消毒微凝胶及其使用方法

消毒微凝胶及其使用方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年9月8日递交的美国临时专利申请no.63/204,036的优先权。
技术领域
3.本专利申请的公开内容涉及废物处理，特别涉及应用于废物的可持续释放消毒和除臭化合物的微凝胶。


背景技术：

4.已知多种消毒剂能够对环境中、特别是废物中的微生物进行消毒并减少其活力和活性。这种消毒物质的实例包括亚氯酸钠、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、季铵盐类化合物等等。类似地，已知多种相对简单的常见物质具有臭味控制性质，例如钙盐、铜盐、铁盐和其他金属盐、以及氢氧化镁、氢氧化钠和亚硝酸钠。然而，鉴于这些化合物通常仅在施用时有效，而其效果会在施用之后非常迅速地减弱，因此这些化合物在同时用于消毒和除臭方面的用途非常有限。这些常用化合物或是具有很少的残留活性或不具有残留活性、或是会被副反应迅速消耗。如果能够以具有长期消毒和除臭性质的方式使用这些常见化合物，那么则是非常有利的。因此，期望能够获得消毒微凝胶(disinfectant-dosing microgel)以及使用该消毒微凝胶以解决上述问题的方法。


技术实现要素：

5.消毒微凝胶由消毒除臭剂的溶胶和溶液的混合物形成。在应用时，溶胶相在不同条件的作用下转化成活性微凝胶。消毒微凝胶将消毒除臭化合物锁在凝胶网络中，从而能够随时间的推移而持续释放消毒和除臭化合物。溶胶由分散在分散介质中的胶体物质形成，其中胶体物质的浓度为溶胶的0.1重量％至20.0重量％。作为非限制性实例，分散介质可以为水，不过应当理解的是，可使用任何其他适当类型的液体介质来形成溶胶。作为非限制性实例，消毒除臭剂的溶液可为水溶液，不过应当理解的是，消毒除臭剂可溶解于任何其他合适的溶剂中。消毒除臭剂的浓度为溶液的0.1重量％至15.0重量％。
6.作为其他非限制性实例，溶胶可为胶体二氧化硅溶胶、胶体氧化铝溶胶或海藻酸盐溶胶。另外，作为非限制性实例，消毒除臭剂可形成为第一组分和第二组分的混合物。作为非限制性实例，第一组分可为亚氯酸钠、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌或亚硝酸钠。作为非限制性实例，第二组分可为至少一种铜硝酸盐或柠檬酸。在该非限制性实例中，第一组分和第二组分的质量比可为1:1。或者，第一组分和第二组分的质量比的范围可为1:9至9:1。
7.作为另一种非限制性实例，消毒除臭剂可为硝酸铜、至少一种铜硝酸盐、亚氯酸钠、至少一种硝酸盐、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌、亚硝酸钠、百里酚、柠檬酸或它们的组合。应当注意的是，消毒除臭剂可为适合于降低微生物的活力和活性的任意合适的物质，其还包括(但不限于)过氧乙酸、抗菌的植物化学物、精油、钙盐、铜
盐、铁盐和其他金属盐、氢氧化镁和氢氧化钠。作为另一种可供替代的方式，消毒微凝胶还可包含额外的聚合物。这种聚合物的非限制性实例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合。
8.在另一个可供替代的实施方案中，可用聚合物取代如上所列举的任何实例中的消毒微凝胶的溶胶。这种聚合物的非限制性实例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合。应当理解的是，胶体溶胶是能够形成凝胶网络的任意无机材料、有机材料、聚合材料或生物材料，其包括(但不限于)二氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐、碳、二氧化钛、海藻酸盐、纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇和二氧化硅-聚乙烯醇。
9.使用时，例如通过如下方式将消毒微凝胶施用于废物，包括(但不限于)喷洒、泵送流体、直接供给、润湿、混合等。通过废物的温度、ph值和/或盐浓度，使消毒除臭剂的溶液和溶胶的组合、或者使消毒除臭剂的溶液和聚合物的组合受到触发，从而由溶胶/聚合物相转化为活性微凝胶，以用于废物的长期消毒和除臭。也可在施用于废物之前、施用过程中或施用之后加入化学物质以改变ph值或促进凝胶化，从而引发向活性微凝胶的转化，以用于废物的长期消毒和除臭。在聚合物微凝胶以及无机-聚合物微凝胶中，作为非限制性实例，这些化学物质可包括交联剂。应当注意的是，可使用任意合适类型的活化剂，包括(但不限于)酸、碱、化学交联剂和盐类。此外，可以根据需要调节消毒微凝胶的黏度。例如，低黏度的微凝胶能使微凝胶渗透和穿透固体物质，而高黏度的微凝胶能使溶胶积聚在固体的表面。
10.本技术的这些特征和其他特征将根据以下说明书的进一步解释而显而易见。
附图说明
11.图1a示出了在用消毒微凝胶处理脱水污泥样本后，对于脱水污泥样本中的好氧菌和厌氧菌的消毒结果。
12.图1b示出了在用消毒微凝胶处理图1a的脱水污泥样本之后，基于硫化氢的除臭结果。
13.图2a示出了在用消毒微凝胶处理脱水污泥样本之后的除臭结果，其中脱水污泥样本的温度触发了溶胶相向活性微凝胶的转化。
14.图2b示出了图2a的经过处理的脱水污泥样本与未经处理的对照样本的基于硫化氢的除臭结果比较。
15.图3a示出了原湿污泥样本在经过消毒微凝胶处理后的除臭结果与未经处理的原湿污泥对照样本的臭味结果的比较。
16.图3b示出了图3a的经过处理和未经处理的污泥样本中硫化氢排放的比较。
17.附图中，相似的附图标记一致地表示相应的特征。
具体实施方式
18.消毒微凝胶由消毒除臭剂的溶胶和溶液的混合物所形成。在使用时，溶胶相在不同环境的作用下转化成活性微凝胶。消毒微凝胶将消毒除臭化合物锁在凝胶网络中，从而能够随时间的推移而持续释放消毒和除臭化合物。溶胶由分散在分散介质中的胶体物质形成，其中胶体物质的浓度为溶胶的0.1重量％至20.0重量％。作为非限制性实例，分散介质可以为水，不过应当理解的是，可使用任意其他合适类型的液体介质来形成溶胶。作为非限
制性实例，消毒除臭剂的溶液可为水溶液，不过应当理解的是，消毒除臭剂可溶解于任何其他合适的溶剂中。消毒除臭剂的浓度为溶液的0.1重量％至15.0重量％。
19.作为其他非限制性实例，溶胶可为胶体二氧化硅溶胶、胶体氧化铝溶胶或海藻酸盐溶胶。另外，作为非限制性实例，消毒除臭剂可形成为第一组分和第二组分的混合物。作为非限制性实例，第一组分可为亚氯酸钠、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌或亚硝酸钠。作为非限制性实例，第二组分可为至少一种硝酸铜盐或柠檬酸。在该非限制性实例中，第一组分和第二组分的质量比可为1:1。或者，第一组分和第二组分的质量比的范围可为1:9至9:1。
20.作为另一种非限制性实例，消毒除臭剂可为硝酸铜、亚氯酸钠、至少一种硝酸盐、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌、亚硝酸钠、百里酚、柠檬酸或者它们的组合。应当注意的是，消毒除臭剂可为适合于降低微生物的活力和活性的任意合适的物质，其还包括(但不限于)过氧乙酸、抗菌的植物化学物、精油、钙盐、铜盐、铁盐和其他金属盐、氢氧化镁和氢氧化钠。作为另一种可供替代的方式，消毒微凝胶还可包含额外的聚合物。这种聚合物的非限制性实例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合。
21.在另一个可供替代的实施方案中，可用聚合物取代如上所列举的任何实例中的消毒微凝胶的溶胶。这种聚合物的非限制性实例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合。应当理解的是，胶体溶胶是能够形成凝胶网络的任何无机材料、有机材料、聚合材料或生物材料，其包括(但不限于)二氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐、碳、二氧化钛、海藻酸盐、纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇和二氧化硅-聚乙烯醇。
22.使用时，例如通过如下方式将消毒微凝胶施用于废物，包括(但不限于)喷洒、泵送流体、直接供给、润湿、混合等。通过废物的温度、ph值和/或盐浓度，使消毒除臭剂的溶胶和溶液的组合、或者使消毒除臭剂的溶液和聚合物的组合受到触发，从而使微凝胶由溶胶/聚合物相转化为活性微凝胶，以用于废物的长期消毒和除臭。也可在施用于废物之前、施用过程中或施用之后加入化学物质以改变ph值或促进凝胶化，从而引发向活性微凝胶的转化，以用于废物的长期消毒和除臭。在聚合物微凝胶以及无机-聚合物微凝胶中，作为非限制性实例，这些化学物质可包括交联剂。应当注意的是，可使用任意合适类型的活化剂，包括(但不限于)酸、碱、化学交联剂和盐类。此外，可以根据需要调节消毒微凝胶的黏度。例如，低黏度的微凝胶能使微凝胶渗透和穿透固体物质，而高黏度的微凝胶能使溶胶积聚在固体的表面。
23.实施例1
24.通过上述方式制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。胶态二氧化硅在水中的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括消毒剂和除臭化合物，例如亚氯酸钠和铜盐的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至15重量％的量添加。可以根据需要将每种活性成分的浓度在1:9至9:1的质量比范围内进行调整。
25.实施例2
26.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有20.0重量％的胶体二氧化硅溶胶以及8重量％的活性成分。该活性成分是质量比为9:1的亚氯酸钠和硝酸铜盐。
27.实施例3
28.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5.0重量％的胶体二氧化硅溶胶以
及8重量％的活性成分。该活性成分是质量比为9:1的亚氯酸钠和硝酸铜盐。
29.实施例4
30.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及8重量％的活性成分。该活性成分是质量比为9:1的亚氯酸钠和硝酸铜盐。
31.实施例5
32.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及8重量％的活性成分。该活性成分是质量比为9:1的亚氯酸钠和氯化铜盐。
33.实施例6
34.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的硝酸铜和1重量％的氯化铜盐。
35.实施例7
36.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及3重量％的活性成分。该活性成分是质量比为1:9的亚氯酸钠和硝酸铜盐。
37.实施例8
38.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.1重量％的亚氯酸钠、2.7重量％的硝酸铜和0.3重量％的抗坏血酸。
39.实施例9
40.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的亚氯酸钠和0.5重量％的柠檬酸。
41.实施例10
42.如实施例1中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.1重量％的亚氯酸钠、2.7重量％的硝酸铜和氯化铜盐。
43.实施例11
44.通过上述方式制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。胶态二氧化硅在水中的浓度可以为0.1重量％至25重量％。活性成分包括羧酸的混合物和亚氯酸钠，活性成分的含量范围为0.1重量％至8.0重量％。
45.实施例12
46.如实施例11中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及5重量％的亚氯酸钠和0.5重量％的羧酸(例如，柠檬酸、草酸和马来酸)。
47.实施例13
48.如实施例11中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及5重量％的亚氯酸钠和0.5重量％的羧酸(例如，柠檬酸、草酸和马来酸)。
49.实施例14
50.如实施例11中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的亚氯酸钠和0.5重量％的羧酸(例如，柠檬酸、草酸和马来酸)。
51.实施例15
52.如实施例11中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的亚氯酸钠和0.5重量％的羧酸(例如，柠檬酸、草酸和马来酸)。
53.实施例16
54.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括0.1重量％至8.0重量％的金属盐。
55.实施例17
56.如实施例16中所述制备消毒微凝胶，其中混合有10重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的硝酸铜和0.5重量％的氯化锌。
57.实施例18
58.如实施例16中所述制备消毒微凝胶，其中混合有1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％的硝酸铜和0.5重量％的氯化锌。
59.实施例19
60.如实施例16中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的硝酸铜和0.5重量％的氯化锌。
61.实施例20
62.如实施例16中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.2重量％的氯化铁、0.5重量％的氯化锌和0.1重量％的氯化铜。
63.实施例21
64.如实施例16中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的铁盐和0.5重量％的钙盐。
65.实施例22
66.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括消毒剂和除臭化合物，例如次氯酸钠和铜盐的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至15.0重量％的量添加。可以根据需要将每种活性成分的浓度调整为在1:9至9:1的质量比范围内。
67.实施例23
68.如实施例22中所述制备消毒微凝胶，其中混合有10重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2重量％的次磷酸钠和0.5重量％的硝酸铜。
69.实施例24
70.如实施例22中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2重量％的次磷酸钠和0.5重量％的硝酸铜。
71.实施例25
72.如实施例22中所述制备消毒微凝胶，其中混合有10重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％至5重量％的次磷酸钠。
73.实施例26
74.如实施例22中所述制备消毒微凝胶，其中混合有1重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％至5重量％的次磷酸钠。
75.实施例27
76.如实施例22中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2重量％的次磷酸钠、0.3重量％的硝酸铜和0.3重量％的氯化锌。
77.实施例28
78.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括消毒剂和除臭化合物，例如过一硫酸氢钾和铜盐的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至15.0重量％的量添加。可以根据需要将每种活性成分的浓度调整为在1:9至9:1的质量比范围内。
79.实施例29
80.如实施例28中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2重量％的过一硫酸氢钾和0.5重量％的硝酸铜。
81.实施例30
82.如实施例28中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的过一硫酸氢钾和1.5重量％的硝酸铜。
83.实施例31
84.如实施例28中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的过一硫酸氢钾和0.5重量％的氯化铜。
85.实施例32
86.如实施例28中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的过一硫酸氢钾、0.5重量％的亚氯酸钠和0.5重量％的硝酸铜。
87.实施例33
88.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括消毒剂和除臭化合物，例如过一硫酸氢钾和亚氯酸钠的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至15.0重量％的量添加。可以根据需要将每种活性成分的浓度调整为在1:9至9:1的质量比范围内。
89.实施例34
90.如实施例33中所述制备消毒微凝胶，其中混合有10重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的过一硫酸氢钾和0.5重量％的亚氯酸钠。
91.实施例35
92.如实施例33中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1重量％的过一硫酸氢钾和0.5重量％的亚氯酸钠。
93.实施例36
94.如实施例33中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％至10重量％的过一硫酸氢钾。
95.实施例37
96.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括消毒剂和除臭化合物，例如季铵盐和铜盐的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至15.0重量％的量添加。可以根据需要将每种活性成分的浓度调整为在1:9至9:1的质量比范围内。
97.实施例38
98.如实施例37中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及4重量％的氯化季铵盐和4重量％的硝酸铜盐。
99.实施例39
100.如实施例37中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及3重量％的氯化季铵盐和2重量％的硝酸铜盐。
101.实施例40
102.如实施例37中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及3重量％的氯化季铵盐和2重量％的氯化铜盐。
103.实施例41
104.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括季铵化合物的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至15重量％的量添加。
105.实施例42
106.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括金属氧化物和金属盐的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至20重量％的量添加。
107.实施例43
108.如实施例42中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的氧化铜和2.5重量％的硝酸铜。
109.实施例44
110.如实施例42中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的氧化铜和2.5重量％的氯化锌。
111.实施例45
112.如实施例42中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的氧化铜和2.5重量％的氯化铁。
113.实施例46
114.如实施例42中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的氧化铜和1.5重量％的亚氯酸钠。
115.实施例47
116.如实施例42中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及2.5重量％的氧化铜和2.5重量％的硝酸铜。
117.实施例48
118.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括亚硝酸钠和金属盐的混合物，将这些活性成分以0.1重量％至20重量％的量添加。可以根据需要将每种活性成分的浓度调整为在1:9至9:1的质量比范围内。
119.实施例49
120.如实施例48中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％的亚硝酸钠和2.5重量％的硝酸铜。
121.实施例50
122.如实施例48中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％的亚硝酸钠和2.5重量％的氯化锌。
123.实施例51
124.如实施例48中所述制备消毒微凝胶，其中混合有0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％的亚硝酸钠和0.5重量％的硝酸铜。
125.实施例52
126.如实施例48中所述制备消毒微凝胶，其中混合有20重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1.0重量％的亚硝酸钠和2.5重量％的硝酸铜。
127.实施例53
128.如实施例48中所述制备消毒微凝胶，其中混合有5重量％的胶体二氧化硅溶胶以及0.5重量％的亚硝酸钠、1.0重量％的硝酸铜和0.5重量％的氯化锌。
129.实施例54
130.如实施例48中所述制备消毒微凝胶，其中混合有20重量％的胶体二氧化硅溶胶以及1.0重量％的亚硝酸钠和2.5重量％的氯化锌。
131.实施例55
132.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.1重量％至20.0重量％。活性成分包括亚硝酸钠，将该活性成分以0.1重量％至20重量％的量添加。
133.实施例56
134.制备包含胶态二氧化硅、活性成分和水分散剂的消毒微凝胶制剂。水中的胶态二氧化硅的浓度可以为0.5重量％至5.0重量％。活性成分包括亚氯酸钠、硝酸锌和硝酸铜盐的混合物，将该活性成分以0.1重量％至20重量％的量添加。根据预期用途调节亚氯酸钠、硝酸锌和硝酸铜盐的比例。
135.实施例57
136.如实施例1至56中所述制备消毒微凝胶，不同之处在于，用胶态氧化铝溶胶替代胶体二氧化硅溶胶。
137.实施例58
138.如实施例1至56中所述制备消毒微凝胶，不同之处在于，用海藻酸盐替代胶体二氧化硅溶胶。
139.实施例59
140.如实施例1至56中所述制备消毒微凝胶，不同之处在于，用聚合物替代胶体二氧化硅溶胶，该聚合物包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合。
141.实施例60
142.如实施例1至56中所述制备消毒微凝胶，不同之处在于，添加了聚合物，该聚合物包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合。
143.实施例61
144.如实施例1至56中所述制备消毒微凝胶，不同之处在于，用可形成溶胶-凝胶的其他无机氧化物替代胶态二氧化硅，所述其他无机氧化物为例如(但不限于)二氧化钛、氧化铜和氧化锌。
145.实施例62
146.如实施例1至56中所述制备消毒微凝胶，不同之处在于，添加了可与二氧化硅形成
溶胶-凝胶的第二种或第三种无机氧化物，该第二种或第三种无机氧化物为例如(但不限于)二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝和二氧化硅-氧化锆。
147.实施例63
148.将如上所述制备的消毒微凝胶添加到有臭味的废物样品中，并且通过有臭味的废物样品的温度、ph值和/或盐分浓度触发溶胶相向用于长期消毒和除臭的活性微凝胶的转化。除此之外，在添加到有臭味的废物中之前、添加期间或添加之后，还可以通过添加化学物质以改变ph值和/或促进凝胶化来引发活化转化。在聚合物体系和无机-聚合物体系中，这些化学物质包括交联剂。
149.实施例64
150.根据预期用途调节如上所述制备的消毒微凝胶的黏度。低黏度的微凝胶可以渗透和穿透固体物质，而高黏度的微凝胶则积聚在固体表面。
151.实施例65
152.将含有9重量％的硝酸锌盐、8重量％的硝酸铜盐和0.5重量％的胶体二氧化硅溶胶的稀释消毒微凝胶添加到30kg的脱水污泥中，该脱水污泥来自香港昂船洲污水处理厂(scitw)的化学强化一级处理(cept)工艺。如图1a所示，消毒微凝胶对脱水污泥中的好氧菌(减少75％至79％)和厌氧菌(减少73％至82％)进行了快速消毒，并且如图1b所示，除去(除臭)了82％至97％的脱水污泥的硫化氢。将120g稀释的消毒微凝胶添加到60l容器内的30kg的cept脱水污泥中，负荷为0.4重量％。
153.实施例66
154.将含有15.0重量％的消毒和除臭化合物的52kg稀释的消毒微凝胶喷洒到卡车集装箱中的13吨的cept脱水(0.4重量％负荷)污泥上。图2a显示了受温度触发的溶胶相活化为活性微凝胶，其在卡车集装箱中的13吨脱水cept污泥中发挥了长期的臭味抑制(h2s减少约85％)功能。温度升高会增加微生物活性，从而在未经处理的污泥中产生更多有臭味的气体。同样的温度升高触发了由溶胶相形成活性微凝胶，从而能够在较长时间内释放消毒和除臭化合物，如图2b所示，与未经处理的污泥相比，有恶臭味的硫化氢大幅减少。
155.实施例67
156.将由10.0重量％的胶体二氧化硅溶胶和8.0重量％的消毒和除臭化合物形成的黏性消毒微凝胶喷洒到cept脱水污泥上，以在污泥表面形成原位凝胶层(gel-in-place layer)，其中消毒和除臭化合物包括亚氯酸钠、百里酚、硝酸锌、硝酸铜和柠檬酸。位于表面上的该凝胶层既对样品进行了消毒和除臭，还防止了臭味气体逸出而导致环境臭味问题。
157.实施例68
158.通过添加酸将消毒微凝胶从溶胶相转化为活性微凝胶，再将活性微凝胶添加到250l的原湿污泥中。添加的总量为25g，负荷为0.01重量％。图3a示出了未处理的和经过处理的湿污泥的h2s曲线(时间加权值/每20分钟的平均数据)。如图3a和3b所示，活性微凝胶提供了有效且长期的臭味抑制和很高的整体h2s抑制。0.01重量％负荷的活性微凝胶包含20重量％的活性消毒和除臭化合物。
159.应当理解的是，消毒微凝胶及其使用方法不限于上述具体实施方案，而是包括在由本文所述实施方案实现的以下权利要求的通用语言范围内的任何和所有实施方案，或以其他方式在附图中示出或以足以使本领域普通技术人员能够制作和使用要求保护的主题
的术语在上文中描述的任何和所有实施方案。

技术特征：
1.一种消毒微凝胶制剂，包括：溶胶，其包含分散于分散介质中的胶体物质，其中所述胶体物质的浓度为所述溶胶的0.1重量％至20.0重量％；和消毒除臭剂的溶液，其中所述消毒除臭剂的浓度为所述溶液的0.1重量％至15.0重量％。2.根据权利要求1所述的消毒微凝胶，其中所述溶胶选自由胶体二氧化硅溶胶、胶体氧化铝溶胶和海藻酸盐溶胶组成的组。3.根据权利要求2所述的消毒微凝胶，其中所述消毒除臭剂包含第一组分和第二组分的混合物，其中所述第一组分选自由亚氯酸钠、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌和亚硝酸钠组成的组，并且其中所述第二组分选自由至少一种硝酸铜盐和柠檬酸组成的组。4.根据权利要求3所述的消毒微凝胶，其中所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:1。5.根据权利要求3所述的消毒微凝胶，其中所述第一组分与所述第二组分的质量比为1:9至9:1。6.根据权利要求2所述的消毒微凝胶，其中所述消毒除臭剂选自由硝酸铜、亚氯酸钠、至少一种亚硝酸盐、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌、亚硝酸钠、百里酚、柠檬酸以及它们的组合组成的组。7.根据权利要求1所述的消毒微凝胶，还包含聚合物。8.根据权利要求7所述的消毒微凝胶，其中所述聚合物选自由聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合组成的组。9.一种消毒微凝胶，包含：聚合物；和消毒除臭剂的溶液，其中所述消毒除臭剂的浓度为所述溶液的0.1重量％至15.0重量％。10.根据权利要求9所述的消毒微凝胶，其中所述聚合物选自由聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合组成的组。11.根据权利要求10所述的消毒微凝胶，其中所述消毒除臭剂包含第一组分和第二组分的混合物，其中所述第一组分选自由亚氯酸钠、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌和亚硝酸钠组成的组，并且其中所述第二组分选自由至少一种硝酸铜盐和柠檬酸组成的组。12.根据权利要求11所述的消毒微凝胶，其中所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:1。13.根据权利要求11所述的消毒微凝胶，其中所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:9至9:1。14.根据权利要求10所述的消毒微凝胶，其中所述消毒除臭剂选自由硝酸铜、亚氯酸钠、至少一种亚硝酸盐、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌、亚硝酸钠、
百里酚、柠檬酸以及它们的组合组成的组。15.一种对废物进行消毒和除臭的方法，包括将消毒微凝胶施用于废物的步骤，其中所述消毒微凝胶包含：第一组分；和第二组分，其包括消毒除臭剂的溶液，其中所述消毒除臭剂的浓度为所述溶液的0.1重量％至15.0重量％。16.根据权利要求15所述的对废物进行消毒和除臭的方法，其中所述第一组分包括溶胶，所述溶胶包含分散在分散介质中的胶体物质，其中所述胶体物质的浓度为所述溶胶的0.1重量％至20.0重量％。17.根据权利要求15所述的对废物进行消毒和除臭的方法，其中所述第一组分包括选自由聚乙烯醇、羧甲基纤维素以及它们的组合组成的组中的聚合物。18.根据权利要求15所述的对废物进行消毒和除臭的方法，其中所述消毒除臭剂包括第一组分和第二组分的混合物，其中所述第一组分选自由亚氯酸钠、次氯酸钠、过一硫酸氢钾、至少一种季铵化合物、硝酸锌和亚硝酸钠组成的组，并且其中所述第二组分选自由至少一种硝酸铜盐和柠檬酸组成的组。19.根据权利要求18所述的对废物进行消毒和除臭的方法，其中所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:1。20.根据权利要求18所述的对废物进行消毒和除臭的方法，其中所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:9至9:1。21.根据权利要求15所述的对废物进行消毒和除臭的方法，其中所述消毒除臭剂选自由硝酸铜、亚氯酸钠、至少一种亚硝酸盐、次氯酸钠、过氧化单硫酸钾盐、至少一种季铵化合物、硝酸锌、亚硝酸钠、百里酚、柠檬酸以及它们的组成的组。

技术总结
本发明涉及一种消毒微凝胶制剂，其由消毒除臭剂的溶液和溶胶的混合物形成。在应用时，溶胶相在不同条件的作用下转化成活性微凝胶。通过喷洒、与废物混合等方式将消毒微凝胶施用于废物。通过废物的温度、pH值和/或盐浓度，使消毒除臭剂的溶液和溶胶的组合、或者使消毒除臭剂的溶液和聚合物的组合受到触发，从而由溶胶相转化为活性微凝胶，以用于废物的长期消毒和除臭。也可在施用于废物之前、施用过程中或施用之后加入化学物质以改变pH值或促进凝胶化，从而引发向活性微凝胶的转化，以用于废物的长期消毒和除臭。的长期消毒和除臭。


技术研发人员：杨经伦 郑嘉杰 陆朗霆
受保护的技术使用者：香港科技大学
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2022/3/8