水處理組合物和使用它的方法
【專利說明】水處理組合物和使用它的方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年11月1日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/721，182和2012年11 月26日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/729, 950的權(quán)益，通過引用將兩者的公開內(nèi)容清楚地并 入至此。
【背景技術(shù)】
[0003] 從水中除去雜質(zhì)，典型地包括將散裝化學(xué)品直接分配到水中。散裝化學(xué)品的使用 是危險(xiǎn)的，因?yàn)榭赡芤绯龊团c暴露皮膚的接觸。手工計(jì)量加入化學(xué)品可能是不精確和凌亂 的。另外，散裝化學(xué)品的容器運(yùn)輸起來可能較重，從而引起與重物提升有關(guān)的傷害。
[0004] 發(fā)明概述
[0005] 本發(fā)明的實(shí)施方案涉及水處理組合物和通過使用密封在水溶性小袋中的預(yù)計(jì)量 的處理化合物處理水性水體的方法，所述水體包括娛樂用水，例如游泳池、熱水浴缸/水療 中心和水上公園。
[0006] 除去一種或多種藻類生長所需的營養(yǎng)物（例如磷酸鹽）可以通過添加形成不溶的 反應(yīng)產(chǎn)物的化學(xué)品和物質(zhì)來完成，所述反應(yīng)產(chǎn)物基本上不能為藻類生長所利用。不溶的反 應(yīng)產(chǎn)物還可以通過過濾從水體除去。水體（特別是娛樂用水）含有懸浮的有機(jī)物和其它導(dǎo) 致水渾濁和浮垢沿著池子或容器裝置的壁累積的化學(xué)實(shí)體。公開了通過絮凝、酶解作用和 過濾來除去這種懸浮物。這可通過使用聚合物絮凝劑和消化酶來完成。磷酸鹽去除劑、聚 合物絮凝劑和酶一般是含有這些化學(xué)品的液體產(chǎn)品。多種化學(xué)品的添加不僅耗時(shí)、不方便 且昂貴，而且會(huì)將終端用戶暴露于濃縮的液體化學(xué)品，它由多次應(yīng)用污染瓶子的外部。希望 能有包裝的、預(yù)計(jì)量的、單劑量量的化學(xué)品或物質(zhì)，它們以干燥固體形式包含在水溶性小袋 或囊中，從而終端用戶可在一個(gè)便利的單劑量應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)物去除、凈化和浮垢消化的 多種目標(biāo)，且與濃縮的處理化學(xué)品直接接觸最小。
[0007] 一些實(shí)施方案涉及水處理組合物，所述組合物包含含有磷酸鹽去除物質(zhì)和聚合物 絮凝劑的復(fù)合物，其中所述復(fù)合物包含自由流動(dòng)粒狀固體，并且磷酸鹽去除物質(zhì)和聚合物 凝聚劑在粒狀固體內(nèi)彼此結(jié)合。
[0008] 在一些實(shí)施方案中，復(fù)合物具有晶體結(jié)構(gòu)。
[0009] 在一些實(shí)施方案中，復(fù)合物進(jìn)一步包含酶。
[0010] 在一些實(shí)施方案中，復(fù)合物是水溶性的。
[0011] 在一些實(shí)施方案中，復(fù)合物包含在密封水溶性小袋中。
[0012] 在一些實(shí)施方案中，小袋是水解的聚乙烯醇或纖維素基材料。
[0013] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)選自鋯化合物、稀土鑭系鹽、含鋁化合物、鐵 化合物或它們的任意組合。
[0014] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)選自醋酸鋯、氯氧化鋯、堿式硫酸鋯和它們的 各種組合。
[0015] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)是氯化鑭、碳酸鑭或硫酸鑭。
[0016] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)選自硫酸鋁、氯化鋁、聚氯化鋁、氯化羥鋁、聚 硫酸羥鋁、聚氯化硫酸鋁、聚氯化硅酸鋁和它們的各種組合。
[0017] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)選自氧化鐵、氫氧化氧鐵、零價(jià)鐵、氫氧化鐵、 硫酸鐵、氯化鐵、氯化硫酸鐵、聚硫酸鐵、硫酸亞鐵和它們的各種組合。
[0018] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)選自二氧化硅化合物，例如二氧化硅硫酸鹽， 優(yōu)選中孔二氧化硅硫酸鹽。
[0019] 在一些實(shí)施方案中，聚合物絮凝劑選自合成聚合物、天然生物聚合物多糖、衍生的 天然生物聚合物糖或它們的任意組合。
[0020] 在一些實(shí)施方案中，聚合物絮凝劑選自聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺共聚物，例如，二 烯丙基二甲基氯化銨（DADMAC)、二甲基胺基乙基丙烯酸酯（DMAEA)、二甲基胺基乙基甲基 丙烯酸酯（DMAEM)、3-甲基酰胺丙基三甲基氯化銨（MAPTAC)或丙烯酸的丙烯酰胺共聚物； 陽離子型聚丙烯酰胺；陰離子型聚丙烯酰胺；中性聚丙烯酰胺；聚胺；聚乙烯胺；聚乙烯亞 胺；聚二甲基二烯丙基氯化銨；聚環(huán)氧乙烷；聚乙烯醇；聚乙烯基吡咯烷酮；聚丙烯酸；聚 磷酸；聚苯乙烯磺酸；和它們的各種組合。
[0021] 在一些實(shí)施方案中，聚合物絮凝劑選自殼聚糖醋酸鹽、殼聚糖乳酸鹽、殼聚糖己二 酸鹽、殼聚糖谷氨酸鹽、殼聚糖琥珀酸鹽、殼聚糖蘋果酸鹽、殼聚糖檸檬酸鹽、殼聚糖富馬酸 鹽、殼聚糖鹽酸鹽等，和它們的各種組合。
[0022] 在一些實(shí)施方案中，聚合物絮凝劑選自瓜爾膠、陽離子瓜爾膠、陰離子瓜爾膠、淀 粉、陽離子淀粉、陰離子淀粉、角叉菜膠、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥甲 基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素、黃原膠、藻酸鹽、果膠、葡甘露聚糖、半乳甘露 聚糖和它們的各種組合。
[0023] 在一些實(shí)施方案中，酶選自淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、過氧化物 酶、果膠酶、胃蛋白酶或它們的任意組合。
[0024] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)是醋酸鋯，且聚合物絮凝劑是殼聚糖鹽，并且 復(fù)合物進(jìn)一步包含胃蛋白酶，其中磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶在粒狀固體內(nèi)彼此 結(jié)合。
[0025] 在一些實(shí)施方案中，磷酸鹽去除物質(zhì)是氯化鑭，且聚合物絮凝劑是殼聚糖鹽，并且 復(fù)合物進(jìn)一步包含胃蛋白酶，其中磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶在粒狀固體內(nèi)彼此 結(jié)合。
[0026] 在一些實(shí)施方案中，水處理組合物進(jìn)一步包含殺藻劑。
[0027] 在一些實(shí)施方案中，水處理組合物進(jìn)一步包含金屬或金屬螯合劑。
[0028] 一些實(shí)施方案涉及處理水性水體的方法，包括將權(quán)利要求1的水處理組合物加入 水體中。
[0029] 在一些實(shí)施方案中，水體是氯化的。
[0030] 在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括將水處理組合物加入撇渣器中。
[0031] 在一些實(shí)施方案中，水體含有雙胍消毒劑。
【附圖說明】
[0032] 本發(fā)明的前述方面和許多伴隨的益處將變得更易于理解，因?yàn)檫@些內(nèi)容通過結(jié)合 附圖參考以下詳細(xì)說明會(huì)更好理解，其中：
[0033] 圖1是包含含有水處理化合物的小袋（或囊）的水處理組合物的圖解說明；
[0034] 圖2是復(fù)合物晶體的照片；
[0035] 圖3是放大的復(fù)合物晶體的照片；
[0036] 圖4是含有磷酸鹽除去劑、聚合物絮凝劑和酶（左）和殼聚糖鹽聚合物絮凝劑 (右）的復(fù)合物的密封水溶性小袋的照片；
[0037] 圖5A、5B、5C、5D、5E和5F是在不同階段拍的照片，以說明水溶性小袋的溶解；
[0038] 圖6是存在于游泳池水中的溶解的復(fù)合物絮凝防曬/遮光物質(zhì)的懸浮不溶物與對(duì) 照樣品的對(duì)比照片；
[0039] 圖7是膨潤粘土懸浮液通過溶解的聚合物絮凝劑絮凝的照片；
[0040]圖8A、8B、8C和8D是顯示溶解的含有聚合物絮凝劑的小袋/囊的絮凝活性的照 片；和
[0041] 圖9A、9B和9C是顯示溶解的含有磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶的小袋/囊 的絮凝活性的照片。
[0042] 詳細(xì)說明
[0043] 本發(fā)明的實(shí)施方案涉及水處理組合物。參考圖1，描述了水處理組合物100的圖解 說明。水處理組合物100的實(shí)施方案包括形成密封的小袋102的水溶性膜。小袋102可以 通過以下方法來形成：獲得一片水溶性膜（如下所述）、將膜在中間折疊、添加化合物和之 后將膜在三個(gè)側(cè)面上密封。替代地，可以獲得兩片類似的膜，形成小袋，之后在所有四個(gè)側(cè) 面上密封。小袋102還可以制備成其它形狀，除了圖解的矩形以外。小袋內(nèi)容物104包括 以下的至少一種：磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑或酶，這些將在下面進(jìn)行描述。小袋102 可以包括磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑或酶的兩種或更多種的任意組合。下面進(jìn)一步描 述小袋102和磷酸鹽去除物質(zhì)（或磷酸鹽去除劑）、聚合物絮凝劑和酶。
[0044] 本發(fā)明的一些實(shí)施方案包含水處理組合物，所述組合物包含含有磷酸鹽去除劑、 聚合物絮凝劑和酶的復(fù)合物配制物。圖2是由磷酸鹽去除劑、聚合物絮凝劑和酶制備的復(fù) 合物的照片。圖3是復(fù)合物的放大照片。如在圖中所示，復(fù)合物具有顆粒狀晶體，其中每個(gè) 晶體在晶體內(nèi)部含有磷酸鹽去除劑、聚合物絮凝劑和酶。可以調(diào)節(jié)磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物 絮凝劑和酶的量，以適應(yīng)預(yù)定的應(yīng)用。
[0045] 如本文中使用的，〃復(fù)合物〃用于表示兩種或更多種彼此結(jié)合的組分的材料，與其 中各個(gè)組分物理上分離的混合物相對(duì)。組分的復(fù)合物可以離子結(jié)合、共價(jià)結(jié)合或通過其它 分子力結(jié)合。復(fù)合物可以作為晶體結(jié)構(gòu)或者非晶結(jié)構(gòu)存在。復(fù)合物可以包括通過化學(xué)力結(jié) 合在一起的帶電或中性分子或者原子。
[0046] 本發(fā)明的一些實(shí)施方案還包括處理水的方法，所述方法包括：將密封水溶性小袋 /囊加入水中，所述小袋/囊包含預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽去除劑、聚合物絮凝劑和酶的復(fù)合物 配制物。
[0047] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是水處理組合物，所述組合物包含含有磷酸鹽去除物質(zhì)、 聚合物絮凝劑和酶的自由流動(dòng)粒狀固體復(fù)合物，其中所述復(fù)合物可溶于水。
[0048] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性水體的方法，所述方法包括將包含自由流動(dòng) 粒狀固體復(fù)合物的水處理組合物加入水性水體中，所述復(fù)合物包含磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合 物絮凝劑和酶，其中所述復(fù)合物可溶于水性水體。
[0049] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是水處理組合物，所述組合物包含預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽 去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶的自由流動(dòng)粒狀固體復(fù)合物，其中所述復(fù)合物可溶于水，并且 包含在密封水溶性小袋中。
[0050] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性水體的方法，所述方法包括將含有水處理組 合物的密封水溶性小袋加入水性水體中，所述水處理組合物包括預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽去除 物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶的自由流動(dòng)粒狀固體復(fù)合物，其中所述復(fù)合物可溶于水性水體。
[0051] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是含有自由流動(dòng)粒狀固體復(fù)合物的水處理組合物，所述 復(fù)合物包含磷酸鹽去除物質(zhì)和聚合物絮凝劑的，其中所述復(fù)合物可溶于水。
[0052] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性水體的方法，所述方法包括將包含自由流動(dòng) 粒狀固體復(fù)合物的水處理組合物加入水性水體中，所述復(fù)合物包含磷酸鹽去除物質(zhì)和聚合 物絮凝劑，其中所述復(fù)合物可溶于水性水體。
[0053] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是水處理組合物，所述組合物包含預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽 去除物質(zhì)和聚合物絮凝劑的自由流動(dòng)粒狀固體復(fù)合物，其中所述復(fù)合物可溶于水，并且包 含在密封水溶性小袋中。
[0054] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性水體的方法，所述方法包括將含有水處理組 合物的密封水溶性小袋加入水性水體中，所述水處理組合物包括預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽去除 物質(zhì)和聚合物絮凝劑的自由流動(dòng)粒狀固體復(fù)合物，其中所述復(fù)合物可溶于水性水體。
[0055] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是水處理組合物，所述組合物包含預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽 去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶的自由流動(dòng)粒狀固體混合物，所述混合物包含在密封水溶性 小袋中。
[0056] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性水體的方法，所述方法包括將包含預(yù)計(jì)量的 含有磷酸鹽去除物質(zhì)、聚合物絮凝劑和酶的自由流動(dòng)粒狀固體混合物的密封水溶性小袋加 入水中。
[0057] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是水處理組合物，所述組合物包含包含在密封水溶性小 袋中的預(yù)計(jì)量的含有磷酸鹽去除物質(zhì)和聚合物絮凝劑的自由流動(dòng)粒狀固體混合物。
[0058] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性水體的方法，所述方法包括將包含預(yù)計(jì)量的 含有磷酸鹽去除物質(zhì)和聚合物絮凝劑的自由流動(dòng)粒狀固體混合物的密封水溶性小袋加入 水中。
[0059] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是水處理組合物，所述組合物包含包含在密封水溶性小 袋中的預(yù)計(jì)量的自由流動(dòng)粒狀固體聚合物絮凝劑。
[0060] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是處理水性