專利名稱：使生物和膠體淤積最小化的方法和組合物的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及使生物和膠體淤積(fouling)最小化的一些組合物和方法。本發(fā)明進一步涉及使在使用分離膜的含水體系中的生物和膠體淤積最小化的組合物和方法。這種含水體系一般具體體現(xiàn)在，包括但不限于納米過濾、超過濾、微過濾，特別是反滲透法中。在使生物和膠體淤積最小化方面，本發(fā)明的組合物顯示具有意想不到的功效。
反滲透(RO)法是商業(yè)、工業(yè)以及家庭液體純化體系中經(jīng)常使用的方法。RO法可以純化含有溶解和未溶解雜質(zhì)的液體。使需要純化的液體通過RO膜。通過反滲透膜收集“透過液”，作為純化后的液體，而將剩余的液體或“濃縮物”丟棄或進一步處理。成功實施RO法的障礙是膠體分散物和生物淤積的累積。
可以將生物淤積當(dāng)作是影響RO法的最后的也是主要的未解決的問題。這是因為，今天所使用的最普通的RO膜不能承受氯或其它氧化性的殺生物劑。由于這種原因，氯通常必須從這些系統(tǒng)的進料液流中除去。但是，沒有剩余的氯存在，微生物會很快地繁殖并且在膜表面生物淤積。迄今的工業(yè)處理方法，要么忽略這種問題并接受因生物淤積而導(dǎo)致的高運行成本，要么在這些設(shè)備中添加非氧化性的殺生物劑。據(jù)估算，生物淤積的成本總計可以高達每生產(chǎn)1000加侖RO透過液為0.25美元。這種高成本使通過非氧化性殺生物劑進行的生物淤積控制從經(jīng)濟上講具有吸引力。
然而，很多目前可得到的非氧化性殺生物劑都存在大量的缺點。具體地講，非氧化性殺生物劑已知是高毒性的；同RO膜不兼容；與其它處理化學(xué)品或原料水中的成分發(fā)生不需要的副反應(yīng)；和/或?qū)ο掠蔚奶幚碛胁焕绊懀惯^量的殺生物劑在那里通過RO膜。
因此，本領(lǐng)域需要一種能夠克服這些和其它問題的殺生物組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種新穎的方法和組合物，以使生物和膠體淤積最小化，優(yōu)選不具有上述所討論的一種或多種缺點。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分可從說明書中理解，或通過本發(fā)明的實施例中了解到。本發(fā)明的優(yōu)點將通過本發(fā)明的方法和組合物，特別是通過說明書和權(quán)利要求書中所指出的方法和組合物來認識到和實現(xiàn)。
如具體指出的和廣泛討論的那樣，為實現(xiàn)本發(fā)明的這些或其它優(yōu)點以及本發(fā)明的目的，本發(fā)明涉及一種組合物，該組合物包括至少一種陰離子防垢劑(antiscalant)和至少一種帶有正電荷的殺生物劑。所述的陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑，以任何可以有效控制或使膠體和/或生物淤積最小化的量存在。
本發(fā)明還涉及一種控制在使用了分離膜的含水體系中的膠體和/或生物淤積的方法。該方法包括將包含至少一種陰離子防垢劑和至少一種陽離子殺生物劑的制劑，引入至含水體系中分離膜的上游，并且按控制或降低該含水溶液中膠體和/或生物淤積的有效量引入。
應(yīng)當(dāng)理解，前面的概述和后續(xù)的詳述都是示例性和示范性的，其目的都是為要求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋。


圖1和2是FSD TFCL膜與四羥甲基鏻(THPS)和聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)之間的兼容性試驗圖。
圖3是RO試驗的歸一化的透過液流量-時間圖。
圖4是RO試驗的歸一化的鹽通量-時間圖。
圖5是RO試驗的壓差-時間圖。
圖6是膦酸鹽加上四羥甲基硫酸鏻(THPS)試驗的歸一化的透過液流量-時間圖。
圖7是膦酸鹽加上四羥甲基硫酸鏻(THPS)試驗的歸一化的鹽通量-時間圖。
圖8是膦酸鹽加上四羥甲基硫酸磷(THPS)試驗的壓差-時間圖。
圖9是膦酸鹽加上四羥甲基硫酸鏻(THPS)試驗的細菌計數(shù)-時間圖。
圖10是聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)試驗的歸一化的透過液流量-時間圖。
圖11是聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)試驗的歸一化的鹽通量-時間圖。
圖12是聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)試驗的壓差-時間圖。
圖13是聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)試驗的細菌計數(shù)-時間圖。
圖14是歸一化的聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)流量與歸一化的四羥基甲基硫酸鏻(THPS)流量圖。
圖15是歸一化的四羥甲基硫酸鏻(THPS)的性能數(shù)據(jù)圖。
圖16是聚酰胺膜對陽離子表面活性劑的反應(yīng)圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種用于最小化或控制生物淤積和/或膠體淤積的組合物或制劑，其中包含至少一種防垢劑和至少一種帶有正電荷的殺生物劑。
本發(fā)明的組合物或制劑可以有利地用于含水體系中，該含水體系至少使用了一種分離膜，如反滲透膜。所述的組合物或制劑是在該含水體系中所使用的分離膜的上游點引入的。優(yōu)選該使用了分離膜的含水體系還使用了至少一預(yù)過濾器，所述的預(yù)過濾器設(shè)置在分離膜的上游。如果存在一預(yù)過濾器，那么本發(fā)明的組合物或制劑可以在預(yù)過濾器的上游引入，或者在預(yù)過濾器和分離膜之間的任何位置引入。本發(fā)明的組合物或制劑可以以單一的制備好的制劑形式引入，或者以制劑的組分的形式分別加到含水體系中，只要該組分是在分離膜的上游加入的就可以。將本發(fā)明的組合物和制劑用于分離含水溶液如水的體系中是有好處的，因為本發(fā)明的制劑能夠控制淤積，如生物和/或膠體淤積，這種淤積存在于分離系統(tǒng)中，對包括膜淤積的分離膜基本上沒有阻礙和/或有害作用。這種有害作用包括但不限于透過液流量和脫鹽作用的損失。
使用本發(fā)明的組合物是可行的并且有利的，因為它們是用帶有正電荷的殺生物劑制成的，這樣的殺生物劑與分離膜系統(tǒng)如RO膜，特別是聚酰胺RO膜以及相關(guān)的化學(xué)膜等意想不到地兼容，所述的化學(xué)膜包括但不限于納米過濾、超過濾和微過濾中使用的膜。以前認為帶有正電荷的表面活性劑與分離膜不兼容，因為帶有正電荷的表面活性劑與分離膜發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致膜淤積。但是，本發(fā)明使用了一種適用于分離膜(包括RO膜)的帶有正電荷的殺生物劑，并更適宜地避免或控制了膜淤積。
所述的陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑，可以按可有效地最小化、控制或防止生物和/或膠體淤積的任意量加入。有效處理可根據(jù)所使用的含水體系的變化而變化。盡管可以使用任意有效量的陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑，但是優(yōu)選陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑按約0.1∶1至約5∶1的重量比加入，更優(yōu)選為約O.5∶1至約3∶1，最優(yōu)選約0.7∶1至約1.3∶1。本領(lǐng)域的技術(shù)人員看到本公開之后，可以依據(jù)常規(guī)方法確定陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑在一具體應(yīng)用中的最佳用量。
關(guān)于加到本發(fā)明組合物中的陰離子防垢劑，其可以是具有抗淤積性能的任何陰離子防垢劑成分，如陰離子聚合物或化合物。這種防垢劑的實例包括但不限于1-羥基乙烷-1，1-二膦酸(HEDP)，氨基三(亞甲基膦酸)(ATMP)，二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)(DETPMP)，2-羥乙基亞氨基雙亞甲基膦酸(HEBMP)，聚丙烯酸及其衍生物以及它們的鹽。該防垢劑優(yōu)選為膦酸(鹽)基的防垢劑。也可以將兩種或多種防垢劑組合起來使用。防垢劑按防止、最小化或控制含水體系中淤積的量加入。防垢劑的優(yōu)選加入量為約5％至約70％，更優(yōu)選約10％至約30％，最優(yōu)選約15％至約25％，所述的加入量是以所加入的陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑的總重量為基礎(chǔ)的。典型的膦酸基防垢劑可以包括但不限于1-羥基乙烷-1，1-二膦酸(HEDP)，二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)(DETPMP)，氨基三(亞甲基膦酸)(ATMP)，2-羥乙基亞氨基雙(亞甲基膦酸)(HEBMP)，六亞甲基二胺(五亞甲基膦酸鹽)，鉀鹽(HMDTMP)，雙(六亞甲基)三胺(五亞甲基膦酸)(BHMTPMP)，亞磷酸(PA)，或它們的任意組合。上面列出的膦酸鹽基防垢劑，可商購于Albright andWilson，Solutia或Mayo。
關(guān)于殺生物劑，其優(yōu)選為一種帶有正電荷的殺生物劑。優(yōu)選，帶有正電荷的殺生物劑不具有疏水部分，例如沒有C8或更高的如C10-18烷基的烷基基團，或者沒有芳族基團。殺生物劑的具體實例包括但不限于四羥甲基硫酸鏻(HTPS)，聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)(WSCP)，或它們的任意組合。THSP可商購于Albright and Wilson。WSCP可商購于Buckman Laboratories International Inc.。這些帶有正電荷的殺生物劑優(yōu)選也可以用于液體純化系統(tǒng)中，因為它們的毒性低。該殺生物劑以最小化、控制或防止微生物特別是細菌出現(xiàn)或生長的量加入。優(yōu)選，殺生物劑加入量為約5％至約50％，更優(yōu)選約10％至約40％，最優(yōu)選約15％至約36％，所述的加入量是以所加入的陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑的總重量為基礎(chǔ)的(即以活性量為基礎(chǔ)的)。
本發(fā)明還涉及最小化或控制含水體系中淤積的方法，其辦法是將至少一種上述的陰離子防垢劑和至少一種上達的帶有正電荷的殺生物劑，以足夠的量引入至含水體系，以最小化或控制淤積。通常，含水體系的操作效率降低時發(fā)生淤積，這是膠體固體和/或生物生長在管道中或處理元件上逐步累積的結(jié)果。特別地，膠體固體和/或生物生長的累積逐步地建立，形成妨礙體系元件運行的垢層。
本發(fā)明可適用于各種含水體系。含水體系的具體實例包括但不限于對細菌和/或真菌性變質(zhì)和/或降解敏感的含水體系，除非采取步驟抑制這種降解和變質(zhì)。具體的例子包括紙和含紙制品的制造、金屬拋光、電力、電子、化工、石油、采礦、生物和工業(yè)水、金屬加工液、冷卻塔水、飲用水系統(tǒng)以及其它工業(yè)水系統(tǒng)中所使用的含水體系，這些含水體系用于產(chǎn)品和材料的處理和制造中。用于本發(fā)明目的的含水體系優(yōu)選為造紙廠所使用的含水體系。這些含水體系包括但不限于美國專利US5,374,357中所列舉的液體過濾系統(tǒng)，所述的美國專利整體引作本文的參考文獻。一般來說，本發(fā)明可以用于任何含水體系中，所述含水體系使用了至少一過濾用的分離膜。
通常，本發(fā)明組合物的每種組分均可以單獨地加到含水體系中，也可以先混合再加到水系中。優(yōu)選先制備包含本發(fā)明各組分的制劑，然后以單一的制劑的方式將其加到含水體系中。一般地，在制備本發(fā)明的制劑過程中，可以將上述成分簡單地混合在一起以形成制劑。然后以分散液體或固體所使用的任何方式將所述的制劑分散于含水體系中。在某些情況下，需要中和防垢劑的酸性，以防止殺生物劑的降解。例如，對于含THPS的制劑，應(yīng)向THPS中加入苛性鈉或其它類似試劑，并使其完全溶解于防垢劑溶液中，以在加入THPS之前，將pH提高至7。同樣地，需要降低某些其它殺生物劑的pH，以防止防垢劑-殺生物劑離子對從制劑中沉淀出來。優(yōu)選組合物不論是存在于單一的制劑中還是作為單獨的組分均分散在含水體系中，以便更有效地控制或抑制微生物的生長，達到防止和/或控制淤積的目的。
本發(fā)明的組合物或包含本發(fā)明組合物的制劑，通過簡單地量取該制劑并用適宜數(shù)量的水或其它適宜的介質(zhì)稀釋，以得到所要求的活性成分的任何重量百分比。
另外，本發(fā)明涉及最小化或控制含水體系中淤積的方法，其辦法是將包含至少一種防垢劑和至少一種帶有正電荷的殺生物劑的組合物加到含水體系中。特別地，本發(fā)明的組合物可用來最小化含水體系中的淤積，其中所述的含水體系中包括分離膜，如RO膜。
通常，在本方法中，組合物的組分可以以一種制劑的方式或以單獨的組分的方式加入，在某一點時，組合物存在于含水體系中。該組合物可以以加入液體或固體產(chǎn)品的任何方式加入體系中，如通過化學(xué)進料泵加入。在一優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明被用于生產(chǎn)高純或便攜水的含水體系中，其中需要滲透水中不含殺生物劑。含水體系包括那些用于紙和含紙制品的制造、金屬加工液、電力、電子、化工、石油、采礦、生物及工業(yè)廢水、冷卻塔水和飲用水系統(tǒng)中的含水體系。在這些體系中，本發(fā)明的組合物優(yōu)選在多介質(zhì)過濾之后和過濾筒過濾之前加入，所述的過濾筒過濾又在膜分離系統(tǒng)之前。
本發(fā)明還涉及一種控制含水體系中微生物生長的方法，其中包括引入如上所述的本發(fā)明的組合物，并且按至少控制一種微生物生長的有效量引入。此方法中引入組合物的步驟，與上面所描述的引入步驟相同或相似。
另外應(yīng)當(dāng)明白，“控制”(即防止或最小化或降低)至少一種類型的微生物生長的意思是，至少一種微生物的生長被抑制。換句話說，即至少一種微生物不生長或基本上不生長。“控制”至少一種微生物的生長，還可以包括維持該微生物種群于所需的水平，降低該種群至所需的水平(甚至達到檢測不到的限度，如0種群)，和/或抑制至少一種微生物的生長。于是，使用本發(fā)明組合物的體系，還可以預(yù)防微生物的侵襲和微生物所導(dǎo)致的損害或其它有害作用。此外，還應(yīng)當(dāng)明白，“控制”至少一種微生物的生長，還包括從生物靜力學(xué)上降低和/或維持一種低微生物水平，從而使得所接觸的微生物和由此導(dǎo)致的損害或其它有害作用減輕，也就是說，微生物的生長速度或侵襲速度被降低或消除。在本文中，微生物包括但不限于細菌、真菌和/或藻類，既包括酵母還包括霉菌。這些微生物的實例包括但不限于蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)、普通脫硫弧菌(Desulfovibrio vulgaris)、產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)、大腸桿菌(Escherichia coli)、黑曲霉(Aspergillusniger)、白色假絲酵母(Candida albicans)和巢狀組囊藍細菌(Anacystisnidulans)。
本發(fā)明將通過下面的實施例被進一步地闡明，所述的實施例純粹是對本發(fā)明的解釋。除非特別說明，否則，下面所列出的量均是以本發(fā)明組合物的重量為基礎(chǔ)的。
實施例在實驗室規(guī)模的系統(tǒng)中或者在RO系統(tǒng)中，對三種制劑進行研究。第一種制劑由HEDP和DETPMP組成，并且作為對照樣與兩種含膦酸鹽的殺生物劑混合物對比。這兩種混合物之一含有HEDP、DETPMP和THPS，另一個含有HEDP、DETPMP和WSCP。對這些制劑的描述如下。
步驟試驗制劑在實驗室和小規(guī)模的試驗性RO系統(tǒng)中，研究三種制劑。第一種制劑由HEDP和DETPMP組成，并且作為對照樣與兩種含膦酸鹽的殺生物劑混合物對比。這兩種混合物之一含有HEDP、DETPMP和THPS，另一個含有HEDP、DETPMP和WSCP。對這些制劑的描述如下表所示。

1ADPA-60 AW為HEDP。543-45AS為DETPMP。HEDP和DETPMP溶液分別為含60％和45％活性成分的溶液。兩種產(chǎn)品均得自Albright Wilson。
2Tolcide PS75是含75％活性成分的THPS溶液，得自Albright Wilson。
3WSCP溶液為含60％活性成分的溶液，得自Buckman實驗室。
對加到城市用水樣品中的膦酸鹽對照樣和THPS-膦酸鹽混合物，進行交叉流動淤積指數(shù)(Cross Flow Fouling Index，CFI)試驗，所述試驗用于預(yù)報反滲透原料水的膠體淤積潛能。進行這些試驗的目的是，評價該試驗制劑對膜表面的膠體淤積的影響。該方法不能用來評價WSCP混合物，因為已知WSCP中所包含的活性成分會堵塞CFI試驗中所使用的聚砜膜。
最終的篩選試驗在一小型的聚酰胺RO系統(tǒng)上進行。該系統(tǒng)在脫氯水上運行，所述的脫氯水經(jīng)JelCleer過濾之后再經(jīng)1微米的過濾筒過濾。脫氯是通過向JelCleer過濾器的原料中加入3.5ppm的偏硫酸氫鈉而實現(xiàn)的。所述的城市用水原料中含有2ppm的總氯。
所述的RO系統(tǒng)本身由2∶1排列組成，每個容器中具有一個FSD4820HR元件。濃縮物的流速通過6.3gpm(加侖/分)的鹽水-至-進料循環(huán)而維持。透過液流量維持在2.5gpm。達到75％的透過液回收率。進料水的分析結(jié)果列于下表中。

將上述這些制劑以2ppm的凈劑量，加到RO系統(tǒng)的進料中。每個試驗系列之后，用Bioclean 103A和IPA411清洗該試驗設(shè)備。
在RO試驗期間，殺生物劑通過聚酰胺膜的數(shù)量由進料、透過液和濃縮物流的TOC分析估算。這些流中的常見細菌計數(shù)也用PetriFilmTM程序進行。
使平板池(Flat sheet cell)試驗設(shè)備連接在試驗設(shè)備濃縮物壓力表測量孔上，以對THPS進行最終評價。試驗之后，取下膜樣品，進行微生物檢查。試驗設(shè)備的性能數(shù)據(jù)，用Lotus 1-2-3的電子數(shù)據(jù)表程序歸一化，該程序中包含ASTM批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化方程。
CFI結(jié)果進行FSD TFCL膜與THPS和WSCP之間的兼容性試驗。估算THPS在脫氯自來水中的活性濃度為11ppm，WSCP的活性濃度為0.6和3ppm。這些結(jié)果作圖于圖1和2中。在圖2中，0.6ppm的WSCP于點A處加入。總計3ppm的WSCP在點B處加入。
加有試驗制劑的兩種城市水源的CFI試驗結(jié)果，見下表。

在該表中，對照樣是指只加膦酸鹽。+THPS是指加了膦酸鹽和THPS。PPM添加劑是指所加入的制劑的凈濃度。所述的THPS制劑包含23％的Tolcide PS75。CFI的負變化，說明所觀察到的膠體淤積速度相對于原料水降低了。正值的意思是膠體淤積速度相對于原料水增加了。
RO結(jié)果起初，向RO系統(tǒng)的進料中加入膦酸鹽混合物，進行200小時的對照運行。在此試驗期間，進料水的濁度和CFI值平均分別為0.04NTU和-0.157。進料水的平均溫度為20℃。歸一化流量、鹽通量和壓差對時間作圖，見圖3至圖5。
對膦酸鹽加上THPS試驗的100小時運行結(jié)果所作的圖，見圖6至圖9。在試驗開始的前80小時中，活性的THPS保持在0.35ppm。對于100小時試驗的剩下時間中，THPS增加至0.7ppm。在這些試驗中，進料水的濁度和CFI值平均分別為0.02NTU和-0.162。進料水的平均溫度為22.6℃。
圖10至圖13繪制了WSCP試驗運行200小時的結(jié)果。在此試驗中，進料流中WSCP的劑量于試驗的前90個小時保持在0.35ppm的活性濃度。在隨后的32小時，只加入膦酸鹽。在余下的30小時，以3ppm的活性劑量加入WSCP(連同2ppm的凈膦酸鹽溶液一起加入)。在這些試驗中，進料水的濁度和CFI值平均分別為0.01NTU和-0.145。進料水的平均溫度為26.3℃。
最后進行137小時的THPS試驗，以幫助確定WSCP試驗期間所觀察到的淤積是否是由WSCP導(dǎo)致或由其它因素導(dǎo)致的。圖14繪出了歸一化的THPS試驗透過液流量對WSCP試驗結(jié)果的圖。進料水的濁度和CFI結(jié)果平均分別為0.04NTU和-0.134。進料水的平均溫度為29.8℃。
對照樣、THPS和WSCP的進料、透過液和濃縮物的TOC分析結(jié)果見下表。

在最后的THPS試驗系列中，使池試驗設(shè)備連接在RO系統(tǒng)濃縮物的壓力表上。收集試驗篩網(wǎng)的性能數(shù)據(jù)并進行歸一化處理。試驗之后，取下膜樣品，進行微生物檢查。歸一化的性能數(shù)據(jù)在圖15中給出。試驗運行之后，通過革蘭氏染色的材料擦拭膜表面，發(fā)現(xiàn)膜表面上沒有顯著的生物淤積。
池試驗和RO試驗表明，THSP和WSCP均與聚酰胺RO膜兼容。在已知陽離子表面活性劑與聚酰胺膜不兼容的基礎(chǔ)上，這是一種意想不到的結(jié)果。一般的聚酰胺膜對陽離子表面活性劑的反應(yīng)示于圖16中。其中的曲線在陽離子殺生物劑加入點處的中斷表明這種膜的A和B值迅速降低，這可能是淤積的標(biāo)志。在THSP和WSCP的曲線中沒有發(fā)現(xiàn)這種中斷，而二者又同樣是陽離子殺生物劑。圖10中所示的WSCP產(chǎn)品初始試驗表明，該化合物可能造成膜淤積。但是，停止加入WSCP時，該膜繼續(xù)以相同的速度淤積。當(dāng)以更高的劑量恢復(fù)WSCP的加入時，所述的淤積速度也不改變。
進行最終的THPS試驗。當(dāng)在WSCP基礎(chǔ)上添加該試驗的歸一化滲透流時，發(fā)現(xiàn)兩種試驗的淤積速度是一樣的。這種情況證實，WSCP試驗期間原料水的變化導(dǎo)致試驗系統(tǒng)的淤積。
意想不到的是，THPS和更小范圍的WSCP確實降低了通過膜的TOC通量。這樣，殺生物劑通過聚酰胺膜的數(shù)量實際上是零。根據(jù)細菌計數(shù)，WSCP和THPS看來均可以控制試驗系統(tǒng)內(nèi)的細菌生長。在75％的回收率時，鹽和細菌在RO系統(tǒng)內(nèi)被濃縮約4倍。如果加入THSP和WSCP，可以觀察到濃縮物流中各種細菌的計數(shù)總是低于進料細菌的計數(shù)的4倍。而且，切向流池試驗?zāi)け砻鳎琓HPS試驗之后經(jīng)分析沒有生物淤積。在WSCP試驗期間，可以觀察到殺生物劑功效的進一步的標(biāo)志。具體地講，當(dāng)WSCP的加入停止時，濃縮物中的細菌計數(shù)顯著地增長，一旦恢復(fù)WSCP的進料，細菌計數(shù)就下降。
此外，該試驗表明，HEDP和DETPMP可以按任何比例與WSCP和THPS混合，而不出現(xiàn)沉淀。因此，可以制備既有抗淤積功能又有殺生物功能的單一制品。CFI試驗表明，膦酸鹽與THPS的混合物可以比單一的膦酸鹽更有效地降低膠體淤積。較大的膠體顆粒比較小的顆粒能更有效地通過進料通道的元件除去。正因為如此，膦酸鹽制劑中陽離子物質(zhì)的存在，可以降低膠體淤積的速度，辦法是使RO進料流中所包含的膠體顆粒絮凝。
考慮到本文所公開的說明書和實施內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會清楚地明白本發(fā)明的其它實施方案。說明書和實施例的目的只是解釋性的，本發(fā)明的真正范圍和構(gòu)思將在下面的權(quán)利要求書中說明。
權(quán)利要求
1.一種控制使用分離膜的含水體系中的淤積的方法，包括將有效量的一種制劑引入至所述分離膜的上游，其中所述的制劑包含至少一種陰離子防垢劑和至少一種帶有正電荷的殺生物劑，其中所述的殺生物劑不具有疏水部分。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述的分離膜是反滲透膜。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述的反滲透膜是聚酰胺膜。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述的陰離子防垢劑是膦酸基防垢劑。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述的陰離子防垢劑為1-羥基乙烷-1，1-二膦酸和二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)的混合物，所述的帶有正電荷的殺生物劑為四羥甲基硫酸鏻。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述的陰離子防垢劑是1-羥基乙烷-1，1-二膦酸與二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)的混合物，所述的帶有正電荷的殺生物劑是聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述的含水體系進一步包含一設(shè)置在所述分離膜上游的預(yù)過濾器，所述的制劑是在該預(yù)過濾器和分離膜之間的一點處引入的。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述的淤積至少是膠體淤積的結(jié)果。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述的淤積至少是生物淤積的結(jié)果。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述的淤積包括生物淤積、膠體淤積或二者都包括。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑，按約5％至約50％的量存在，而所述的陰離子防垢劑，按約5％至約70％的量存在；上述量均以存在的陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑的重量為基礎(chǔ)。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑包含四羥甲基硫酸鏻、聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)，或其任意組合。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑基本上是由四羥甲基硫酸鏻、聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)或它們的任意組合組成的。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑是四羥甲基硫酸鏻。
15.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑是聚(氧乙烯基(二甲基亞氨基)亞乙基(二甲基亞氨基)亞乙基二氯化物)。
16.權(quán)利要求1的方法，其中該防垢劑包含1-羥基乙烷-1，1-二膦酸和二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)，或它們的任意組合。
17.權(quán)利要求1的方法，其中該防垢劑是1-羥基乙烷-1，1-二膦酸。
18.權(quán)利要求1的方法，其中該防垢劑是二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)。
19.權(quán)利要求1的方法，其中該防垢劑為1-羥基乙烷-1，1-二膦酸與二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)的混合物。
20.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑和所述的陰離子防垢劑是分別引入含水體系中的。
21.權(quán)利要求1的方法，其中所述的淤積是膜淤積。
22.權(quán)利要求1的方法，其中所述的帶有正電荷的殺生物劑不合芳族基團。
23.權(quán)利要求1的方法，其中所述的陰離子防垢劑至少是一種聚合物。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述的聚合物包含至少一種聚丙烯酸或其鹽。
25.權(quán)利要求1的方法，其中所述的分離膜為反滲透膜，納米過濾膜，超過濾膜，微過濾膜，或者它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使生物和/或膠體淤積最小化的組合物,其中包括陰離子防垢劑和帶有正電荷的殺生物劑。本發(fā)明還涉及一種控制淤積的方法,而且該方法是通過將本發(fā)明的制劑引入至使用分離膜的含水體系中而實現(xiàn)的。本發(fā)明所使用的組合物與這種分離體系兼容,而且更適于防止膜淤積。
文檔編號B01D61/04GK1329578SQ99814282
公開日2002年1月2日 申請日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月10日
發(fā)明者托馬斯·E·麥克尼爾, 丹尼爾·L·科姆斯托克, 瑪麗亞姆·Z·安斯蒂德, 理查德·A·克拉克 申請人:巴科曼實驗室國際公司, 貝茨迪爾博恩公司