本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?012800426766申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是于2009年8月24日提交的當(dāng)前未決的美國專利申請(qǐng)12/546,086的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)自身為于2006年12月29日提交的現(xiàn)已放棄的美國專利申請(qǐng)11/618,227的部分繼續(xù)申請(qǐng)。

關(guān)于聯(lián)邦資助研究或開發(fā)的聲明

不適用。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生用作殺生物組合物的穩(wěn)定氯胺的方法和組合物。工業(yè)水系統(tǒng)受到多種多樣的積垢。積垢可以礦物積垢、生物積垢并通常以兩者的組合的形式存在。事實(shí)上，礦物積垢通常提供生物侵染的錨定點(diǎn)和基底，而一些生物體則浸出或分泌礦物質(zhì)到水系統(tǒng)表面上。

積垢可因多種機(jī)理而發(fā)生，包括空氣傳播的及水傳播的和水形成的污染物的沉積、水滯留、工藝泄漏以及其他因素。如果任由其進(jìn)展，則積垢可導(dǎo)致系統(tǒng)遭受降低的運(yùn)行效率、過早的設(shè)備故障、生產(chǎn)力的降低、產(chǎn)品質(zhì)量的降低以及(尤其是就微生物積垢而言)升高的健康相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

生物積垢因在任何潮濕的或半潮濕的水系統(tǒng)表面上發(fā)生的快速傳播的微生物群落而產(chǎn)生。一旦這些微生物在大量的水中存在，則它們將在系統(tǒng)的固體表面上形成生物膜。

由微生物分泌的胞外聚合物物質(zhì)(exopolymericsubstance)有助于在微生物群落發(fā)展時(shí)形成生物膜。這些生物膜是復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)則建立起富集營養(yǎng)物并通常提供生長保護(hù)的機(jī)構(gòu)。生物膜可加速結(jié)垢、腐蝕和其他積垢過程。生物膜不僅會(huì)造成系統(tǒng)效率的降低，它們還為可包括病原菌的微生物增殖提供優(yōu)良的環(huán)境。因此，重要的是，將生物膜和其他積垢過程盡可能最大程度地減少，以最大程度提供工藝效率并最大程度降低來自水傳播的病原體的健康相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

多種因素均會(huì)促使生物積垢問題并控制其程度。水溫、水ph、有機(jī)及無機(jī)營養(yǎng)物、諸如有氧或無氧條件的生長條件以及在一些情況下陽光的存在與否等等均可發(fā)揮重要的作用。這些因素還有助于決定什么類型的微生物可能存在于水系統(tǒng)中。

已嘗試了許多不同的現(xiàn)有技術(shù)方法來控制工業(yè)過程的生物積垢。最常用的方法是向工藝水施加殺生物化合物。所施加的殺生物劑在性質(zhì)上可以為氧化的或非氧化的。由于諸如對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的擔(dān)憂等多種不同的因素，氧化型殺生物劑是優(yōu)選的。諸如氯氣、次氯酸、溴衍生的殺生物劑和其他氧化型殺生物劑的氧化型殺生物劑廣泛用于處理工業(yè)水系統(tǒng)。

確立氧化型殺生物劑的效率的一個(gè)因素是在水基質(zhì)內(nèi)存在將構(gòu)成氯需量或氧化型殺生物劑需量的組分。消耗氯的物質(zhì)包括但不限于微生物、有機(jī)分子、氨及其他氨基衍生物、硫化物、氰化物、可氧化的陽離子、紙漿木質(zhì)素、淀粉、糖、油、如結(jié)垢和腐蝕抑制劑的水處理添加劑等等。水中和生物膜中的微生物生長有助于水的氯需量和待處理系統(tǒng)的氯需量。據(jù)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的氧化型殺生物劑在含有高氯需量的水(包括淤泥)中無效。通常建議將非氧化型殺生物劑用于此類水。

如美國專利申請(qǐng)12/546,086和11/618,227中所述，氯胺是有效的并通常用于其中對(duì)諸如氯的氧化型殺生物劑存在高需量的條件或受益于氧化型殺生物劑的持續(xù)存在的條件下。生活水系統(tǒng)正越來越多地用氯胺處理。氯胺通常在游離的氯與水中所存在的或添加到水中的氨反應(yīng)時(shí)形成。許多不同的用于產(chǎn)生氯胺的方法已有文獻(xiàn)記載。氯與氮源之間的反應(yīng)的某些關(guān)鍵參數(shù)決定所產(chǎn)生的殺生物化合物的穩(wěn)定性和功效。

產(chǎn)生氯胺的現(xiàn)有技術(shù)方法已例如在美國專利7,285,224、6,132,628、5,976,386、7,067,063和3,254,952以及已公布的美國專利申請(qǐng)2007/0123423中有所描述。現(xiàn)有技術(shù)方法通常依賴于稀釋或濃縮形式的氨穩(wěn)定劑組分和次氯酸鈉組分的組合以產(chǎn)生氯胺的溶液，然后立即引入所處理的水系統(tǒng)。另外，通常的是，化學(xué)組分的組合以連續(xù)和同步的方式在導(dǎo)管中進(jìn)行。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，將組分加入單獨(dú)的稀釋劑(諸如水)流中然后將含有稀釋組分的不同流相組合，或者將組分同時(shí)地在不同的位置加入相同的流，或?qū)⒔M分的濃縮形式相組合。組分包括通常為銨鹽(諸如硫酸鹽、溴化物或氯化物)形式的氮源以及為氣體形式或與堿土金屬(諸如鈉、鉀或鈣)相組合形式的氯或溴供體。另外，現(xiàn)有技術(shù)方法依賴于通過添加高ph的組分或通過單獨(dú)添加苛性堿溶液而控制混合溶液的ph。

這些現(xiàn)有技術(shù)方法的局限對(duì)其用途產(chǎn)成了諸多缺點(diǎn)。最主要的局限在于這樣一個(gè)事實(shí)：所產(chǎn)生的氯胺必須立即使用并且無法儲(chǔ)存供將來使用，因?yàn)樗鼤?huì)快速降解。氯胺還必須在所處理的系統(tǒng)之外生成并且必須快速經(jīng)管道輸入系統(tǒng)。因此，各種經(jīng)濟(jì)、效率和工藝約束限制了這些現(xiàn)有技術(shù)方法的用途和實(shí)用性。因此，對(duì)于可用于改善用作殺生物組合物的穩(wěn)定氯胺的產(chǎn)生和使用的方法和組合物，存在明確的需要和效用。

本節(jié)中所述的技術(shù)無意承認(rèn)本文提及的任何專利、出版物或其他信息是關(guān)于本發(fā)明的“現(xiàn)有技術(shù)”，除非如此具體地指明。此外，本節(jié)不應(yīng)被視為意指進(jìn)行了搜索或不存在如37cfr§1.56(a)中所定義的其他相關(guān)信息。

發(fā)明概要

本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案涉及產(chǎn)生用作殺生物組合物的穩(wěn)定消毒劑的方法。該方法包括：a)提供試劑，b)將試劑中的至少兩種異步進(jìn)料到寬闊空間，以及c)讓所有試劑接觸并彼此混合。試劑包括：a)濃縮形式的消毒劑的胺源，b)濃縮形式的氧化型鹵素化合物，和c)稀釋劑。

胺源可以為氯胺。稀釋劑可包含足量的苛性堿以將試劑組合的ph降低到不超過12.5。濃縮形式的消毒劑的濃度可在5％-80％的范圍內(nèi)，并在與稀釋劑混合后降低到0.01％-5％。濃縮形式的氧化型鹵素化合物的濃度可在3％-18％的范圍內(nèi)，并在與稀釋劑混合后降低到0.01％-3％的范圍內(nèi)。氯胺與氧化型鹵素的摩爾比可在0.1:1至10:1的范圍內(nèi)。氧化型鹵素可以為氯源并可以為次氯酸鈉。消毒劑可根據(jù)分批工藝、連續(xù)劑量(continuousdose)工藝、條段劑量(slugdose)工藝及其任何組合而產(chǎn)生。

另外的特征和優(yōu)點(diǎn)在本文加以描述，并將通過以下“具體實(shí)施方式”變得顯而易見。

附圖簡述

本發(fā)明的詳細(xì)說明在下文具體參考附圖加以描述，其中：

圖1是在共混管線或分批方法中使用寬闊空間產(chǎn)生氯胺的單獨(dú)添加方法的圖示。

圖2是在共混管線或分批方法中使用寬闊空間產(chǎn)生氯胺的連續(xù)稀釋方法的圖示。

圖3是在共混管線或分批方法中使用寬闊空間產(chǎn)生稀氯胺的現(xiàn)有混合方法的圖示。

圖4是在共混管線或分批方法中使用寬闊空間產(chǎn)生氯胺的現(xiàn)有混合及后續(xù)稀釋方法的圖示。

圖5是產(chǎn)生稀氯胺的順序添加方法的圖示。

從圖例中刪除圖6。

圖6是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的順序進(jìn)料方法的圖示。

圖7是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的定期添加方法的圖示。

圖8是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代添加方法的第一形式的圖示。

圖9是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代添加方法的第二形式的圖示。

圖10是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代添加方法的第三形式的圖示。

圖11是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代添加方法的第四形式的圖示。

圖12是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第一形式的圖示。

圖13是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第二形式的圖示。

圖14是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第三形式的圖示。

圖15是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第三形式的圖示，其中將胺和鹵素組分在導(dǎo)管中的相同位置加入。

圖16是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第三形式的圖示，其中將胺和鹵素組分在導(dǎo)管中的相同位置加入。

圖17是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第三形式的圖示，其中將胺和鹵素組分在導(dǎo)管中的相同位置加入。

圖18是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第三形式的圖示，其中將胺和鹵素組分在導(dǎo)管中的相同位置加入。

圖19是將氯胺引入待處理的系統(tǒng)的替代進(jìn)料添加方法的第三形式的圖示，其中將胺和鹵素組分在導(dǎo)管中的相同位置加入。

具體實(shí)施方式

提供以下定義以確定術(shù)語在本申請(qǐng)中的使用方式，尤其是對(duì)權(quán)利要求書的理解方式。這些定義的組織只是為了便利，而無意將任何定義限制到任何特定的類別。

“胺源”意指包含可通過氧化型鹵素氧化和/或鹵化的銨離子和/或部分的任何無機(jī)或有機(jī)化合物。

“異步混合”意指混合使得在一段離散的時(shí)間內(nèi)所混合然后進(jìn)料到系統(tǒng)中的材料的量或濃度發(fā)生波動(dòng)。殺生物劑的異步混合更有可能產(chǎn)生殺滅偶然存在的特定生物體最理想的特定配方，并且還形成使得生物體難以適應(yīng)的動(dòng)態(tài)環(huán)境。

“分批工藝”意指這樣一種化學(xué)工藝，在其中在具有離散起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的一段時(shí)間內(nèi)只能將有限數(shù)量的試劑進(jìn)料到反應(yīng)操作中，并且這種工藝產(chǎn)生有限量的產(chǎn)物。

“溝道”意指這樣一種過程，在其中流過管線的材料的混合物分成按密度、粘度、溫度或某些其他特性而劃分的不同的流動(dòng)層。溝道可通過在混合管線中使用寬闊空間而防止。

“氯需量”意指通過水中的物質(zhì)還原或以其他方式轉(zhuǎn)化成氯的惰性形式的氯的量。

“濃縮的”意指材料在不添加稀釋劑的情況下按交付狀態(tài)使用。如果使用次氯酸鈉，則作為總有效氯，濃度將在3-18％的范圍內(nèi)。胺溶液的濃度可在5-80％的范圍內(nèi)。

“連續(xù)工藝”意指持續(xù)進(jìn)行的化學(xué)工藝，這種工藝能夠在理論上在無限的時(shí)間周期內(nèi)持續(xù)，其中可將試劑連續(xù)進(jìn)料到反應(yīng)操作中以連續(xù)地產(chǎn)生產(chǎn)物。連續(xù)工藝和分批工藝互相排斥。

“積垢”意指有機(jī)或無機(jī)材料在表面上不想要的沉積。

“氧化型鹵素”意指含有鹵素的物質(zhì)組合物，包括但不限于氯、溴或碘衍生物，最優(yōu)選地為氯或溴衍生物，諸如次氯酸或次溴酸，其中該組合物能夠氧化胺源。

“寬闊空間”意指混合管線中的區(qū)域，其中該管線的直徑大于引向其中的最大的單獨(dú)試劑供應(yīng)管線，并且其中從較小到較大直徑的過渡不是流線型的，從而在液體流入此區(qū)域時(shí)，直徑的變化產(chǎn)生漩渦，而漩渦將進(jìn)料以不穩(wěn)定的方式混合并防止溝道。該寬闊空間允許充分混合，從而以不同于標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管的方式發(fā)揮作用。寬闊空間可以是分離的間歇槽。

如果以上定義或本申請(qǐng)中其他地方陳述的說明與常用的、詞典中的或以引用方式并入本申請(qǐng)的來源中所陳述的含義(明確或隱含的)不一致，則本申請(qǐng)尤其是權(quán)利要求書中的術(shù)語應(yīng)被理解為根據(jù)本申請(qǐng)中的定義或說明加以闡釋，而不是根據(jù)常見定義、詞典定義或以引用方式并入的定義加以闡釋。鑒于上文所述，在術(shù)語僅能通過詞典理解的情況下，如術(shù)語由kirk-othmerencyclopediaofchemicaltechnology,5thedition,(2005),(publishedbywiley,john&sons,inc.)定義，則該定義將控制該術(shù)語在權(quán)利要求書中的定義方式。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，氯胺通過其中將化學(xué)試劑引入產(chǎn)生氯胺的寬闊空間的工藝而產(chǎn)生。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，通過諸如plc裝置或定時(shí)器的控制器裝置自動(dòng)地或手動(dòng)地將試劑中的一種或多種引入。許多測量值均可用于調(diào)控試劑的流量，包括但不限于槽體積、orp、殘余氯、ph、溫度和微生物活性。寬闊空間可以呈隨后連接到所處理的工藝的導(dǎo)管中的鉛垂形寬區(qū)域形狀，或者可以為單獨(dú)的容器，例如槽。包括但不限于水的為任何合適液體的稀釋劑也涌入寬闊空間。

在圖1-19中，顯示了用于本發(fā)明方法的設(shè)備的多種布置。這些設(shè)備涉及進(jìn)入寬闊空間(4)的至少三個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)料。進(jìn)料項(xiàng)目a(1)是濃縮的或稀釋的氯源，通常為次氯酸鈉。進(jìn)料項(xiàng)目b(2)是作為含氮組合物的濃縮的或稀釋的穩(wěn)定劑組合物。含氮部分可以為有機(jī)質(zhì)或銨鹽。鹽形式可以是為硫酸鹽、溴化物或氯化物形式的含氮項(xiàng)目的結(jié)果。含氮材料也可以包括氨基磺酸銨。在一定的點(diǎn)，進(jìn)料項(xiàng)目a(1)、進(jìn)料項(xiàng)目b(2)與稀釋劑(3)接觸。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，稀釋劑包含水。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，稀釋劑包含足量的苛性堿以將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)的組合的ph維持到不超過12.5。添加苛性堿的其他手段包括向鹵素和/或穩(wěn)定劑溶液添加苛性堿以將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)的組合的ph維持到不超過12.5。

現(xiàn)在參見圖1，顯示了其中作為濃縮物或作為稀釋產(chǎn)物添加進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)的方法。可以或可以不添加另外的稀釋劑(3)，或者可在現(xiàn)場分批稀釋產(chǎn)物。該設(shè)施可包括任選的混合器以有助于不同組分的混合。然后將這樣在槽中產(chǎn)生的氯胺引入需要處理的工藝水系統(tǒng)(7)。引入可借助泵(6)。氯胺在寬闊空間(4)中產(chǎn)生，然后引入需要處理的工藝水系統(tǒng)。

現(xiàn)在參見圖2，顯示了其中將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)在引入寬闊空間(4)時(shí)連續(xù)稀釋的方法。進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)以及稀釋劑(3)可按任何順序共混。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，并非所有的組分都進(jìn)行稀釋。該設(shè)施可包括任選的在線或靜態(tài)混合器以有助于一種或多種化學(xué)組分和稀釋劑的混合。另外，該設(shè)施可包括槽中的混合器以有助于不同溶液的共混。然后將這樣在槽中產(chǎn)生的氯胺引入需要處理的工藝水系統(tǒng)。

現(xiàn)在參見圖3，顯示了其中進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)為濃縮物或稀釋的并在引入槽之前彼此混合的方法。該設(shè)施可包括任選的在線混合器以有助于氯胺和稀釋劑的混合。另外，該設(shè)施可包括槽中的混合器以有助于不同溶液的共混。稀釋劑可任選地以單獨(dú)的流引入槽中。

現(xiàn)在參見圖4，顯示了其中可在進(jìn)入槽之前將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)混合然后在進(jìn)入寬闊空間(4)之前向?qū)Ч芴砑酉♂寗┑姆椒ā＿M(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)在共混前可以為濃縮物或稀釋的。該設(shè)施可包括任選的在線混合器以有助于氯胺和稀釋劑的共混。另外，該設(shè)施可包括槽中的混合器以有助于不同溶液的高效共混。

現(xiàn)在參見圖5，顯示了其中將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)按順序加入稀釋劑流的方法。進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)的組合導(dǎo)致氯胺的形成，然后將氯胺與稀釋劑一起引入寬闊空間(4)。該設(shè)施可包括任選的在線混合器以有助于化學(xué)組分和稀釋劑的混合。另外，該設(shè)施可包括槽中的混合器以有助于不同溶液的高效混合。

現(xiàn)在參見圖6-13，顯示了其中通過諸如plc裝置或定時(shí)器的控制器裝置或手動(dòng)地同步或異步組合稀釋形式(添加到稀釋劑中的濃縮物)的進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)，然后將所得的氯胺同步或異步地引入待處理的工藝中的方法。在該方法中，可將許多化學(xué)組分引入稀釋劑流。稀釋劑可以為水或任何其他適于稀釋化學(xué)組分的液流。方法可包括控制流量的閥門(5)。閥門(5)之后的實(shí)心箭頭線示出了連續(xù)流，而虛線表示中斷或不連續(xù)的流。

現(xiàn)在參見圖6，顯示了其中以連續(xù)方式將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)按順序加入導(dǎo)管并且所得的氯胺向所處理工藝的進(jìn)料是連續(xù)的方法。

現(xiàn)在參見圖7，顯示了其中以連續(xù)方式將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)按順序加入導(dǎo)管但所得的氯胺向所處理工藝的進(jìn)料是不連續(xù)的方法。

現(xiàn)在參見圖8、9、10和11，顯示了其中將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)按順序加入導(dǎo)管但進(jìn)料項(xiàng)目a或b之一的添加為周期性的方法。所得的氯胺向所處理工藝的進(jìn)料可以是連續(xù)的或周期性的。

現(xiàn)在參見圖12和13，顯示了其中將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)按順序加入導(dǎo)管但所有化學(xué)組分的添加為周期性的方法。所得的氯胺向所處理工藝的進(jìn)料可以是連續(xù)的或周期性的。

現(xiàn)在參見圖14、15、16、17、18和19，顯示了其中將進(jìn)料項(xiàng)目a和b(1,2)在導(dǎo)管中的相同位置同時(shí)地加入并且所有反應(yīng)物的添加可以為連續(xù)的或周期性的方法。所得的氯胺向所處理工藝的進(jìn)料可以是連續(xù)的或周期性的。

本發(fā)明的方法有利于以表現(xiàn)出多種優(yōu)勢(shì)的方式產(chǎn)生氯胺。該方法有利于分批產(chǎn)生并可在稀釋條件下進(jìn)行。細(xì)微調(diào)節(jié)氯胺、穩(wěn)定劑和鹵素組分的量的能力允許通過優(yōu)化的化學(xué)品使用而增強(qiáng)工藝相容性和項(xiàng)目性能。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，將產(chǎn)生過程連接到監(jiān)視裝置，這種裝置測量所產(chǎn)生的量和/或產(chǎn)物質(zhì)量。

如前所述，鹵化胺消毒劑(例如氯胺)的產(chǎn)生利用胺源、氧化型鹵化化合物和稀釋劑(優(yōu)選水)作為化學(xué)組分。濃縮溶液形式的胺源的濃度可在5％-80％的范圍內(nèi)，而稀釋形式可在0.01％-5％的范圍內(nèi)。相似地，濃縮形式的氧化型鹵化組合物的濃度可在3％-18％的范圍內(nèi)，而稀釋形式可在0.01％-3％的范圍內(nèi)。從反應(yīng)物之間的共混比的角度來看，摩爾比可在0.1:1(n:cl)至10:1(n:cl)的范圍內(nèi)。共混操作優(yōu)化氯胺的形成所處的比率將決定反應(yīng)物相對(duì)于時(shí)間(上文發(fā)明方法#1)或相對(duì)于稀釋劑流量(上文發(fā)明方法#2)的流量。在共混時(shí)控制ph的需要可通過添加其他化學(xué)組分(例如苛性堿或酸)或通過其他手段來實(shí)現(xiàn)。

在其他原因當(dāng)中，本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)是因?yàn)樗鼘?dǎo)致穩(wěn)定化的氯的形成，這種氯在積垢水系統(tǒng)中具有增強(qiáng)的氯持久性，從而提供改善的生物積垢控制。

本發(fā)明還滿足了氯胺進(jìn)料系統(tǒng)連續(xù)操作的需要。另外，由于氯胺以稀釋分批模式產(chǎn)生，因此生產(chǎn)所需的設(shè)備得以簡化，并且對(duì)昂貴的、相容的材料的需要得以減少。這還形成更安全的系統(tǒng)，因?yàn)樵诖嬖谟谶B續(xù)反應(yīng)的受控分批產(chǎn)生中不存在“失控”反應(yīng)的危險(xiǎn)。反應(yīng)的受控性質(zhì)還允許響應(yīng)于反應(yīng)條件中的即時(shí)變化而精確改變劑量。

氯胺可以按分批模式產(chǎn)生，然后連續(xù)地或間歇地定量提供到所處理的系統(tǒng)中。該方法還提供以比通常將施加的濃度高得多的濃度定期提供突擊劑量的能力，然后允許氯殘留在后續(xù)處理前衰減。以這樣的突擊劑量方案施加氯胺提供更持久的并廣泛分布的氯殘留。增強(qiáng)的氯持久性允許對(duì)可能在較低的氯劑量下不足以得到控制的或可能傾向于發(fā)展成“耐”藥種群的微生物種群進(jìn)行更好的控制。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，將氯胺根據(jù)異步混合工藝添加。與例如美國專利6,132,628和5,976,386中不同，試劑的異步混合更有可能產(chǎn)生殺滅偶然存在的特定生物體最理想的特定配方，并且還形成使得生物體難以適應(yīng)的動(dòng)態(tài)環(huán)境。這樣的活動(dòng)目標(biāo)允許更徹底的殺生物效果。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，異步混合工藝為分批工藝。試劑在離散的批次中制備，然后共混并添加一段離散的時(shí)間。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，異步混合工藝為連續(xù)工藝。試劑流與單一共混無關(guān)。在任何時(shí)間，存在試劑進(jìn)料的交替。在一些時(shí)間，將所有的試劑進(jìn)料，在其他時(shí)間，將一些試劑進(jìn)料或無試劑進(jìn)料。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，試劑的流動(dòng)受到抑制并且不從混合的導(dǎo)管直接進(jìn)入待處理的系統(tǒng)。相反，試劑流動(dòng)在槽或?qū)掗熆臻g中停止一段時(shí)間，在其中發(fā)生至少一定程度的混合，并且只有那時(shí)試劑才繼續(xù)進(jìn)入到所處理的系統(tǒng)。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，氯胺通過按一定的比率共混胺和氯(或溴)而產(chǎn)生。氯胺在積垢水系統(tǒng)中提供更持久的氯殘留。因此，存在不定量提供氯胺而僅定量提供兩種反應(yīng)物(胺源或氯化合物)之一將是有益的時(shí)間。對(duì)這樣的策略的需要將在一種應(yīng)用與另一種之間變化。例如，在其中存在低鹵素消耗的可能性的條件下，單獨(dú)地定期添加胺源(無鹵素)將有助于猝滅所形成的或引入的游離次氯酸，并因而減少腐蝕。最大程度減少游離鹵素還提供與可能添加到水系統(tǒng)中的其他化學(xué)品改善的相容性，這些化學(xué)品包括但不限于強(qiáng)度助劑、助留劑或助濾劑、施膠化學(xué)品、光學(xué)增亮劑和染料。相似地，在高鹵素需量的條件下，謹(jǐn)慎的是單獨(dú)地定期施用氧化型鹵素(無胺)，使得鹵素減少一定的氯需量并改善氯胺和氯殘留在水系統(tǒng)中的長期持久性。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，針對(duì)微生物控制而進(jìn)行處理的工藝水系統(tǒng)包括但不限于：冷卻水系統(tǒng)、生活水系統(tǒng)、鍋爐水系統(tǒng)、ro膜系統(tǒng)的生物積垢控制或清洗、在食品和飲料應(yīng)用中(諸如水槽水處理，水果、沙拉和蔬菜的洗滌)、廢水系統(tǒng)的處理、壓載水系統(tǒng)以及紙、薄紗、紙巾和板材制造工藝，包括成漿池、網(wǎng)前箱水、損紙漿池、噴淋水等。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，試劑中至少一種的流速由進(jìn)料機(jī)構(gòu)控制。進(jìn)料機(jī)構(gòu)可以與一種或多種形式的診斷設(shè)備發(fā)生信息通信。診斷設(shè)備可測量并傳輸諸如ph、溫度、生物侵染量、生物侵染類型和一種或多種物質(zhì)組合物的濃度等變量的測量值。測量可以在待處理的系統(tǒng)的任何部分中和/或進(jìn)料管線的任何部分中。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，診斷設(shè)備的至少一種形式是在美國專利7,981,679中所述的設(shè)備的至少一種形式。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)料機(jī)構(gòu)被構(gòu)造和布置成響應(yīng)于收到至少一個(gè)傳輸?shù)臏y量值而增加、降低或停止至少一種試劑的流量。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，試劑的異步流動(dòng)根據(jù)“分段劑量”策略而實(shí)現(xiàn)。在分段劑量中，進(jìn)料在低劑量或空白劑量的一種或多種試劑然后是濃縮進(jìn)料之間交替。例如，在0小時(shí)與第24小時(shí)之間延伸的24小時(shí)周期內(nèi)，在零小時(shí)與第6小時(shí)之間的一定的點(diǎn)，不向系統(tǒng)進(jìn)料，然后在長達(dá)6小時(shí)中，將漂白劑或硫酸銨加入，然后在長達(dá)6小時(shí)中，將漂白劑和硫酸銨同時(shí)加入。在此方案中，游離漂白劑、游離硫酸銨、氯和形成的氯胺的濃度發(fā)生變化。可使分段劑量定向于與特定形式的生物侵染的預(yù)期生長和持久性同步。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，可按與其中不向系統(tǒng)進(jìn)料的時(shí)間周期穿插的24小時(shí)周期進(jìn)料多個(gè)分段劑量。

在至少一個(gè)實(shí)施方案中，試劑的異步流動(dòng)根據(jù)“連續(xù)劑量”策略而實(shí)現(xiàn)。在連續(xù)劑量中，一定的試劑不斷地進(jìn)料到系統(tǒng)中，但各試劑的類型和量發(fā)生變化。例如，在0小時(shí)與第24小時(shí)之間延伸的24小時(shí)周期內(nèi)，在零小時(shí)與第6小時(shí)之間的一定的點(diǎn)，將所有的試劑進(jìn)料到系統(tǒng)中，然后在長達(dá)6小時(shí)中，只添加漂白劑或只添加硫酸銨，然后在長達(dá)6小時(shí)中，將漂白劑和硫酸銨同時(shí)加入。在此方案中，游離漂白劑、游離硫酸銨、氯和形成的氯胺的濃度也發(fā)生變化。此外，連續(xù)劑量也可定向于與特定形式的生物侵染的預(yù)期生長和持久性同步。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，可按與其中將漂白劑和硫酸銨均進(jìn)料到系統(tǒng)中的周期穿插的24小時(shí)周期，只進(jìn)料漂白劑和/或只進(jìn)料硫酸銨的多個(gè)劑量。

雖然本發(fā)明可具體體現(xiàn)為許多不同的形式，但是在本文中以本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。本公開是本發(fā)明原理的示例，并且無意將本發(fā)明限制到所示的特定實(shí)施方案。所有專利、專利申請(qǐng)、科學(xué)論文以及本文提及的任何其他參考材料整體以引用方式并入。另外，本發(fā)明還涵蓋本文描述并且包括在內(nèi)的各個(gè)實(shí)施方案中的一些或全部的任何可能的組合。此外，本發(fā)明還涵蓋其中將本文描述的和/或包括在內(nèi)的各個(gè)實(shí)施方案中的一個(gè)、一些或全部排除在外的組合。

以上公開內(nèi)容旨在為示例性的而非窮舉性的。本說明書將使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員了解許多變型形式和替代形式。所有這些替代形式和變型形式旨在包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，其中術(shù)語“包括”意指“包括但不限于”。技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到本文所述的具體實(shí)施方案的其他等同形式，這些等同形式也旨在由權(quán)利要求書涵蓋。

本文所公開的所有范圍和參數(shù)應(yīng)被理解為涵蓋其中納入的任何和所有子范圍，以及端點(diǎn)之間的每個(gè)數(shù)值。例如，“1至10”的所述范圍應(yīng)被視為包括在最小值1與最大值10之間(并包括端值)的任何和所有子范圍；也就是說，從最小值1或更大值開始(例如1至6.1)并以最大值10或更小值結(jié)束(例如2.3至9.4、3至8、4至7)的所有范圍，并且最終各值1、2、3、4、5、6、7、8、9和10均包括在該范圍內(nèi)。

這就完成了本發(fā)明的優(yōu)選和替代實(shí)施方案的描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到本文所述的具體實(shí)施方案的其他等同形式，這些等同形式旨在由所附權(quán)利要求書涵蓋。