專利名稱：利用振鈴磁通在液體中形成氧化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體處理和凈化領(lǐng)域，具體涉及利用振鈴磁通在液體中形成長效氧化劑并使其穩(wěn)定、以此來處理液體的方法。本發(fā)明的方法可用于處理所有需要生物滅活和/或生物靜止(biostatic)作用的液體，尤其適合處理含不希望有的細(xì)菌和/或其它微生物的水。
背景技術(shù)：
過去，已在為了減少或消除微生物在各類固體和液體中的不受歡迎的作用而采用靜態(tài)和/或隨時(shí)間變化的磁場方面做了各種嘗試和研究。例如，2000年6月2日出版的文章標(biāo)題為“Kinetics of MicrobialInactivation for Alternative Food Processing Technologies-Oscillating Magnetic Fields”(由U.S.Food and Drug Administration，Center for Food Safety and Applied Nutrition發(fā)行)的文章給出了利用靜態(tài)和/或隨時(shí)間變化的磁場處理食品的各種已知方法概述。在該文章所描述的各種已知方法中，將磁場的總效應(yīng)看成是對靶微生物具有某種機(jī)械作用，如對細(xì)胞結(jié)構(gòu)有機(jī)械破壞作用，以致能殺死細(xì)胞或者削弱它們的活性和繁殖能力。
過去，Clearwater Systems，LLC(該申請的受讓人)已經(jīng)制造并銷售了一種用磁力處理液體的裝置，該裝置是美國專利6063267的保護(hù)主題，其銷售商標(biāo)為“Dolphin”。正如一開始所構(gòu)想的，Dolphin裝置可以看作是一種主要用于處理水、以防水垢沉積到管道、儲(chǔ)槽以及其它民用和工業(yè)條件下的水處理設(shè)備的側(cè)壁上的裝置，而不是讓大量溶液中的礦物質(zhì)形成粉末，這也被看作是一種通過將微生物包封在代替礦物水垢形成的礦物粉末的外殼內(nèi)而具有的抗菌作用。
具體而言，以前所知道的用于控制水中微生物的Dolphin裝置的作用涉及Dolphin裝置讓水中的碳酸鈣和其它溶解礦物質(zhì)沉淀，形成方解石/文石和六方碳鈣石等的晶體或原生晶體。由于這些晶體或原生晶體在Dolphin裝置產(chǎn)生的振蕩磁通的影響下生長或者彼此凝聚，它們也主要與水中的微生物以非化學(xué)方式結(jié)合，借此用晶體或原生晶體材料將微生物包封起來，并通過這種方式殺死微生物，或至少抑制它們的繁殖和生長。
隨著近年來對Dolphin裝置的工作和進(jìn)一步研究，申請人發(fā)現(xiàn)，在某些條件下，用Dolphin裝置產(chǎn)生的這類振鈴磁通處理液體以前并沒有得到認(rèn)識(shí)，并且它在控制處理液體中的細(xì)菌活性方面有意想不到的效果。即，申請人發(fā)現(xiàn)，Dolphin裝置產(chǎn)生的振鈴磁通脈沖不僅對減少或消除水垢沉積以及將細(xì)菌包封在沉淀的礦物材料內(nèi)是有利的，而且在某些操作條件下也能在水中產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化劑，然后該氧化劑通過氧化細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分與微生物起化學(xué)反應(yīng)，從而或者迅速殺死微生物，或者至少產(chǎn)生能減少微生物數(shù)量的亞致死損傷。氧化劑的確切性質(zhì)還沒有完全知曉，但申請人堅(jiān)信它是過氧化氫的穩(wěn)定形式，這將在后面詳細(xì)說明。
過氧化氫是一種公知的氧化劑，它具有良好的滅菌作用，其分解產(chǎn)物包括水和氧(即無害副產(chǎn)物)，這對于水處理或水凈化系統(tǒng)是理想的。但是，以前在水處理系統(tǒng)中采用過氧化氫或其它氧化劑的成本太高，也很麻煩，這是因?yàn)檫@些氧化劑通常是作為單獨(dú)購買的產(chǎn)品加到有問題的水中的。該方面使得這些現(xiàn)有技術(shù)的水處理系統(tǒng)變得昂貴和復(fù)雜。另外，在往水或其它液體中成批量地加入純過氧化氫時(shí)，它們在能有效氧化微生物前就迅速分解了，而且它在整個(gè)所涉及的液體主體中分布不均勻或不均相。因此，有利的是提供一種簡單得多、便宜得多、能更好地實(shí)現(xiàn)過氧化氫均勻分布的方式，用以利用過氧化氫或類似氧化劑處理水。
利用過氧化氫處理生物膜在水處理系統(tǒng)中也有很大利用價(jià)值。細(xì)菌的生物膜可在管道中殘留和繁殖，這尤其普遍，并且也是空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔的循環(huán)水路中的問題。迄今為止，假設(shè)復(fù)合基質(zhì)中有細(xì)菌存在，并且滅菌劑很難滲過該基質(zhì)，則它們很難得以根除。某些已知的水處理系統(tǒng)集中在水垢清除和包封水中的細(xì)菌方面。但是，如果有生物膜，那么包封個(gè)別細(xì)菌幾乎是不可能的。于是，有利的是提供一種能利用過氧化氫或其它富含氧的氧化劑的穩(wěn)定形式來處理生物膜和防止生物膜產(chǎn)生的水處理系統(tǒng)?！胺€(wěn)定”是指過氧化氫或其它氧化劑并非處在不穩(wěn)定的純物質(zhì)形式，而是處在與水中固有的化合物或鐵絡(luò)合的更穩(wěn)定形式中，從而使得它的濃度隨著水或其它液體循環(huán)過處理區(qū)而漸漸升高，于是它在整個(gè)處理液中的濃度變得均勻。
牢記現(xiàn)有技術(shù)中的問題和缺陷，于是本發(fā)明的目的是提供一種簡單的方法和設(shè)備，用以為液體處理和凈化產(chǎn)生穩(wěn)定化的過氧化氫或其它富含氧的氧化劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種產(chǎn)生穩(wěn)定化的過氧化氫或其它富氧試劑以破壞和/或抑制生物膜在水中或其它液體中生長的方法。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將通過以下說明變得顯明。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)了對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的上述和其它目的以及優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的第一方面涉及一種在基于水的處理液體中產(chǎn)生氧化劑的方法，該方法包括以下步驟提供連續(xù)振鈴磁通脈沖形式的磁場；將液體暴露到該磁場中，其暴露時(shí)間足能在液體中形成氧化劑；以及維持液體中的pH為7到10，優(yōu)選8到9，以使氧化劑穩(wěn)定。優(yōu)選的是，在將液體暴露于磁通的步驟中，液體包括水，所形成的氧化劑包含過氧化氫。為了方便起見，后面將處理的液體看做是水，所形成的氧化劑包括過氧化氫，但本發(fā)明(至少在其較寬范圍的方面中)并不限于水和過氧化氫。
該方法還包括持續(xù)將水暴露于磁通的步驟，優(yōu)選通過讓部分水體再循環(huán)過處理區(qū)，這樣穩(wěn)定化的過氧化氫試劑就會(huì)在水中均勻累積。還要求在經(jīng)過處理區(qū)的水中有大量溶解氧，這優(yōu)選通過為了再循環(huán)目的而將水從水體部分中取出后、或者在其經(jīng)過磁場處理區(qū)前、或者在這之后對這些水進(jìn)行曝氣來實(shí)現(xiàn)。在水的用途是用于冷卻塔中的情況下，曝氣可以、并且優(yōu)選發(fā)生在再循環(huán)水在存在環(huán)境空氣的條件下經(jīng)過冷卻塔蒸發(fā)表面時(shí)冷卻塔進(jìn)行正常工作的過程中。振鈴磁通以連續(xù)周期的形式發(fā)生，振鈴周期過程中磁通振蕩的主頻率優(yōu)選在10kHz到80kHz之間，它是正諧波，振鈴周期以1Hz到100Hz的頻率重復(fù)，優(yōu)選以50Hz到60Hz之間的頻率重復(fù)。
另一方面，本發(fā)明涉及一種在水中形成氧化劑的方法，該方法包括以下步驟為水曝氣；提供一裝置與水緊鄰，用以為水中導(dǎo)入振鈴磁通脈沖，每個(gè)脈沖過程中的頻率為10kHz到80kHz，脈沖以1Hz到100Hz的頻率重復(fù)，優(yōu)選以50Hz到60Hz的頻率重復(fù)，將水暴露于振鈴磁通脈沖，暴露時(shí)間要足以在水中形成大量氧化劑；以及維持水體的pH值在7到10之間，優(yōu)選在8到9之間，以讓氧化劑穩(wěn)定。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種在水中制造過氧化氫或者其絡(luò)合物的方法，該方法包括以下步驟提供水源；在緊靠水源處提供振鈴磁通；將水源暴露于振鈴磁通，讓大量重復(fù)單元(repetitive)經(jīng)過振鈴磁通，在水中形成穩(wěn)定的過氧化氫或其絡(luò)合物；維持pH值約在7到10之間，優(yōu)選在8到9之間，以穩(wěn)定過氧化氫或其絡(luò)合物。水源可以是冷卻塔的水源。在提供振鈴磁通的步驟中，每個(gè)振鈴周期中的振鈴磁通的頻率為10kHz到80kHz，它是正諧波，振鈴周期以1Hz到100Hz、優(yōu)選50Hz到60Hz的頻率重復(fù)。用于產(chǎn)生振鈴磁通的設(shè)備包括與水緊鄰的電感線圈或電感線圈組；與電感線圈或電感線圈組電連接的電源，電源頻率為10kHz到80kHz；以及與電感線圈或電感線圈組以及電源串連的開關(guān)，與開關(guān)相關(guān)聯(lián)的控制器能以1Hz到100Hz、優(yōu)選50Hz到60Hz的速率斷開、閉合開關(guān)，以提供穿過水的一連串振鈴磁通振鈴周期。
在另一方面中，本發(fā)明用于專門處理空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔中的水，所述冷卻塔具有讓水從被保持的水體通過冷卻塔再循環(huán)的水入口和出口。該情況下，再循環(huán)的水在其再循環(huán)過程中或者在流過冷卻塔的水蒸發(fā)部分之前或者在這之后于處理區(qū)內(nèi)暴露于振鈴磁通脈沖，用以維持水中顯著水平的溶解氧。
在該創(chuàng)造性方法的所有實(shí)施例中，在被處理的水中形成氧化劑的步驟是以下步驟所產(chǎn)生的過氧化氫或其它氧化劑是一種不會(huì)迅速失掉其滅活和/或生物靜止性能的穩(wěn)定形式，因此隨著水體部分再循環(huán)過磁通處理區(qū)，它在整個(gè)水體中的濃度也均勻地增加到理想水平。
附圖的簡要說明構(gòu)成本申請一部分的附圖如下

圖1可應(yīng)用本發(fā)明方法的包括冷卻塔的一部分空調(diào)系統(tǒng)的示意性圖解。
圖2表示本發(fā)明的振鈴磁通對陰溝腸桿菌(E.cloacae)的滅菌效用的曲線圖。
圖3表示利用本發(fā)明的方法在不同pH水平下處理水樣的滅菌作用比較結(jié)果的曲線圖。
圖4表示硫代硫酸鈉對在通過本發(fā)明的方法處理得到的水中氧化劑的作用的曲線圖。
優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明涉及以前未知的、未被認(rèn)識(shí)的有益能力，它能夠通過在水處于與溶解氧的濃度和pH水平相關(guān)的某種條件下，將水暴露到某種變化的磁通中產(chǎn)生穩(wěn)定化的氧化劑，并認(rèn)為該穩(wěn)定化的氧化劑是過氧化氫在水(或其它液體)中的穩(wěn)定形式。本發(fā)明的方法提供了一種氧化劑在液體中的累積形成和維持方式，所述氧化劑提供了不同的滅活和/或生物靜止以及殺滅生物膜的作用。正如前面所提到的，僅為了討論目的，后面往往將要處理的液體看成是水，但本發(fā)明并不限于僅處理水，而是也可用于處理其它液體。
本發(fā)明的方法包括將水暴露于振鈴磁通的脈沖，其中磁通作用于水，形成穩(wěn)定的氧化劑。振鈴磁通場例如可由2000年5月16日授給Crewson等人的美國專利6063267(也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)中的裝置來提供，在此通過參考將其全部結(jié)合進(jìn)來。由該裝置產(chǎn)生的穿過水的磁通是連續(xù)脈沖形式，或者是振鈴磁通的周期形式，其中振鈴周期中的磁通振蕩是主頻率相對較高如10kHz到80kHz的正諧波，并且振鈴周期本身也以1Hz到100Hz、優(yōu)選50Hz到60Hz之間的頻率重復(fù)。
在美國專利6063267的裝置中，用于產(chǎn)生連續(xù)振鈴磁通脈沖的電路包括由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電線圈組成的電感線圈裝置，這些導(dǎo)電線圈繞在輸送處理水的管道周圍。該電感線圈裝置通過與一小電容并聯(lián)的開關(guān)與電壓約為5到50V(rms)的60Hz電源相連。在每個(gè)供電周期的開始階段，開關(guān)閉合約四分之一周期，這樣在電感線圈裝置內(nèi)形成電流。然后當(dāng)開關(guān)突然打開時(shí)，供給電感線圈裝置的電流中斷，從而使得電感線圈裝置與電容串連作用，于是與電壓源形成串連諧振電路，在電感線圈裝置上出現(xiàn)振鈴電流的衰減脈沖，該振鈴電流與施加給被電感線圈環(huán)繞的管道中的水的對應(yīng)振鈴磁通相關(guān)。
本發(fā)明不必限于采用美國專利6063267的裝置產(chǎn)生所需的連續(xù)振鈴磁通脈沖或周期。其它裝置也可用于該目的。一般而言，認(rèn)為本發(fā)明的振鈴磁通在每個(gè)脈沖或振鈴周期中的主頻率應(yīng)當(dāng)是10kHz到80kHz，并且脈沖或周期應(yīng)當(dāng)以1.0Hz到100Hz、優(yōu)選以50Hz到60Hz的頻率重復(fù)。每個(gè)振鈴脈沖或周期后面應(yīng)當(dāng)有一個(gè)停留時(shí)間，該停留時(shí)間至少等于每個(gè)重復(fù)周期的4％到20％。
作為產(chǎn)生振鈴磁通的另一裝置，圍繞導(dǎo)水管的電感線圈裝置通過與電感線圈裝置和電源輸出端子串連連接的開關(guān)與電源相連，所述電源的輸出主頻率約為10kHz到80kHz。然后與開關(guān)關(guān)聯(lián)的控制器以1.0Hz到100Hz、優(yōu)選50Hz到60Hz的速率打開、閉合開關(guān)，以便在電感線圈裝置中提供振鈴電流周期或脈沖，它與水中的振鈴磁通周期或脈沖相對應(yīng)。
電感線圈裝置的振鈴磁通用于在水中產(chǎn)生氧化劑；于是，水流必需與振鈴磁通緊鄰，裝著水的管道或其它設(shè)備必需由塑料或其它不導(dǎo)電材料制成，以便讓磁通通過并進(jìn)入水中，這樣大部分磁通直接穿過水。
依照本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH為7到10、優(yōu)選8到9的含大量溶解氧的水暴露于具有上面所討論特征的振鈴磁通時(shí)，產(chǎn)生了具有滅菌性能的耐(bearing)氧氧化劑。即使水中存在的微生物是可形成或已形成生物膜或生物膜前體的微生物，該氧化劑也能對這些微生物產(chǎn)生顯著的滅殺作用，或者帶來較大的亞致死傷害。
本發(fā)明的有利應(yīng)用產(chǎn)生于圖1通過舉例方式示出的空調(diào)冷卻塔的場境中。所示冷卻塔是“橫流”設(shè)計(jì)，但本發(fā)明還可用于其它類型的冷卻塔。參照圖1，該圖示出了通常安裝在較大建筑物如公寓房屋、辦公樓、醫(yī)院和工廠內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)的一部分。所示這部分系統(tǒng)包括用10總體指示的冷卻塔、冷凝器12、泵14。冷卻塔10利用給定的水體工作，一些水被保持在上部分配或噴射腔13內(nèi)，而大部分水保留在主儲(chǔ)槽14中。借助受主儲(chǔ)槽14內(nèi)的水量控制的電磁控制閥18，根據(jù)需要通過補(bǔ)充水管線16加入補(bǔ)充水，從而將包含水體的水量維持在給定最大和最小限度內(nèi)。水從上部腔室13經(jīng)多個(gè)蒸發(fā)填充材料或蜂房板20等流到主儲(chǔ)槽14中，與此同時(shí)風(fēng)扇22將環(huán)境空氣吹過這些蜂房板20，以利于水的蒸發(fā)。箭頭24表示環(huán)境空氣進(jìn)入冷卻塔10，箭頭26表示空氣離開冷卻塔10。
由填充材料或蜂房板20蒸發(fā)的水冷卻了留下的未蒸發(fā)水，這樣到達(dá)并留在主儲(chǔ)槽14內(nèi)的水的溫度相對較低。
儲(chǔ)槽14內(nèi)的冷水被冷凝器12用于冷卻通過入口26流入冷凝器12、并通過出口28流出冷凝器的熱交換介質(zhì)。泵14將冷水從儲(chǔ)槽14內(nèi)抽出，并通過冷水管線30提供給冷凝器12，然后使其在較暖的狀態(tài)下從冷凝器12通過暖水管線32回到冷卻塔的上部腔室13。于是管線30和32、泵14、冷凝器12、上部腔室13、以及填充材料或蜂房板20構(gòu)成了一部分水體從主儲(chǔ)槽14開始再循環(huán)、并回到該主儲(chǔ)槽的流路。由于該再循環(huán)水在經(jīng)過板材20時(shí)與環(huán)境空氣親密接觸，因此主儲(chǔ)槽中以及通過管線30和32的水中含有大量溶解氧，例如每百萬重量份的水約含3到15重量份的氧，優(yōu)選每百萬重量份的水約含5重量份的氧。
與本發(fā)明相符的是，在圖1的冷卻塔布置中，要將振鈴磁通脈沖施加給從主儲(chǔ)槽14開始再循環(huán)、并回到其中的那部分水。為了實(shí)現(xiàn)該目的，如圖1中的實(shí)線所示，冷卻水管線30內(nèi)包括振鈴磁通發(fā)生裝置36，該裝置36優(yōu)選是例如美國專利6063267中示出和描述的裝置。作為對裝置36布置在冷卻水管線30中的替換，可選擇地將該裝置布置在，36處虛線所示的暖水管線32中。在圖1所示的兩個(gè)可選位置中的任意一個(gè)上，經(jīng)過裝置36或’36的水都含有大量溶解氧，這樣該裝置操作，在水中產(chǎn)生穩(wěn)定形式的過氧化氫或者其它氧化劑，于是消耗掉大部分溶解氧。另外，正如前面所提到的，重要的是經(jīng)裝置36或’36處理的水的pH水平略高于中性的pH值7，可接受的pH水平是介于pH7到pH10范圍內(nèi)的值，其優(yōu)選范圍是pH8到pH9。幸運(yùn)的是，正如所示裝置36或’36所實(shí)現(xiàn)的，人們發(fā)現(xiàn)，將振鈴磁通脈沖施加給處理水總是能固有地在冷卻塔10內(nèi)產(chǎn)生該pH水平的水體，并使其維持在中性以上的可接受pH水平上，這樣，(即便有的話)很少要求為了調(diào)節(jié)水的pH水平而專門對水進(jìn)行額外處理。
根據(jù)所提及的，認(rèn)為過氧化氫的穩(wěn)定形式或絡(luò)合物就是本發(fā)明的方法所產(chǎn)生的氧化劑。具體而言，認(rèn)為制造出的過氧化氫根據(jù)pH或者是H2O2的非離子形式，或者是HO2的離子形式，然后該離子與另一離子或者水中存在的其它絡(luò)合物絡(luò)合，形成過氧化氫的穩(wěn)定形式或絡(luò)合物，這些穩(wěn)定形式或絡(luò)合物的分解是滯后的，或者在它與微生物的化學(xué)成分反應(yīng)時(shí)才分解。更準(zhǔn)確來說，在通過施加給水的振鈴磁通脈沖產(chǎn)生了過氧化氫之后，相關(guān)化合物、離子和絡(luò)合物的平衡方程是
(Eq.1)然后HO2與水中存在的具有陽性變化、陰性變化、或者中性變化的絡(luò)合離子或者其它絡(luò)合物結(jié)合，形成穩(wěn)定絡(luò)合物，H2O2和這些穩(wěn)定絡(luò)合物之間的平衡等式變?yōu)?
通過氧化細(xì)菌消耗掉的過氧化氫可通過等式2的平衡作用補(bǔ)充。它具有將等式2向左驅(qū)動(dòng)的效果，由此就從穩(wěn)定絡(luò)合物的存儲(chǔ)態(tài)中再取得一些過氧化氫。盡管純過氧化氫因分解而迅速失去了它的滅菌效用，但振鈴磁通會(huì)因水暴露在該振鈴磁通下而在水中形成穩(wěn)定的過氧化氫絡(luò)合物。另一種氧化劑是臭氧，它的滅菌活性與過氧化氫的類似；并且臭氧的穩(wěn)定形式(可單獨(dú)或與過氧化氫的穩(wěn)定形式結(jié)合)可以是通過本發(fā)明的寬范方法形成的氧化劑。
當(dāng)水在暴露于振鈴磁場之前進(jìn)行了曝氣處理，從而使水中的溶解氧濃度達(dá)到相對百萬重量份的水含三(3)到十五(15)重量份的氧、優(yōu)選達(dá)到百萬重量份的水約含5重量份的氧時(shí)，氧化劑的形成就會(huì)得到增強(qiáng)。曝氣可通過任意數(shù)量的已知機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)，包括噴流、噴射、以及填充材料或者蜂房板，用以讓較大的流體面暴露于大氣。
盡管不同類型的細(xì)菌和其它微生物可在通過本發(fā)明的振鈴磁通處理的水中失活，但Gram陰性細(xì)菌顯得比Gram陽性細(xì)菌更容易受不利影響。圖2到4表示振鈴磁通對陰溝腸桿菌的意想不到的滅菌效果，這種菌的存在表示水被糞便物污染。圖2表示每毫升陰溝腸桿菌的菌落形成單位(CFU/ml)隨時(shí)間的失活變化。本發(fā)明中的長時(shí)間暴露于振鈴磁通、從而累積了氧化劑的水樣(-■-)在24小時(shí)以內(nèi)表現(xiàn)出菌落形成單位濃度的顯著減少。但是，如果向這些水中加入硫代硫酸鈉形成另一種水樣(-●-)，對細(xì)菌就沒什么效果了。硫代硫酸鈉與處理水中存在的任何氧化劑起反應(yīng)，從而讓這些氧化劑分解或無效。這兩個(gè)試樣(-■-和-●-)的實(shí)驗(yàn)證明了以下原理穩(wěn)定氧化劑是借助振鈴磁通脈沖的處理而在水中形成的穩(wěn)定氧化劑。與之相比，僅用氯處理過的水樣(-σ-)不會(huì)提供與用振鈴磁通處理的水程度相同的陰溝腸桿菌菌落形成單位減活作用。
人們意外發(fā)現(xiàn)用振鈴磁通處理過的水的滅殺作用對pH有依賴性。當(dāng)水為弱堿性、pH約為8到9時(shí)，滅菌效果最強(qiáng)。圖3中對弱堿性pH條件下的處理水樣和中性pH附近的處理水樣做了比較。在pH8.45處陰溝腸桿菌的菌落形成單位減得最多(-v-)。在不用本發(fā)明的處理方法的情況下，細(xì)菌在pH為8.45的水中正常地繁榮興旺。隨著pH降到中性，處理水的滅殺作用也降低。在pH約為7.2(-×-)時(shí)，菌落形成單位的數(shù)量隨時(shí)間僅微微下降。
圖4再次表示硫代硫酸鈉對處理水中的氧化劑的影響。依照本發(fā)明處理的水(-v-)實(shí)現(xiàn)了陰溝腸桿菌菌落形成單位的顯著減少。但是，隨著硫代硫酸鈉的加入(-■-)，氧化劑失活，于是細(xì)菌的菌落形成單位數(shù)目保持恒定。顯然，氧化劑是在水暴露于振鈴磁通脈沖后在水中形成的。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上面所聲稱的目的。用振鈴磁通脈沖處理水為簡單而成本效能的水處理和凈化產(chǎn)生了富含氧的穩(wěn)定氧化劑，例如穩(wěn)定化的過氧化氫。通過本發(fā)明的方法產(chǎn)生的穩(wěn)定化氧化劑顯著減少了細(xì)菌的菌落形成單位，并提供了避免、減少和/或消除生物膜的有效方式。
雖然結(jié)合特定優(yōu)選實(shí)施例具體描述了本發(fā)明，但顯然，按照前述描述，進(jìn)行多種替換、改進(jìn)和變化對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此可以預(yù)期的是，所附權(quán)利要求涵蓋了所有的這些替換、改進(jìn)和變化，它們都落在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造氧化劑的方法，它包括以下步驟提供連續(xù)振鈴磁通脈沖形式的磁場；以及將液體暴露于該磁通脈沖中，其暴露時(shí)間要足以在液體中形成穩(wěn)定化的氧化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在將液體暴露于磁通的步驟中，液體包括水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在將液體暴露于磁通的步驟中，所形成的穩(wěn)定化氧化劑包括過氧化氫絡(luò)合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，它還包括以下步驟維持液體主體；以及其中所述將液體暴露于磁通的步驟包括使一部分所述液體主體通過再循環(huán)流路，并將流過再循環(huán)流路的液體暴露于磁通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中將流過再循環(huán)流路的液體暴露于磁通的步驟要持續(xù)很長時(shí)間，以便使穩(wěn)定化的氧化劑在液體主體中均勻累積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，它還包括以下步驟在將液體暴露于磁通之前為液體曝氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，它還包括以下步驟在所述液體主體部分流過再循環(huán)流路時(shí)，為所述這部分液體主體曝氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，它還包括以下步驟維持液體主體的pH水平在7到10之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中提供磁場和將液體暴露于磁通的步驟包括讓液體通過能產(chǎn)生振鈴磁通模式的裝置，其中振鈴磁通以連續(xù)振鈴周期的方式出現(xiàn)，在振鈴周期過程中，磁通振蕩的頻率在10kHz到80kHz之間，其中振鈴周期以1Hz到100Hz的頻率重復(fù)。
10.一種在水中形成穩(wěn)定化氧化劑的方法，它包括以下步驟對水進(jìn)行曝氣，以便在水中提供溶解氧；產(chǎn)生振鈴磁通脈沖，其在每個(gè)脈沖過程中的頻率為10kHz到80kHz，脈沖以1Hz到100Hz的頻率重復(fù)；以及將曝氣后的水暴露于振鈴磁通的脈沖，暴露時(shí)間要足以形成穩(wěn)定氧化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在將曝氣后的水暴露于磁通的步驟中，所形成的穩(wěn)定化氧化劑包括一定形式的過氧化氫。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，它還包括以下步驟維持水體，并將所述水體的主要部分容納在主儲(chǔ)槽內(nèi)；以及其中所述將曝氣后的水暴露于磁通的步驟包括通過再循環(huán)流路讓一部分水體從主儲(chǔ)槽開始再循環(huán)回到主儲(chǔ)槽中，將這部分流過再循環(huán)流路的水暴露于磁通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述對水進(jìn)行曝氣的步驟要達(dá)到維持水主體中的溶解氧在相對一百萬重量份的水至少含3重量份的氧的水平上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中維持所述水體中的pH水平為7到10。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，它還包括以下步驟維持所述水體中的pH水平為8到9。
16.一種在空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔中處理水的方法，該冷卻塔具有帶有水蒸發(fā)表面的水蒸發(fā)設(shè)備，水從所述水蒸發(fā)表面蒸發(fā)到流過蒸發(fā)表面的空氣中；水入口；分配設(shè)備，它將接收到的水通過水入口分配到蒸發(fā)表面上；主儲(chǔ)槽，用以容納離開蒸發(fā)表面的水；水出口，用以將水從主儲(chǔ)槽移走；以及提供再循環(huán)流路的設(shè)備，用以使水從所述出口再循環(huán)到所述入口，所述方法包括使水流過所述再循環(huán)流路；在流過所述再循環(huán)流路的水中產(chǎn)生振鈴磁通脈沖，每個(gè)振鈴磁通脈沖中的頻率為10kHz到80kHz，而振鈴磁通脈沖以1Hz到100Hz的頻率重復(fù)，由此在水中形成穩(wěn)定化的氧化劑，該氧化劑具有包括使氧化劑與水中微生物的化學(xué)成分發(fā)生氧化反應(yīng)的滅菌效果。
全文摘要
一種在液體、優(yōu)選水中形成富含氧并且穩(wěn)定的氧化劑的方法，包括將曝氣后的液體暴露于振鈴磁通重復(fù)脈沖，所述重復(fù)脈沖的主頻率為10kHz到80kHz，脈沖以1Hz到100Hz的頻率重復(fù)，水的pH值保持在7到10之間?？蓪⒀趸瘎┱J(rèn)為是一種過氧化氫的穩(wěn)定絡(luò)合物，它通過氧化而對微生物和生物膜有滅菌效果。該方法可用于采用了冷卻塔(10)、主儲(chǔ)槽(14)、分配腔室(13)、冷凝器(12)和蒸發(fā)風(fēng)扇(22)的再循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)中的水處理。
文檔編號(hào)B01J19/08GK1615275SQ02827106
公開日2005年5月11日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者J·E·小德雷斯蒂, D·J·奧赫姆 申請人:純凈水系統(tǒng)公司