TWI424966B - 一種生產安定之氧化型殺生物劑之裝置 - Google Patents

Description

一種生產安定之氧化型殺生物劑之裝置 【著作權聲明】

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本發明係關於一種安定之氧化型殺生物劑之生產及用於該生產之裝置。本發明具有數個該裝置之具體態樣，但本發明有兩個主要具體態樣：就地生產(in situ production)及遠距生產(remote production)。事實上該氧化型殺生物劑係呈更安定的形式令其可進行生產、儲存及運送。本發明證實用於生產一安定及功能性氯胺(用作一安定之氧化型殺生物劑實例)之裝置，其可令氯胺用於水處理系統中及種類廣泛之其他處理系統中以作為無快速降解之殺生物組成物。

本文所描述之本發明係關於生產一生物積垢控制劑之裝置。本發明基礎係一種提供反應物組成物及利用濃縮反應物生產之條件以將兩種液體溶液由其特有化學形式轉化成另一具有已變殺生物性質者的裝置。

整個世界係存在許多不同類型之工業用水系統。工業用水系統存在以致必要化學、機械及生物程序得以進行以達到所需結果。積垢可能發生在經目前可用之最佳水處理方案處理之工業用水系統中。為達本專利申請案之目的，”積垢(fouling)”係定義為”任何有機或無機物質沈積在表面上”。

若這些工業用水系統係未經微生物積垢控制處理，則其將變成厚積垢。積垢對工業用水系統有負面影響。例如，嚴重礦物水垢(無機物質)將累積在水接觸表面上及任何結垢處，其係微生物生長之理想環境。

積垢係藉由多種機制，包括空載及水載及水形成污染物的沈積、水淤塞、程序滲漏及其他因素而發生。若令其進行，則該系統可能承受操作效率降低、過早的設備故障、生產力損失、產物品質損失及與微生物積垢相關之健康相關風險提高。

積垢亦可因微生物污染而發生。工業用水系統中微生物污染的來源有多種並可包括(但不限於)空載污染、水補給、程序滲漏及未經適當清理之設備。這些微生物體可在用水系統之任何濕潤或半濕潤表面上建立微生物群落。一旦這些微生物族群係存在於主體水中，超過99%存在於水中之微生物將以生物膜形式存在於所有表面上。

當該等微生物群落於該表面上逐漸形成，自微生物體所分泌之胞外聚合物係有助於生物膜之形成。這些生物膜係複雜的生態系統，其建立一濃縮滋養劑並提供生長保護之構件。生物膜可加速結垢、腐蝕及其他積垢程序。生物膜不僅使系統效率降低，其亦提供一可能包含病原菌之微生物增長的極佳環境。因此，重要的係將生物膜及其他積垢程序降低至最大程度而可最大化程序效率並最小化源自水載病原菌之健康相關風險。

數項因素係造成生物積垢的問題並主宰其程度。水溫；水pH；有機及無機滋養劑、生長條件如需氧或厭氧條件且在某些狀況下，陽光的存在與否皆可扮演重要角色。這些因素亦幫助決定何種類型之微生物體可能存在於水系統中。

如早先所述般，生物積垢可能造成不想要的程序干擾並因此必須控制之。在工業程序中可利用許多不同的方法控制生物積垢。最普遍使用的方法係將殺生物化合物施用於該程序用水中。所施用的殺生物劑可為氧化或非氧化本質。由於數項不同因素如經濟及環境考量，故以氧化型殺生物劑為佳。氧化型殺生物劑如氯氣、次氯酸、溴衍生殺生物劑及其他氧化型殺生物劑係廣泛用於工業用水系統之處理中。

一項建立氧化型殺生物劑之效能的因素係組分在該水基質內的存在性，其將構成一”需氯量”或氧化型殺生物劑需求量。”需氯量”係定義為藉由水中物質還原或者轉化成氯之惰性形式之氯量。耗氯物質包括(但不限於)微生物體、有機分子、氨及胺基衍生物、硫化物、氰化物、可氧化陽離子、紙漿木質素、澱粉、糖、油、水處理添加劑像水垢及腐蝕抑制劑等。在水及生物膜中微生物生長促成水之需氯量及待處理系統之需氯量。發現慣用氧化型殺生物劑在含有高需氯量之水中，包括厚污泥係無效的。此類水通常係推薦使用非氧化型殺生物劑。

氯胺係有效的且一般係用於對氧化型殺生物劑如氯存在高需求量的情況中或用於由”氧化型”生殺物劑之持久性獲益的情況下。生活用水系統係逐漸增加以氯胺處理。氯胺一般係在游離氯與水中所存在之氨或加入水中之氨反應時形成。文件已證明用於生產氯胺有多種不同方法。氯與氮來源間之反應的特定主要參數決定所製得殺生物化合物之安定性及效能。該等上述方法係依賴預形成該等反應物之稀溶液，接著預形成其組合以生產氯胺溶液。該等反應物係呈氨鹽(硫酸鹽、溴化物或氯化物)形式之胺來源及呈氣體形式或與鹼土金屬(Na或Ca)組合之Cl－提供者(氯提供者)。而且，所述方法係依賴藉由在高pH下添加反應物或藉由另外添加鹼性溶液控制該反應混合物之pH。必須立即將因此製得之消毒劑餵入待處理系統中，因為該消毒劑快速降解。該消毒劑溶液係在待處理系統外產生，然後餵入該水性系統中以進行處理。先前所述用於處理液體以控制生物積垢之方法發生一嚴重問題，即活性殺生物成分係化學不安定的並快速分解，結果使pH快速下降。此殺生物成分快速降解造成效能損失。亦觀察到活性殺生物成分的pH因殺生物組分快速分解而不曾>8.0(參考US5976386)。

發明摘述

本發明描述下列主要態樣：1.一種適當製備一安定之氧化型殺生物劑的裝置。

2.一種裝置，其可以遠距生產或就地生產方式生產一氧化型殺生物劑。

3.一種生產一安定之氧化型殺生物劑而不需在組合前稀釋該反應組分之方法。

4.所生成之該安定之氧化型殺生物劑係氯胺。

發明詳述

藉由參考下列圖式可更加了解上文，其中該等圖式係希望說明進行本發明之方法且不欲限制本發明範疇。

本發明關於一種生產安定之氧化型殺生物劑10之裝置10包含第一進料管線12、第二進料管線14、第三進料管線15、攪拌器16及產物出口17。本發明之第三進料管線15係用於將反應構件及反應物供入該裝置中以生產該安定之氧化型殺生物劑。第三進料管線15係用於反應構件中，其較佳係水，最佳係該系統之驅動水。該驅動水可衍生自待氧化型殺生物劑處理之程序。

在本發明另一具體態樣中，用於生產安定之氧化型殺生物劑之裝置10包含第一進料管線12、第二進料管線14、攪拌器16及產物出口17。第一進料管線12及第二進料管線14係用於運送用於生產安定之氧化型殺生物劑的反應物。該等本發明具體態樣一般包含下列組件，因此下列描述係與所有具體態樣有關。

本發明之攪拌器16較佳係一線內混合器，其中該混合物最佳係靜態的。本發明之產物出口17係與待處理程序直接連接以提供就地生產氧化型殺生物劑或可與儲存裝置連接以儲存氧化型殺生物劑以供後續使用。本發明亦可具有與待處理程序流體連接之產物出口17以提供就地生產該氧化型殺生物劑。

以裝置10生產之較佳安定殺生物劑係安定之氯胺。通過用於生產安定氯胺之第一進料管線12及第二進料管線14的反應物係濃縮氯來源及濃縮胺來源。

應了解目前本文所述之較佳具體態樣之各種改變及改良將為熟諳此技者顯而易見的。可進行此類改變及改良而無悖離本發明精神及範疇且無損其預定優勢。因此，預期此類改變及改良係由所附申請專利範圍所涵蓋。

10．．．裝置

12．．．第一進料管線

14．．．第二進料管線

15．．．第三進料管線

16．．．攪拌器

17．．．產物出口

圖1係一裝置具體態樣之示意圖。

圖2係另一裝置具體態樣之示意圖。

10．．．裝置

12．．．第一進料管線

14．．．第二進料管線

15．．．第三進料管線

16．．．攪拌器

17．．．產物出口

Claims (33)

1. 一種生產安定之氧化型殺生物劑之裝置，其包括：(i)第一進料管線，(ii)第二進料管線，(iii)第三進料管線，(iv)攪拌器，及(v)產物出口。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中第一、第二及第三進料管線運送該等反應構件及反應物以生產該安定之氧化型殺生物劑。
3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中第三進料管線係用於反應構件。
4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該反應構件係水。
5. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該反應構件亦為該系統之驅動水。
6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該驅動水係衍生自待該氧化型殺生物劑處理之程序。
7. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該攪拌器係一線內混合器。
8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中該線內攪拌器係靜態的。
9. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該產物出口係與待處理程序直接連接以提供就地生產該氧化型殺生物劑。
10. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該產物出口係與儲存裝置流體連接。
11. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該產物出口係與待處理程序流體連接以提供就地生產該氧化型殺生物劑。
12. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該安定之氧化型殺生物劑係氯胺。
13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該反應物係濃縮氯來源及濃縮胺來源。
14. 一種生產安定之氯胺之裝置，其包括：(i)第一進料管線，(ii)第二進料管線，(iii)第三進料管線，(iv)攪拌器，及(v)安定之氯胺出口。15.如申請專利範圍第14項之裝置，其中第一、第二及第三進料管線係用於供應反應構件、氯來源及胺來源以生產該安定之氯胺。
15. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該氯來源及胺來源係以濃縮形式使用。
16. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中第三進料管線係用於反應構件中。
17. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中該反應構件係水。
18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中該反應構件亦為該系統之驅動水。
19. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中該驅動水係衍生自待安定之氯胺處理之程序。
20. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中該攪拌器係一線內(inline)混合器。
21. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該線內攪拌器係靜態的。
22. 如申請專利範圍第20項之裝置，其中該產物出口係與待處理程序直接連接以提供就地生產該安定之氯胺。
23. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中該產物出口係與儲存裝置流體連接(fluid connection)。
24. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中該產物出口係與待處理程序流體連接以提供就地生產該安定之氯胺。
25. 一種生產安定之氧化型殺生物劑之裝置，其包括：(i)第一進料管線，(ii)第二進料管線，(iii)攪拌器，及(iv)安定之氧化型殺生物劑出口。
26. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中第一及第二進料管線係用於供應用於生產該安定之氧化型殺生物劑的反應物。
27. 如申請專利範圍第27項之裝置，其中該等反應物係以濃縮形式使用。
28. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該攪拌器係一線內混合器。
29. 如申請專利範圍第29項之裝置，其中該線內攪拌器係靜態的。
30. 如申請專利範圍第29項之裝置，其中該產物出口係與儲存裝置流體連接。
31. 如申請專利範圍第29項之裝置，其中該產物出口係與待處理程序流體連接。
32. 如申請專利範圍第32項之裝置，其中該安定之氧化型殺生物劑係氯胺。
33. 如申請專利範圍第33項之裝置，其中該等反應物係濃縮氯來源及濃縮胺來源。