本發(fā)明專利技術(shù)屬于水處理和水資源保護的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水處理用過濾殺菌沙石的制備及其應(yīng)用方法，解決了水處理用化學(xué)殺菌劑的殘留難題。制備方法步驟：載體的選用與制備，載體表面殺菌分子的選用與制備，載體表面預(yù)處理，載體表面殺菌分子的負(fù)載，表面洗脫。應(yīng)用方法，每100Kg水加入1-3Kg過濾殺菌沙石。本的顯著特點是，沙石表面上的殺菌分子不易脫落，無殘留。通過合理的級配，沙石既具有高效的殺菌作用，同時又具有凈水功能，可重復(fù)使用，由此可替代傳統(tǒng)的水處理用化學(xué)殺菌劑及使用方法。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于水處理和水資源保護的
，具體涉及。
技術(shù)介紹
自《斯德哥爾摩國際公約》之后，全球?qū)τ袡C化學(xué)污染與排放越來越關(guān)注，特別對地下水資源和生態(tài)環(huán)境的保護日趨重視。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球每天消耗各類化學(xué)殺菌劑約10萬噸，多數(shù)為一次性使用的、帶有殘留排放的溶水性殺菌劑，品種多達100余種，常用的有季銨鹽、二氧化氯等，其中耗用量最大是油田回注水殺菌、自來水廠、污水處理、游泳池及工業(yè)循環(huán)用水，使用方法多采用直接投加方式，當(dāng)殺菌結(jié)束后，含殘留的化學(xué)殺菌劑的污水即直接排放，一部分滲透到地下，使地下水資源受到污染；一部分排放到江河、湖泊，使水和生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。眾所周知，傳統(tǒng)水的殺菌方式及技術(shù)為二氧化氯。沙石很早以前就被人們用于自來水廠的水過濾與凈化。但是，沙石本身只有過濾作用，并不具備殺菌作用。用“硅藻土”作關(guān)鍵詞在中國國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站檢索過濾殺菌材料，見硅藻土專利文獻1497件，涉及水凈化、過濾、脫色、污水處理、載體及濾芯的應(yīng)用，具有表面殺菌的硅藻土材料較少。除公開的中國江蘇迅揚環(huán)保新材料有限公司和王雪平共同專利技術(shù)的CN 102388910A無殘留硅藻土殺菌材料外的制備方法及其應(yīng)用，另有申請?zhí)枮?00880118002. 3美國3M創(chuàng)新有限公司專利技術(shù)的季銨鹽與硅藻土表面鍵合的“抗微生物基質(zhì)和過濾系統(tǒng)”專利，經(jīng)技術(shù)比對分析發(fā)現(xiàn)，美國3M創(chuàng)新有限公司專利技術(shù)的“抗微生物基質(zhì)和過濾系統(tǒng)”專利所述季銨鹽與本專利技術(shù)所用季銨鹽具有本質(zhì)上的區(qū)別，具體如下 (I)本專利技術(shù)所用的載體與美國3M創(chuàng)新有限公司的CN101918327A專利技術(shù)和江蘇迅揚環(huán)保新材料公司的CN 102388910A無殘留硅藻土殺菌材料外的制備方法及其應(yīng)用不同，本專利技術(shù)所用載體為河沙、海沙或沙石，CN101918327A和CN 102388910A所用載體均為硅藻土。(2)本專利技術(shù)所用有機硅季銨鹽與CN101918327A “抗微生物基質(zhì)和過濾系統(tǒng)”專利中所述(所用)的聚(甲基二烯丙基胺環(huán)氧氯丙烷)完全不同，本專利技術(shù)所用的是三甲氧基硅烷基季銨鹽，分子式為 +Cl —和+Cl ;公開的CN101918327A “抗微生物基質(zhì)和過濾系統(tǒng)”專利所用的是聚(甲基二烯丙基胺環(huán)氧氯丙烷)季銨鹽。(3)選用的殺菌活性基團及鍵合機理也不同。“抗微生物基質(zhì)和過濾系統(tǒng)”專利中所用的聚(甲基二烯丙基胺環(huán)氧氯丙烷)鍵合活性基團是環(huán)氧丙基，與基質(zhì)表面的羥基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，從而達到與基質(zhì)表面形成化學(xué)鍵合，而本專利技術(shù)所用的活性基團是有機硅甲氧基(Si-OCH3)與載體表面的羥基(-0H)發(fā)生反應(yīng)形成化學(xué)鍵合。(4)本專利技術(shù)所用的季銨鹽與CN101918327A “抗微生物基質(zhì)和過濾系統(tǒng)”專利中所述(所用)的聚(甲基二烯丙基胺環(huán)氧氯丙烷)季銨鹽另一個不同點是，所用有機硅季銨鹽為十四和十八兩個不同碳鏈的組合物，化學(xué)式為+Cl—和 +Cl —。中國專利技術(shù)專利申請?zhí)枮?00910116063. 2“耐高溫?zé)o機抗菌材料及其制備方法”，經(jīng)技術(shù)比對分析發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)是以硅藻土為載體負(fù)載金屬離子類抗菌劑，與本專利技術(shù)無關(guān)。由北京仁創(chuàng)科技集團有限公司申請的中國專利技術(shù)專利200910166349. 1，其
技術(shù)實現(xiàn)思路
涉及透水過濾沙及透水磚，但是，沙子表面沒有殺菌功能。除外，中國CCTV-走近科學(xué)欄目曾播出《水池里的蹊蹺事》報道北京仁創(chuàng)科技集團有限公司生產(chǎn)新型透水磚，以及中華工商時報2011年9月20日報道《秦升益讓山里人喝上干凈的水》，其中涉及用透水沙過濾水，讓水體保鮮……。但是，經(jīng)技術(shù)比對和分析，北京仁創(chuàng)科技集團有限公司所研制和生產(chǎn)的透水材料或透水磚及蓄水材料、蓄水池沒有殺菌功能，不能阻止微生物的滋生，所以，無法實現(xiàn)水體的長期“保鮮”。 綜上所述，經(jīng)專利查新和互聯(lián)網(wǎng)查新，至今未見有“抗菌沙石”制備水體過濾殺菌材料的報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的是通過在河沙、海沙(石)表面有機硅季銨鹽殺菌分子，使沙(石)表面產(chǎn)生不溶于水的過濾殺菌作用，主要用于飲用水、工業(yè)循環(huán)水、水產(chǎn)養(yǎng)殖水、污水的深度凈化及家庭觀賞魚(水)過濾殺菌與凈化，以解決水處理用化學(xué)殺菌劑的殘留難題。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種沙(石)表面鍵合有機硅季銨鹽C14、C18殺菌分子的制備方法及應(yīng)用。本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn) 一種水處理用過濾殺菌沙石的制備方法，其步驟如下 (一)載體的選用與制備， 載體為沙石，所述的沙石為河沙、海沙或者河卵石，沙石的粒徑和級配范圍在O. 07毫米 20毫米，將沙石沖洗干凈，去除泥土雜質(zhì)，然后加熱干燥，控制沙石含水率不大于1%，備用; (二)載體表面殺菌分子的選用與制備， 選用碳鏈為十四和十八的有機硅季銨鹽，C14有機硅季銨鹽化學(xué)式為 +Cl — ;C18 有機硅季銨鹽化學(xué)式為 +Cl —，兩者的使用配合重量比為1:0. 5-1，然后用去離子水或蒸餾水稀釋至O. 3-1%濃度，用電位滴定法標(biāo)定，制成有機硅季銨鹽組合物作為殺菌劑，備用，碳鏈為十四和十八的有機硅季銨鹽為江蘇迅揚環(huán)保新材料有限公司生產(chǎn)； (三)殺菌劑與載體的用量比， 有機硅季銨鹽組合物的用量為沙石重量的5-20% ;即IOOKg沙石使用5-10Kg濃度為O. 3-1%的有機硅季銨鹽組合物； (四)載體表面預(yù)處理劑及方法， 將洗凈并干燥后的沙石放入攪拌機內(nèi)，使攪拌容器處于旋轉(zhuǎn)攪拌狀態(tài)，再用噴槍將商品名為KH-550 Y -氨丙基三乙氧基硅烷樹脂、有效濃度為O. 2-1%的稀釋液均勻噴入攪拌機內(nèi)，對沙石表面進行樹脂預(yù)處理，再經(jīng)100-140°C干燥固化5-15min，備用，每100公斤沙子耗用KH-550 y -氨丙基三乙氧基硅烷樹脂、有效濃度為O. 2-1%的稀釋液20-40公斤； (五)載體表面殺菌分子的負(fù)載(鍵合)， 將經(jīng)樹脂預(yù)處理后的沙石投放到攪拌容器內(nèi)，使攪拌容器處于旋轉(zhuǎn)攪拌狀態(tài)，然后將有機硅季銨鹽組合物噴到攪拌容器內(nèi)，使沙石表面獲得均勻的有機硅季銨鹽組合物分子膜，取出干燥，溫度為80-100°C，時間為5-20min，控制含水率在彡1% ;之后，再于90_120°C進行交聯(lián)固化，時間為3-10min，即得本專利技術(shù)過濾殺菌沙石初級品； (六)表面洗脫， 將所得過濾殺菌沙石初級品置于超聲波容器中，加入去離子水，以淹沒沙石為宜，超聲波的頻率為45-lOOKHz，時間為3-10min，通過超聲洗脫，再用去離子水沖洗2遍，再經(jīng)超聲洗脫干燥后即得本專利技術(shù)所述過濾殺菌沙石成品。所述的制備方法,對過濾殺菌沙石成品進行級配,將O. 07mm 20mm的沙石由細至粗分層排列，其中，粒徑為5_20mm的沙石為I級過濾層，5mm占40%, 20mm占60% ;2mm IOmm的沙石為2級過濾層，2mm占40%, IOmm占60% ；0. 5mm 5mm的沙石為3級過濾層，O. 5mm占70%, 5mm 占 30% ；0. 07mm O. 5mm 的沙子為 4 級過濾層，O. 07mm 占 600%，O. 5mm 占 40%。所述的水處理用過濾殺菌沙石的應(yīng)用方法，以待處理的水容量計算過濾殺菌沙石的用量，用量為1-3%重量比，即每IOOKg水加入l_3Kg過濾殺菌沙石。使用1-6個月后,可將表面殺菌沙石材料取出，經(jīng)反沖洗后繼續(xù)使用，一般情況下，本專利技術(shù)的沙石殺菌材本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種水處理用過濾殺菌沙石的制備方法，其特征在于步驟如下：（一）載體的選用與制備，載體為沙石，所述的沙石為河沙、海沙或者河卵石，沙石的粒徑和級配范圍在0.07毫米～20毫米，將沙石沖洗干凈，去除泥土雜質(zhì)，然后加熱干燥，控制沙石含水率不大于1%，備用；（二）載體表面殺菌分子的選用與制備，選用碳鏈為十四和十八的有機硅季銨鹽，C14有機硅季銨鹽化學(xué)式為[(CH3O)3Si？(CH2)3？N(CH3)2？C14H29]+Cl－；C18有機硅季銨鹽化學(xué)式為[(CH3O)3Si？(CH2)3？N(CH3)2？C18H37]+Cl－，兩者的使用配合重量比為1:0.5？1，然后用去離子水或蒸餾水稀釋至0.3？1%濃度，用電位滴定法標(biāo)定，制成有機硅季銨鹽組合物作為殺菌劑，備用；（三）殺菌劑與載體的用量比，有機硅季銨鹽組合物的用量為沙石重量的5？20%；（四）載體表面預(yù)處理劑及方法，將洗凈并干燥后的沙石放入攪拌機內(nèi)，使攪拌容器處于旋轉(zhuǎn)攪拌狀態(tài)，再用噴槍將商品名為KH？550γ？氨丙基三乙氧基硅烷樹脂、有效濃度為0.2？1%的稀釋液均勻噴入攪拌機內(nèi)，對沙石表面進行樹脂預(yù)處理，再經(jīng)100？140℃干燥固化5？15min，備用，每100公斤沙子耗用KH？550γ？氨丙基三乙氧基硅烷樹脂、有效濃度為0.2？1%的稀釋液20？40公斤；（五）？載體表面殺菌分子的負(fù)載，將經(jīng)樹脂預(yù)處理后的沙石投放到攪拌容器內(nèi)，使攪拌容器處于旋轉(zhuǎn)攪拌狀態(tài)，然后將有機硅季銨鹽組合物噴到攪拌容器內(nèi)，使沙石表面獲得均勻的有機硅季銨鹽組合物分子膜，取出干燥，溫度為80？100℃，時間為5？20min，控制含水率在≤1%；之后，再于90？120℃進行交聯(lián)固化，時間為3？10min，即得本專利技術(shù)過濾殺菌沙石初級品；（六）表面洗脫，將所得過濾殺菌沙石初級品置于超聲波容器中，加入去離子水，以淹沒沙石為宜，超聲波的頻率為45？100KHz，時間為3？10min，通過超聲洗脫，再用去離子水沖洗2遍，再經(jīng)超聲洗脫干燥后即得本專利技術(shù)所述過濾殺菌沙石成品。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石云峰，王雪平，
申請(專利權(quán))人：石云峰，
類型：發(fā)明
國別省市：
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