專利名稱：防止形成淤泥的組合物和防止形成淤泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于防止形成淤泥(slime)的組合物和防止形成淤泥的方法。更具體地講，本發(fā)明涉及一種加入少量就可用于在冷卻水系、熱存儲(chǔ)水系、紙張和紙漿制造工藝中的水系、用于收集粉塵的水系和洗滌器水系中有效地防止由淤泥所引起的事故的組合物及使用該組合物的方法。
背景技術(shù)：
由于水資源不足，在冷卻水系、紙張和紙漿制造工藝中的水系、用于收集粉塵的水系和洗滌器水系中，水被高度利用。例如，在敞式循環(huán)冷卻水系的高度濃縮的操作中，強(qiáng)制鼓風(fēng)的量降低。當(dāng)如上述實(shí)例中所示的水被高度利用時(shí)，水質(zhì)由于溶解鹽類和營養(yǎng)物的濃縮而降低，并由包含如細(xì)菌、真菌和藻類的微生物、沙和粉塵形成淤泥。當(dāng)形成淤泥時(shí)，換熱器的熱效率降低，水流受到抑制。設(shè)備和管道在覆蓋有附著淤泥的部分發(fā)生局部腐蝕。
為防止由諸如上述那些淤泥所引起的事故，已經(jīng)有人提議使用各種抗微生物劑。例如，在日本專利申請(qǐng)公開Showa 41(1966)-15116中，公開了一種抑制凈化水流中微生物生長的方法，該方法包括將次氯酸鹽溶液與氨基磺酸溶液混合以使這些化合物反應(yīng)并形成包含有N-氯代氨基磺酸鹽的反應(yīng)產(chǎn)物溶液，之后將形成的溶液供應(yīng)到用于處理的水流中。當(dāng)冷卻水的高度利用進(jìn)一步繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，由淤泥所引起的事故也會(huì)進(jìn)一步增加，因此需要加入更高濃度的抗微生物劑。但是，當(dāng)使用氧化性抗微生物劑時(shí)，由于會(huì)增加金屬銹蝕的可能性，所以使所加入的試劑濃度增加是很困難的。此外，因?yàn)檠趸钥刮⑸飫┎荒芎芎玫貪B透到淤泥中，因此盡管氧化能力很強(qiáng)，然而，一旦事故發(fā)生，它很難抑制由淤泥所引起的事故。
在日本專利申請(qǐng)公開Heisei 7(1995)-206609中，提議將牛磺酸氯胺等作為包含有含鹵素和氮作為有效成分的新型殺菌劑。因?yàn)橛袡C(jī)殺菌劑具有小的氧化能力或根據(jù)沒有氧化能力，并能強(qiáng)有力地滲透到淤泥中，因此，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)可以抑制由淤泥所引起的事故。但是，對(duì)于各種選定的試劑來說，其對(duì)淤泥的構(gòu)成要素如細(xì)菌、真菌和藻類的有效譜不同。此外，這種試劑的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧化性抗微生物劑，并且處理成本也顯著增加。
因此，希望有一種用于防止形成淤泥的試劑和方法，這種試劑在少量使用的情況下對(duì)于淤泥的所有構(gòu)成要素如細(xì)菌、真菌和藻類都有效，甚至在由淤泥所引起的嚴(yán)重事故條件下也能如此，并且可以以很低的成本防止淤泥形成。
發(fā)明公開本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種使用少量組合物就可用于在冷卻水系、熱存儲(chǔ)水系、紙張和紙漿制造工藝中的水系、用于收集粉塵的水系和洗滌器水系中有效地防止由淤泥所引起的事故的組合物及方法。
為了克服上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過深入的研究，發(fā)現(xiàn)氯基氧化劑在包含有氯基氧化劑、氨基磺酸化合物、和陰離子聚合物或膦酸化合物中的一種的組合物中能保持穩(wěn)定，并且對(duì)于淤泥的構(gòu)成要素如細(xì)菌、真菌和藻類顯示出優(yōu)良的防止形成淤泥的作用。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供(1)一種用于防止形成淤泥的組合物，其包括氯基氧化劑，氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物和膦酸化合物的化合物；(2)根據(jù)(1)的用于防止形成淤泥的組合物，其中所述陰離子聚合物的重均分子量為500-50,000；(3)根據(jù)(1)的用于防止形成淤泥的組合物，其中所述組合物的pH值為12或更高，該組合物包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉和(d)至少一種固體濃度為0.5-4重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為0.5-4重量％的膦酸化合物；每一濃度均用以組合物的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；(4)根據(jù)(1)的用于防止形成淤泥的組合物，其中所述組合物包括組分A，其包括氯基氧化劑且pH值為12或更高，所述組分A包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉，上述每一濃度均用以組分A的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；和組分B，其包括(d)至少一種固體濃度為10-60重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為10-60重量％的膦酸化合物，上述每一濃度均用以組分B的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；(5)根據(jù)(3)的用于防止形成淤泥的組合物，其中陰離子聚合物的重均分子量在500-50,000范圍內(nèi)，所述陰離子聚合物是至少一種選自聚馬來酸，聚丙烯酸，丙烯酸和2-羥基-3-烯丙氧基丙烷磺酸的共聚物，丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的共聚物，丙烯酸和異戊二烯磺酸的共聚物，丙烯酸和甲基丙烯酸2-羥基乙酯的共聚物，丙烯酸、甲基丙烯酸2-羥基乙酯和異丙烯磺酸的共聚物，馬來酸和戊烯的共聚物，馬來酸和異丁烯的共聚物，前述陰離子聚合物的堿金屬鹽和前述陰離子聚合物的堿土金屬鹽的化合物；(6)根據(jù)(1)的用于防止形成淤泥的組合物，其中氯基氧化劑是至少一種選自氯氣，堿金屬次氯酸鹽，堿金屬亞氯酸鹽和堿金屬氯酸鹽的化合物；(7)根據(jù)(1)的用于防止形成淤泥的組合物，其中氨基磺酸化合物是至少一種選自氨基磺酸，N-甲基氨基磺酸，N，N-二甲基氨基磺酸，N-苯基氨基磺酸，前述氨基磺酸的堿金屬鹽，前述氨基磺酸的堿土金屬鹽，和前述氨基磺酸的銨鹽的化合物；(8)根據(jù)(1)的用于防止形成淤泥的組合物，其中膦酸化合物是至少一種選自1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸，2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸，羥基膦?；宜?，次氮基三亞甲基膦酸，乙二胺-N，N，N′，N′-四亞甲基膦酸，前述膦酸的堿金屬鹽，和前述膦酸的堿土金屬鹽的化合物；(9)一種用于在水系中防止形成淤泥的方法，該方法包括向所述水系中加入一種用于防止形成淤泥的組合物，該組合物包括氯基氧化劑，氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物和膦酸化合物的化合物；(10)根據(jù)(9)的用于防止形成淤泥的方法，其中用于防止形成淤泥的組合物的pH值為12或更高，該組合物包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉和(d)至少一種固體濃度為0.5-4重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為0.5-4重量％的膦酸化合物；每一濃度均用以所述組合物的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；(11)根據(jù)(9)的用于防止形成淤泥的方法，其中用于防止形成淤泥的組合物包括組分A，其包括氯基氧化劑且pH值為12或更高，所述組分A包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉，上述每一濃度均用以組分A的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；和組分B，其包括(d)至少一種固體濃度為10-60重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為10-60重量％的膦酸化合物，上述每一濃度均用以組分B的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；和(12)根據(jù)(9)的用于防止形成淤泥的方法，其中所述水系是冷卻水系、熱存儲(chǔ)水系、紙張和紙漿制造工藝中的水系、用于收集粉塵的水系或洗滌器水系中的任意一種。
附圖簡述


圖1示出表明用于實(shí)例和對(duì)比實(shí)施例的設(shè)備圖。
圖1中的標(biāo)記具有以下含義。
1水槽2循環(huán)泵3塔器4儲(chǔ)存試劑的儲(chǔ)槽
5用于試劑的泵6閥實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施方案用于防止形成淤泥的組合物包括氯基氧化劑，氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物和膦酸化合物的化合物。用于防止形成淤泥的方法包括向水系中加入氯基氧化劑，氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物和膦酸化合物的化合物。
用于本發(fā)明的氯基氧化劑的實(shí)例包括氯氣；堿金屬次氯酸鹽如次氯酸鈉、次氯酸鉀，堿土金屬次氯酸鹽如次氯酸鈣和次氯酸鋇，堿金屬亞氯酸鹽如亞氯酸鈉、亞氯酸鉀，堿土金屬亞氯酸鹽如亞氯酸鋇及其他金屬的亞氯酸鹽如亞氯酸鎳；以及氯酸鹽如氯酸銨，堿金屬氯酸鹽如氯酸鈉、氯酸鉀，和堿土金屬氯酸鹽如氯酸鈣和氯酸鋇。氯基氧化劑可以單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用。在上述試劑當(dāng)中，由于易于操作，優(yōu)選次氯酸鹽。
用于本發(fā)明的氨基磺酸化合物是由以下通式[1]表示的化合物 或其鹽。
在通式[1]中，R1和R2表示氫原子或具有1-8個(gè)碳原子的烴基。由通式[1]表示的氨基磺酸化合物的實(shí)例包括式中R1和R2均表示氫原子的氨基磺酸，N-甲基氨基磺酸，N，N-二甲基氨基磺酸和N-苯基氨基磺酸。用于本發(fā)明的氨基磺酸化合物的鹽的實(shí)例包括堿金屬鹽如鈉鹽和鉀鹽，堿土金屬鹽如鈣鹽、鍶鹽、鋇鹽和鎂鹽，及其他金屬鹽如銅鹽、鋅鹽、鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、銨鹽和胍鹽。
優(yōu)選用于本發(fā)明的陰離子聚合物，其重均分子量在500-50,000范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1,000-30,000范圍內(nèi)，最優(yōu)選在1,500-20,000范圍內(nèi)。
能形成用于本發(fā)明的陰離子聚合物的單體的實(shí)例包括不飽和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸；不飽和羧酸的鹽如堿金屬鹽，包括鈉鹽和鉀鹽或堿土金屬鹽，包括鈣鹽和鎂鹽；和不飽和羧酸的酸酐如馬來酸酐。這些單體可以用于均聚、兩種或多種共聚或者一種或多種與一種或多種其他的可共聚單體共聚。其他的可共聚單體的實(shí)例包括不飽和醇、不飽和羧酸的酯，烯烴和具有磺酸基的單體。不飽和醇的實(shí)例包括烯丙醇和甲基烯丙醇。不飽和羧酸的酯的實(shí)例包括丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸羥基乙酯和甲基丙烯酸羥基乙酯。烯烴的實(shí)例包括異丁烯，正丁烯，二異丁烯和戊烯。具有磺酸基的單體的實(shí)例包括乙烯基磺酸，2-羥基-3-烯丙氧基-1-丙磺酸，異戊烯磺酸和苯乙烯磺酸。用于本發(fā)明的陰離子聚合物的實(shí)例包括聚馬來酸，聚丙烯酸，丙烯酸和2-羥基-3-烯丙氧基丙烷磺酸的共聚物，丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的共聚物，丙烯酸和異戊二烯磺酸的共聚物，丙烯酸和甲基丙烯酸2-羥基乙酯的共聚物，丙烯酸、甲基丙烯酸2-羥基乙酯和異丙烯磺酸的共聚物，馬來酸和戊烯的共聚物，馬來酸和異丁烯的共聚物，前述陰離子聚合物的堿金屬鹽和陰離子聚合物的堿土金屬鹽。水中陰離子聚合物的濃度為固體含量1mg/L或以上，優(yōu)選3mg/L或以上。用于本發(fā)明的膦酸化合物的實(shí)例包括1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸，2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸，羥基膦酰基乙酸，次氮基三亞甲基-膦酸和乙二胺-N，N，N′，N′-四亞甲基膦酸或前述酸的鹽。膦酸的鹽的實(shí)例包括堿金屬鹽如鋰鹽、鈉鹽和鉀鹽；和堿土金屬鹽如鎂鹽和鈣鹽。膦酸的鹽可以是正鹽，其中作為酸特性組分的氫原子完全被取代；或酸式鹽，其中保留有一些作為酸組分的氫原子。膦酸和膦酸的鹽可以單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用。水中膦酸化合物的濃度為固體含量1mg/L或以上，優(yōu)選3mg/L或以上。
用于防止形成淤泥的組合物的形式?jīng)]有特別的限定，可以是例如一體試劑(one-part agent)，其中包括所有的氯基氧化劑，一種氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物與膦酸化合物中的化合物；或是由兩部分組成的試劑，這種試劑形式由包括所述組分的兩個(gè)部分組成。由兩部分組成的試劑的實(shí)例包括這樣一種試劑，其由A-部分與B-部分組成，其中A-部分包括氯基氧化劑和氨基磺酸化合物，B-部分包括陰離子聚合物或膦酸化合物。
當(dāng)所述試劑是一體試劑時(shí)，優(yōu)選通過加入堿如氫氧化鈉和氫氧化鉀將其pH值調(diào)節(jié)到12或更高，更優(yōu)選為13或更高，以保持氯基氧化劑的穩(wěn)定性。當(dāng)所述試劑是由兩部分組成的試劑時(shí)，優(yōu)選將含有氯基氧化劑的那部分的pH值調(diào)節(jié)到12或更高，更優(yōu)選為調(diào)節(jié)到13或更高，原因相同。
在用于防止形成淤泥的組合物的一體試劑的一個(gè)實(shí)施方案中，組合物的pH值為12或以上，并包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％，優(yōu)選3-6重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％，優(yōu)選4.5-7重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％，優(yōu)選7.5-15重量％的氫氧化鈉和(d)至少一種固體濃度為0.5-4重量％，優(yōu)選1.5-3重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為0.5-4重量％，優(yōu)選1.5-3重量％的膦酸化合物；每一濃度均用以組合物的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；在用于防止形成淤泥的組合物的由兩部分組成的試劑的實(shí)施方案中，組合物包括組分A，其包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％，優(yōu)選3-6重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％，優(yōu)選4.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％，優(yōu)選7.5-15重量％的氫氧化鈉，上述每一濃度均用以組分A的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；和組分B，其包括(d)至少一種固體濃度為10-60重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為10-60重量％的膦酸化合物，上述每一濃度均用以組分B的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示。
當(dāng)使用本發(fā)明的用于防止形成淤泥的組合物和方法時(shí)，甚至當(dāng)組合物的用量少得不能獲得抗菌作用時(shí)，也可以顯示出優(yōu)良的防止淤泥附著和防止淤渣聚集的作用。當(dāng)如常規(guī)方法中那樣，巴氏滅菌或消毒為處理目的時(shí)，必須加入非常大濃度的試劑。淤泥是附著于管道和換熱器傳熱管上的包含有微生物群和諸如沙與粉塵的無機(jī)物的混合物的污垢。淤渣是聚集在水槽底部和換熱器隔板上的包含有微生物群和諸如沙與粉塵的無機(jī)物的混合物的污垢。淤泥的附著和淤渣的聚集被認(rèn)為按如下方式進(jìn)行。無機(jī)顆粒如垢、沙、粉塵以及腐蝕產(chǎn)物的生長和聚集與微生物的生長和聚集同時(shí)進(jìn)行，而細(xì)小懸浮物質(zhì)的尺寸卻逐步增加。無機(jī)顆粒被夾雜到由微生物形成的粘性物質(zhì)中，即發(fā)生所謂的生物絮凝，并發(fā)生淤泥的附著和淤渣的聚集。當(dāng)使用本發(fā)明用于防止形成淤泥的組合物和方法時(shí)，認(rèn)為在用于抑制生物絮凝的組分和表現(xiàn)出分散無機(jī)物和通過螯合效應(yīng)隔離無機(jī)物的作用的組分之間顯示出協(xié)同效應(yīng)，并可以有效地防止淤泥的附著和淤渣的聚集。本發(fā)明用于防止形成淤泥的組合物和方法可以有利地用于冷卻水系，紙張和紙漿制造工藝中的水系，用于用于收集粉塵的水系和洗滌水體系中。
實(shí)施例以下將更具體地參考如下實(shí)施例來描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明不局限于所述實(shí)施例。
圖1示出表明用于實(shí)例和對(duì)比實(shí)施例的設(shè)備圖。從裝盛15升水的水槽1中，試驗(yàn)用水以10升/分鐘的速度通過塔器3并通過循環(huán)泵2返回到水槽1中。在塔器3中，一塊由合成橡膠制成、表面積為40cm2的試驗(yàn)盤安置在支承桿上，用來測(cè)定附著的淤泥的量。
在水槽4中，儲(chǔ)存有預(yù)先制備的用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體，它們通過試劑泵5以5毫升/分鐘的速度轉(zhuǎn)移到水槽1中，用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體是通過向經(jīng)過活性炭柱脫氯的自來水中加入氯化鈣和碳酸氫鈉制備的，這樣使得鈣硬度為150毫克CaCO3/升，酸耗量(pH值4.8)為150毫克CaCO3/升。作為微生物的營養(yǎng)物，加入100毫克/升檸檬酸。向所得到的溶液中，加入試驗(yàn)試劑并通過加入氫氧化鈉而將pH值調(diào)節(jié)到8.5。
試驗(yàn)開始時(shí)，把污垢加入到水槽1內(nèi)的水中，使得水的混濁度為50。使用從用于Chiba區(qū)域工業(yè)用水的過濾器排出的循環(huán)性洗滌的濃縮液體作為污垢。將污垢加入到水槽1中，其量相當(dāng)于在試驗(yàn)開始之后48小時(shí)和96小時(shí)時(shí)混濁度為25的量。
在試驗(yàn)開始后48小時(shí)、72小時(shí)和120小時(shí)，分別測(cè)定循環(huán)水中微生物的數(shù)目和循環(huán)水的混濁度。試驗(yàn)開始后120小時(shí)時(shí)，取出附著在塔器3中的合成橡膠試驗(yàn)盤。在分離出附著于試驗(yàn)盤上的淤泥并在105℃干燥至恒重之后，測(cè)定淤泥的重量，得到所附著淤泥的量。
打開水槽1底部的閥6，在試驗(yàn)開始后120小時(shí)除去水槽1中的水。然后再次關(guān)閉閥6。向水槽1中加入200毫升純水，使用刷子使聚集在水槽底部的污垢懸浮。打開閥，排出形成的懸浮液。使用離心機(jī)分離出污垢并在105℃干燥至恒重之后，測(cè)定污垢的重量，得到所聚集淤渣的量。
作為試驗(yàn)試劑的部分A，使用由40重量％的有效氯濃度為12重量％的次氯酸鈉水溶液、8重量％的氨基磺酸、10重量％的氫氧化鈉和42重量％的水組成的混合液體。該混合液體是通常用作防止形成淤泥的試劑的溶液。作為所述試劑的部分B，使用陰離子聚合物或膦酸。
對(duì)比實(shí)施例1不用試驗(yàn)液體作為補(bǔ)充，而使用如下制備的水作為補(bǔ)充。向經(jīng)過活性炭層脫氯的自來水中加入氯化鈣和碳酸氫鈣，使得鈣硬度為150毫克CaCO3/升，酸耗量(pH值4.8)為150毫克CaCO3/升，加入100毫克/升檸檬酸作為微生物的營養(yǎng)物；并通過加入氫氧化鈉將所制備的水的pH值調(diào)節(jié)到8.5。試驗(yàn)進(jìn)行120小時(shí)。
48小時(shí)后，循環(huán)水中的微生物數(shù)為1.7×105，72小時(shí)后為1.2×105，120小時(shí)后為1.3×105。48小時(shí)后循環(huán)水的混濁度為3.5，72小時(shí)后為2.1，120小時(shí)后為2.8。120小時(shí)后，附著的淤泥的量為20.0毫克/dm2，聚集的淤渣的量為94.4毫克。
實(shí)施例1向用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，加入試驗(yàn)試劑的部分A，其量使得有效氯的濃度為5毫克/升，和加入聚馬來酸[GREAT LAKESCHEMICAL Company制造；BELCLENE；重均分子量2,730]作為試驗(yàn)試劑的部分B，其量使得固體組分的濃度為5毫克/升，試驗(yàn)進(jìn)行120小時(shí)。
48小時(shí)后循環(huán)水中的微生物數(shù)為2.8×106，72小時(shí)后為2.4×107，120小時(shí)后為3.2×107。48小時(shí)后循環(huán)水的混濁度為9.5，72小時(shí)后為10.2，120小時(shí)后為12.2。120小時(shí)后，附著的淤泥的量是1.0毫克/dm2，防止淤泥附著的百分?jǐn)?shù)是95.0％，聚集淤渣的量是5.2毫克，防止淤渣聚集的百分?jǐn)?shù)為94.5％。
實(shí)施例2根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是使用馬來酸-異丁烯共聚物[KURARAY Co.，Ltd.制造；ISOBAN；重均分子量10,800]而不是聚馬來酸作為組分B。
實(shí)施例3根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是使用丙烯酸-羥基烯丙氧基丙烷磺酸共聚物[NIPPON SHOKUBAI Co.，Ltd.制造；AQUARICK GL；重均分子量10,700]而不是聚馬來酸作為組分B。
實(shí)施例4根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是使用1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸[MONSANTO Company制造；DEQUEST 2010]而不是聚馬來酸作為組分B。
實(shí)施例5根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是使用2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸[BAYER Company制造；BAYHIBIT AM]而不是聚馬來酸作為組分B。
實(shí)施例6根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是使用羥基膦?；宜醄GREAT LAKES Company制造；BELCORE 575]而不是聚馬來酸作為組分B。
對(duì)比實(shí)施例2根據(jù)實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是將試驗(yàn)試劑的部分A單獨(dú)加入到用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，使得有效氯的濃度為5毫克/升。
48小時(shí)后循環(huán)水中的微生物數(shù)為1.4×105，72小時(shí)后為2.2×106，120小時(shí)后為28×106。48小時(shí)后循環(huán)水的混濁度為5.7，72小時(shí)后為5.4，120小時(shí)后為5.7。120小時(shí)后，附著的淤泥的量是8.7毫克/dm2，防止淤泥附著的百分?jǐn)?shù)是56.5％，聚集淤渣的量是35.5毫克，防止淤渣聚集的百分?jǐn)?shù)為62.4％。
對(duì)比實(shí)施例3根據(jù)對(duì)比實(shí)施例2相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是加入部分A，使得有效氯的濃度為10毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例4根據(jù)實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是將作為試驗(yàn)試劑的部分B的馬來酸-異丁烯共聚物[KURARAY Co.，Ltd.制造；ISOBAN]單獨(dú)加入到用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，使得固體組分的濃度為5毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例5根據(jù)對(duì)比實(shí)施例4相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是加入馬來酸-異丁烯共聚物[KURARAY Co.，Ltd.制造；ISOBAN]，使得固體組分的濃度為10毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例6根據(jù)實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是將作為試驗(yàn)試劑的部分B的丙烯酸-羥基丙烯氧基丙烷磺酸共聚物[NIPPONSHOKUBAI Co.，Ltd.制造；AQUARICK GL]單獨(dú)加入到用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，使得固體組分的濃度為5毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例7根據(jù)對(duì)比實(shí)施例6相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是加入丙烯酸-羥基丙烯氧基丙烷磺酸共聚物[NIPPON SHOKUBAI Co.，Ltd.制造；AQUARICK GL]，使得固體組分的濃度為10毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例8根據(jù)實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是將作為試驗(yàn)試劑的部分B的1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸[MONSANTO Company制造；DEQUEST 2010]單獨(dú)加入到用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，使得固體組分的濃度為5毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例9根據(jù)對(duì)比實(shí)施例8相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是加入1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸[MONSANTO Company制造；DEQUEST 2010]，使得固體組分的濃度為10毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例10根據(jù)實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是將作為試驗(yàn)試劑的部分B的2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸[BAYER Company制造；BAYHIBIT AM]單獨(dú)加入到用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，使得固體組分的濃度為5毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例11根據(jù)對(duì)比實(shí)施例10相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是加入2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸[BAYER Company制造；BAYHIBIT AM]，使得固體組分的濃度為10毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例12根據(jù)實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是將作為試驗(yàn)試劑的部分B的羥基膦?；宜醄GREAT LAKES Company制造；BELCORE 575]單獨(dú)加入到用于補(bǔ)充的試驗(yàn)液體中，使得固體組分的濃度為5毫克/升。
對(duì)比實(shí)施例13根據(jù)對(duì)比實(shí)施例12相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)，不同之處是加入羥基膦?；宜醄GREAT LAKES Company制造；BELCORE 575]，使得固體組分的濃度為10毫克/升。
實(shí)施例1-6和對(duì)比實(shí)施例1-13中附著的淤泥和聚集的淤渣的測(cè)量結(jié)果示于表1。循環(huán)水中微生物的數(shù)目示于表2，循環(huán)水的混濁度示于表3。
表1


表2


表3


如表1所示，當(dāng)比較實(shí)施例1-6的結(jié)果和對(duì)比實(shí)施例1的結(jié)果時(shí)(在實(shí)施例1-6中，使用部分A與部分B的組合，其中部分A包括次氯酸鈉和氨基磺酸，其量使得有效氯的濃度為5毫克/升，部分B包括陰離子聚合物或膦酸，其量使得固體組分的濃度為5毫克/升；而對(duì)比實(shí)施例1中沒有加入用于防止形成淤泥的試劑)，在實(shí)施例1-6中，淤泥的附著量和淤渣的聚集量兩者都小于對(duì)比實(shí)施例的十分之一，且防止淤泥附著的百分?jǐn)?shù)和防止淤渣聚集的百分?jǐn)?shù)兩者都超過90％。如表2所示，在實(shí)施例1-6中，甚至當(dāng)循環(huán)水中微生物的數(shù)目相對(duì)大且用于防止形成淤泥的試劑的濃度不在顯示殺微生物作用的范圍內(nèi)時(shí)，也能顯示出防止淤泥附著和防止淤渣聚集的作用。如表3所示，在實(shí)施例1-6中，沒有發(fā)生懸浮物的絮凝，并且甚至當(dāng)循環(huán)水的混濁度相對(duì)大且循環(huán)水中存在的懸浮物量相對(duì)大時(shí)，也可以防止懸浮物作為淤泥附著或作為淤渣聚集。
在對(duì)比實(shí)施例2(其中，加入的部分A的量使得有效氯濃度為5毫克/升，且沒有加入部分B)中，防止淤泥附著和防止淤渣聚集的百分?jǐn)?shù)兩者都約為60％。甚至當(dāng)在對(duì)比實(shí)施例3中部分A的量增加到10毫克/升時(shí)，防止淤泥附著和防止淤渣聚集的百分?jǐn)?shù)也都為約80％。因此，可以表明，實(shí)施例1-6中部分A和部分B的組合使用顯示出協(xié)同效應(yīng)。在對(duì)比實(shí)施例2和3中，循環(huán)水的混濁度比實(shí)施例1-6中要小一些，這表明，殘余在水中的懸浮物量較少，而發(fā)生絮凝和作為淤泥附著、作為淤渣聚集的懸浮物則較多。
在對(duì)比實(shí)施例4-13(其中，加入單獨(dú)包括陰離子聚合物或膦酸的部分B，其量使得固體組分的濃度為5毫克/升或10毫克/升，且沒有加入部分A)中，防止淤泥附著和防止淤渣聚集的百分?jǐn)?shù)兩者都很小。因此，可以表明，實(shí)施例1-6中部分A和部分B的組合使用顯示出協(xié)同效應(yīng)。在對(duì)比實(shí)施例4-13中，防止淤渣聚集的效果比防止淤泥附著的效果差。在對(duì)比實(shí)施例4-13中，循環(huán)水的混濁度小于實(shí)施例1-6和對(duì)比實(shí)施例2和3，這表明，殘余在水中的懸浮物的量較小。
如表2所示，在對(duì)比實(shí)施例1中，循環(huán)水中的微生物的數(shù)目與對(duì)比實(shí)施例2、4和8中循環(huán)水的微生物數(shù)目沒有實(shí)質(zhì)上的差異，這表明，當(dāng)單獨(dú)加入部分A使得有效氯的濃度為5毫克/升或單獨(dú)加入部分B使得固體組分的濃度為5毫克/升時(shí)不顯示殺微生物作用。事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明，在根據(jù)通用的通用方法不能得到有效的殺微生物作用的低濃度下，也能顯示優(yōu)良的防止淤泥附著和淤渣聚集的作用，這一事實(shí)表明，甚至當(dāng)不顯示殺微生物作用時(shí)，也可以防止由微生物形成粘性物質(zhì)和通過改變活性發(fā)生生物絮凝。也認(rèn)為，通過分散效應(yīng)和具有密封性能的組分的聯(lián)用可以得到協(xié)同效應(yīng)。
實(shí)施例7制備由40重量％的有效氯濃度為12重量％的次氯酸鈉水溶液、8重量％的氨基磺酸、10重量％的陰離子聚合物或膦酸、其余為氫氧化鈉和水組成的組合物。通過改變氫氧化鈉的量調(diào)節(jié)組合物的pH值。將制得的組合物保存在在40℃恒溫并避光的容器中。組合物儲(chǔ)存預(yù)定時(shí)間后測(cè)定有效氯的濃度。
為了測(cè)定有效氯的濃度，使用HACH公司制造的剩余氯量計(jì)和專門用于該測(cè)定法的試劑。GREAT LAKES CHEMICAL Company制造的BELCREN(重均分子量2730)用作聚馬來酸。KURARAY Co.，Ltd.制造的ISOBAN(重均分子量10,800)用作馬來酸-異丁烯共聚物。NIPPON SHOKUBAI Co.，Ltd.制造的AQUARICK GL(重均分子量10,700)用作丙烯酸-羥基丙烯氧基丙烷磺酸共聚物。MONSANTOCompany制造的DEQUEST 2010用作1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸。BAYER Company制造的BAYHIBIT AM用作2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸。GREATLAKES Company制造的BELCORE 575用作羥基膦?；宜帷?br> 結(jié)果示于表4。在次氯酸鈉水溶液中，在pH值為14時(shí)，1個(gè)月后，殘余的有效氯的濃度僅僅為約60％，3個(gè)月后為約20％。相反，以上制備的組合物當(dāng)pH值具有很高的值時(shí)顯示出優(yōu)良的穩(wěn)定性。證實(shí)，在pH值為12的情況下，3月后殘余的有效氯差不多為50％，在pH值為13或以上時(shí)，為90％或以上。也證實(shí)，組合物在pH值為11時(shí)非常不穩(wěn)定。如上所述，包括氯基殺微生物試劑、氨基磺酸化合物或其鹽和選自陰離子聚合物、膦酸和膦酸鹽的化合物的試劑的穩(wěn)定性取決于pH值，并且在pH值為12或更大時(shí)可以得到非常優(yōu)良的穩(wěn)定性。
表4


工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明用于防止形成淤泥的組合物和方法，通過加入用量小得以致于不顯示殺微生物作用的組合物，可以防止淤泥附著在管道、換熱器和各種設(shè)備中，也可以有效地防止淤渣聚集在水槽和換熱器的隔板上。因此，可以在各種水系中防止由淤泥附著和淤渣聚集所引起的事故，并顯著降低清洗所需的成本。
權(quán)利要求
1.一種用于防止形成淤泥的組合物，其包括氟基氧化劑，氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物和膦酸化合物的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于防止形成淤泥的組合物，其中所述陰離子聚合物的重均分子量為500-50,000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于防止形成淤泥的組合物，其中所述組合物的pH值為12或更高，該組合物包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉和(d)至少一種固體濃度為0.5-4重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為0.5-4重量％的膦酸化合物；每一濃度均用以組合物的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的用于防止形成淤泥的組合物，其中所述組合物包括組分A，其包括氯基氧化劑且pH值為12或更高，所述組分A包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉，上述每一濃度均用以組分A的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；和組分B，其包括(d)至少一種固體濃度為10-60重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為10-60重量％的膦酸化合物，上述每一濃度均用以組分B的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的用于防止形成淤泥的組合物，其中陰離子聚合物的重均分子量在500-50,000范圍內(nèi)，所述陰離子聚合物是至少一種選自聚馬來酸，聚丙烯酸，丙烯酸和2-羥基-3-烯丙氧基丙烷磺酸的共聚物，丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的共聚物，丙烯酸和異戊二烯磺酸的共聚物，丙烯酸和甲基丙烯酸2-羥基乙酯的共聚物，丙烯酸、甲基丙烯酸2-羥基乙酯和異丙烯磺酸的共聚物，馬來酸和戊烯的共聚物，馬來酸和異丁烯的共聚物，前述陰離子聚合物的堿金屬鹽和前述陰離子聚合物的堿土金屬鹽的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的用于防止形成淤泥的組合物，其中氯基氧化劑是至少一種選自氯氣，堿金屬次氯酸鹽，堿金屬亞氯酸鹽和堿金屬氯酸鹽的化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的用于防止形成淤泥的組合物，其中氨基磺酸化合物是至少一種選自氨基磺酸，N-甲基氨基磺酸，N，N-二甲基氨基磺酸，N-苯基氨基磺酸，前述氨基磺酸化合物的堿金屬鹽，前述氨基磺酸化合物的堿土金屬鹽，和前述氨基磺酸化合物的銨鹽的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的用于防止形成淤泥的組合物，其中膦酸化合物是至少一種選自1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸，2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸，羥基膦酰基乙酸，次氮基三亞甲基膦酸，乙二胺-N，N，N′，N′-四亞甲基膦酸，前述膦酸的堿金屬鹽，和前述膦酸的堿土金屬鹽的化合物。
9.一種用于在水系中防止形成淤泥的方法，該方法包括向所述水系中加入一種用于防止形成淤泥的組合物，該組合物包括氯基氧化劑，氨基磺酸化合物和一種選自陰離子聚合物和膦酸化合物的化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用于防止形成淤泥的方法，其中用于防止形成淤泥的組合物的pH值為12或更高，該組合物包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉和(d)至少一種固體濃度為0.5-4重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為0.5-4重量％的膦酸化合物；每一濃度均用以所述組合物的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的用于防止形成淤泥的方法，其中用于防止形成淤泥的組合物包括組分A，其包括氯基氧化劑且pH值為12或更高，所述組分A包括(a)有效氯的濃度為1-8重量％的次氯酸鈉，(b)1.5-9重量％的氨基磺酸，(c)2.5-20重量％的氫氧化鈉，上述每一濃度均用以組分A的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示；和組分B，其包括(d)至少一種固體濃度為10-60重量％的陰離子聚合物或至少一種固體濃度為10-60重量％的膦酸化合物，上述每一濃度均用以組分B的總重量為基礎(chǔ)計(jì)算的百分比表示。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的用于防止形成淤泥的方法，其中所述水系是冷卻水系、熱存儲(chǔ)水系、紙張和紙漿制造工藝中的水系、用于收集粉塵的水系或洗滌器水系中的任意一種。
全文摘要
公開了一種用于防止形成淤泥的組合物，其包括氯基氧化劑、氨基磺酸化合物、陰離子聚合物或膦酸化合物中的一種，和一種用于防止形成淤泥的方法，其包括向水系中加入所述組合物。使用少量這種組合物就可在冷卻水系、熱存儲(chǔ)水系、紙張和紙漿制造工藝中的水系、用于收集粉塵的水系和洗滌器水系中有效地防止由淤泥所引起的事故。
文檔編號(hào)A01N59/00GK1655676SQ0381166
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月22日
發(fā)明者常木孝男, 永井直宏, 守田聰, 內(nèi)田隆彥 申請(qǐng)人:栗田工業(yè)株式會(huì)社