RU2790016C2 - Compositions providing synergetic effect in control of biofilm - Google Patents
Compositions providing synergetic effect in control of biofilm Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790016C2 RU2790016C2 RU2020115604A RU2020115604A RU2790016C2 RU 2790016 C2 RU2790016 C2 RU 2790016C2 RU 2020115604 A RU2020115604 A RU 2020115604A RU 2020115604 A RU2020115604 A RU 2020115604A RU 2790016 C2 RU2790016 C2 RU 2790016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biofilm
- biocide
- amount
- sodium
- water
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title abstract description 9
- 239000003139 biocide Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical class ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 12
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical class [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- JSYGRUBHOCKMGQ-UHFFFAOYSA-N dichloramine Chemical class ClNCl JSYGRUBHOCKMGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- HFQQZARZPUDIFP-UHFFFAOYSA-M sodium;2-dodecylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O HFQQZARZPUDIFP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 14
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 9
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 4
- OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N [6-(4-acetyloxy-5,9a-dimethyl-2,7-dioxo-4,5a,6,9-tetrahydro-3h-pyrano[3,4-b]oxepin-5-yl)-5-formyloxy-3-(furan-3-yl)-3a-methyl-7-methylidene-1a,2,3,4,5,6-hexahydroindeno[1,7a-b]oxiren-4-yl] 2-hydroxy-3-methylpentanoate Chemical compound CC12C(OC(=O)C(O)C(C)CC)C(OC=O)C(C3(C)C(CC(=O)OC4(C)COC(=O)CC43)OC(C)=O)C(=C)C32OC3CC1C=1C=COC=1 OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 3
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229940045714 alkyl sulfonate alkylating agent Drugs 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229940077386 sodium benzenesulfonate Drugs 0.000 description 2
- MZSDGDXXBZSFTG-UHFFFAOYSA-M sodium;benzenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 MZSDGDXXBZSFTG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- JLHMJWHSBYZWJJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-thiazole 1-oxide Chemical compound O=S1C=CC=N1 JLHMJWHSBYZWJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trichloro-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical class ClN1C(=O)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- GEHMBYLTCISYNY-UHFFFAOYSA-N Ammonium sulfamate Chemical compound [NH4+].NS([O-])(=O)=O GEHMBYLTCISYNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000224489 Amoeba Species 0.000 description 1
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- -1 alkyl aromatic sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000005227 alkyl sulfonate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- SWLVFNYSXGMGBS-UHFFFAOYSA-N ammonium bromide Chemical compound [NH4+].[Br-] SWLVFNYSXGMGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N ammonium carbonate Chemical compound N.N.OC(O)=O PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P ammonium sulfide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[S-2] UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- PQRDTUFVDILINV-UHFFFAOYSA-N bcdmh Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Br)C1=O PQRDTUFVDILINV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical group OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-N bromous acid Chemical compound OBr=O DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- YRIUSKIDOIARQF-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate Chemical class CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 YRIUSKIDOIARQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 150000001469 hydantoins Chemical class 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N propionamide Chemical compound CCC(N)=O QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940080818 propionamide Drugs 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 229950009390 symclosene Drugs 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 230000009044 synergistic interaction Effects 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент №62/573871, поданной 18 октября 2017 г., которая во всей своей полноте включена в настоящее изобретение в качестве ссылки.This application claims priority over Provisional Patent Application No. 62/573871, filed October 18, 2017, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение относится к борьбе с микроорганизмами в водной среде.The present invention relates to the control of microorganisms in the aquatic environment.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Микробные биопленки, возникающие в производственных, промышленных и городских системах и структурах, оказывают значительное неблагоприятное воздействие на действие и работу этих систем и структур, включая уменьшение теплопереноса, засорение труб и трубопроводов, выступая в качестве резервуара патогенных микроорганизмов, вызывая механическое и структурное повреждение, способствуя коррозии, загрязняя и разрушая продукты, питьевую и рекреационную воду, и ухудшая внешний вид.Microbial biofilms that occur in industrial, industrial and urban systems and structures have a significant adverse effect on the operation and operation of these systems and structures, including a decrease in heat transfer, clogging of pipes and pipelines, acting as a reservoir of pathogenic microorganisms, causing mechanical and structural damage, contributing to corrosion, polluting and destroying food, drinking and recreational water, and deteriorating appearance.
В контексте настоящего изобретения биопленки определены, как микробы, которые оседают на поверхности, прикрепляются к поверхностям и затем растут и существуют на них. Они могут состоять из одного вида организмов или они могут являться полиспецифическими и могут состоять из бактерий, вирусов, грибов, водорослей и эукариотных микро- или макроорганизмов, таких как амеба, диатомеи, нематоды и черви. Биопленки могут существовать в погруженном в жидкость виде, в зонах периодического смачивания, во влажных средах и даже в сухих средах, такие как находящиеся на поверхностях скульптур и зданий. Биопленки по своей структуре состоят из микробных клеток, включенных в обладающую смешанной молекулярной структурой полимерную матрицу, состоящую из полисахаридов, белка, ДНК (дезоксинуклеиновая кислота) и многочисленных небольших молекул. В природных средах они также могут находиться в грязи, почве, растительном материале и других компонентах окружающей среды. Этот материал часто называется шламом. На строение биопленки существенное влияние оказывает состав окружающей среды и сдвиговое усилие, возникающее при перемещении матрицы над пленкой.In the context of the present invention, biofilms are defined as microbes that settle on surfaces, attach to surfaces and then grow and exist on them. They may be composed of a single species of organism or they may be multispecific and may be composed of bacteria, viruses, fungi, algae and eukaryotic micro- or macro-organisms such as amoeba, diatoms, nematodes and worms. Biofilms can exist in liquid-immersed form, in intermittent wetting zones, in humid environments, and even in dry environments, such as found on the surfaces of sculptures and buildings. Biofilms are structurally composed of microbial cells embedded in a mixed molecular polymer matrix composed of polysaccharides, protein, DNA (deoxynucleic acid), and numerous small molecules. In natural environments, they can also be found in mud, soil, plant material, and other environmental components. This material is often referred to as sludge. The structure of the biofilm is significantly affected by the composition of the environment and the shear force that occurs when the matrix moves over the film.
В отличие от микробов, свободно плавающих в обладающей большим объемом среде, последовательности генов микробов, обитающих в неподвижной среде, являются чрезвычайно широкими, при этом в их геномах различны от нескольких генов до почти 50% их геномов. Эти изменения оказывают чрезвычайно сильное воздействие на восприимчивость клеток биопленки к химическим биоцидам, антибиотикам и другим стрессогенным факторам окружающей среды. В дополнение к распространенным физиологическим изменениям клеток биопленки она находится в полимерной матрице, это может мешать доступу к клеткам биоцидов или антибиотиков, что дополнительно уменьшает их восприимчивость. В литературе описаны более, чем 1000-кратные изменения восприимчивости к биоциду и антибиотику.Unlike microbes floating freely in a high-volume environment, the gene sequences of microbes that live in an immobile environment are extremely broad, with their genomes varying from a few genes to almost 50% of their genomes. These changes have an extremely strong impact on the susceptibility of biofilm cells to chemical biocides, antibiotics, and other environmental stressors. In addition to common physiological changes in biofilm cells, it is in a polymeric matrix, which can interfere with access to cells of biocides or antibiotics, further reducing their susceptibility. More than 1000-fold changes in biocide and antibiotic susceptibility are described in the literature.
Самой распространенной методикой борьбы с биопенками являлось использование химических биоцидов, включая окислительные, раекционноспособные и мембранно-активные биоциды. Установлено, что, независимо от механистического класса биоцидов, биопленки являются более устойчивы по отношению к их ингибирующей и бактерицидной активности по причинам, описанным в предыдущем абзаце, это приводит к необходимости использования биоцида при высоких концентрациях для обеспечения необходимого воздействия.The most common technique for combating biofoams has been the use of chemical biocides, including oxidative, reactive, and membrane-active biocides. It has been found that, regardless of the mechanistic class of biocides, biofilms are more resistant to their inhibitory and bactericidal activity for the reasons described in the previous paragraph, this leads to the need to use the biocide at high concentrations to provide the desired effect.
Окислительные биоциды обычно используют в качестве средств для борьбы с биопленками в самых различных производственных, промышленных и городских сооружениях, поскольку они являются недорогостоящими и эффективными по отношению к планктонным микробам. Они могут являться эффективными для уничтожения микробов, однако вследствие высоких использующихся концентраций, стоимости обработки и коррозионного воздействия оксидантов на материалы сооружения, а также, в некоторых случаях, нормативных ограничений, их использование при концентрациях, эффективных для долговременного уничтожения биопленки, часто является затруднительным.Oxidative biocides are commonly used as biofilm control agents in a wide variety of industrial, industrial and urban environments because they are inexpensive and effective against planktonic microbes. They can be effective in killing microbes, but due to the high concentrations used, the cost of treatment and the corrosive effect of oxidants on building materials, and in some cases regulatory restrictions, their use at concentrations effective for long-term biofilm kill is often difficult.
Хотя окислительные биоциды могут уничтожить значительные части популяции биопленки, они являются неэффективными для удаления биопленок с поверхности. Это является неудовлетворительным, поскольку некоторые проявления неблагоприятного воздействия биопленок являются следствием их физического наличия на поверхности. Так, например, биопленки являются превосходными изоляторами и существенно препятствуют теплопереносу в градирнях и охлаждающих устройствах и, хотя обработанная биопленка может являться в основном погибшей, она все еще будет изолировать поверхность. Кроме того, большое количество погибших клеток обеспечивает выживающему фрагменту обработанной популяции готовый источник питательных веществ и биопленки проявляют склонность к быстрому повторному росту с обеспечением их первоначальной плотности.Although oxidative biocides can destroy significant portions of a biofilm population, they are ineffective in removing biofilms from surfaces. This is unsatisfactory because some of the adverse effects of biofilms are due to their physical presence on the surface. For example, biofilms are excellent insulators and greatly inhibit heat transfer in cooling towers and chillers, and although a treated biofilm may be largely dead, it will still insulate the surface. In addition, a large number of dead cells provides the surviving fragment of the treated population with a ready source of nutrients and biofilms tend to rapidly re-grow to their original density.
Для повышения эффективности уничтожения микробов и для их удаления с поверхности проводили дополнительную обработку разрушающими биопленку материалами совместно с обработкой биоцидами. Этими разрушающими биопленку средствами чаще всего являются анионогенные, катионогенные или неионогенные поверхностно-активные вещества, предполагаемым механизмом действия которых является взаимодействие со структурой биопленки, которое обеспечивает более эффективное проникновение биоцида в биопленку и удаление биопленки посредством их поверхностно-активных характеристик. Несмотря на то, что эти разрушающие биопленку средства в течение длительного времени имеются в продаже, их чаще всего не используют в больших количествах, вероятно, вследствие эффективности программ обработки с использованием и окислительных, и неокислительных биоцидов. Однако состояние рынка, затраты и озабоченность состоянием окружающей среды привели к требованию уменьшения количества использующихся биоцидов без уменьшения эффективности программ уничтожения микробов, и в разных сферах рынка, в особенности, относящихся к промышленной охлаждающей воде, стал возрастать интерес к использованию диспергирующих веществ. Можно ожидать, что относительная способность этих разрушающих биопленку средств находится в диапазоне от плохой до хорошей и на их эффективность можно влиять с помощью состава объемной матрицы. На основании их химических взаимодействий и влияния на структуру биопленки также можно ожидать, что некоторые комбинации окислительных биоцидов и разрушающих биопленку средств будут более эффективными, чем другие.To increase the effectiveness of the destruction of microbes and to remove them from the surface, additional treatment with biofilm-destroying materials was carried out in conjunction with treatment with biocides. These biofilm destroying agents are most commonly anionic, cationic, or nonionic surfactants, the proposed mechanism of action of which is interaction with the biofilm structure that allows the biocide to more efficiently penetrate the biofilm and remove the biofilm through their surfactant characteristics. Although these biofilm destroying agents have been commercially available for a long time, they are most often not used in large quantities, probably due to the effectiveness of treatment programs using both oxidative and non-oxidative biocides. However, market conditions, costs, and environmental concerns have led to a demand to reduce the amount of biocides used without compromising the effectiveness of microbial killing programs, and interest in the use of dispersants has begun to increase in various areas of the market, especially those related to industrial cooling water. The relative potency of these biofilm destroying agents can be expected to range from poor to good, and their effectiveness can be influenced by the composition of the bulk matrix. Based on their chemical interactions and effect on biofilm structure, some combinations of oxidative biocides and biofilm disrupting agents would also be expected to be more effective than others.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Приведенное ниже подробное описание по существу является лишь иллюстративным и не предназначено для ограничения настоящего изобретения или практического осуществления и применения настоящего изобретения. Кроме того, не следует ограничиваться никакими теоретическими соображениями, приведенными в предшествующем уровне техники или последующем подробном описании настоящего изобретения.The following detailed description is essentially illustrative only and is not intended to limit the present invention or the practice and application of the present invention. In addition, one should not be limited by any of the theoretical considerations given in the prior art or the following detailed description of the present invention.
Согласно изобретению неожиданно было установлено, что некоторые комбинации биоцидов, предпочтительно окислительных биоцидов, и разрушающих биопленку средств, обеспечивают синергетический эффект при борьбе с биопленками, выражающийся и в их уничтожении, и в удалении их с поверхности. Объединенный эффект от воздействия биоцидов и разрушающих биопленку средств существенно превышает просто суммарный эффект от воздействия двух химических веществ, таким образом количество одного химического вещества или количества обоих химических веществ можно существенно уменьшить и все же обеспечить необходимый результат при борьбе с биопленкой. Это синергетическое взаимодействие не обнаружено ни для всех комбинаций химических веществ, ни для всех отношений количеств двух химических веществ.According to the invention, it has surprisingly been found that certain combinations of biocides, preferably oxidizing biocides, and biofilm destroying agents provide a synergistic effect in the fight against biofilms, expressed in both their destruction and removal from the surface. The combined effect of exposure to biocides and biofilm destroyers is substantially greater than simply the combined effect of exposure to the two chemicals, so the amount of one chemical, or the amount of both chemicals, can be substantially reduced and still provide the desired biofilm control effect. This synergistic interaction is not found for all combinations of chemicals, nor for all ratios of the amounts of two chemicals.
Настоящее изобретение относится к способу уничтожения и удаления биопленки с поверхностей, находящихся в соприкосновении с использующейся в промышленности водной системой, включающему стадию добавления разрушающего биопленку средства в эффективном количестве и добавления биоцида в водную систему, которую обрабатывают с целью уменьшения количества и удаления образующих биопленку микробов с поверхности, находящейся в соприкосновении с водной системой.The present invention relates to a method for destroying and removing biofilm from surfaces in contact with an industrial water system, comprising the step of adding a biofilm destroying agent in an effective amount and adding a biocide to the water system, which is treated to reduce the number and remove biofilm forming microbes from surface in contact with the water system.
Настоящее изобретение также относится к синергетической композиции, содержащей разрушающее биопленку средство и биоцид.The present invention also relates to a synergistic composition containing a biofilm destroying agent and a biocide.
Окислительные биоциды, применимые в настоящем изобретении, включают гипохлорит натрия, гипохлорит кальция и другие гипохлориты, гипохлористую кислоту, гипобромистую кислоту, биоциды на основе моногалогенамина, образованные из гидроксида аммония, хлорида аммония, сульфата аммония, ацетата аммония, бикарбоната аммония, бромида аммония, карбоната аммония, карбамата аммония, сульфамата аммония, нитрата аммония, оксалата аммония, персульфата аммония, фосфата аммония, сульфида аммония, мочевины и производных мочевины, и другие содержащие атом азота соединения, способные отдавать аммониевый ион, при реакции с содержащим атом хлора или брома фрагментом, таким как хлорированный или бронированный окислительный реагент, предпочтительно с гипохлористой кислотой или гипохлоритом, более предпочтительно с гипохлоритом; и смеси образованных из аммиака хлораминов, таких как монохлорамин и дихлорамин. Такие биоциды на основе галогенамина известны в данной области техники, см., например, US 7285224, US 7052614, US 7837883, US 7820060. Другие окислительные биоциды включают дибромнитрилпропионамид, бромхлордиметилгидантоин и другие галогенированные гидантоины, и трихлоризоциануровую кислоту. Неокислительные биоциды, использующиеся для борьбы с биопленкой, и для которых предполагают, что они пригодны для использования с диспергирующим веществом, включают биоциды на основе изотиазолона, глутаровый альдегид, формальдегид и выделяющие формальдегид соединения, тетракисгидроксифосфонийхлорид, а также другие некатионогенные биоциды.Oxidizing biocides useful in the present invention include sodium hypochlorite, calcium hypochlorite and other hypochlorites, hypochlorous acid, hypobromic acid, monohaloamine biocides derived from ammonium hydroxide, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, ammonium bicarbonate, ammonium bromide, carbonate ammonium, ammonium carbamate, ammonium sulfamate, ammonium nitrate, ammonium oxalate, ammonium persulfate, ammonium phosphate, ammonium sulfide, urea and urea derivatives, and other compounds containing a nitrogen atom, capable of donating an ammonium ion, when reacted with a fragment containing a chlorine or bromine atom, such as a chlorinated or armored oxidizing agent, preferably with hypochlorous acid or hypochlorite, more preferably with hypochlorite; and mixtures of ammonia-derived chloramines such as monochloramine and dichloramine. Such haloamine-based biocides are known in the art, see, for example, US 7285224, US 7052614, US 7837883, US 7820060. Other oxidative biocides include dibromonitrile propionamide, bromochlorodimethylhydantoin and other halogenated hydantoins, and trichloroisocyanuric acid. Non-oxidizing biocides used for biofilm control and for which they are believed to be suitable for use with a dispersant include isothiazolone-based biocides, glutaraldehyde, formaldehyde and formaldehyde-releasing compounds, tetrakishydroxyphosphonium chloride, as well as other non-cationic biocides.
Разрушающее биопленку средство, применяющееся в настоящем изобретении, представляет собой анионогенное поверхностно-активное вещество, предпочтительно анионогенный поверхностно-активный сульфонат. Анионогенные поверхностно-активные сульфонаты, предназначенные для применения в настоящем изобретении, включают алкилсульфонаты, линейные и разветвленные первичные и вторичные алкилсульфонаты и линейные или разветвленные алкилароматические сульфонаты. Особенно предпочтительными являются поверхностно-активные алкилбензолсульфонаты, такие как додецилбензолсульфонат натрия. Также можно использовать другие додецилбензолсульфонаты, поскольку противоион (в этом случае являющийся ионом натрия) не оказывает влияние на механизм действия разрушающего реагента.The biofilm destroying agent used in the present invention is an anionic surfactant, preferably an anionic sulfonate surfactant. Anionic surfactant sulfonates for use in the present invention include alkyl sulfonates, linear and branched primary and secondary alkyl sulfonates, and linear or branched alkyl aromatic sulfonates. Particularly preferred are surfactant alkylbenzenesulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate. Other dodecylbenzenesulfonates can also be used as long as the counterion (in this case being the sodium ion) does not affect the mechanism of action of the destructive agent.
Линейные алкилбензолсульфонаты (иногда также называющиеся ЛАБС) являются классом органических соединений, описывающихся формулой C6H5CnH2n+1. Обычно среднее значение n равно от 10 до 16. Линейные алкилбензолы обычно представляют собой содержащие обладающие средней длиной алкильные группы, например, обладающими средней длиной алкильными группами могут являться С12-С13 или С12-С13 или С10-С13.Linear alkylbenzenesulfonates (sometimes also referred to as LABS) are a class of organic compounds represented by the formula C 6 H 5 C n H 2n+1 . Usually, the average value of n is from 10 to 16. Linear alkylbenzenes are usually containing medium length alkyl groups, for example, medium length alkyl groups may be C 12 -C 13 or C 12 -C 13 or C 10 -C 13 .
Додецилбензолсульфонаты натрия ("ДБСН") являются алкилбензолсульфонатами. Большинство додецилбензолсульфонатов натрия являются представителями линейных алкилбензолсульфонатов, это означает, что додецильная группа (С12Н23) является неразветвленной. Эта додецильная цепь может быть присоединена к бензолсульфонатной группе в положении 4.Sodium dodecylbenzenesulfonates ("DBSN") are alkylbenzenesulfonates. Most sodium dodecylbenzenesulfonates are linear alkylbenzenesulfonates, which means that the dodecyl group (C 12 H 23 ) is unbranched. This dodecyl chain can be attached to the benzenesulfonate group at position 4.
Настоящее изобретение также относится к синергетической композиции, содержащей разрушающее биопленку средство и биоцид, в которой разрушающим биопленку средством является додецилбензолсульфонат натрия и биоцидом является галогенамин, предпочтительно выбранный из числа следующих: моногалогенамин, дигалогенамин и их комбинации. Галогенамином может являться хлорамин. Предпочтительно, если отношение количества разрушающего биопленку средства к количеству окислительного биоцида, составляет от 1 части биоцида к более, чем 1 части разрушающего биопленку средства. Отношение массы биоцида к массе разрушающего биопленку средства может составлять от 1:1 до 1:20, более предпочтительно от 1:1 до 1:8.The present invention also relates to a synergistic composition containing a biofilm destroying agent and a biocide, in which the biofilm destroying agent is sodium dodecylbenzenesulfonate and the biocide is a haloamine, preferably selected from the following: monohalogenamine, dihalogenamine, and combinations thereof. The halogenamine may be chloramine. Preferably, the ratio of biofilm destroying agent to oxidizing biocide is from 1 part biocide to more than 1 part biofilm destroying agent. The weight ratio of biocide to biofilm destroying agent may be from 1:1 to 1:20, more preferably from 1:1 to 1:8.
Взаимодействие двух химических веществ, содержащихся в композиции, может происходить по трем возможным механизмам. В соответствии с первым механизмом два химических вещества взаимодействуют негативно и с уменьшением объединенного эффекта от воздействия композиции, так что обеспеченный результат является меньшим, чем можно было ожидать, исходя из суммарных активностей веществ. Так, если одно вещество, использующееся отдельно, обеспечивает значение измеряемого параметра, равное 50, и другое вещество, использующееся отдельно, обеспечивает значение, равное 50, то при негативном взаимодействии объединенное уменьшенное значение для двух веществ равно менее 100. В соответствии с другим механизмом они могут взаимодействовать аддитивно, при этом конечный результат представляет собой простую сумму двух значений. Так, если объединяют два вещества, каждое из которых может обеспечить значение, равное 50, то полное объединенное значение равно 100. В соответствии с третьим механизмом, который является наиболее предпочтительным в случае борьбы с микробами, результатом объединения двух веществ, каждое из которых может обеспечить значение, равное 50, является некоторое значение, равное более 100.The interaction of two chemicals contained in the composition can occur through three possible mechanisms. In accordance with the first mechanism, the two chemicals interact negatively and with a decrease in the combined effect of exposure to the composition, so that the result provided is less than what would be expected based on the total activities of the substances. Thus, if one substance used alone provides a measurable value of 50 and another substance used alone provides a value of 50, then in a negative interaction the combined reduced value for the two substances is less than 100. According to another mechanism, they can interact additively, with the end result being the simple sum of the two values. Thus, if two substances are combined, each of which can provide a value of 50, then the total combined value is 100. According to the third mechanism, which is most preferred in the case of microbial control, the result of combining two substances, each of which can provide a value equal to 50 is some value greater than 100.
Исследователи разработали формулу для определения природы и степени взаимодействий компонентов, содержащихся в комбинации. В области техники, относящейся к борьбе с микробами, обычно использующимся уравнением является описанное в публикации Kull et al (Kull et al., 1961, J. Appl. Microbiology 9:538), которая включена в настоящее изобретение в качестве ссылки. Недавними примерами использования этого уравнения, приведенными в патентах, являются описанные в патентах US №9555018, Synergistic combinations of organic acids useful for controlling microorganisms in industrial process, и US №8778646, Method of treatment of microorganisms during propagation, conditioning, and fermentation using hops acid extracts and organic acid. В исходном уравнении Кулла для определения активности в качестве конечных точек используют минимальные ингибирующие концентрации противомикробных веществ (МИК). Значение МИК является наименьшей измеренной концентрацией противомикробного вещества, которая приводит к подавлению роста микробной культуры. Подавление роста можно определить, визуально путем исследования мутности микробной культуры, его можно определить путем подсчета жизнеспособных клеток по методикам с использованием культур или микроскопа, или с помощью некоторого параметра метаболической активности, а также по другим возможным методикам. Уравнение приведено ниже:Researchers have developed a formula to determine the nature and degree of interactions of the components contained in the combination. In the art of microbial control, a commonly used equation is that described in Kull et al. (Kull et al., 1961, J. Appl. Microbiology 9:538), which is incorporated herein by reference. Recent patent examples of the use of this equation are those described in US Pat. No. 9,555,018, Synergistic combinations of organic acids useful for controlling microorganisms in industrial process, and US Pat. acid extracts and organic acids. The original Kull equation for potency uses minimum inhibitory concentrations of antimicrobials (MICs) as endpoints. The MIC value is the lowest measured concentration of an antimicrobial agent that results in inhibition of microbial culture growth. Growth inhibition can be determined visually by examining the turbidity of the microbial culture, it can be determined by counting viable cells by culture or microscope techniques, or by some metabolic activity parameter, and other possible techniques. The equation is given below:
Показатель синергии = (конечная точка а/конечная точка А) + (конечная точка b/конечная точка В),Synergy score = (endpoint a/endpoint A) + (endpoint b/endpoint B),
где конечная точка А означает конечную точку для вещества А, использующегося отдельно, конечная точка а означает конечную точку для вещества А, использующегося в комбинации со веществом В, конечная точка В означает конечную точку для вещества В, использующегося отдельно, и конечная точка b означает конечную точку для вещества В, использующегося в комбинации со веществом А.where end point A means the end point for substance A used alone, end point a means the end point for substance A used in combination with substance B, end point B means the end point for substance B used alone, and end point b means the end point point for substance B used in combination with substance A.
В настоящем изобретении эффективность веществ, использующихся по отдельности и в комбинации, определяли путем подсчета количества жизнеспособных клеток в модельных биопленках, оставшихся после обработки. Минимальная концентрация, необходимая для уничтожения биопленки (МКУБ), определена, как концентрация, обеспечивающая уменьшение количества жизнеспособных клеток, составляющее 95%, по сравнению с результатом для необработанного контрольного образца. С помощью сравнительно нетоксичных диспергирующих веществ невозможно обеспечить эту степень уничтожения при использовании физически возможных концентраций, таким образом, для этих веществ МКУБ считается наибольшим полученным при исследовании значением. Поскольку это значение используют в уравнении для показателя синергии в качестве делителя, это наибольшее полученное при исследовании значение в действительности является заниженным значением МКУБ и, таким образом, значения показателя синергии также являются заниженными.In the present invention, the effectiveness of substances used alone and in combination was determined by counting the number of viable cells in the model biofilms remaining after treatment. The Minimum Biofilm Kill Concentration (MBC) is defined as the concentration that results in a 95% reduction in viable cells compared to an untreated control. With relatively non-toxic dispersants, it is not possible to achieve this degree of destruction using physically possible concentrations, so for these substances the MSM Code is considered to be the highest value obtained in the study. Because this value is used as a divisor in the equation for the synergy score, this highest value found in the study is actually an underestimation of the ISM Code and thus the synergy scores are also underestimated.
Настоящее изобретение главным образом предназначено для применения для использующейся в промышленности технологической воды, в особенности для использующейся в градирнях, испарителях, охлаждающих устройствах, конденсаторах, на целлюлозно-бумажных заводах, в бойлерах, сточные воды, регенерированные сточные воды, минеральные суспензии, суспензии крахмала, суспензии глины, воды, использующиеся при биологической очистке, шламы, коллоидные суспензии, воды для орошения, воды, использующиеся для добычи нефти и газа, и их комбинации. Однако его также можно применять в любом промышленном процессе, которому наносит ущерб образование биопленок в водных средах. Ожидается, что настоящее изобретение также можно применять для обработки геотермальных сред, при извлечении нефти и газа и при проведении процедур мойки безразборных систем.The present invention is primarily intended for use in industrial process water, especially in cooling towers, evaporators, chillers, condensers, pulp and paper mills, boilers, waste water, reclaimed waste water, mineral slurries, starch slurries, clay slurries, biological treatment waters, sludges, colloidal slurries, irrigation waters, oil and gas production waters, and combinations thereof. However, it can also be used in any industrial process that is compromised by the formation of biofilms in aqueous media. It is expected that the present invention may also be applied to the treatment of geothermal environments, oil and gas recovery, and CIP cleaning procedures.
Концентрация использующегося разрушающего биопленку средства, такого как ДБСН, находится в диапазоне от 1 до 100 мг/(л (част./млн) воды, содержащейся в подвергающейся обработке водной системе), или 1-50 мг/л, предпочтительно от 1 до 15 мг/л, более предпочтительно от 2 до 10 мг/л и наиболее предпочтительно 2-6 мг/л.The concentration of the biofilm destroying agent used, such as SDBS, is in the range of 1 to 100 mg/(L (ppm) of water contained in the aqueous system being treated), or 1 to 50 mg/L, preferably 1 to 15 mg/l, more preferably 2 to 10 mg/l and most preferably 2-6 mg/l.
Биоцид, добавляют в количестве, рассчитанном, как количество активного Cl2, обычно составляющем от не менее 1,0 част./млн, рассчитанном, как количество Cl2, или не менее 1,5 част./млн, рассчитанном, как количество Cl2, или предпочтительно не менее 2 част./млн, рассчитанном, как количество Cl2, или более, или не менее 2,5 част./млн, рассчитанном, как количество Cl2, или более, и вплоть до 15 част./млн, рассчитанном, как количество Cl2, или более, предпочтительно вплоть до 10 част./млн, рассчитанном, как количество Cl2, исходя из добавления 1 мг биоцида в пересчете на 1 л подвергающейся обработке воды. Предпочтительно, если количество биоцида составляет от 1,5 до 10 мг в пересчете на 1 л подвергающейся обработке воды.The biocide is added in an amount calculated as the amount of active Cl 2 , usually ranging from at least 1.0 ppm, calculated as the amount of Cl 2 , or at least 1.5 ppm, calculated as the amount of Cl 2 , or preferably at least 2 ppm calculated as Cl 2 or more, or at least 2.5 ppm calculated as Cl 2 or more, and up to 15 ppm million, calculated as the amount of Cl 2 or more, preferably up to 10 ppm, calculated as the amount of Cl 2 , based on the addition of 1 mg of biocide in terms of 1 liter of treated water. Preferably, the amount of biocide is between 1.5 and 10 mg per liter of treated water.
Предпочтительно, если отношение массы разрушающего биопленку средства к массе биоцида, предпочтительно окислительного биоцида, составляет от 1 части биоцида к более, чем 1 части разрушающего биопленку средства. Отношение массы биоцида к массе разрушающего биопленку средства может составлять от 1:1 до 1:40, предпочтительно от 1:1 до 1:20, более предпочтительно от 1:1 до 1:8. Для каждого компонента значения являются массовыми.Preferably, the ratio of the weight of the biofilm destroying agent to the weight of the biocide, preferably the oxidizing biocide, is from 1 part of the biocide to more than 1 part of the biofilm destroying agent. The weight ratio of biocide to biofilm destroying agent may be from 1:1 to 1:40, preferably from 1:1 to 1:20, more preferably from 1:1 to 1:8. For each component, the values are massive.
Специалист в данной области техники может определить наилучшее положение добавления, однако обычно предпочтительным является положение, находящееся непосредственно перед участком загрязнения. Так, например, настоящее изобретение можно применять таким образом, что положение добавления находится в приемнике градирни или непосредственно в распределительной камере или напорном ящике градирни, таким образом проводят обработку системы подачи охлаждающей воды.One skilled in the art can determine the best addition position, however, a position just before the contamination site is generally preferred. Thus, for example, the present invention can be applied such that the addition position is in the receiver of the cooling tower, or directly in the distribution chamber or headbox of the cooling tower, thus processing the cooling water supply system.
Разрушающее биопленку средство и окислительный биоцид можно добавлять последовательно или одновременно, или компоненты можно смешать вместе и добавлять в виде единой композиции.The biofilm destroying agent and the oxidative biocide may be added sequentially or simultaneously, or the components may be mixed together and added as a single composition.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
Пример 1. Синергетические эффекты монохлорамина и ДБСН Исследование зависимости от дозы проводили для определения минимальной концентрации, необходимой для уничтожения биопленки (МКУБ), для монохлорамина и ДБСН, использующихся по отдельности. МКУБ определена, как концентрация средства, которая обеспечивает уменьшение жизнеспособной популяции биопленки на 95% по сравнению со значением для необработанного контрольного образца, рассчитанное путем чашечного подсчета жизнеспособных клеток. Затем проводили эксперименты для исследования воздействия объединения двух средств, окислительного биоцида - монохлорамина и диспергирующего вещества - ДБСН, на популяцию биопленки. В экспериментах исследовали 3 концентрации монохлорамина и 4 концентрации ДБСН. ДБСН, использовавшимся в примерах, являлся Bio-Soft™ D-4 (Stepan Company, Northfield, IL).Example 1 Synergistic Effects of Monochloramine and SDBS A dose-response study was performed to determine the Minimum Concentration Required to Kill Biofilm (MBA) for monochloramine and SDBS used alone. The MSM is defined as the concentration of agent that results in a 95% reduction in the viable biofilm population compared to the value for the untreated control sample, calculated by viable cell count on a plate. Experiments were then carried out to investigate the effect of combining two agents, an oxidative biocide, monochloramine, and a dispersant, SDBS, on the biofilm population. In the experiments, 3 concentrations of monochloramine and 4 concentrations of SDBS were investigated. The SDBS used in the examples was Bio-Soft™ D-4 (Stepan Company, Northfield, IL).
Среда M9YG является простой средой с минимальным содержанием соли с добавлением 500 мг/л глюкозы и 0,01% экстракта дрожжей. Состав солей предназначен для воспроизведения типичного состава воды в градирне. Композицию среды получали по следующей методике: содержащую соль композицию 5ХМ9 получали путем смешивания 64 г Na2HPO4⋅7H2O, 15 г KH2PO4, 2,5 г NaCl и 5 г NH4Cl в 1 л воды. Ее разделяли на аликвоты объемом 200 мл и стерилизовали (в автоклаве). К 750 мл стерильной деионизированной воды при перемешивании добавляли стерильные добавочные растворы. При добавлении CaCl2 образовывался белый осадок, но он растворялся при перемешивании. Добавочные раствор состоял из 200 мл композиции 5ХМ9, 2 мл 1М раствора MgSO4, 0,1 мл 1М раствора CaCl2, 20 мл 20% раствора глюкозы, 1 мл 10% экстракта дрожжей и количества воды, достаточного для получения 1000 мл раствора. См. публикацию: Molecular Cloning - A Laboratory Manual (Second Edition). 1989. J. Sambrook & T. Maniatis. Cold Spring Harbor Press.M9YG medium is a simple minimal salt medium supplemented with 500 mg/l glucose and 0.01% yeast extract. The composition of the salts is designed to reproduce the typical composition of water in a cooling tower. The composition of the medium was prepared according to the following procedure: the salt-containing composition 5XM9 was prepared by mixing 64 g of Na 2 HPO 4 ⋅7H 2 O, 15 g of KH 2 PO 4 , 2.5 g of NaCl and 5 g of NH 4 Cl in 1 l of water. It was divided into 200 ml aliquots and sterilized (autoclaved). Sterile supplemental solutions were added to 750 ml of sterile deionized water with stirring. Addition of CaCl 2 formed a white precipitate, but it dissolved on stirring. The supplementary solution consisted of 200 ml of composition 5XM9, 2 ml of 1M MgSO 4 solution, 0.1 ml of 1M CaCl 2 solution, 20 ml of 20% glucose solution, 1 ml of 10% yeast extract and an amount of water sufficient to obtain 1000 ml of solution. See publication: Molecular Cloning - A Laboratory Manual (Second Edition). 1989. J. Sambrook & T. Maniatis. Cold Spring Harbor Press.
Иннокулятом, использовавшимся в примерах, являлись выращенные в течение ночи культуры Pseudomonas putida. Псевдомонады являются обычными загрязнителями охлаждающей воды и, хотя популяции микробов в охлаждающей воде являются полимикробными, псевдомонады часто используют в таких исследованиях в качестве типичных представителей целой популяции.The innoculum used in the examples were overnight cultures of Pseudomonas putida. Pseudomonas are common contaminants of cooling water, and although microbial populations in cooling water are polymicrobial, pseudomonads are often used in such studies as typical representatives of an entire population.
Биопленки выращивали на образцах нержавеющей стали типа 316 в реакторе CDC Biolilm с использованием среды для выращивания M9YG с минимальным содержанием соли в течение 24 ч. В лунки 12-луночного культурального планшета для клеток добавляли только ДБСН, только монохлорамин и комбинации окислительного вещества и диспергирующего вещества. Контрольный эксперимент проводили с использованием среды M9YG. После выращивания биопленок каждый образец собирали с отвинченного фрагмента стержня реактора CDC и помещали в лунку планшета. Затем планшет инкубировали при встряхивании при 28°С в течение 2 ч. После инкубирования образцы извлекали из лунок и помещали в 5 мл забуференного фосфатом физиологического раствора (ЗФФ) и обрабатывали ультразвуком в течение 6 мин. Затем определяли количество жизнеспособных клеток, высвободившихся в среду, путем чашечного подсчета.Biofilms were grown on 316 stainless steel samples in a CDC Biolilm reactor using M9YG growth medium with minimal salt for 24 hours. Only SDBS, monochloramine alone, and combinations of oxidizing agent and dispersing agent were added to the wells of a 12-well cell culture plate. A control experiment was performed using the M9YG medium. After biofilm growth, each sample was collected from the unscrewed fragment of the CDC reactor rod and placed in a well of the plate. The plate was then incubated with shaking at 28°C for 2 hours. After incubation, the samples were removed from the wells and placed in 5 ml of phosphate buffered saline (PBS) and sonicated for 6 minutes. The number of viable cells released into the medium was then determined by plate count.
Показатели синергии определи так, как описано в публикации Kull et al., и в примере 1.Synergy scores were determined as described in Kull et al. and in Example 1.
Из таблицы 1 видно, что при использовании только монохлорамина для обеспечения уменьшения жизнеспособной популяции биопленки более, чем на 90% необходима концентрация, равная 20 мг/л, и ДБСН при концентрации, равной 800 мг/л, обеспечивает уменьшение на 48,62%. Однако при многих исследованных отношениях количеств двух средств обеспечена более высокая активность, чем ожидаемая при простом суммировании активностей этих двух средств, использующихся по отдельности. Так, например, комбинация 2,5 мг/л МХА (монохлорамин) (1/8 от количества МХА, использующегося отдельно) и 25 мг/л ДБСН (1/32 от количества ДБСН, использующегося отдельно) может обеспечить целевую МКУБ, представляющую собой уменьшение жизнеспособных клеток биопленки на 95%. Этот синергетический эффект получен при отношениях количества МХА к количеству ДБСН, составляющих от 1:1,25 до 1:31,2.From Table 1, it can be seen that using monochloramine alone, a concentration of 20 mg/l is needed to provide a reduction in the viable biofilm population of more than 90%, and SDBS at a concentration of 800 mg/l provides a reduction of 48.62%. However, many ratios of the two agents tested provide higher activity than would be expected by simply summing the activities of the two agents used alone. For example, a combination of 2.5 mg/l MCA (monochloramine) (1/8 of the amount of MCA used alone) and 25 mg/l SDBS (1/32 of the amount of SDBS used alone) can provide the target MCA, which is reduction of viable biofilm cells by 95%. This synergistic effect was obtained with ratios of the amount of MCA to the amount of SDBS ranging from 1:1.25 to 1:31.2.
Пример 2. Синергетические эффекты смеси монохлорамин/дихлорамин и ДБСНExample 2 Synergistic Effects of Monochloramine/Dichloramine Mixture and SDBS
Исследование зависимости от дозы проводили для определения минимальной концентрации, необходимой для уничтожения биопленки (МКУБ), для смеси монохлорамин/дихлорамин (МХА/ДХА) и только ДБСН. МКУБ определена, как концентрация средства, которая обеспечивает уменьшение жизнеспособной популяции биопленки на 95% по сравнению со значением для необработанного контрольного образца, рассчитанное путем чашечного подсчета жизнеспособных клеток. Затем проводили эксперименты для исследования воздействия объединения двух средств, окислительного биоцида - МХА/ДХА и диспергирующего вещества - бензолсульфоната натрия, на популяцию биопленки. В экспериментах исследовали 2 концентрации МХА/ДХА и 4 концентрации бензолсульфоната натрия.A dose-response study was performed to determine the minimum concentration required to kill biofilm (MCBM) for a mixture of monochloramine/dichloramine (MXA/DCA) and SDBS alone. The MSM is defined as the concentration of agent that results in a 95% reduction in the viable biofilm population compared to the value for the untreated control sample, calculated by viable cell count on a plate. Experiments were then performed to investigate the effect of combining two agents, an oxidative biocide, MCA/DCA, and a dispersant, sodium benzenesulfonate, on the biofilm population. In the experiments, 2 concentrations of MCA/DCA and 4 concentrations of sodium benzenesulfonate were investigated.
Вкратце, методика заключалась в следующем: биопленки выращивали на образцах нержавеющей стали типа 316 в реакторе CDC Biofilm с использованием среды для выращивания M9YG с минимальным содержанием соли в течение 24 ч. В лунки 12-луночного культурального планшета для клеток добавляли только ДБСН, только монохлорамин и комбинации окислительного вещества и диспергирующего вещества. Контрольный эксперимент проводили с использованием среды M9YG. После выращивания биопленок каждый образец собирали с отвинченного фрагмента стержня реактора CDC и помещали в лунку планшета. Затем планшет инкубировали при встряхивании при 28°С в течение 2 ч. После инкубирования образцы извлекали из лунок и помещали в 5 мл забуференного фосфатом физиологического раствора (ЗФФ) и обрабатывали ультразвуком в течение 6 мин. Затем определяли количество жизнеспособных клеток, высвободившихся в среду, путем чашечного подсчета.Briefly, the procedure was as follows: biofilms were grown on 316 stainless steel samples in a CDC Biofilm reactor using M9YG growth medium with minimal salt content for 24 h. Only SDBS, only monochloramine, and combinations of an oxidizing agent and a dispersing agent. A control experiment was performed using the M9YG medium. After biofilm growth, each sample was collected from the unscrewed fragment of the CDC reactor rod and placed in a well of the plate. The plate was then incubated with shaking at 28°C for 2 hours. After incubation, the samples were removed from the wells and placed in 5 ml of phosphate buffered saline (PBS) and sonicated for 6 minutes. The number of viable cells released into the medium was then determined by plate count.
Показатели синергии определи так, как описано в публикации Kull et al., и в примере 1.Synergy scores were determined as described in Kull et al. and in Example 1.
Из представленной ниже таблицы 2 видно, что при использовании только смеси МХА/ДХА для обеспечения уменьшения жизнеспособной популяции биопленки более, чем на 90% необходима концентрация, равная 10 мг/л, и ДБСН при концентрации, равной 312 мг/л, обеспечивает уменьшение на 84,58%. при многих исследованных отношениях количеств двух средств обеспечена более высокая активность, чем ожидаемая при простом суммировании активностей этих двух средств, использующихся по отдельности. Так, например, комбинация 2,5 мг/л МХА/ДХА (1/8 от количества смеси МХА/ДХА, использующейся отдельно) и 9,8 мг/л ДБСН (1/32 от количества ДБСН, использующегося отдельно) может обеспечить конечную точку - МКУБ, представляющую собой уменьшение жизнеспособных клеток биопленки на 99%. Этот синергетический эффект получен при отношениях количества МХА/ДХА к количеству ДБСН, составляющих от 1:1,6 до 1:31,6.It can be seen from Table 2 below that using only a MCA/DCA mixture, a concentration of 10 mg/l is needed to provide a reduction in the viable biofilm population of more than 90%, and SDBS at a concentration of 312 mg/l provides a reduction of 84.58%. many of the ratios of the two agents tested provided higher activity than would be expected from a simple summation of the activities of the two agents used alone. For example, a combination of 2.5 mg/L MCA/DCA (1/8 of the amount of MCA/DCA used alone) and 9.8 mg/L SDBS (1/32 of the amount of SDBS used alone) can provide the final point - MKUB, representing a decrease in viable cells of the biofilm by 99%. This synergistic effect was obtained with ratios of the amount of MCA/DCA to the amount of SDBS ranging from 1:1.6 to 1:31.6.
Хотя в приведенном выше подробном описании представлен по меньшей мере один типичный вариант осуществления, следует понимать, что существует большое количество модификаций. Следует понимать, что типичный вариант осуществления или типичные варианты осуществления являются лишь примерами и они не предназначены для какого-либо ограничения объема, применимости или конфигурации настоящего изобретения. С помощью приведенного выше подробного описания специалистам в данной области техники скорее предоставлена подходящая схема выполнения типичного варианта осуществления, входящего в объем настоящего изобретения. Следует понимать, что в функции и расположение элементов, описанных в типичном варианте осуществления, можно внести различные изменения без отклонения от объема настоящего изобретения, приведенного в пунктах прилагаемой формуле изобретения и их допустимых эквивалентах.While at least one exemplary embodiment has been presented in the above detailed description, it should be understood that a large number of modifications exist. It should be understood that the exemplary embodiment or exemplary embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration of the present invention in any way. With the above detailed description, those skilled in the art are rather provided with a suitable embodiment of an exemplary embodiment within the scope of the present invention. It should be understood that various changes can be made to the function and arrangement of the elements described in the exemplary embodiment without departing from the scope of the present invention as set forth in the appended claims and their acceptable equivalents.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762573871P | 2017-10-18 | 2017-10-18 | |
| US62/573,871 | 2017-10-18 | ||
| PCT/US2018/055526 WO2019079106A1 (en) | 2017-10-18 | 2018-10-12 | Compositions exhibiting synergy in biofilm control |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020115604A RU2020115604A (en) | 2021-11-18 |
| RU2020115604A3 RU2020115604A3 (en) | 2022-03-15 |
| RU2790016C2 true RU2790016C2 (en) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5670055A (en) * | 1996-08-08 | 1997-09-23 | Nalco Chemical Company | Use of the linear alkylbenzene sulfonate as a biofouling control agent |
| WO2001094513A1 (en) * | 2000-06-05 | 2001-12-13 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Biocidal cleaner composition |
| US20060231505A1 (en) * | 2002-08-22 | 2006-10-19 | Mayer Michael J | Synergistic biocidal mixtures |
| RU2414432C2 (en) * | 2005-07-15 | 2011-03-20 | Налко Компани | Synergetic composition and method of inhibiting growth of microorganisms |
| RU2507161C2 (en) * | 2008-05-23 | 2014-02-20 | Кемира Ой | Method of controlling growth of microorganisms in systems of processing pulp and paper |
| RU2515679C2 (en) * | 2008-10-01 | 2014-05-20 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи | Biocidal compositions and methods of their application |
| RU2541252C2 (en) * | 2013-06-26 | 2015-02-10 | Региональная общественная организация-Институт эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП) | Composition for protection against biofouling, corrosion and scale |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5670055A (en) * | 1996-08-08 | 1997-09-23 | Nalco Chemical Company | Use of the linear alkylbenzene sulfonate as a biofouling control agent |
| WO2001094513A1 (en) * | 2000-06-05 | 2001-12-13 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Biocidal cleaner composition |
| US20060231505A1 (en) * | 2002-08-22 | 2006-10-19 | Mayer Michael J | Synergistic biocidal mixtures |
| RU2414432C2 (en) * | 2005-07-15 | 2011-03-20 | Налко Компани | Synergetic composition and method of inhibiting growth of microorganisms |
| RU2507161C2 (en) * | 2008-05-23 | 2014-02-20 | Кемира Ой | Method of controlling growth of microorganisms in systems of processing pulp and paper |
| RU2515679C2 (en) * | 2008-10-01 | 2014-05-20 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи | Biocidal compositions and methods of their application |
| RU2541252C2 (en) * | 2013-06-26 | 2015-02-10 | Региональная общественная организация-Институт эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП) | Composition for protection against biofouling, corrosion and scale |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4709486B2 (en) | Biofilm suppression in industrial water systems | |
| US6080323A (en) | Method of removing biofilms from surfaces submerged in a fouled water system | |
| US20150307380A1 (en) | Formulations containing a non-oxidative biocide and a source of active halogen and use thereof in water treatment | |
| RU2542152C2 (en) | Compositions of dibromomalonamide and applying thereof as biocides | |
| TWI782119B (en) | Compositions exhibiting synergy in biofilm control | |
| RU2790016C2 (en) | Compositions providing synergetic effect in control of biofilm | |
| CN111432637B (en) | Compositions exhibiting synergistic effects in biofilm control | |
| CN104705299B (en) | The composition of dibromo malonamide and its purposes as biocide | |
| RU2787106C2 (en) | Compositions showing synergy in biofilm control | |
| RU2561527C2 (en) | Dibromomalonamide-containing composition and use thereof as biocide | |
| RU2536923C2 (en) | Dibromomalonamide composition and use thereof as biocide | |
| BR112020007683B1 (en) | METHOD FOR CONTROLLING AND REMOVING BIOFILM ON A SURFACE IN CONTACT WITH INDUSTRIAL PROCESS WATERS AND COMPOSITIONS FOR CONTROLLING AND REMOVING BIOFILM ON A SURFACE IN CONTACT WITH INDUSTRIAL PROCESS WATERS | |
| RU2606278C2 (en) | Biocidal compositions and methods of use | |
| HK1124304B (en) | Method for removal of biofilm | |
| HK1124304A1 (en) | Method for removal of biofilm | |
| HK1087094B (en) | Method for removal of biofilm | |
| PL165295B1 (en) | An agent for combating biological growth in industrial waters |