專利名稱：氣味控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制含水體系內(nèi)令人討厭的氣味(objectionable odors)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及有機(jī)鹵素供體(organic halogen donating species)控制含水體系內(nèi)令人討厭的硫、氮和/或脂肪酸基氣味的用途。
背景技術(shù)：
含水體系內(nèi)令人討厭的氣味如工業(yè)含水體系，可造成美學(xué)(aesthetic)和健康兩方面的問題。例如，硫物質(zhì)如硫化氫、硫醇和硫化物；氮物質(zhì)如胺和吲哚；以及脂肪酸物質(zhì)的存在，可產(chǎn)生令人討厭的氣味。這種令人討厭的氣味的存在在美學(xué)上會成問題。例如，位于放出硫化氫氣味的工廠附近的家庭、學(xué)校、公園或企業(yè)，將發(fā)現(xiàn)這種氣味令人討厭。另外，可產(chǎn)生健康問題。例如，硫化氫的最大允許8小時濃度為約20ppm(職業(yè)安全與健康標(biāo)準(zhǔn)(Occupational Safety and Health Standards)，Department of Labor，OSHA，F(xiàn)ederal Register，37，22142(1972年10月18日))。氮物質(zhì)如胺和吲哚，當(dāng)存在于含水體系內(nèi)時，導(dǎo)致類似的問題產(chǎn)生。硫化氫由于其低的氣味閾值、毒性以及由于它的腐蝕性，是特別成問題的。
氣味控制方法可以是化學(xué)或機(jī)械法。常使用的是室內(nèi)空氣的通風(fēng)。若空氣在沒有處理的情況下排放，則簡單地通過戶外空氣稀釋臭空氣，結(jié)果引起氣味的化學(xué)物質(zhì)的濃度低于檢測閾值?；蛘?，可在滌氣器(scrubber)、生物過濾器或吸收裝置中處理排放的空氣。在滌氣器中，水可含有增加效率和/或與引起氣味的化學(xué)品發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)品。例如，常用苛性鈉溶液或苛性鈉與次氯酸鈉的混合物洗滌酸性氣體。在生物過濾器中，用會降解引起氣味的化學(xué)品的微生物培養(yǎng)物接種固體載體。對于液體和氣體流二者來說，可使用各種載體與微生物。吸收裝置典型地含有某一類固體吸收劑如活性碳或其它高表面積的物質(zhì)。除去氣味的其它機(jī)械方式包括靜電沉淀和燃燒。
用于控制氣味的許多化學(xué)處理劑是遮蓋劑(masking agent)。遮蓋劑可以以固體、液體或氣體形式施加。大多數(shù)為控制氣味所使用的精油(檸檬烯、蒎烯等)和酯都被認(rèn)為是遮蓋劑。遮蓋劑實際上不與引起氣味的化學(xué)品反應(yīng)，但通過壓制它來降低氣味的感覺。遮蓋劑用令人愉快的氣味替換令人討厭的氣味。遮蓋劑降低了氣體的感覺，而沒有降低其毒性或腐蝕性，所以可能加劇諸如硫化氫之類氣味的問題。經(jīng)常，遮蓋劑本身的味道可能變得令人討厭。
氣味中和是其中氣味看起來彼此抵銷的一種現(xiàn)象。中和的目的不是用遮蓋劑的更令人愉快的氣味壓制令人不悅的氣味(offensive odor)，而是產(chǎn)生凈零的氣味。在中和方法中，引起氣味的化學(xué)品與中和劑之間沒有化學(xué)相互作用。與遮蓋劑一樣，若被中和的氣味同樣有毒，則它們可加劇問題。中和劑的另一缺點(diǎn)是多組分的氣味一般要求多組分的中和化學(xué)品的共混物。為了完全中和復(fù)雜的氣味，對于每一種單獨(dú)的應(yīng)用來說，將需要中和用化學(xué)品的單獨(dú)的共混物。
可使用許多化學(xué)品與令人不悅的氣味反應(yīng)。可用pH調(diào)節(jié)除去硫化氫的氣味。在高pH下，可驅(qū)動方程式形成HS-。由于HS-具有水溶性且不揮發(fā)，所以它不存在與硫化氫同樣的氣味、毒性和腐蝕性。然而，若降低pH，容易再形成硫化氫?？赏ㄟ^空氣或化學(xué)氧化劑，如次氯酸鈉或臭氧氧化包括硫化氫在內(nèi)的許多氣味。對于大多數(shù)的商業(yè)應(yīng)用來說，空氣的氧化通常太慢且不充分。必須注意處理、配制和使用氧化劑如次氯酸鈉和臭氧。也可用金屬離子如鐵和鋅沉淀硫化物。在文獻(xiàn)中充分論述了使用胺和醛清除天然氣和原油中的硫化氫，然而，許多化學(xué)品在含有各種引起氣味的化學(xué)品的含水體系中具有有限的用途。
發(fā)明概述一般地，本發(fā)明涉及通過將有效劑量的處理劑加入到含水體系中，或?qū)⑺鼑姙⒌娇拷w系的氛圍(atmosphere)內(nèi)，從含水體系中除去氣味。通過本發(fā)明控制的問題氣味可能是在含水體系內(nèi)存在的有異味的(odoriferous)硫化合物、氮化合物或脂肪酸化合物的結(jié)果。本發(fā)明的氣味控制處理劑包括鹵素供體有機(jī)分子，如鹵化琥珀酰亞胺(halogenatedsuccinimides)、鹵化乙內(nèi)酰脲(halogenated hydantoins)、鹵化異噻唑啉(halogenated isothiazolines)、含有供電子基團(tuán)的其它鹵化有機(jī)化合物，及其混合物。
根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)鹵素供體有機(jī)物質(zhì)在控制含水體系的非所需的氣味方面是有效的，所述氣味來自于有異味的硫化合物、有異味的氮化合物和有異味的脂肪酸化合物的存在。鹵素供體有機(jī)物質(zhì)可直接加入到含水物流內(nèi)，加入到接觸含水物流的組件如滌氣器內(nèi)，或?qū)⑵鋰姙⒌娇拷w系的氛圍中。通過使鹵素供體物質(zhì)與含水體系內(nèi)的有異味的組分接觸的任何方式，實現(xiàn)本發(fā)明的氣味控制。
在本發(fā)明的一個方面中，已發(fā)現(xiàn)鹵化琥珀酰亞胺物質(zhì)在降低含水體系的氣味方面是有效的，所述氣味來自于有異味的硫化合物、有異味的氮化合物和有異味的脂肪酸化合物的存在。
在本發(fā)明進(jìn)一步的方面中，已發(fā)現(xiàn)可通過將至少一種鹵化琥珀酰亞胺、鹵化乙內(nèi)酰脲、鹵化異噻唑啉、含有供電子基團(tuán)的其它鹵化有機(jī)化合物，及其混合物中的有機(jī)鹵素供體分子加入到含水體系內(nèi)，來控制含水體系中令人作嘔的硫化氫氣味。
發(fā)明詳述本發(fā)明包括通過將有機(jī)鹵素供體處理劑加入到含水體系或靠近含水體系的空氣中，來控制含水體系中的令人討厭的氣味。通過本發(fā)明的方法，可控制令人討厭的氣味，如因硫化合物、氮化合物和脂肪酸化合物引起的氣味。
當(dāng)存在于含水體系內(nèi)時可引起令人討厭的氣味的典型硫化合物包括硫化氫、硫醇和硫化物。當(dāng)存在于含水體系內(nèi)時可引起令人討厭的氣味的典型氮化合物包括胺類和吲哚類。當(dāng)存在于含水體系內(nèi)時可引起令人討厭的氣味的典型含氧部分包括脂肪酸。
本發(fā)明的有機(jī)鹵素供體處理劑可包括鹵化琥珀酰亞胺、鹵化乙內(nèi)酰脲、鹵化異噻唑啉、和含有供電子基團(tuán)的其它鹵化有機(jī)化合物。在本發(fā)明方法中有效的典型鹵化琥珀酰亞胺包括N-氯琥珀酰亞胺和N-溴琥珀酰亞胺。在本發(fā)明方法中有效的典型鹵化乙內(nèi)酰脲包括1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲和1，3-二氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二溴-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲及其混合物。典型的鹵化異噻唑啉包括5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和5-溴-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其混合物。在本發(fā)明方法中有效的含有供電子基團(tuán)的典型鹵化有機(jī)化合物包括2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺和2-溴-2-硝基丙-1，3-二醇。
可直接將本發(fā)明的有機(jī)鹵素供體處理劑加入到希望控制氣味的含水體系中。加入到含水體系可以是直接添加或者通過加入到含水流體接觸的組件內(nèi)。或者，可將處理劑噴灑到靠近含水體系的氛圍中。實現(xiàn)所需程度的氣味控制需要的氣味控制處理劑的實際量將基于含水體系內(nèi)引起氣味的物質(zhì)的濃度和類型而變化。對于本發(fā)明范圍內(nèi)的氣味控制來說，加入到含水物流內(nèi)的有機(jī)鹵素供體物質(zhì)的典型劑量范圍為約1-1000份/百萬份，優(yōu)選約1-500份/百萬份，最優(yōu)選的范圍為約1-100份/百萬份。
現(xiàn)參考許多具體的實施例，進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中實施例應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是例舉，而不是限制本發(fā)明的范圍。在實施例中，由于硫化氫在許多工業(yè)氣味場合中的普遍性、它的低氣味閾值和它的令人討厭的氣味，所以使用硫化氫作為引起氣味的物質(zhì)。另外，硫化氫是有毒且具有腐蝕性的物質(zhì)，在工業(yè)含水體系內(nèi)它的控制是所需的。
實施例實施例1在密閉室內(nèi)，通過添加硫化鈉到pH7的緩沖溶液中，進(jìn)行測試。使用電化學(xué)硫化氫傳感器，測量在頂部空間(headspace)內(nèi)硫化氫的濃度。
通過添加不同劑量的處理劑到溶液中，測試許多鹵素供體物質(zhì)。表1概述了測試結(jié)果。
表1處理劑劑量(ppm) H2S讀數(shù)(ppm)N-氯琥珀酰亞胺0 1432 1204 906 708 4610 2312 5N-溴琥珀酰亞胺0 1434 113
88712 5916 3520 1624 82-溴-2-硝基丙-1，3-二醇 0163510410 8320 3830 2140 62，2-二溴-3-次氮基丙酰胺01431.6 1323.2 1124.8 1026.4 818639.6 4911.2 3512.8 2314.4 1616 65-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮 015820 14740 10460 8680 61100 31120 21
實施例2使用商業(yè)肉處理工廠的廢水，進(jìn)行測試。在密閉室內(nèi)，將有機(jī)鹵素供體處理劑加入到廢水中，并使用電化學(xué)硫化氫傳感器，進(jìn)行在頂部空間內(nèi)硫化氫濃度的測量。表2概述了結(jié)果。
表2處理劑劑量(ppm) H2S讀數(shù)(ppm)N-氯琥珀酰亞胺0 3484 1556 398 2810181252042-溴-2-硝基丙-1，3-二醇0 46910216121951478166218372027實施例3使用造紙廠的淤泥，進(jìn)行測試。在密閉室內(nèi)，將有機(jī)鹵素供體處理劑加入到淤泥中，并使用電化學(xué)硫化氫傳感器，讀取在頂部空間內(nèi)硫化氫濃度的讀數(shù)。表3概述了結(jié)果。
表3處理劑 劑量(ppm) H2S讀數(shù)(ppm)2-溴-2-硝基丙-1，3-二醇 0 1582.51435 9710 5015 2820 1321實施例4使用市政廢水處理工廠的淤泥，進(jìn)行測試。在密閉室內(nèi)，將有機(jī)鹵素供體處理劑加入到淤泥中，并使用電化學(xué)硫化氫傳感器，讀取在頂部空間內(nèi)硫化氫濃度的讀數(shù)。表4概述了結(jié)果。
表4處理劑 劑量(ppm) H2S讀數(shù)(ppm)N-氯琥珀酰亞胺 0 45520 45340 31150 20560 16970 1651008520034300124000N-溴琥珀酰亞胺 0 45540 43560 41570 33580 289100218
150 112200 85400 44600 25800 171000 12實施例5使用食品處理工廠的廢水進(jìn)行測試。在密閉室內(nèi)，將有機(jī)鹵素供體處理劑加入到廢水中，并使用電化學(xué)硫化氫傳感器，讀取在頂部空間內(nèi)硫化氫濃度的讀數(shù)。表5概述了結(jié)果。
表5處理劑劑量(ppm) H2S讀數(shù)(ppm)N-氯琥珀酰亞胺0 1891218420972846406900N-溴琥珀酰亞胺0 189161132010928314035100 2實施例6使用填埋場的瀝濾液進(jìn)行測試。在密閉室內(nèi)，將有機(jī)鹵素供體處理劑加入到瀝濾液中，并使用電化學(xué)硫化氫傳感器，讀取在頂部空間內(nèi)硫化氫濃度的讀數(shù)。表6概述了結(jié)果。
表6處理劑 劑量(ppm)H2S讀數(shù)(ppm)N-氯琥珀酰亞胺 018110 11250 10975 10290 21100 13120 2250 0N-溴琥珀酰亞胺 017120 9150 86100 50160 12200 20400 0表1-6的數(shù)據(jù)示出了在防止氣載硫化氫并進(jìn)而抑制伴隨的有毒氣味中測試的有機(jī)鹵素供體的效率。
盡管相對于其特定實施方案描述了本發(fā)明，但顯而易見的是，本發(fā)明的許多其它形式和改性對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，是顯然的。所附的權(quán)利要求和本發(fā)明通常應(yīng)當(dāng)解釋為涵蓋在本發(fā)明真正的精神和范圍內(nèi)的所有這種明顯的形式和改性。
權(quán)利要求
1.一種有異味的含水體系的除味方法，該方法包括將用量足以將所述含水體系除味的有機(jī)鹵素供體加入到所述含水體系中。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述有機(jī)鹵素供體選自鹵化琥珀酰亞胺、鹵化乙內(nèi)酰脲、鹵化異噻唑啉及其混合物。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述鹵化琥珀酰亞胺選自N-氯琥珀酰亞胺、N-溴琥珀酰亞胺及其混合物。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所述鹵化乙內(nèi)酰脲選自1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二溴-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲及其混合物。
5.權(quán)利要求2的方法，其中所述鹵化異噻唑啉選自5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-溴-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其混合物。
6.權(quán)利要求1的方法，其中將用量為約1至約1000份/百萬份的所述有機(jī)鹵素供體加入到所述含水體系中。
7.權(quán)利要求1的方法，其中將用量為約1至約500份/百萬份的所述有機(jī)鹵素供體加入到所述含水體系中。
8.一種含水體系的有異味氛圍的除味方法，該方法包括將有機(jī)鹵素供體的含水溶液噴灑到所述氛圍內(nèi)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述有機(jī)鹵素供體選自鹵化琥珀酰亞胺、鹵化乙內(nèi)酰脲、鹵化異噻唑啉及其混合物。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述鹵化琥珀酰亞胺選自N-氯琥珀酰亞胺、N-溴琥珀酰亞胺及其混合物。
11.權(quán)利要求9的方法，其中所述鹵化乙內(nèi)酰脲選自1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二溴-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲及其混合物。
12.權(quán)利要求9的方法，其中所述鹵化異噻唑啉選自5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-溴-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其混合物。
13.一種水溶液的除味方法，該方法包括將用量足以將所述水溶液除味的有機(jī)鹵素供體加入到所述水溶液中。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述有機(jī)鹵素供體選自鹵化琥珀酰亞胺、鹵化乙內(nèi)酰脲、鹵化異噻唑啉及其混合物。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述鹵化琥珀酰亞胺選自N-氯琥珀酰亞胺、N-溴琥珀酰亞胺及其混合物。
16.權(quán)利要求14的方法，其中鹵化乙內(nèi)酰脲選自1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二氯-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、1，3-二溴-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲及其混合物。
17.權(quán)利要求14的方法，其中所述鹵化異噻唑啉選自5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-溴-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其混合物。
18.權(quán)利要求13的方法，其中將用量為約1至約1000份/百萬份的所述有機(jī)鹵素供體加入到所述水溶液中。
19.權(quán)利要求13的方法，其中將用量為約1至約500份/百萬份的所述有機(jī)鹵素供體加入到所述水溶液中。
全文摘要
公開了一種控制含水體系內(nèi)和含水體系周圍令人不悅的氣味的方法。該方法包括將含有機(jī)鹵素供體物質(zhì)的氣味控制處理劑加入到含水體系中或?qū)⑵鋰姙⒌脚c含水體系相鄰的氛圍內(nèi)。典型的有機(jī)鹵素供體物質(zhì)包括鹵化琥珀酰亞胺、鹵化乙內(nèi)酰脲、鹵化異噻唑啉及其混合物。
文檔編號A61L9/14GK1575260SQ02821153
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者埃倫·M·邁耶 申請人:Ge貝茨公司