дезинфицирующее средство для обеззараживания воды

Формула изобретения

Дезинфицирующее средство для обеззараживания воды, содержащее первый компонент полигексаметиленгуанидингидрохлорид, второй компонент алкилдиметилбензиламмонийхлорид и воду, образующие раствор, отличающееся тем, что содержание компонентов в растворе выбрано в пределах, мас.%: первый компонент - 7-34,5, второй компонент - 1,75-6,9, вода - остальное.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к санитарии и гигиене, в частности к средствам очистки и обеззараживания различных типов вод - питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и воды систем охлаждения оборудования и горячей воды открытых систем теплоснабжения. Дезинфицирующее средство, далее средство, относится также к микробиологической и химической безопасности, при этом под химической безопасностью имеется в виду соблюдение установленных норм предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ, входящих в состав этих средств. Средство может быть применено для защиты трубопроводов и сооружений от патогенных бактерий и биологического обрастания. При этом достигается необходимый технологический эффект и одновременно наблюдается улучшение качества воды.

В настоящее время существует большое число физических и физико-химических методов обеззараживания воды. К физико-химическим методам обеззараживания относится обработка воды дезинфицирующими реагентами - хлором или его производными, а также озоном.

Широкое распространение получило хлорирование с использованием жидкого хлора, хлорной извести и гипохлорита натрия. Однако хлор, будучи токсичным веществом, требует особых мер предосторожности при его транспортировке, хранении и дозировке. Кроме того, ионы хлора, присутствующие в воде, под действием электролитических процессов превращаются в элементарный хлор, который, соединяясь с органическими веществами, образуют в воде токсичные соединения, обладающие канцерогенным действием. В практике дезинфекции находят синтетические бактерицидные полиэлектролиты на основе гуанидиновых соединений, в частности на основе полигексаметиленгуанидина (ПГМГ).

Известен состав для обеззараживания воды, включающий полигексаметиленгуанидина фосфат, метиленовый синий и воду, причем он дополнительно содержит алкилдиметилбензиламмоний хлорид, изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкилдиметилбензиламмонийхлорид 6-10; метиленовый синий 0,05-0,5; изопропиловый спирт 0,5-1,5; полигексаметиленгуанидинафосфат 0,5-2,0; вода - остальное. Состав обеспечивает уничтожение болезнетворных бактерий, водорослей, при его использовании не происходит образования пены, а также состав ускоряет процесс очистки воды RU 2192393 C1, 10.11.2002.

Известно средство для очистки воды, содержащее водный раствор полигексаметиленгуанидинагидрохлорида и алкилдиметилбензиламмония хлорида, при этом соотношение компонентов, входящих в композицию, составляет в мас.%: полигексаметиленгуанидин гидрохлорид 37,9-46,4; алкилдиметилбензиламмоний хлорид 7,0-8,6; вода - остальное. Указанную композицию вводят в воду в две стадии, из которых: на первой - после ввода коагулянта перед хлопьеобразованием, а на второй - после отделения хлопьев из воды осаждением. Изобретение обеспечивает качество очистки воды, соответствующее современным требованиям, RU 2442753 C1, 20.02.2012.

Известны также средства для дезинфекции (RU 2034789 C1, 10.10.1995. RU 2163489 C1, 27.02.2001. WO 97/34834 A1, 25.09.1997. EP 0584914 A1, 02.03.1994. RU 2145307 C1, 10.02.2000. RU 2057796 C1, 10.04.1996. RU 2147032 C1, 27.03.2000.

Наиболее близким техническим решением к представленному в данном описании техническому решению является известное дезинфицирующее средство, содержащее дезинфицирующий агент и воду, в качестве дезинфицирующего агента, включающее первый компонент - полигексаметиленгуанидингидрохлорид или полигексаметиленгуанидингидрофосфат и второй компонент - алкилдиметилбензиламмонийхлорид или его смесь с четвертичными аммониевыми солями диметиламина и/или третичного амина, причем массовое соотношение m первого и второго компонентов находится в интервале 5:1<m 10:1. Средство содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: полигексаметиленгуанидингидрохлорид или полигексаметиленгуанидингидрофосфат - 1,5-6,0; алкилдиметилбензиламмонийхлорид или его смесь с четвертичными аммониевыми солями диметиламина и/или третичного амина - 0,15-1,2; вода - остальное (RU 2182889 C1, 27.05.2002).

Дезинфекция средством по патенту RU 2182889 C1 основана на бактерицидной активности гуанидиновых групп. Механизм бактерицидного действия ПГМГ включает стадии, в течение которых происходят абсорбция поликатиона на поверхности клетки, снижение интенсивности электронного транспорта и эффективности системы фосфорилирования, структурные нарушения реакционных центров фотосистемы. Как следствие указанных стадий происходит возрастание проницаемости внешних мембран клетки бактерий, значительное набухание клетки и ее гибель.

Средство по патенту RU 2182889 C1 получают путем предварительного растворения в воде расчетного количества ПГМГ-хлорида или ПГМГ-фосфата, затем добавляют в него расчетное количество второго компонента, например катамина АБ. В предпочтительном варианте реализации изобретения полученное средство представляет собой прозрачную жидкость, в состав которой входят полигексаметиленгуанидингидрохлорид с массовой долей 2,25-2,75% и алкилдиметилбензиламмонийхлорид с массовой долей 0,3-0,5%. Указанная первая композиция содержит компоненты в количестве 2,3% и 0,3% соответственно, а вторая композиция содержит эти компоненты в количестве 2,7% и 0,5%. При проведении лабораторных испытаний была оценена обеззараживающая эффективность средства в сравнении с хлором и гипохлоритом натрия, которые являются в настоящее время наиболее распространенными дезинфектантами.

Проведенные предварительные испытания средства по патенту RU 2182889 C1 показали устойчивый и качественный эффект обеззараживания природной воды для получения питьевой воды. Сравнительные испытания и оценка влияния средства на технологические, органолептические и физико-химические характеристики питьевой воды показали возможность его эффективного и широкого использования в процессах водоподготовки.

Однако опыт применения данного средства в реальных условиях систем водоочистки в водоканалах в течение года показал, что обеззараживание воды в установленных концентрациях не обеспечивает гарантированной микробиологической безопасности обрабатываемой воды. При увеличении дозы средства недопустимо повышалась норма ПДК химических веществ по ГН 2.1.5.1315-03. В этой связи соотношение 5:1<m 10:1 предполагает большой разрыв между первым и вторым компонентом, что, в общем, является малоэффективным в реальных условиях по обеззараживанию природной воды, а при увеличении дозы реагента приводит к превышению ПДК, при этом следует отметить, что в ГН 2.1.5.1315-03 отсутствует норматив ПДК по полигексаметиленгуанидингидрофосфату, что делает невозможным регламентированное применение средства в системах водоподготовки и водоочистки. В этой связи средство по патенту RU 2182889 C1 обладает неудовлетворительными свойствами и эффективностью в отношении дезинфекции пригодной для питья воды.

Техническим результатом представленного в данном описании изобретения является повышение эффективности обеззараживания воды.

Технический результат достигается тем, что дезинфицирующее средство для обеззараживания воды содержит воду и дезинфицирующий агент, причем в состав последнего входят первый компонент полигексаметиленгуанидингидрохлорид, второй компонент алкилдиметилбензиламмонийхлорид (алкилбензилдиметиламмонийхлорид) или его смесь с оксидом алкилдиметиламина, при этом масса первого компонента выбрана к массе второго компонента в соотношении 4:1<m 5:1, где m - массовое соотношение первого и второго компонентов. Во втором компоненте масса алкилдиметилбензиламмонийхлорида (алкилбензилдиметиламмонийхлорида) к массе оксида алкилдиметиламина выбрана в соотношении от 1:1 до 10:1. Средство содержит указанные компоненты в следующих количествах, масс %: первый компонент в пределах 7-50; второй компонент в пределах 1,75-12,5; вода - остальное.

Согласно акту опытно-промышленных испытаний вода в поверхностном источнике характеризовалась следующими основными показателями: pH - от 7,7 до 7,73; цветность (град) - от 81 до 90; мутность (мг/дм ³) - от 1,57 до 2,75; алюминий остаточный (мг/дм³ ) - от 0,04 до 0,05; окисляемость (мг/дм³) - от 11,9 до 14,9; ОКБ (КОЕ/100 мл) - от 15 до 160; ТКБ (КОЕ/100 мл) - от 13 до 122; колифаги (БОЕ/100 мл) - от 0 до 1; споры сульфитредуцирующих клостридий (КОЕ/20 мл) - от 0 до 10.

Из представленных данных видно, что речная вода отвечала требованиям СанПиН 2.1.5.980-00, предъявляемым к водным объектам в местах питьевого и хозяйственно-бытового водопользования.

При проведении испытаний, в подаваемую воду реки последовательно вводились коагулянт - сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃) в дозах от 11 мг/л до 13,5 мг/л по (Al₂O₃) и через 1,5-2 минуты - 7% раствор дезинфицирующего средства в дозах от 0,153 мг/л до 0,38 мг/л по ПГМГ. Далее после контактного осветлителя перед РЧВ дополнительно вводился раствор дезинфицирующего средства в дозе 0,1 мг/л (по ПГМГ). Согласно протоколу испытаний Территориального отдела Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, на выходе из контактных осветлителей очищенная с помощью коагулянта и обеззараженная дезинфицирующим средством вода характеризовалась тем, что после контактных осветителей вода соответствовала требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 по всем показателям, за исключением ОКБ и ТКБ. Концентрация средства по ПГМГ была ниже ПДК. После вторичного обеззараживания вода в РЧВ полностью соответствовала требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. При этом в очищенной воде остаточное количество дезинфицирующего средства не превышало ПДК по основному действующему веществу (ПГМГ) и составляло не более 0,1 мг/л. При этом содержание указанных компонентов было выбрано в пределах, мас.%: компонент - 7-34,5, второй компонент - 1,75-6,9, вода - остальное.

Из таблицы 1 видно, что после контактных осветителей вода соответствовала требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 по всем показателям, за исключением ОКБ и ТКБ. Концентрация средства по ПГМГ была ниже ПДК.

Из таблицы 2 видно, что после вторичного обеззараживания воды, она в РЧВ полностью соответствовала требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Таким образом, как показали испытания, качество обеззараживания воды и, соответственно, качество средства дезинфекции существенно повышены.

Повышение качества средства дезинфекции позволило расширить его функциональные возможности.

Из таблицы 3 видно, что при остаточном содержании полигексаметиленгуанидингидрохлорида от 0,07 до 0,1 мг/л, а алкилдиметилбензиламмонийхлорида от 0,014 до 0,02 воде обеспечивается высокая микробиологическая безопасность питьевой воды при транспортировке ее до потребителя по разводящей городской сети. Дезинфицирующее средство в концентрациях, не превышающих ПДК, обладает надежным пролонгирующим эффектом, сохраняя качество воды на любой точке сети в соответствии с нормами СанПиН 2.1.4.1074-01.