammoniumkilden ammoniumsulfat og oksidanten er natriumhypokloritt.

De biocidale blandingene laget ved hjelp av fremgangsmåtene i oppfinnelsen er effektive for å kontrollere og å hemme veksten og reproduksjonen av mikroorganismer i vandige systemer og tilleggs vandige systemer. Vandige systemer inkluderer industrielle vannsystemer slik som kjølevannsystemer, cellulose- og papirsystemer, petroleumsoperasjoner, industrielle smøremidler og kjølere, laguner, innsjøer og dammer. I tillegg så inkluderer de vandige systemene hvor den foreliggende oppfinnelsen kan anvendes, men er ikke begrenset til, de som er involvert i malinger, lær, tre, trecellulose, tre-chips, stivelse, leirer, retensjonshjelpemidler, størrelseshjelpemidler, avskummere, tørr- og våtstyrke tilleggsstoffer, pigmentslam (f. eks. presipitert kalsiumkarbonat), proteinlignende materialer, trelast, dyrehuder, vegetabilske fargingsvæsker, kosmetikk, toalettformuleringer, emulsjoner, adhesiver, overtrekninger, metallarbeidsvæsker, svømmebassengvann, tekstiler, varmeutbyttere, farmasøytiske formuleringer, geologiske drillesmøremidler og agrokjemiske sammensetninger.

Vandige systemer inkluderer tilleggs vandige systemer. "Tillegg" er definert som et produkt eller en substans som er oppløst eller suspendert i vann som er eller vil bli tilsatt til et større vannsystem. Eksempler på tilleggsstoffer anvendt i cellulose- og papirindustrien inkluderer, men er ikke begrenset til, retensjonshjelpemidler, størrelsesmidler, avskummere, tørr- og våtstyrke tilleggsstoffer og pigmentslam.

Dosemengdene for monohaloaminet og dihaloaminet som er nødvendige for effektiviteten av produktene utført ved fremgangsmåten i denne oppfinnelse avhenger generelt av naturen til det vandige systemet som skal behandles, nivået av organismer som er til stede i det vandige systemet og nivået av hemming som er ønsket. En fagperson kunne, ved å anvende informasjonen som er beskrevet her, bestemme mengden som er nødvendig uten overdreven eksperimentering.

Effektive konsentrasjoner av monohaloamin, slik som kloramin, på aktivt nivå basis, er fra ca. 0,01 milligram per liter (mg/l) til ca. 1000 mg/l ved vekt (dvs. basert på vekten av monohaloamin målt ved mengden tilgjengelig klor [i mg/l]) og helst fra ca. 0,05 til ca. 200 mg/l, mer ønskelig fra ca. 0,1 mg/l til ca. 100 mg/l, mer ønskelig fra ca. 0,1 mg/l til ca. 10 mg/l og enda mer ønskelig fra ca. 0,1 mg/l til ca. 5 mg/l. Mengden dihaloamin, på aktivt nivå basis, er fra ca. 0,01 deler per million (mg/l) til ca. 1000 mg/l ved vekt (dvs. basert på vekten av dihaloamin målt ved mengden tilgjengelig klor [i mg/l]), og helst fra ca. 0,05 til ca. 200 mg/l, mer ønskelig fra ca. 0,1 mg/l til ca. 100 mg/l, mer ønskelig fra ca. 0,1 mg/l til ca. 10 mg/l og enda mer ønskelig fra ca. 0,1 mg/l til ca. 5 mg/l. Med hensyn til biocidene, så avhenger dermed de nedre og øvre grensene for de nødvendige konsentrasjonene vesentlig av systemet som skal behandles.

Figur 1 er et blokkdiagram som illustrerer en form av apparatet som er konstruert for å utøve fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Som anvendt her under, så refererer en "batch mengde" til et volum av en løsning eller suspensjon som produseres i en rekke adskilte faser (eller trinn) i et reservoar eller en beholder.

Apparatet illustrert i Figur 1 er ment å produsere en batch mengde av et haloamin, en del av hvilken deretter omdannes til en annen haloaminforbindelse som så rekombineres med det første haloaminet og injiseres inn i et vandig system som skal behandles for å kontrollere vekst av mikroorganismer. I en bestemt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen så blir en batch mengde monokloramin produsert i et reservoar. pH'en på monokloraminløsningen blir så redusert til en ønsket verdi, hvor da en kjent mengde av monokloraminet omdannes til dikloramin. Den synergistiske blandingen anvendes for å behandle en væske, slik som vann i et industrielt prosessystem, på en slik måte at det hemmer vekst av mikroorganismer i nevnte vann.

Den synergistiske kombinasjonen av haloaminer produseres ved hjelp av de følgende trinnene: (1) å åpne ventil 1 for å tilsette et ønsket volum av vann gjennom vannlinje 2 inn i reservoar 3 og å tilveiebringe agitering eller blanding med blander 4; (2) å tilsette en ønsket mengde av en konsentrert aminkilde fra reservoar 5 via linje 6 med pumpe 7 for å oppnå en ønsket konsentrasjon i reservoar 3; og (3) å tilsette en halogenkilde fra reservoar 8 via linje 9 med pumpe 10 i tilstrekkelig mengde for å oppnå en ønsket konsentrasjon i reservoar 3. pH'en til monohaloaminløsningen i reservoar 3 måles med pH probe 11 forbundet med en pH-kontrollør 12 som kontrollerer pumpe 13. pH'en til monohaloaminløsningen i reservoar 3 reduseres til en forhåndsbestemt verdi ved tilsetting av den passende mengden av en sur løsning fra reservoar 14 via ledning 15. Etter at batch-mengden av den blandede haloaminløsningen er fremstilt på den forannevnte måten, overfører pumpen 16 løsningen gjennom ledning 17 til ett eller flere tilleggspunkter i prosessvannet 18. En valgfri i-linje overvåkingsmetode medfører å forlede en del av løsningen gjennom ledning 19 hvorved løsningen passerer gjennom spektrofotometer 20 hvori absorbansspekterprofilen til løsningen bestemmes. Ledning 19 fungerer også slik at den returnerer løsningen til ledning 17 før den går inn i vannet som skal behandles ved lokalisering 18. Figur 2 illustrerer hvordan sammensetningen av en batch løsning av monohaloaminet forandres som en funksjon av pH. I dette tilfelle så ble en 100 ppm monokloraminløsning laget ved pH 8,0 og hadde en enkelt topp med et absorbansmaksimum ved 244 nm. Etter som pH'en ble redusert ved tilsetning av en saltsyreløsning, så gikk 244 nm toppen ned i høyde og indikerte en nedgang i monokloraminkonsentrasjon og det var en økning i absorbansverdi ved 295 nm. Dikloramin har to absorbansmaksimum - 206 nm og 295 nm. Toppen ved 295 nm representerer dannelsen av dikloramin. Figur 3 er et blokkdiagram som illustrerer en annen form av apparat konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

Apparatet illustrert i Figur 3 er ment å produsere en batch mengde av et haloamin, del av dette blir påfølgende omdannet til en andre haloaminforbindelse som så rekombineres med det første haloaminet og injiseres inn i en væske som skal behandles for å kontrollere vekst av mikroorganismer. I en bestemt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen, så blir en batch mengde av monokloramin produsert i et reservoar. Monokloraminløsningen blir så anvendt som en del av en synergistisk blanding. Den andre delen av den synergistiske blandingen, dikloraminet, produseres i linje etter som monokloraminet pumpes fra reservoaret hvor det ble produsert. Den synergistiske blandingen anvendes for å behandle en væske, slik som vann i et industrielt prosessystem, på en slik måte at det hemmer vekst av mikroorganismer i nevnte vann. En batch mengde refererer til et volum av en biocidblanding som produseres i en rekke adskilte faser (eller trinn) i et reservoar eller en container. Den synergistiske kombinasjonen av haloaminer tilsettes til vannet som skal behandles.

I Figur 3 så blir den synergistiske kombinasjonen av haloaminer produsert ved hjelp av de følgende trinnene: (1) å åpne ventil 1 for å tilsette et ønsket volum vann gjennom vannlinje 2 til reservoar 3 og å tilveiebringe konstant agitering med blander 4; (2) å tilsette en ønsket mengde av en konsentrert aminkilde fra reservoar 5 via linje 6 med pumpe 7 for å oppnå en ønsket konsentrasjon i reservoar 3; og (3) å tilsette en halogenkilde fra reservoar 8 via linje 9 med pumpe 10 i tilstrekkelig mengde for å oppnå en ønsket konsentrasjon i reservoar 3. Etter at haloaminløsningen er laget i reservoar 3, så blir løsningen pumpet fra reservoar 3 gjennom linje 11 med pumpe 12. En fraksjon av løsningen i linje 11 blir oppdelt til linje 15 ved ventil 13 ved å anvende pumpe 14 inn i blandekammer 6. Løsningen i blandekammer 16 blir konstant agitert med blander 17. pH'en til løsningen i blandekammer 16 måles med pH probe 18 forbundet med pH-meter/kontrollør 19 og opprettholdt ved en ønsket verdi (f. eks. 3,5) ved hjelp av å pumpe fortynnet syreløsning fra reservoar 20 med pumpe 21. Løsningen i blandekammer 16 pumpes ved en spesifikk hastighet gjennom linje 22 med pumpe 23, gjennom ventil 24 inn i linje 11. En valgfri i-linje overvåkingsmetode inkluderer å fordele en del av løsningen gjennom linje 25 hvorved løsningen passerer gjennom spektrofotometer 26 hvor absorbansspekterprofilen til løsningen blir bestemt. Linje 25 fungerer også slik at den returnerer løsningen til linje 11 før den går inn i vannet som skal behandles ved lokalisering 27.

Aminkilden i reservoar 5 kan være enhver av de tidligere nevnte aminsaltene eller amininneholdende forbindelsene. Ikke-halogeninneholdende, uorganiske aminkilder slik som ammoniumsulfat og ammoniumhydroksid er foretrukket.

I en bestemt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen så blir haloaminløsningen i reservoar 3 laget i batch-form som en konsentrert løsning som har en total haloaminkonsentrasjon i området 100 mg/l til 10.000 mg/l, helst fra 500 mg/l til 8000 mg/l. Mer ønskelig så blir haloaminløsningen laget i batch-form som en konsentrert løsning som har en haloaminkonsentrasjon i området 1000 mg/l til 5000 mg/l.

I løpet av produksjonen av den synergistiske haloaminløsningen i Figur 3 så blir en fraksjon av haloaminløsningen fordelt gjennom ventil 13 hvorved den fraksjonen av haloaminløsningen tilsettes til blandekammer 16 hvori pH'en justeres i området mellom ca. 3,0 og ca. 5,0.1 en bestemt fordelaktig utførelsesform så blir pH justert i området mellom 3,5 og 4,0.

I en bestemt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen i Figur 3 så er haloaminløsningen i reservoar 3 monokloramin. Ved å passere del av monokloraminløsningen gjennom blandekammer 16 så blir monokloramin kvantitativt omdannet til dikloramin som et resultat av at pH blir opprettholdt i området mellom ca. 3,0 og ca. 5,0 ved å tilsette passende mengder av syre fra reservoar 20. Etter at dikloraminløsningen returneres til linje 11 gjennom ventil 24, så blir den synergistiske blandingen av monokloramin og dikloramin tilsatt til det mottakende vannet ved lokalisering 27. Forholdet mellom monokloramin og dikloramin kontrolleres ved strømningshastigheten av løsning gjennom blandekammer 16.

I en spesielt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen så kan en kontrollør anvendes for å automatisere produksjonen av batcher av synergistiske kombinasjoner av haloaminer.

I en bestemt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen så kan blandekammeret anvendes for å forandre parametere forskjellig fra pH for å forårsake dannelse av andre kjemiske forbindelser av haloamin som er en komponent av den synergistiske blandingen. For eksempel så er det mulig å modifisere klor til nitrogenforholdet for å forårsake omdannelse av monokloramin til dikloramin.

Forholdet mellom haloaminer i den biocidale blandingen som er nødvendig for effektiviteten i denne oppfinnelse er generelt avhengig av naturen til det vandige systemet som skal behandles, nivået av organismer som er til stede i det vandige systemet og nivået av den ønskede hemmingen. En fagperson som anvender informasjonen som er beskrevet her kunne bestemme mengden som er nødvendig uten overdreven eksperimentering.

I en bestemt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen så er de effektive forholdene av haloaminer i biocidet fra ca. 1:100 (monohaloamin til dihaloamin) til 100:1 (monohaloamin til dihaloamin). I en annen fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen så er de effektive forholdene mellom haloaminer fra ca. 1:20 (monohaloamin til dihaloamin) til 20:1 (monohaloamin til dihaloamin).

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen inkluderer monokloramin og dikloramin som haloaminforbindelser. Med hensyn til forholdet mellom monokloramin og dikloramin for å gi et synergistisk biocidprodukt, så er de nedre og øvre grensene for de nødvendige forholdene vesentlig avhengig av systemet som skal behandles.

I en fordelaktig utførelsesform så blir, i enten Figur 1 eller 3, aminkilden og den halogenerte oksideringsmiddelkilden samtidig tilsatt til fortynningsvannet i reservoar 3.

I en annen utførelsesform så kan apparatet anvendes for å produsere batch mengder av et haloamin og deretter generere den synergistiske blandingen på en slik måte at den forer den synergistiske blandingen kontinuerlig eller med pauser til vandige systemer.

Apparatet som er beskrevet her kan anvendes til å produsere og administrere en synergistisk kombinasjon av haloamin som kan tilsettes til systemet som uavhengig(e) materiale(r) eller i kombinasjon med andre materialer som blir tilsatt til det vandige systemet som blir behandlet. For eksempel så kan apparatet og fremgangsmåtene anvendes for å produsere og levere en synergistisk kombinasjon av monokloramin og dikloramin i vann eller via andre løsninger slik som stivelse, leire, pigmentslam, presipitert kalsiumkarbonat, retensjonshjelpemidler, størrelseshjelpemidler, tørr- og/eller våtstyrke tilleggsstoffer, avskummere og andre tilleggsstoffer anvendt i produksjonen av cellulose- eller papirprodukter.

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen inkluderer anvendelse av en kontrollør for produksjon av batcher av den synergistiske kombinasjonen av haloaminer i henhold til et forhåndsbestemt skjema.

I en annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen så blir produksjon av batcher av den synergistiske kombinasjonen av haloaminer koordinert til vannstrømming eller produktproduksjon i en industriell setting på en måte som tilveiebringer effektive doser av haloaminer på basis av det som er nødvendig.

Apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her er nyttig for biocidtilsetting til industrielle prosessvann på måter som er avhengig av vekst av den mikrobielle populasjonen, typen av problematiske mikroorganismer og graden av overflate forurensning i et bestemt system. Haloaminløsningen kan tilsettes på en pausebasis i henhold til et forhåndsbestemt skjema eller en "på krav" basis i henhold til strømningshastighet av et industrielt prosessvann eller mengde produkt som blir produsert.

Apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her vil bli anvendt for biocidtilsetting til industrielle prosessvann hvor biocidet tilsettes direkte til prosessvannstrømmen eller til tilleggssystemer. Slike tilleggssystemer inkluderer, men er ikke begrenset til, stivelses-utarbeidelsesløsninger, retensj ons-hj elpeutarbeidelsesløsninger, presipiterte kalsiumkarbonatslam. Biocidet i den foreliggende oppfinnelsen kan tilsettes ved forskjellige foringspunkter innen det vandige systemet som skal behandles.<*>Eksempler på matingspunkt i et cellulose- og papirsystem inkluderer, men er ikke begrenset til, en kort eller lang sløyfe, «broke chest», «saveall», «Thivk stock», «Blend chest» og «head box».

EKSEMPLER

De følgende eksemplene er ment å være illustrative for den foreliggende oppfinnelsen. Disse eksempler er imidlertid ikke ment å begrense omfanget av oppfinnelsen eller dens beskyttelse på noen måte. Eksemplene illustrerer hvordan apparatet og fremgangsmåtene som er beskrevet her kan anvendes for å produsere en kombinasjon av haloaminer i et synergistisk biocid for anvendelse for å kontrollere bakterier i industrielle prosessvann.

EKSEMPEL 1

Effektivitetene til de individuelle haloaminene og den synergistiske kombinasjonen produsert med apparatet som er beskrevet over ble bestemt ved å anvende en gruppe mikroorganismer og en doseresponsprotokoll. Konsentrasjoner av monokloramin og dikloramin rapportert her er i enheter milligram per liter målt ved CI2analyse; Hach DPD klortesten (Hach Company, Loveland, Colorado) ble anvendt for å måle de totale tilgjengelige klorkonsentrasjonene og er uttrykt som milligram per liter som CI2. DPD-analysen er basert på mengden klor i en prøve som reagerer med N,N-dietyl-p-fenylendiaminoksalat. For å bestemme mengden monokloramin eller dikloramin i en prøve, så ble en alikvot av prøven overført til en ren beholder, fortynnet med deionisert vann, som passende, og undersøkt i henhold til Hach DPD klortesten. Analysen måler den totale mengden av klor som kan reagere med indikatorreagenset. Reaksjonen måles ved å bestemme absorbansen av lys ved 530 nm. Derfor, for formålene i denne oppfinnelse, så uttrykker en mengde av monokloramin eller dikloramin presentert i enheter på mg/l den mengde monokloramin eller dikloramin som inneholder den betegnede mengden milligram per liter av reaktivt klor. For eksempel så vil dermed en prøve behandlet med 1 mg/l monokloramin eller dikloramin inneholde en total tilgjengelig klorkonsentrasj on på 1 mg/l. På samme måte så vil en prøve behandlet med 0,5 mg/l monokloramin og 0,5 mg/l dikloramin inneholde en total tilgjengelig klorkonsentrasj on på 1 mg/l.

Anvendelse av uttrykket "forhold" med hensyn til de aktive molekylene testet er basert på mengden av hver av to biocidalt aktive kjemikalia på en milligram per liter basis. For eksempel så ville en løsning som inneholder 1:1 forhold av monokloramin og dikloramin inneholde X mg/l (som CI2) av monokloramin og X mg/l (som CI2) dikloramin, hvor X = en fraksjon eller et helt tall. På samme måte så ville en løsning som inneholder et 4:1 forhold mellom monokloramin og dikloramin inneholde 4X mg/l (som CI2) av monokloramin og X mg/l (som CI2) dikloramin, hvor X = en fraksjon eller et helt tall.

Materialene ble testet mot en gruppe av flere bakteriearter (også referert til som en artifisiell gruppe) som inneholder ca. likt antall mellom seks bakteriestammer. Selv om teststammene er representative for organismer som er til stede i papirmøllesystemer, så er ikke effekten begrenset til disse bakteriene. To av stammene var Klebsiella pneumonia (ATCC 13883) og Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442). De andre fire stammene ble isolert fra papirmøllesystemer og er antatt identifisert som Curtobacterium flaccumfariens, Burkholderia cepacia, Bacillus maroccanus og Pseudomonas glathei. Hver stamme ble dyrket på tryptisk soyaagar over natten ved 37°C. Sterile vattpinner med bomull i enden ble anvendt for aseptisk å overføre celler til en steril løsning med saltvann. Hver cellesuspensjon ble laget til en ønsket konsentrasjon målt ved turbiditet før likt volum av hver av cellesuspensjonene så ble kombinert for å lage gruppen.

I dette eksempel så ble apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her anvendt for å produsere en synergistisk haloaminbiocidløsning som inneholdt monokloramin og dikloramin i forholdet 4 til 1. Det første trinnet i å produsere den synergistiske blandingen var å kombinere et amin og halogen i det passende forholdet for å resultere i en dannelse av en ønsket konsentrasjon av et haloamin. Reservoar 3 i Figur 3 ble laget med et passende volum deionisert vann rett før løsninger av aminkilden i reservoar 5 og halogenkilden i reservoar 8 ble sekvensielt pumpet inn i det deioniserte vannet i reservoar 3. Volumene av amin- og halogenkildene tilsatt til det deioniserte fortynnings vannet i reservoar 3 var slik at aminfunksjonaliteten (-NH2) og kloridet (Cl") var i ekvimolare konsentrasjoner. I eksemplet så var batch-løsningen av monokloramin (NH2CI) i reservoar 3 1000 mg/l. For å danne denne konsentrasjon av monokloramin, så var aminkilden ammoniumsulfat ([NH4]2S04og halogenkilden var natriumhypokloritt (NaOCl). Stokkløsninger av ammoniumsulfat og natriumhypokloritt ble laget og tilsatt til henholdsvis reservoar 5 og 8. Volumene av hver stokkløsning tilsatt til det deioniserte fortynningsvannet i reservoar 3 ble beregnet basert på konsentrasjonen av hver når monokloraminløsningen ble laget. For hver stokkløsning så var volumet som ble tilsatt til reservoar 3 slik at konsentrasjonen av amingruppen og det aktive kloret var 19,6 millimolar i sluttvolumet. Konsentrasjonen av monokloramin i reservoar 3 ble bekreftet ved å måle total klorkonsentrasj on ved Hach DPD klortesten. Tilstedeværelsen av de aktive kjemiske forbindelsene produsert med apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her ble også vist med et scanningsspektrofotometer ved å måle absorbans av lys i området 200 nm til 350 nm.

Det neste trinnet i å produsere den synergistiske blandingen av haloaminer var å begynne pumping av monokloraminløsningen i reservoar 3 gjennom linje 11. Ettersom løsningen ble pumpet gjennom linje 11, så ble en del av løsningsstrømmen fordelt gjennom et spektrofotometer 26 utstyrt med en kvarts strømningscelle og absorbansspekteret ble målt. Ettersom haloaminløsningen ble pumpet direkte fra reservoar 3 uten at en del passerte gjennom blandekammer 16, så forandret ikke absorbansprofilen seg (Figur 4). For å produsere den synergistiske blandingen, så ble en del av haloaminløsningen fordelt ved ventil 13 til blandekammer 16 hvor, i tilfellet med kloraminer, den lave pH resulterte i at monokloramin ble omdannet til dikloramin. Dikloraminløsningen returnerte til linje 11 via ventil 24. Ettersom konsentrasjonen av dikloramin i foringsstrømmen øket til en konstant verdi, så ble det en gradvis reduksjon i absorbanstoppen ved 244 nm (karakteristika til monokloramin) med samtidig økning i absorbans ved 206 nm og 295 nm regionene (karakteristika til dikloramin). Forandringene i spekterprofilene til monokloraminløsningen ettersom dikloramin ble produsert for å generere den synergistiske kombinasjonen er i overensstemmelse med publiserte spektra for monokloramin og dikloramin. Som illustrert i Figur 4 så var det, i en løsning av monokloramin og dikloramin i et forhold på 4 deler monokloramin og 1 del dikloramin, en tidsavhengig reduksjon i absorbans ved 244 nm og samtidig økning i absorbansverdier ved 206 og 295 nm. I dette eksemplet så var monokloramin-konsentrasjonen i reservoar 3 1000 mg/l. Monokloraminløsningen ble pumpet fra reservoar 3 ved en strømningshastighet på 10 ml per minutt. 20% av det pumpede volumet (dvs. 2 ml/min) ble fordelt til blandekammeret 16 hvor pH'en ble opprettholdt ved en verdi på 4,0 for å omdanne monokloraminet til dikloramin og returnert til monokloraminstrømmen ved den samme hastigheten (2 ml/min). I tilfellet med 4:1 forholdet mellom monokloramin og dikloramin så nådde absorbansavlesningene ved 244 nm en stabil lesning etter ca. 16 minutter, noe som indikerte at et likevektspunkt var oppnådd.

En prøve av biocidløsningen ble aseptisk samlet ved enden av linje 11 etter at apparatet var blitt operert i ca. 20 minutter og anvendt i en effektivitetsanalyse. Prøver av monokloraminløsningen i reservoar 3 og dikloraminløsningen i blandekammer 16 ble også samlet for å teste effektivitet av hver virksom ingrediens. I analysen så ble bakteriegruppen laget som beskrevet over og en passende mengde av cellesuspensjonen ble aseptisk overført til sterilt saltvann med pH justert til valgte verdier. Cellene ble så utfordret med haloaminene og synergistiske kombinasjoner av haloaminene. I hvert tilfelle så var den totale halogenkonsentrasjonen 0,5 mg/l (som Cl"). I tillegg til ubehandlet kontroll så ble i dette eksempel gruppen eksponert for de følgende behandlingene: (1) 0,5 mg/l monokloramin; 0,5 mg/l dikloramin; (3) 0,25 mg/l monokloramin pluss 0,25 mg/l dikloramin; og (4) 0,4 mg/l monokloramin pluss 0,1 mg/l dikloramin. Gruppen ble eksponert for haloaminene i 20 minutter før prøvene ble fjernet for celleopptelling ved spredningsplateteknikken. Å eksponere gruppen for de valgte pH-verdiene forårsaket ikke forandringer i celletallene. Kontrolltallene presentert i Tabell 1 er de som er skaffet til veie etter en 20 minutters eksponering til saltvann med pH justert til de indikerte verdiene. Å eksponere gruppen for 0,5 mg/l monokloramin eller 0,5 mg/l dikloramin resulterte i nedsatte celletall; nedgangen var signifikant større ved lavere pH-verdier. Å eksponere gruppen for et 4:1 forhold mellom monokloramin og dikloramin forårsaket den største nedgangen i bakterietall.

Tabell 1 viser populasjonsstørrelsene i en bakteriegruppe etter en 20 minutters eksponering for monokloramin (MCA) og/eller dikloramin (DCA). Antallet representerer logiokolonitall og representerer gjennomsnittet av tre verdier.

Disse resultater demonstrerer at apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her var effektive i å produsere et synergistisk haloaminbiocid som besto av monokloramin og dikloramin i et 4:1 forhold.

EKSEMPEL 2

Apparatet ble anvendt for å produsere det synergistiske biocidet hvor forholdet mellom monokloramin og dikloramin ble forandret ved å justere strømningshastigheten av monokloramin gjennom blandekammer 16.1 dette eksempel så ble strømningshastigheten økende justert på en måte som tillot forholdet mellom monokloramin og dikloramin å være 9 deler monokloramin til 1 del dikloramin. Hver økende forandring ble utført på en måte som tillot absorbansspekteret (Fig. 5) å bli stabilt på et tidsrom hvor tidsprøver av 9 til 1 (monokloramin til dikloramin) biocidblandingen så vel som monokloraminløsningen i reservoar 3 og dikloraminløsningen i blandekammer 16 ble samlet. Den totale klorkonsentrasj onen av hver prøve ble bestemt for å bekrefte at forholdet var korrekt. Prøver av monokloramin og dikloramin løsningene ble blandet i passende volumer for å skaffe til veie 1:1 og 4:1 forholdene.

Doseutfordringsstudiene ble utført som tidligere beskrevet ved å anvende en ferskt laget bakteriegruppe. Sterilt saltvann ble laget med pH justert til verdier på 5,0, 6,0, 7,0 og 8,0. Den initiale konsentrasjonen av bakterier i gruppen var ca. 2 x 105 per milliliter. Cellesuspensj onene ble utfordret med 0,5 mg/l (som Cb) aktiv ingrediens med hver synergistiske kloraminløsning. Antall overlevende bakterier ble bestemt etter en 20 minutters kontakttid. Som illustrert i Tabell 2, så forandret den relative effektiviteten seg etter som forholdet mellom monokloramin og dikloramin ble forandret. Antallene er rapportert som Logiotransformasjoner av platetallene. Det mest effektive forholdet mellom monokloramin og dikloramin var i området 9:1 (monokloramin til dikloramin) til 2:1 (monokloramin til dikloramin).

Tabell 2 viser resultatene av effektivitetstesting av valgte forhold mellom monokloramin og dikloramin. Celler ble eksponert for den indikerte konsentrasjonen av monokloramin (MCA) og/eller dikloramin (DCA) i 20 minutter før antallet overlevende celler ble talt.

Dette eksempel viser at apparatet og fremgangsmåtene beskrevet her kan anvendes for å forandre forholdene mellom aktive ingredienser i den synergistiske blandingen på en slik måte at nevnte blanding kan optimaliseres for anvendelse som et biocid avhengig av karakteristikaene til væsken som skal behandles.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å produsere en vandig løsning som inneholder en synergistisk kombinasjon av monohaloamin og dihaloamin biocid for å kontrollere vekst av mikroorganismer i et vandig system,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter a) å la en ammonium- eller en aminkilde komme i kontakt med et halogenert oksideringsmiddel i vann i mengder av hver som er effektive til å produsere monohaloamin, og b) å redusere pH for å omdanne en ønsket del av monohaloaminet til dihaloamin.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat ammonium- eller aminkilden er ammoniakk, ammoniumhydroksid eller et ammoniumsalt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat ammoniumsaltet er valgt fra gruppen som består av aluminiumammoniumsulfat, ammoniumacetat, ammoniumbikarbonat, ammoniumbifluorid, ammoniumbromid, ammoniumkarbonat, ammoniumklorid, ammoniumcitrat, ammoniumfluorid, ammoniumj odid, ammoniummolybdat, ammoniumnitrat, ammoniumoksalat, ammoniumpersulfat, ammoniumfosfat, ammoniumsulfat, ammoniumsulfid, treverdig jernammoniumsulfat, toverdig jernammoniumsulfat og kombinasjoner av dem.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat aminkilden er valgt fra gruppen som består av polyaminer, primære aminer, sekundære aminer, cykliske aminer, bicykliske aminer, oligocykliske aminer, alifatiske aminer, aromatiske aminer, primære og sekundære nitrogeninneholdende polymerer og kombinasjoner av dem.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat aminkilden er valgt fra gruppen som består av dimetylamin, etanolamin, etylendiamin, dietanolamin, trietanolamin, dodecyletanolamin, heksdecyletanolamin, oleinsyreetanolamin, trietylentetramin, dibutylamin, tributylamin, glutamin, dilaurylamin, distearylamin, talg-metylamin, koka-metylamin, n-acetylglukosamin, difenylamin, etanolmetylamin, diisopropanolamin, n-metylanilin, n-heksyl-n-metylamin, n-heptyl-n-metylamin, n-oktyl-n-metylamin, n-nonyl-n-metylamin, n-decyl-n-metylamin, n-dodecyl-n-metylamin, n-tridecyl-n-metylamin, n-tetra-decyl-n-metylamin, n-benzyl-n-metylamin, n-fenyletyl-n-metylamin, n-fenylpropyl-n-metylamin, n-alkyl-n-etylaminer, n-alkyl-n-hydroksyetylaminer, n-alkyl-n-propylaminer, n-propylheptyl-n-metylamin, n-etylheksyl-n-metylamin, n-etylheksyl-n-butylamin, n-fenyletyl-n-metylamin, n-alkyl-n-hydroksypropylaminer, n-alkyl-n-isopropylaminer, n-alkyl-n-butylaminer og n-alkyl-n-isobutylaminer, n-alkyl-n-hydroksyalkylaminer, hydrazin, urea, guanidiner, biguanidiner og kombinasjoner av dem.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat det halogenerte oksideringsmidlet er valgt fra gruppen som består av klor, hypokloritt, hypoklorsyre, klorinerte isocyanurater, brom, hypobromitt, hypobromsyre, bromklorid, halogenerte hydantoiner og kombinasjoner av dem.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat ammonium- eller aminkilden er ammoniumsulfat og det halogenerte oksideringsmidlet er et hypoklorittsalt.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det halogenerte oksideringsmidlet er et klorinert oksideringsmiddel og pH'en i trinn b) er justert inntil forholdet mellom monokloramin og dikloramin er 200:1 til 1:100.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedat mengden av monokloramin, basert på aktivt nivå, er i området fra 0,01 til ca. 10.000 mg/l som Cb basert på volumet av det vandige systemet som blir behandlet og mengden av dikloramin, på en aktivt nivå basis, er i området fra 0,01 til 10.000 mg/l som Cia basert på volumet til det vandige systemet som blir behandlet.