NO751693L - - Google Patents

Description

"Framgangsmåte til rensing av vann"

Denne oppfinnelse angår rensing av vann og arør spesielt' , en fremgangsmåte hvorved renset vann eller drikkevann fremstilles av vann som er forurenset med suspenderte faste stoffer og som kan inneholde mikroorganismer som er skadelige for mennesker og dyr.

Siaturlig vann, for eksempel fra innsjøer og elver, må underkastes on komplisert flltreringsprosess og kjemisk behandling, vanligvis m©d klor, hvorved suspenderte faste stoffer og skadelige mikroorganismar kan fjernes og vannet bli egnet som drikkevann.

Mango ikke-industrlaliserte land med en økonomi soia over-veiende er basert på jordbruk, mangler behandlingsanlegg for vann øom kan forsyne befolkningen med betryggende rent vann. Dette kan også være tilfelle endog 1 industrialiserte land når det gjelder, områder som ligger langt fra større befolkningssentra og industri. Under slike omstendigheter må befolkningen bruke vann som tas direkte fra/elver, innsjøer og brønner etc, med den helsemessige risiko som dermed følger.

Det kan også være Ønske&ig at vann for jordbruks- og industriello formål kunne tas direkte fra én elv eller en innsjø, men dette vanskeliggjøres eller er upraktisk på grunn av den mengde fine, suspenderte stoffer som er i vannet.

Slike stoffer Vil ofte bare meget langsomt synke under tyngdekraftens virkning, og forsøk på å filtrere dem har hurtig ført til tlltetning av filtrene. Det er også fare for Ciltetning av de pumper som brukes til å pumpe vannet fra kilden til anvendel-ses stedet, og også tiltetning av tynne rør og små åpninger, for eksempel i spredere som utgjør en del av angjeldende system i jord-bruket eller industrien. Det er også ønskelig at vannet fcenseo for mikroorganismer, for eksempel alger, som kan bevirke slimet vekst 1

rørledninger og føre til tiltetning av dyser, spredere ete.

Det ble funnet at forurenset vann praktisk talt kan renses for suspenderte faste stoffer og samtidig delvis eller fullstendig for mikroorganismer ved tilsetning av visse polymere biguanider.til vannet.

X henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte til rensing av vann som er forurenset med suspenderte faste stoffer og mikroorganJsner, og fremgangsmåten går hovedsakelig ut på at man til det forurensede larm nn tilsetter et polymert biguanid eller et salt derav i tilstrekkelig mengde til å utfnokke og utfelle praktisk talt alt suspendert fast stoff og å drepe iallfall noen av mikroorganismene, hvilket polymert biguanid i form av den frie base har gjentatt forekommende polymer enheter representert ved formelen

hvor x og Y, som kan være like eller forskjellige, representerer henholdsvis bindeleddene -(CH2)n- og -{CH2)m-, n og ra har verdier fra 3 til 12, eller X og Y representerer andre bindeledd i hvilke, tatt under ett, det totale antall karbonatomer som direkte er innskutt mellom parene av nitrogenatomer som er sammenknyttet av x og Y, er fra 10 til 16, og hvor det polymere biguanid omfatter en blanding av polymere i hvilke de enkelte polyraerkjeder har forskjellig lengde, idet antallet av de enkelte polymerenheter regnet sammen i hvilken som helst polymerkjede er fra 3 til 80, og hvor gruppene som avslutter polymerkjedeneå hvilke grupper kan være like eller forskjellige, er valgt blant

hvor R. er hydrogen ellar et substituert eller

usubstituert alifatisk, cykloalifatisk, aralifatisk eller aromatisk hydrokarbonradikal inneholdende 1-18 karbonatomer, og R2er et substituert eller usubstituert alifatisk, cykloalifatisk, aralifatisk eller aromatisk hydrokarbonradikfcl inneholdende 1-18 karbonatomer.

Bindeleddene eller bro-gruppene X og Y kan bestå av poly-metylen-kjeder, eventuelt avbrutt av heteroatomer, for eksempel ok-sygen, svovel eller nitrogen, x og Y kan også innbefatte cykliske kjerner som kan vaere mettet eller umettet, 1 hvilket tilfelle antallet av karbonatomer som er direkte innskutt mellom parene av nitrogenatomer forbundet via x og Y, regnes øom innbefattende det seg-ment av den cykliske gruppe eller grupper som er kortest. Antallet av karbonatomer som er direkte innskutt mellom nitrogenatomené i gruppen

i

er således 4 og ikke 8.

Eksempler på de polymere biguanider som kan anvendes, er angitt nedenfor, hvor hver forbindelse er definert ved de toverdige bro-radikalor x og Y i den generelle formalt

Det foretrukne polymere biguanid til bruk ifølge oppfinnelsen er poly(heksametylenbiguanid).

Dette materiale anvendes fortrinnsvis ifform av hydroklo-ridsaltet, som hensiktsmessig anvendes som en 20 vekt%'s vandig løsning (det vil si 100 vektdeler av løsningen inneholdende 20 vektdeler av det aktive middel).

Polymere biguanider kan fremstilles ved omsetning av et bisdicyandiamid med formelen

med et diamin H2N-Y-*lH2, hvor x og Y har samme betydning som ovenfor% eller ved omsetning av et di&minsalt av dicyanimid med formelen med et diamin H2N-Y-NH2hvor X og Y har samme betydning som ovenfor. Disse fremgangsmåter er henholdsvis beskrevet i engelsk patent nr. 702 268 og nr. 1 152 243, og hvilket som helst av de der beskrevne polymere biguanider kan anvendes i henhold til oppfinnelsen. De polymere biguamider som fremstilles ifølge en av de ovenfor beskrevne prosesser, vil ha polymerkjeder som avsluttes enten av en aminohydroklorid-gruppe eller av en ,. i ■; =' ■_•■'..".• ' ' polymerkjedenes endestående grupper kan være like eller forskjellige. De oolvmere biauanider som er helt eller delvis avsluttet av en i/ — gruppe (i det tilfelle at bare en ende <&v en polymérkjéde er avsluttet av den nevnte gruppe, vil den andra enden være avsluttet av en aminohydroklorié-gruppe eller av en ; gruppe) fremstilles ved omsetning av 1 mol dicyanimid eller én ek-vivalent mengde av et metallsalt derav med ca. 0,5 mol av et diamin med foraslen H2N-x-NH2 og omsetning av det således erholdte produkt med en blanding av et diamin med formelen H2N-Y-NH2og et monoamin med formelen R^ R^ SB, hvor X, Y, R, og R2har samme betydning som ovenfor. Fremstillingen av disse kjedestoppede polymere biguanider ;er fullstendig baskrevet i britisk patent nr. 1 167 249. Den grad ;i hvilken det polymere biguanid er avsluttet av ; ; grupper, avhanger av de relative andeler av diaminet HgK-Y-^Hj°$monoaæiflet R^R^iaa som anvendes, og ved & variere denne andel kan man fremstille produkter hvor polymerkjadene er hovedsakelig fullstendig avsluttet av de nevnte grupper, eller hvor polymerkjedene i gjennomsnitt er bare delvis avsluttet på denne måte. ;Det er kjent at polymere biguanider har kraftige antibakterielle egenskaper og således hennaer veksten av sopp. De er imidlertid ikke tidligere blitt vist å bevirke utfnokking av suspenderte faste stoffer i vann. Som et resultat av denne kombina-sjon av antibakterielle og utfnokkende egenskaper kan urent, forurenset vann omdannes til vann som er egnet som drikkevann ved tilsetning av en passende mengde av et polymert biguanid. Det vil for- 1 stås at mengden av polymert biguanid som man må tilsatte til vannet for å utfelle suspenderte faste stoffer og gjøre vannet egnet som drikkevann, vil avhenge av forurensningsgraden. Det er således ønskelig at vann som inneholder en høy konsentrasjon av suspenderte ;faste stoffer» først får stå i noen tid slik at de groveste partikler får bunnsette seg, hvoretter bare det således klarede vann inneholdende meget fine partikler behandles, ellers vil den nødvendige mengde polymert biguanid være unødig stor med økte behandlingskost-nader til følge. Av ovennevnte grunner er det ikke mulig å defi-nere med noen større nøyaktighet den mengde polymert biguanid som behøves for behandling av en gitt vannmengde. Som en grov rettled-ning er det blitt funnet at meget små konsentrasjoner av biguanidet, for eksempel så lite som 0,001?$ eller endog 0,0001 vekt%©v vannet kan være tilstrekkelig til å rense vannet for suspenderte stoffer og bakterier ved lave forurensningsnivåer, mens en noe større mengde, for eksempel 0,02-0,2%, kan være nødvendig for å sikre at levedyk-tige bakterior ikke foreligger i det behandlede vann. Under eksep- ;sjonelle omstendigheter kan det imidlertid være nødvendig å tilsette opp til 1% av et polymert biguanid for fremstilling av fullstendig , klart, bakteriefritt vann ut fra en sterkt forurenset vannkilde. ;Etter at det polymere biguanid er tilsatt til det forurensede vann, gis blandingen henstand inntil iallfall det meste av de faste stoffer er utfelt og alle bakterier er drept. Det resul-terende rensede vann blir så fortrinnsvis fraskilt fra. sedimentet ved en hensiktsmessig fremgangsmåte, for eksempel ved dekantering, ved hjelp av hevert eller ved filtrering, utfnokkingen av suspenderte faste stoffer i vannet som behandles'méd et polymert biguanid, vil i regelen skje hurtig, og under de gunstigste forhold kan ut-fellingen være fullstendig i løpet av 15 minutter. Kår det gjelder vann som er forurenset av suspendert leire, kan det imidlertid være påkrevet med meget lengre tid, og fullstendig utfelling vil kanskje ikke kunne oppnås i løpet av rimelig tid. Det vil forstås at vann ;kan renses for bakterier og således være tilfredsstillende som drikkevann selv om det fremdeles inneholder spor av suspenderte faste stoffer . Hvis man bare ønsker å rense vannet for suspenderte faste stoffer, idet bakterieinnholdet kan være av sekundær betydning, så kan det være tilstrekkelig med en behandling med polymert biguanid så ;kortvarig som 15 minutter. Hvis fullstendig rensing for bakterier er det primære hensyn, så vil det være nødvendig med en behandling på 1-24 timer, alt etter den konsentrasjon av polymert biguanid som anvendes. En kortvarig behandling som bare tar sikte på utfelling av fast stoff, har selvsagt noen virkning også for vannets bakterieinnhold. En slik kortvarig behandling vil vanligvis klare og rense ;forurenset vann så meget at det vil være akseptabelt for direkte av-løp til en elv. Det således erholdte vann vil vanligvis inneholde spor av det polymere biguanid som har vært anvendt i prosessen, men disse forbindelser er meget lite giftige for pattedyr, og vannet kan trygt drikkes.uten at man risikerer skadelige virkninger, vannet inneholder fortrinnsvis ikke mer enn 200 deler pr. million av sådant gjenværende polymert biguanid. ;Den foreliggende oppfinnelse gjør det også mulig at vann som allerede har vært anvendt for et annet formål, kan brukes som drikkevann. Således kan vann som eksempelvis har vært brukt til -vasking av matvarer så som poteter, gulrøtter eller salat, og som følgelig er sterkt forurenset msd suspendert jord og bakterier, omdannes til drikkevann 1 henholdttil den foreliggende fremgangsmåte. Skjønt polymere biguanider er utmerkede utfnokkingsmidler for suspenderte faste stoffer i vann, kan de, om det ønskes, anvendes sammen med andre ugiftigs utfnokkingsmidler når forholdene tilsier dette. ;Oppfinnelsen illustreres ved de følgende eksempler, hvor de angitte deler og prosentangivelser er på vektbaoio. ;Eksempel 1 ;Ca. 50 deler jord ble rystet i 1500 deler vann inntil vannet bie synlig uklart. Etter at de tyngre jordpartikler hadde bunnsatt seg, ble 1000 deler vann inneholdende meget fint partik-kelformig materiale som ikke bunnsatte seg, fjernet ved dekantéring og oppdelt i 5 separate prøver a 200 deler. En 20 vekt%*s vandig løsning av polylfclAksame^len-foigua-nidX-hydroklorld ble tilsatt til 4 av prøvene i mengder på henholdsvis5%, 1%, 0, 1% og 0,01%, svarende tii konsentasjoner av virksomt,

middel i prøvene på henholdsvis 1%, 0, 2%. 0,02% og 0,002%. Den femte, ubehandlede prøven ble anvendt som kcntrcilpr^ve. Alle prø-vene ble hensatt ved romtemperatur l 16 timer og ble deretter under-søkt med hensyn til uklarhet og totalt bakterieinnhold. De erholdte resultater er gjengitt i den følgende tabells

Disse resultater viser at 0,2% poly(heksametylen-biguanid)-hydroklorid effektivt virker til å klare vannet og drepe bakteriene.

Eksempel 2

> Vannprøver som separat var anvendt til vasking av purre, salat og gulrøtter, ble behandlet med en 20 vekt%'o vandig løsning av poly(heksam@tylen-biguanid)-hydroklorid i mengder på 0,1%, 0,05%, '•0,02%, 0,01% og 0,005%, svarende til konsentrasjoner av virksomt

middel i vannprøvene på henholdsvis 0,02%, 0,01%, 0,004%, 0,002% og 0,001%. Prøver av ubehandlet vaskevann ble anvendt som kon-trollprøver.

I hvert tilfelle ble en 0,05 ml dråpe av vannat tatt fra hver prøv© og plassert på tørr potet-^tekotrooe-agar-økåler. Disse ble inkubert natten oves:(16 timer) ved 25°C og deretter undersøkt med hensyn til vekst av mikroorganismer. Resultatene var som føl-gers

Forklarings ingenbakterievekst

+ » bakterlevekst

Det vil ses av disse resultater at vann som var brukt til vasking av purre og salat, ble tilfredéotillende desinfisert ved hjelp av 0,001% polymert biguanidhydroklorid, og at vann som var anvendt til.vasking av gulrøtter, ble tilfredsstillende desinfisert ved hjelp av 0,004% polymert bibuanidhydroklorid.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til rensing av vann som er forurenset med suspenderte faste stoffer og mikroorganismer,karakterisert vedat man til det forurensede vann tilsetter et polymert biguanid eller et salt derav i en tilstrekkelig mengde til å utfnokke og utfelle hovedsakelig alt suspendert fast stoff og å drepe i det minste en del av mikroorganismene, hvilket biguanid i form av den frie base har gjentatt forekommende polymerenheter representert ved formelen:

hvor X og Y, som kan være like eller forskjellige, henholdsvis re- a presenterer bro-grupper -(CH2)n~og~(CH2)ra~'n°9m har verdier fra 3 til 12,' eller X og Y representerer andre bro-grupper i hvilke, begge medregnet, det totale antall karbonatomer som direkte er innskutt mellom parene av nitrogenatomer sammenbundet ved X og Y, er fra 10 til 16, og hvor det polymere biguanid omfatter en blanding av polymerer hvor de enkelte polymerkjeder har forskjellig lengde, idet antallet av polymerenheter

sammenregnet i hvilken som helst polymerkjede er fra 3 til 80, og hvor de grupper som avslutter polymerkjedene, hvilke grupper kan være like eller forskjellige, velges blant

hvor er hydrogen eller et substituert eller usubstituert alifatisk, cykloalifatisk, aralifatisk eller aromatisk hydrokarbonradikal inneholdende 1-18 karbonatomer, og R2er et substituert eller usubstituert alifatisk, cykloalifatisk, aralifatisk eller aromatisk hydrokarbonradikal inneholdende 1-18 karbonatomer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det rensede vann skilles fra det utfelte faste stoff.

3.Fremgangsmåte ifølge krav•1 eller 2,karakterisert vedat det polymere biguanid er polyj(heksametylenbiguanid) .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisertvad at poly(heksametylen-biguanidet) anvendes ifform av hydroklo-ridsaltet.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4,karakterisert vedat det polymere biguanid tilsettes til det forurensede vann i en konsentrasjon på 0,0001-1,0 vekt% basert på vannets vekt.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at det polymere biguanid tilsettes til vannet i en konsentrasjon på 0,02-0,2 vekt%.