[发明专利]稳定溴溶液、其制备方法及其用于生物污垢控制的应用

说明书

发明领域

本发明总体上涉及水处理，更具体地说，涉及稳定溴溶液、其制备方法及其用于生物污垢控制的应用。

发明背景

次氯酸钠被广泛地用于各种工业和再生水系统中以控制生物污垢。然而，次氯酸钠是不稳定的，并且必须以稳定的形式提供。在本领域中有几种已知的用于稳定次氯酸钠的方法(例如，参见美国专利第3,328,294号和第3,767,586号)。

在水处理的应用中，溴比氯优选，因为它在高pH和胺环境中具有更低的挥发性和更好的性能。然而，与次氯酸钠一样，次溴酸钠在典型的存储条件下是不稳定的，因此也必须以稳定的形式提供。美国专利第5,683,654号和5,795,487号以及其中公开的参考文献提供了多种用于稳定次溴酸钠的方法。该两个专利公开了间歇式方法，该方法利用次氯酸钠和溴化纳作为原料，随后添加稳定剂。WO 97/20909同样公开了一种方法，该方法包括次溴酸盐生成步骤后的溴稳定化步骤。然而，该技术的不利之处在于，不稳定的次溴酸盐是在单独的步骤中在高浓度和pH下形成。已知不稳定的次溴酸盐在这种条件下迅速降解，形成溴酸盐，溴酸盐是一种非杀生物的化合物，毒性非常大，并且怀疑是一种致癌物质。

另外，WO 97/43392公开了一种方法，该方法首先形成稳定的氯化合物，然后将氯化合物转化为稳定的溴化合物。但是，这种类型的方法具有局限性，因为只能使用释次氯酸盐化合物作为氧化源。

因此，由于稳定的溴溶液优于氯溶液，将来对稳定溴溶液的需求有望增加，所以，需要提供其它成本合理的制备稳定溴的方法，该方法可以使用较宽范围的氧化剂，并以较高的产率生产较高浓度的产品。

所以，需要提供一种制备稳定溴溶液的方法，该方法可以以间歇式或连续式操作进行，并可以以较高的产率生产较高浓度的产品。也需要开发一种制备稳定溴溶液的方法，该方法是灵活的并允许利用多种氧化剂。

发明概述

本发明的稳定溴溶液是这样制备的：混合溴源和稳定剂形成混合物，向上述混合物中加入氧化剂，然后加入碱源将混合物的pH调到至少13。

本发明方法具有经济上的吸引力，因为它可以以间歇式或连续式操作进行，并且以较高的产率生产较高浓度的稳定溴溶液。该制备方法也很灵活并允许利用多种氧化剂。本发明的详细描述

本发明涉及制备稳定溴溶液的方法。根据本发明，将溴源和稳定剂结合形成混合物，接着向混合物中加入氧化剂，然后加入碱源将混合物的pH调到至少13。

在本发明的实施中，可使用的溴源包括氢溴酸、氯化溴、元素溴和碱金属或碱土金属溴化物如溴化纳、溴化钾和溴化锂。

可用于本发明的稳定剂具有化学式R-NH-R¹，其中，R和R¹选自R²CO、R²SO₂、R²CF₂、R²CHF、H、OH和PO(OH)₂，并且R²是烷基或芳基。适合的稳定剂包括糖精、尿素、硫脲、肌酸酐、氰尿酸、烷基乙内酰脲、一乙醇胺、二乙醇胺、有机氨磺酰、缩二脲、氨基磺酸、有机氨基磺酸盐和蜜胺。氨基磺酸是最优选的稳定剂。

可使用的氧化剂包括氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、元素溴、氯化溴、过氧化氢、过硫酸盐、高锰酸钾和过乙酸。根据本发明，相信也可使用其它的过氧化合物。

碱源优选碱金属或碱土金属氢氧化物。适合的碱源包括氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化镁和氢氧化钙。

溴源和稳定剂之间的摩尔比优选在约0.2到5的范围内。溴源和氧化剂之间的摩尔比优选应在约0.5到2的范围内。

在本发明的方法中，将温度保持在低于80°F，优选在约40到70°F范围内。在加入氧化剂的过程中，混合物的pH应保持在约低于7。本发明可以以间歇式或连续式操作进行。