СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ РАСТВОРЫ БРОМНОВАТИСТОЙ КИСЛОТЫ

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к стабилизированным растворам бромноватистой кислоты, предназначенным для обработки воды.

Широко известно применение растворов бромноватистой кислоты для обработки воды для промышленного водоснабжения и воды для рекреационного водопользования. Бромноватистая кислота представляет собой очень эффективный биоцид широкого спектра действия, однако при этом она является очень нестабильной. В определенных случаях бромноватистую кислоту получают in situ путем взаимодействия бромида с растворимым в воде гипохлоритом, таким как гипохлорит натрия. Полученный раствор добавляют непосредственно в воду, подлежащую обработке, пока бромноватистая кислота не потеряла активность.

В патенте US 5942126 на имя Naico Chemical Company описан раствор гипобромита натрия, который является стабильным при обычных условиях хранения. Раствор гипобромита стабилизируют с помощью высоких концентраций стабилизатора, который среди прочего можно выбирать из ряда, включающего мочевину, тиомочевину, креатинин, циануровую кислоту, алкилгидантоины, моно- или диэтаноламин, органические сульфонамиды, биурет, сульфаминовую кислоту, органические сульфаматы и меламин. В указанном патенте описано применение стабилизированного раствора гипобромита для обработки систем промышленного водоснабжения.

Задачей настоящего изобретения является разработка стабилизированного раствора бромноватистой кислоты для обработки/дезинфекции воды, прежде всего питьевой воды и оросительной воды.

Краткое изложение сущности изобретения

Первым объектом настоящего изобретения является способ получения стабилизированного маточного раствора бромноватистой кислоты, предназначенного для обработки воды, где способ заключается в том, что осуществляют следующие стадии:

1. получают раствор хлорноватистой кислоты с рН менее 7,5, предпочтительно с рН 7,4,

2. получают раствор бромида с рН менее 7,0, предпочтительно с рН 6,4,

3. смешивают раствор хлорноватистой кислоты с раствором бромида, получая раствор бромноватистой кислоты, и

4. сразу после этого к раствору добавляют стабилизатор, получая стабилизированный раствор бромноватистой кислоты с рН 8-9, предпочтительно рН 8,8.

Раствор хлорноватистой кислоты на стадии 1 можно получать путем смешения раствора гипохлорита, имеющего рН приблизительно 14, с раствором соляной кислоты.

Как правило, в качестве стабилизатора применяют циануровую кислоту, которую добавляют к раствору бромноватистой кислоты в количестве, не превышающем 1 част./млн, предпочтительно не превышающем 0,5 част./млн.

Следующим объектом изобретения является стабилизированный маточный раствор бромноватистой кислоты, предназначенный для обработки воды, где концентрация раствора бромноватистой кислоты составляет менее 30 мас.%, как правило, менее 20 мас.%, и содержание используемой в качестве стабилизатора циануровой кислоты не превышает 1 част./млн.

Предпочтительно концентрация раствора циануровой кислоты составляет менее 0,5 част./млн.

Как правило, раствор имеет значение рН 8-9, предпочтительно 8,5-8,9, наиболее предпочтительно 8,8.

Предпочтительно стабилизированные растворы для обработки питьевой воды имеют концентрацию бромноватистой кислоты менее 10 мас.%.

Предпочтительные стабилизированные растворы по изобретению, предназначенные для обработки питьевой воды, содержат следующие количества бромноватистой кислоты и циануровой кислоты:

1. концентрация бромноватистой кислоты составляет 9 мас.%, циануровой кислоты 0,2 част./млн,

2. концентрация бромноватистой кислоты составляет 6 мас.%, циануровой кислоты 0,3 част./млн, и

3. концентрация бромноватистой кислоты составляет 3,5 мас.%, циануровой кислоты 0,4 част./млн.

Предпочтительный стабилизированный раствор для обработки оросительной воды имеет концентрацию бромноватистой кислоты от 10 до 20 мас.%.

Раствор может представлять собой раствор натриевой или калиевой соли бромноватистой кислоты, однако для целей обработки питьевой воды и оросительной воды предпочтительно применяют раствор калиевой соли бромноватистой кислоты.

Как правило, раствор калиевой соли бромноватистой кислоты имеет концентрацию калия менее 20 мас.%, предпочтительно менее 10 мас.%.

Предпочтительные стабилизированные содержащие калий растворы бромноватистой кислоты по изобретению, предназначенные для обработки питьевой воды, содержат следующие количества бромноватистой кислоты, калия и циануровой кислоты:

1. концентрация бромноватистой кислоты составляет 9 мас.%, концентрация калия составляет 3,7 мас.%, концентрация циануровой кислоты составляет 0,2 част./млн,

2. концентрация бромноватистой кислоты составляет 6 мас.%, концентрация калия составляет 2,1 мас.%, концентрация циануровой кислоты 0,3 част./млн, и

3. концентрация бромноватистой кислоты составляет 3,5 мас.%, концентрация калия составляет 1,1 мас.%, концентрация циануровой кислоты 0,4 част./млн.

Предпочтительные стабилизированные содержащие калий растворы бромноватистой кислоты по изобретению, предназначенные для обработки оросительной воды, содержат следующие количества бромноватистой кислоты, калия и циануровой кислоты:

1. концентрация бромноватистой кислоты составляет 13 мас.%, концентрация калия составляет 7 мас.%, концентрация циануровой кислоты составляет 0,4 част./млн,

2. концентрация бромноватистой кислоты составляет 16 мас.%, концентрация калия составляет 8 мас.%, концентрация циануровой кислоты 0,3 част./млн, и

3. концентрация бромноватистой кислоты составляет 18 мас.%, концентрация калия составляет 9 мас.%, концентрация циануровой кислоты 0,2 част./млн.

Третьим объектом изобретения является способ обработки воды, как правило, питьевой или оросительной воды, заключающийся в добавлении к воде описанного выше стабилизированного раствора бромноватистой кислоты.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения добавляют раствор бромноватистой кислоты в количестве, достаточном для того, чтобы общее содержание брома в воде составляло 0,5-0,001 мг/л.

Как правило, стабилизированный раствор бромноватистой кислоты добавляют к питьевой воде, внося его в фильтрационные ванны установки для обработки воды.

Предпочтительно остаточное количество свободного брома в обработанной воде оценивают после ее прохождения через фильтр для воды установки для обработки воды и добавляют стабилизированный раствор бромноватистой кислоты в таком количестве, чтобы остаточное количество свободного брома поддерживалось на уровне 0,001-0,2 мг/л, предпочтительно 0,025 мг/л.

При обработке оросительной воды стабилизированный раствор бромноватистой кислоты можно добавлять непосредственно в оросительные трубопроводы, предпочтительно на начальном участке сети для оросительной воды.

Предпочтительно остаточное количество свободного брома в обработанной воде сети для орошения оценивают после ее прохождения через сеть и добавляют стабилизированный раствор бромноватистой кислоты в таком количестве, чтобы остаточное количество свободного брома поддерживалось на уровне 0,001-0,2 мг/л, предпочтительно 0,05 мг/л.

Краткое описание чертежей

На чертежах показано:

на фиг.1 - график, характеризующий скорость бактерицидного действия стабилизированного раствора бромноватистой кислоты по изобретению, и

на фиг.2 - график, характеризующий скорость разложения 6 мас.%-ного стабилизированного раствора бромноватистой кислоты по изобретению по сравнению с 15 мас.%-ным раствором хлорноватистой кислоты после его добавления к воде в концентрации 6 мг/л.

Описание вариантов осуществления изобретения

Изобретение относится к стабилизированному раствору бромноватистой кислоты, предназначенному для обработки воды, в частности для обработки питьевой воды или оросительной воды. Стабилизированный раствор можно применять также для обработки воды другого назначения, например воды в градирнях и сточной воды.

Как отмечалось в разделе «Предпосылки создания изобретения», что хотя известно, что растворы бромноватистой кислоты можно применять для уничтожения микроорганизмов, бромноватистая кислота является нестабильной и ее необходимо стабилизировать для получения продукта, который можно поставлять для продажи.

При создании изобретения был разработан новый способ получения маточного раствора бромноватистой кислоты и неожиданно было установлено, что получаемый таким образом раствор бромноватистой кислоты можно стабилизировать с помощью низких концентраций циануровой кислоты, т.е. концентраций, составляющих менее 1 част./млн, предпочтительно менее 0,5 част./млн. Было установлено, что более высокие концентрации циануровой кислоты ингибируют действие брома в отношении уничтожения микроорганизмов и поэтому при использовании более высоких концентраций циануровой кислоты требуется большее время для достижения требуемого действия после добавления раствора бромноватистой кислоты к воде.

В соответствии с изобретением приготавливали маточные растворы бромноватистой кислоты, содержащие 3,5, 6 и 9 мас.% бромноватистой кислоты, которые стабилизировали с помощью циануровой кислоты в концентрации 0,4, 0,3 и 0,2 част./млн соответственно. Концентрацию бромноватистой кислоты определяли с помощью ионообменной хроматографии с использованием ионообменной колонки типа Dionex AD 14, карбоната натрия-бикарбоната натрия в качестве элюента и осуществляя определение подавления проводимости. Было установлено, что такие растворы лучше всего стабилизируются и обладают наибольшей реакционной способностью при рН 8-9, предпочтительно при рН 8,8. Срок годности сабилизированных таким образом растворов составляет (при хранении в герметичном и светонепроницаемом контейнере) до 6 месяцев. Совершенно неожиданно при создании изобретения было установлено, что существует обратная зависимость между концентрацией циануровой кислоты, используемой в качестве стабилизатора, и концентрацией раствора бромноватистой кислоты.

При создании изобретения было установлено также, что маточные растворы бромноватистой кислоты, прежде всего указанные выше стабилизированные растворы бромноватистой кислоты, можно эффективно применять для обработки питьевой воды. Согласно изобретению стабилизированный маточный раствор бромноватистой кислоты добавляют к питьевой воде в таком количестве, чтобы общее содержание брома в воде составляло 0,5-0,001 мг/л. Концентрацию бромноватистой кислоты в применяемом маточном растворе выбирают исходя из содержания органических продуктов в питьевой воде. Для воды с высоким содержанием органических продуктов применяют маточный раствор с высокой концентрацией (т.е. 9%), тогда как для воды с низким содержанием органических продуктов применяют маточный раствор с низкой концентрацией (т.е. 3,5%).

В обычной установке для обработки питьевой воды в воду добавляют известь для повышения значения рН от 7,9 до 8,4. Затем в воду добавляют флокулянт и осадок, образовавшийся под действие флокулянта, осаждают в отстойниках. Затем жидкий супернатант (питьевую воду) из отстойников пропускают через систему фильтрации. Система фильтрации включает песочные фильтры. Питьевая вода, поступающая из отстойников, протекает через фильтры под действием силы тяжести. Скорость фильтрации контролируют с помощью «головки» фильтра и с помощью выпускного контрольного клапана. Скорость потока воды через фильтры зависит от конструкции фильтрационного устройства, его мощности и водяного насоса. Затем вода вытекает из фильтров через фильтрующие водопроводы. Как правило, время удерживания воды в фильтрующих водопроводах составляет 1-5 мин. Из фильтрующих водопроводов вода перетекает в поглощающий колодец, откуда ее перекачивают в резервуар. После этого питьевую воду с помощью бустерного насоса доставляют из резервуара до конечных потребителей, например в жилые дома. Жилые дома могут находиться на расстоянии от 3 до 70 км (или более) от установки для обработки воды.

Согласно изобретению маточный раствор бромноватистой кислоты добавляют к воде в фильтрующие водопроводы установки для обработки воды с помощью системы Вентури или другой пригодной системы, например, с помощью дозировочного насоса. Маточный раствор добавляют в точке впуска, находящейся ниже поверхности воды, предпочтительно на дне фильтрующего водопровода. Как правило, к воде добавляют количество маточного раствора, достаточное для обеспечения общей концентрации брома в воде, составляющей 0,001-0,5 мг/л. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения зонд помещают на ватерлинию между поглощающим колодцем и резервуаром. С помощью зонда измеряют окислительно-восстановительный потенциал в воде и с учетом этого регулируют добавляемое количество маточного раствора для достижения предпочтительной концентрации свободного брома, составляющей 0,025-0,1 мг/л. Для обеспечения предпочтительной концентрации свободного брома предпочтительно, чтобы зонд был соединен с микропроцессором, который в свою очередь соединен с дозирующей системой, которая управляет дозированием маточного раствора, добавляемого в воду. С помощью зонда данные поступают в микропроцессор. Зонд активирует или деактивирует дозирующую систему на основе заранее заданного набора максимальных и минимальных значений параметров. В случае нарушения нормальной работы в помещение, где находятся контролирующие работу операторы, подается сигнал тревоги для предупреждения неправильной дозировки. Системой можно управлять также вручную.

Одним из наиболее важных преимуществ маточного раствора по изобретению является то, что его можно применять для обработки воды в относительно широком диапазоне значений рН (7,0-9). После добавления к подлежащей обработке воде маточного растора в воде образуется свободный бром (из бромноватистой кислоты). Ниже приведена формула такой реакции

OBr^-+Br^-+Н₂O→Br₂+2OН^-

Свободный бром уничтожает микроорганизмы, находящиеся в воде. Не вдаваясь в теорию можно предполагать, что свободный бром (образующийся из раствора бромноватистой кислоты) повреждает полупроницаемую клеточную мембрану микроорганизма либо нарушая структуру клеточной мембраны, либо разрушая клеточную мембрану. Если в результате этого структура клеточной мембраны нарушается или разрушается, находящиеся внутри клетки компоненты организма вытекают из клетки и микроорганизм погибает. При обработке питьевой воды необходимо, чтобы 99% микроорганизмов, если не все, были уничтожены с помощью добавленного в воду дезинфицирующего средства. В противном случае после потери эффективности дезинфицирующего средства выжившие микроорганизмы могут, используя остатки погибших микроорганизмов в качестве питательной среды, размножаться в «очищенной» воде.

Свободный бром обладает очень высокой эффективностью в отношении уничтожения микроорганизмов. После добавления в воду стабилизированного раствора можно в течение 60 с обеспечивать 99% гибель микроорганизмов в воде, обработанной растворами по изобретению. На фиг.1 представлены результаты опыта, проведенного с целью демонстрации эффективности действия 6 мас.%-ного раствора бромноватистой кислоты в отношении бактерий, присутствующих в образце воды. В образец воды, содержащий в целом 20000 бактерий различных видов на мл, добавляли 0,07 мг/л 6 мас.%-ного раствора бромноватистой кислоты. Общее количество бактерий подсчитывали через определенные промежутки времени после добавления раствора бромноватистой кислоты. Результаты, приведенные на графике, убедительно свидетельствуют о том, что 99% всех бактерий погибают в течение 50 с после добавления раствора к воде.

Другим преимуществом стабилизированного раствора по изобретению является то, что активность брома после его добавления к питьевой воде сохраняется в течение короткого промежутка времени. Как следует из результатов, представленных на фиг.2, через 45 мин после добавления к воде в ней остается менее 0,2 мг/л, как правило, приблизительно 0,025 мг/л остаточного количества свободного брома. Это означает, что вода, обработанная стабилизированным раствором по изобретению, может практически сразу (через 45 мин) использоваться потребителями, поскольку в ней присутствует очень низкая концентрация брома (как правило, остаточное количество свободного брома составляет приблизительно 0,025 мг/л). В отличие от этого свободный хлор сохраняется в воде в течение продолжительного периода времени.

Еще одним преимуществом стабилизированного маточного раствора по изобретению является то, что низкое количество свободного брома, составляющее 0,001-0,2 мг/л, как правило, приблизительно 0,025 мг/л, сохраняется в воде в течение продолжительного периода времени вплоть до момента, когда обработанная вода достигает конечного потребителя. Например, эти остаточные количества могут сохраняться в течение того времени, пока обработанная вода хранится в резервуаре, и в течение времени, пока ее перекачивают затем с помощью насоса с помощью водораспределительной системы на расстояние 70 км до конечного потребителя. Несмотря на низкое остаточное количество свободного брома, оно является достаточным для предупреждения размножения микроорганизмов в воде в течение периода времени с момента обработки до поступления к конечному потребителю.

Таким образом, благодаря высокой скорости уничтожения микроорганизмов при добавлении раствора бромноватистой кислоты по изобретению в фильтрующие водопроводы установки для обработки воды 99% микроорганизмов, присутствующих в воде, погибают до того, как вода покидает фильтрующий водопровод. При этом, когда питьевая вода достигает конечного потребителя, она имеет низкие концентрации свободного брома. Кроме того, низкие концентрации свободного брома в воде гарантируют, что рост микроорганизмов не будет происходить до тех пор, пока питьевая вода не достигнет конечного потребителя. Это существенно отличается от обработки воды хлором, после которой в питьевой воде присутствуют значительные количества свободного хлора, когда она достигает конечного потребителя. Следует отметить также, что благодаря низким концентрациям циануровой кислоты, используемым в маточных растворах, которые добавляют к питьевой воде, концентрация циануровой кислоты в питьевой воде является незначительной и, таким образом, не оказывает действия на конечных потребителей.

Маточные растворы бромноватистой кислоты по изобретению получают путем объединения раствора, содержащего ионы бромида, с раствором, содержащим хлорноватистую кислоту.

Раствор, содержащий ионы бромида, можно получать путем растворения источника бромида в воде. Источник бромида можно выбирать из ряда, включающего бромид натрия, бромид калия или бромид лития. Согласно первому варианту осуществления изобретения раствор, содержащий ионы бромида, получают путем растворения бромида натрия в воде с получением 37%-ного раствора.

Раствор хлорноватистой кислоты можно получать из гипохлорита щелочного или щелочно-земельного металла, выбранного из ряда, включающего гипохлорит натрия, гипохлорит калия, гипохлорит магния, гипохлорит лития и гипохлорит кальция. Как правило, такой раствор имеет значение рН приблизительно 14. Значение рН раствора понижают до уровня ниже 7,5 путем добавления соляной кислоты, получая раствор хлорноватистой кислоты, имеющий предпочтительно значение рН 7,41 и содержащий 3,5 мас.% свободного хлора.

После этого растворы хлорноватистой кислоты и растворы бромида объединяют в количествах, необходимых для достижения требуемой концентрации бромноватистой кислоты. Ниже приведена формула реакции:

HOCl+NaBr→HOBr+NaCl

Например, описанный выше предпочтительный раствор бромида объединяют с описанным выше предпочтительным раствором хлорноватистой кислоты в соотношении 1:7,4 (раствор бромида к раствору хлорноватистой кислоты) для получения 3,5 мас.%-ного раствора бромноватистой кислоты или объединяют в соотношении 1:3,7 (раствор бромида к раствору хлорноватистой кислоты) для получения 6 мас.%-ного раствора бромноватистой кислоты, или объединяют в соотношении 1:1,89 (раствор бромида к раствору хлорноватистой кислоты) для получения 9 мас.%-ного раствора бромноватистой кислоты.

Затем к полученному таким образом раствору сразу добавляют стабилизатор, представляющий собой циануровую кислоту (растворенную в воде, нагретой до 40°С). Добавляют небольшое количество циануровой кислоты, а именно менее 1 част./млн, предпочтительно менее 0,5 част./млн. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения добавляют 0,4 част./млн циануровой кислоты к 3,5%-ному раствору хлорноватистой кислоты, 0,3 част./млн циануровой кислоты к 6%-ному раствору хлорноватистой кислоты и 0,2 част./млн циануровой кислоты к 9%-ному раствору хлорноватистой кислоты.

Было установлено, что полученные таким образом маточные растворы имеют срок годности до 6 месяцев при хранении в герметическом светонепроницаемом контейнере.

Описанные выше растворы бромноватистой кислоты представляют собой содержащие натрий растворы, т.е. их получают путем взаимодействия хлорноватистой кислоты с раствором бромида натрия. Существует проблема, связанная с применением содержащего натрий раствора бромноватистой кислоты для обработки оросительной воды, заключающаяся в том, что натрий может приводить к засолению почвы. Так, скорость поглощения натрия (СПН) является показателем способности конкретной оросительной воды вызывать увеличение содержания натрия в почве (концентрацию натрия в почве, как правило, оценивают путем измерения процента присутствующих в почве способных к обмену катионов, замещенных ионами натрия). Его рассчитывают на основе концентраций натрия, кальция и магния в воде, и он является показателем уровня, на котором процент способного к замене натрия (СЗН) в почве стабилизируется после продолжительного орошения. Если СПН в воде является слишком высоким, то это приводит к увеличению засоленности почвы. Засоленность оказывает отрицательное воздействие на корни растений в почве и отрицательное воздействие на поглощение важных микроэлементов, таких как кальций и магний.

Было установлено, что несмотря на более высокую стоимость получения целесообразно применять стабилизированные растворы бромноватистой кислоты, содержащие калий, т.е. растворы, полученные взаимодействием хлорноватистой кислоты с раствором бромида калия. Такие растворы стабилизируют также с использованием низких концентраций циануровой кислоты, а именно менее 1 част./млн, предпочтительно менее 0,5 част./млн. И в этом случае было установлено также, что более высокие концентрации циануровой кислоты ингибируют бактерицидное действие брома и при использовании более высоких концентраций циануровой кислоты требуется больше времени для достижения эффективного действия раствора бромноватистой кислоты.

Согласно изобретению приготавливали содержащие калий стабилизированные концентрированные растворы бромноватистой кислоты для обработки оросительной воды, содержащие 13 мас.% бромноватистой кислоты и 7 мас.% калия, 16 мас.% бромноватистой кислоты и 8 мас.% калия и 18 мас.% бромноватистой кислоты и 9 мас.% калия, которые стабилизировали с помощью циануровой кислоты соответственно в концентрациях 0,4, 0,3 и 0,2 част./млн. Концентрацию калия определяли с помощью индуцируемой плазменной спектрометрии (ИПС). Стабилизированные таким образом растворы имели срок годности до 6 месяцев (при хранении в герметическом светонепроницаемом контейнере). Было установлено также, что растворы лучше всего стабилизируются и обладают наибольшей реакционной способностью при рН 8-9, предпочтительно при рН 8,8.

Указанный выше содержащий калий стабилизированный маточный раствор бромноватистой кислоты добавляют непосредственно в оросительные трубопроводы до достижения общего содержания брома в оросительной воде 0,001-0,5 мг/л. Также и в этом случае концентрацию бромноватистой кислоты в применяемом стабилизированном маточном растворе выбирают с учетом содержания органических продуктов в оросительной воде. Для оросительной воды с высоким содержанием органического продукта применяют маточный раствор с высокой концентрацией (т.е. 18%), а для оросительной воды с низким содержанием органического продукта применяют маточный раствор с низкой концентрацией (т.е. 13%).

Как правило, содержащий калий стабилизированный раствор концентрата бромноватистой кислоты добавляют к оросительной воде перед ее распределением в сети для оросительной воды. Концентрацию свободного брома в обработанной воде оценивают ниже по течению и добавляют содержащий калий стабилизированный раствор бромноватистой кислоты в таких дозах, чтобы остаточное количество свободного брома составляла 0,001-0,2, как правило 0,02-0,1, предпочтительно 0,05 мг/л.

Также как и содержащий натрий стабилизированный раствор бромноватистой кислоты, содержащий калий стабилизированный раствор бромноватистой кислоты обладает активностью в широком диапазоне значений рН от 7 до 9 и обеспечивает гибель 99% микроорганизмов в оросительной воде в течение 60 с после добавления к воде. Активность брома сохраняется также в течение короткого промежутка времени и через 45 мин после добавления к воде в оросительной воде остается менее 0,02 мг/л активного брома. Таким образом, вследствие высокой скорости уничтожения микроорганизмов в том случае, когда содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению добавляют непосредственно на ватерлинии оросительной сети, 99% микроорганизмов погибают в течение того времени, пока вода распределяется по сети, и в то время, когда оросительная вода достигает конца сети (и после этого попадает в почву), в воде сохраняются низкие концентрации свободного брома (остаточное количество) (менее 0,2, как правило, приблизительно 0,01-0,1 мг/л).

Еще одним преимуществом содержащих калий растворов бромноватистой кислоты является то, что калий представляет собой микроэлемент, имеющий важное значение для роста растений, и его внесение в почву оказывает удобряющее почву действие.

Как указывалось выше, хотя содержащие калий растворы бромноватистой кислоты по изобретению применяют прежде всего для обработки оросительной воды, их можно применять также для обработки питьевой воды и других типов воды. Предполагается также, что добавление калия к питьевой воде оказывает благоприятное действие на потребляющего ее человека. Такие содержащие калий растворы бромноватистой кислоты могут оказаться также предпочтительными для обработки сточной воды, поскольку такой раствор оказывает лучшее воздействие на окружающую среду, чем содержащий натрий раствор бромноватистой кислоты.

Как правило, содержащие калий стабилизированные растворы бромноватистой кислоты для обработки питьевой воды содержат 3,5 мас.% бромноватистой кислоты и 1,1 мас.% калия, 6 мас.% бромноватистой кислоты и 2,1 мас.% калия и 9 мас.% бромноватистой кислоты, 3,7 мас.% калия, и их стабилизируют циануровой кислотой в концентрации 0,4, 0,3 и 0,2 част./млн соответственно. Стабилизированные таким образом растворы имеют срок годности до 6 месяцев при хранении в герметическом светонепроницаемом контейнере. И в этом случае неожиданно установлено, что существует обратная зависимость между концентрацией стабилизатора, представляющего собой циануровую кислоту, и концентрацией раствора бромноватистой кислоты. Было установлено также, что растворы лучше всего стабилизируются и обладают наибольшей реакционной способностью при рН 8-9, предпочтительно при рН 8,8.

Вышеуказанные содержащие калий стабилизированные растворы бромноватистой кислоты можно добавлять к питьевой воде (описанным выше образом) для достижения общего содержания брома в воде, составляющего 0,001-0,5 мг/л.

Содержащие калий растворы бромноватистой кислоты по изобретению получают путем объединения раствора, содержащего ионы бромида калия, с раствором, содержащим хлорноватистую кислоту.

Раствор, содержащий ионы бромида, можно получать путем растворения бромида калия в воде. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения раствор, содержащий ионы бромида, получают путем растворения бромида калия в воде до достижения 30 мас.%-ного раствора.

Раствор хлорноватистой кислоты можно получать из раствора гипохлорита щелочного или щелочно-земельного металла, выбранного из ряда, включающего гипохлорит натрия, гипохлорит калия, гипохлорит магния, гипохлорит лития и гипохлорит кальция. Как правило, такой раствор имеет значение рН приблизительно 14. Значение рН раствора понижают до уровня ниже 7,5 путем добавления соляной кислоты, получая раствор хлорноватистой кислоты, имеющий предпочтительно значение рН 7,41 и содержащий 3,5 мас.% свободного хлора.

После этого растворы хлорноватистой кислоты и растворы бромида калия объединяют в количествах, необходимых для достижения требуемой концентрации, содержащей калий бромноватистой кислоты. Ниже приведена формула этой реакции:

HOCl+KBr→HOBr+KCl

Например, для получения стабилизированных растворов для обработки оросительной воды описанный выше предпочтительный содержащий калий раствор брома с описанным выше предпочтительным раствором хлорноватистой кислоты в соотношении 7,4:1 для получения 18 мас.%-ного содержащего калий раствора бромноватистой кислоты с концентрацией калия 9 мас.%, или объединяют в соотношении 3,7:1 для получения 16 мас.%-ного содержащего калий раствора бромноватистой кислоты с концентрацией калия 8 мас.% калия, или объединяют в соотношении 1,89:1 для получения 9 мас.%-ного содержащего калий раствора бромноватистой кислоты с концентрацией калия 7 мас.% калия.

Затем к полученному таким образом содержащему калий раствору бромноватистой кислоты сразу добавляют стабилизатор, представляющий собой циануровую кислоту (растворенную в воде, нагретой до 40°С). Добавляют небольшое количество циануровой кислоты, а именно менее 1 част./млн, предпочтительно менее 0,5 част./млн. Добавляют такое количество циануровой кислоты, чтобы ее конценрация составляла 0,2 част./млн циануровой кислоты в 18 мас.%-ном содержащем калий растворе бромноватистой кислоты, 0,3 част./млн в 16%-ном растворе бромноватистой кислоты и 0,4 част./млн циануровой кислоты в 13%-ном содержащем калий растворе бромноватистой кислоты.

Было установлено, что полученные таким образом маточные растворы имеют срок годности до 6 месяцев при хранении в герметическом светонепроницаемом контейнере.

Пример 1 - Получение стабилизированных содержащих натрий маточных растворов бромноватистой кислоты для обработки питьевой воды

132,5 л раствора гипохлорита натрия, содержащего 15% свободного гипохлорита, с рН 12,7, смешивали с 365,5 л воды и значение рН полученного раствора понижали до 7,41 путем добавления 14,6 г/л соляной кислоты (10%), получая маточный раствор хлорноватистой кислоты с содержанием свободного хлора 3,5 мас.%.

185 кг бромида натрия растворяли в 315 л воды, получая 37 мас.% маточный раствор бромида натрия с рН 6,4.

Пример 1А - 3,5%-ный стабилизированный содержащий натрий раствор бромноватистой кислоты

3,5 мас.%-ный раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 500,24 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 67,6 л описанного выше маточного раствора бромида натрия (т.е. описанные выше растворы бромида натрия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1:7,4), получая раствор, содержащий 3,5 мас.% бромноватистой кислоты с рН 8,8. Затем к раствору сразу добавляли 227,14 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,4 част./млн.

Пример 1Б - 6%-ный стабилизированный содержащий натрий раствор бромноватистой кислоты

6 мас.%-ный раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 500,02 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 135,14 л описанного выше маточного раствора бромида натрия (т.е. указанные выше растворы бромида натрия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1:3,7), получая раствор, содержащий 6 мас.% бромноватистой кислоты при значении рН 8,8. Затем к раствору сразу добавляли 190,55 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,3 част./млн.

Пример 1В - 9%-ный стабилизированный содержащий натрий раствор бромноватистой кислоты

9 мас.%-ный раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 500 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 264,55 л описанного выше маточного раствора бромида натрия (т.е. указанные выше растворы бромида натрия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1:1,89), получая раствор, содержащий 9 мас.% бромноватистой кислоты при значении рН 8,8. Затем к раствору сразу добавляли 152,91 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,2 част./млн.

Пример 2 - Получение стабилизированного содержащего калий маточного раствора бромноватистой кислоты

132,5 л раствора гипохлорита натрия, содержащего 15% свободного хлора, с рН 14,5, смешивали с 365,5 л воды, получая раствор хлорноватистой кислоты с рН 14,2. Значение рН полученного раствора понижали до 7,5 путем добавления 14,6 г/л соляной кислоты (10%), получая маточный раствор хлорноватистой кислоты с содержанием свободного хлора 3,5 мас.%.

150 кг бромида калия растворяли в 350 л воды, получая 30 мас.% маточный раствор бромида калия с рН 6,9.

Пример 2А - 18%-ный стабилизированный содержащий калий маточный раствор бромноватистой кислоты

18 мас.%-ный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 15,91 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 117,74 л описанного выше маточного раствора бромида калия (т.е. описанные выше растворы бромида калия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 7,4:1), получая раствор, содержащий 18 мас.% бромноватистой кислоты с рН 8,8 и 9 мас.% калия. Затем к раствору сразу добавляли 26,73 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,2 част./млн.

Пример 2Б - 16%-ный стабилизированный содержащий калий маточный раствор бромноватистой кислоты

16 мас.%-ный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 57,84 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 214,01 л описанного выше маточного раствора бромида калия (т.е. описанные выше растворы бромида калия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 3,7:1) для получения раствора, содержащего 16 мас.% бромноватистой кислоты с рН 8,8 и 9 мас.% калия. Затем к раствору сразу добавляли 81,56 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,3 част./млн.

Пример 2В - 13%-ный стабилизированный содержащий калий маточный раствор бромноватистой кислоты

13 мас.%-ный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 113,23 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 214,01 л описанного выше маточного раствора бромида калия (т.е. описанные выше растворы бромида калия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1,89:1) для получения раствора, содержащего 13 мас.% бромноватистой кислоты с рН 8,8 и 7 мас.% калия. Затем к раствору сразу добавляли 130,9 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,4 част./млн.

Пример 3 - Получение стабилизированных содержащих калий маточных растворов бромноватистой кислоты для обработки питьевой воды

132,5 л раствора гипохлорита натрия, содержащего 15% свободного гипохлорита, с рН 12,7, смешивали с 365,5 л воды и значение рН полученного раствора понижали до 7,41 путем добавления 14,6 г/л соляной кислоты (10%), получая маточный раствор хлорноватистой кислоты с содержанием свободного хлора 3,5 мас.%.

150 кг бромида натрия растворяли в 350 л воды, получая 30 мас.% маточный раствор бромида калия с рН 6,4.

Пример 3А - 3.5%-ный стабилизированный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты

3,5 мас.%-ный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 117,74 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 15,91 л описанного выше маточного раствора бромида калия (т.е. описанные выше растворы бромида калия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1:7,4), получая раствор, содержащий 3,5 мас.% бромноватистой кислоты и 1,1 мас.% калия, с рН 8,8. Затем к раствору сразу добавляли 53,46 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,4 част./млн.

Пример 3Б - 6%-ный стабилизированный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты

6 мас.%-ный стабилизированный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 214,01 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 57,84 л описанного выше маточного раствора бромида калия (т.е. указанные выше растворы бромида калия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1:3,7), получая раствор, содержащий 6 мас.% бромноватистой кислоты и 2,1 мас.% калия, при значении рН 8,8. Затем к раствору сразу добавляли 81,56 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,3 част./млн.

Пример 3В - 9%-ный стабилизированный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты

9 мас.%-ный стабилизированный содержащий калий раствор бромноватистой кислоты по изобретению получали путем смешения 214,01 л описанного выше маточного раствора хлорноватистой кислоты с 113,23 л описанного выше маточного раствора бромида калия (т.е. указанные выше растворы бромида калия и хлорноватистой кислоты смешивали в соотношении 1:1,89), получая раствор, содержащий 9 мас.% бромноватистой кислоты и 3,7 мас.% калия, при значении рН 8,8. Затем к раствору сразу добавляли 65,45 мг циануровой кислоты (растворенной в воде, нагретой до 40°С) для получения концентрации циануровой кислоты 0,2 част./млн.