CN100480193C - 农村水窑凹凸棒消毒净化剂及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对饮用水进行消毒的消毒剂，特别是一种对农村水窖储存的水给予消毒、使其符合饮用水标准的农村水窖凹凸棒消毒净化剂。以重量份计该凹凸棒消毒净化剂包括下述原料：凹凸棒20～60份，二氧化氯(ClO₂)10～30份，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)10～40份。该消毒净化剂还包括由重量比为1∶0.76的柠檬酸和碳酸氢钠制作的发泡剂15～20重量份。该消毒净化剂还包括微晶纤维素4～6重量份和/或硫酸镁1～2重量份。该消毒净化剂制作方法是将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂等原料混合后粉碎，过120目筛，经干法制颗粒并将该颗粒压制片剂。使用方法是：每吨水投入消毒剂75-150g；直接将凹凸棒消毒净化剂投入水中24h后搅动混匀后使用。

Description

农村水窖凹凸棒消毒净化剂及其制作方法

技术领域  本发明涉及一种对饮用水进行消毒的消毒剂，特别是一种对农村水窖储存的水给予消毒、使其符合饮用水标准的农村水窖凹凸棒消毒净化剂，本发明还涉及该消毒净化剂的制作方法。

背景技术  党中央、国务院历来高度重视农村饮水安全工作，胡锦涛总书记于2003年7月对农村饮水安全工作曾做出了重要指示：“无论有多大困难，都要想办法解决群众的饮水问题”；十五届六中全会提出要有限解决农村安全饮水问题；十届全国人大四次会议温家宝总理政府报告也提出要下决心解决农村居民的饮水卫生问题。

许多地处边远山区的农民由于没有水井，需要用水窖存水作为人畜饮水和基本生活用水，贮存期过长很容易受到污染，农村环境卫生条件差，农民健康意识薄弱，存在不安全隐患；有的地区，饮用水中还存在氟、砷等有害物质。

甘肃省从自80年代末开始实施“121”雨水集流工程，到2002年底共建水窖194.4万口，加之2003年以后建造和代代相传的共约250万口水窖。内蒙古实施的“集雨节水灌溉工程”、宁夏实施的“小水窖工程”、陕西实施的“甘露工程”以及在西南各省实施的“水窖工程”共建造水窖约200万口。即目前全国共有水窖约450万口。

水窖储存的水，水质安全没有保障，水质问题尚未受到农民群众的广泛重视。水窖这种蓄水容器的具有特殊性，目前，市面上没有合适的窖水消毒净化剂，一般农民都使用生石灰或/和漂白粉直接撒入水窖，来对水窖的水进行消毒。而生石灰是不能直接消毒的，只有加水后变成为熟石灰才具有消毒的效力。干撒生石灰粉进行消毒，干粉撒不均匀，会留下很多的消毒死角，细菌病毒在死角里依然存活，给人们的身体健康带来威胁。长此以往，容易发生胃肠炎、高氟病、癌症等介水性疾病。漂白粉使用后会产生很多的副产物，如果超量投放或长期饮用会对人体产生毒副作用。

查新发现，授权公告号为CN1266049C、专利号为ZL200410041493.X，授权公告日2006年7月26日的中国发明专利，公开了一种凹凸棒污水处理剂及生产方法。该发明用凹凸棒石粘土作为原料，经酸化处理后烘干，添加明矾和改性淀粉共同磨粉，制成凹凸棒污水处理剂。它主要用于城镇污水处理及化工、酿造、医药、造纸等行业的污水处理。

发明内容  本发明目的在于提供一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂及其制作方法，以解决农村窖水的卫生问题，使之在储水期杀菌消毒快速净化、枯水期保鲜、吸附饮用水中的氟、砷等有害物质，预防胃肠炎、高氟病、癌症等介水性疾病的发生和发展。

一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂，包括下述重量份配比的原料：

凹凸棒20～60份，二氧化氯(ClO₂)10～30份，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)10～40份。

一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂，其优选的重量份配比是：凹凸棒30～50份，二氧化氯 10～20份，羧甲基纤维素钠20～40份。

一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂，其最佳的重量份配比是：凹凸棒30份，二氧化氯20份，羧甲基纤维素钠30份。

将上述重量份配比的原料制成本发明的方法是：将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠混合后粉碎，过120目筛制得粉剂。

为了便于使用时准确计量，根据窖水的容积确定消毒净化剂的投放量，既保证充分的消毒效果又保证消毒净化剂使用的安全性，本发明可进一步制为袋装颗粒、片剂等剂型。

本发明制成颗粒剂型的工艺采用干法制颗粒，因为湿法制粒的过程中，原料之间会发生反应而失去效用；本发明制成片剂剂型的工艺是将颗粒剂压制成片剂。

所述原料凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠均可从商业途径得到。

下面对本发明的原料要求及组分的功能给予简述。

凹凸棒：凹凸棒要按照现有技术的常规工艺进行酸化改性与300～350℃的高温处理，并粉碎过250～300目筛；

凹凸棒具有良好的吸附性能、絮凝性能和沉降性能；利用其吸附性能，将水中微生物及有害原料吸附、富集，有利于充分杀菌和减少水中的氟、砷等有害原料；利用其絮凝性能和沉降性，能促进肉眼可见物及杂质快速下沉，增加水质的澄明度。

二氧化氯：含量10±0.8％(W/W)。二氧化氯作为广谱、高效和安全的杀菌剂、消毒剂，用来杀死窖水中存有的各种微生物。

羧甲基纤维素钠：食品级，黏度800-1200厘泊。

羧甲基纤维素钠首先作为缓释材料，使杀菌成分缓慢释放对窖水起保鲜作用；其次，羧甲基纤维素钠是很好的助悬剂，可以促使本发明，即农村水窖凹凸棒消毒净化剂漂浮在水面之上或者先沉入水底后几分钟再漂浮到水面，保证本发明在水面上泡腾、分散、匀速下沉，以增加与水体的作用时间和作用面积，保证更彻底的消毒效果。

作为本发明的完善，在原料组分中加入由柠檬酸和碳酸氢钠组成的发泡剂15-20重量份，即将产品制作成泡腾剂，使消毒净化剂与水接触后，携带产品的有效成份迅速分散，加大与窖水的接触面积，提高消毒效率。柠檬酸与碳酸氢钠的重量比为1：0.76。

加入发泡剂的本发明，其制作方法是：将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、柠檬酸、碳酸氢钠混合后粉碎，过120目筛，干法制颗粒，压制泡腾片。

作为本发明的进一步完善，在原料组分中还加入微晶纤维素4～6重量份和硫酸镁1～2重量份，来增加原料的流动性，有利于压制成颗粒以及片剂。

加入发泡剂和微晶纤维素、硫酸镁的本发明，其制作方法是：将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、柠檬酸、碳酸氢钠、微晶纤维素、以及硫酸镁混合后粉碎，过120目筛，干法制颗粒，压制泡腾片。

本发明的消毒净化剂，其原料组方及配比取值的依据如下：

窖水水质的净化剂应该具有良好的分散性、絮凝作用、漂浮性能、适宜的沉降速度和杀菌效能。该消毒净化剂原料选用以及配比是用模拟现场实验的方法加以确定的，具体方法是采用打分描述各项考察指标的满意度。

实验1：不同组分对净化剂性能的影响，实验方法采用模拟现场实验，用直径12cm，长度为120cm的分离柱模拟水窖，进行观察。实验结果见表1。

表1  不同组分对净化剂性能的影响评价

表中所述的发泡剂是：柠檬酸与碳酸氢钠的重量比为1：0.76的助剂；所述的漂浮剂是：羧甲基纤维素或羟丙甲纤维素。

实验结论：

1、以羟丙甲纤维素作为漂浮剂时，其漂浮效果即胶膜的形成、絮凝性、沉降速度不如羧甲基纤维素钠，但二者对分散性的影响基本一致。

2、随着凹凸棒的增加，各组分的沉降速度加快，减小了消毒和净化的效果。

3、发泡剂的量越大，其分散性越好。

依据上述实验结果，本发明确定选用羧甲基纤维素钠作为漂浮材料。凹凸棒在整个组分中的比例不宜太高，以60％以内为佳。

实验2：组分不同的比例对净化剂性能的影响，实验方法采用模拟现场实验，用直径12cm，长度为120cm的分离柱模拟水窖，进行观察。实验结果见表2。

表2  主要组分不同比例对净化剂性能的影响实验

表中所述其它是指：柠檬酸与碳酸氢钠的重量比为1：0.76的发泡剂，微晶纤维素和硫酸镁。

实验结论：

1、组分的配比对分散性的影响不明显。

2、漂浮性能随着CMC-Na的含量增加而增加，但沉降速度随着CMC-Na的含量增加而降低。

3、根据试验的结果，凹凸棒的量控制在20％-60％之间、CMC-Na量控制在10％-40％之间均能保证该净化剂的基本性能。

实验3：为了证明本发明的杀菌消毒效果，应用本发明进行了对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的清除和杀灭效果实验。

实验方法：载体定量清除和杀灭效果试验法

试验用金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、大肠杆菌(8099)悬液。用含10g/L蛋白胨的磷酸盐缓冲液(PBS)将各试验菌液制成试验浓度的菌悬液，取0.02ml滴染于灭菌脱脂平纹白棉布片(10mm×10mm)上，干燥备用。

用前将消毒剂溶解在蒸馏水中，按每片菌片5ml消毒剂溶液放入平皿中(阳性对照为PBS)，置20℃～21℃水浴中恒温10min，然后将菌片浸泡于消毒剂溶液内。作用至规定时间，取出菌片放入含5ml中和剂试管中，中和作用10min。取试验组洗脱液或对照组稀释液进行活菌计数，计算杀灭率。实验结果见表3。

表3  作用不同时间(min)载体定量清除和杀菌试验结果

实验结论：含本消毒净化剂50～100mg/L的溶液作用5～15min对布片上金黄色葡萄菌和大肠杆菌清除和杀灭率均达92.9％以上。

本发明的农村水窖凹凸棒消毒净化剂使用量与使用方法：每吨水投入消毒剂用量为75～150g；直接将凹凸棒消毒净化剂投入水中，待24h，用系有绳索的水桶放入水窖中搅动，使窖水水体混匀后即可使用。

本发明的农村水窖凹凸棒消毒净化剂，是针对不同地区农村窖水储存和水质特点的系列净化剂。本发明以具有吸附性能的天然非金属矿石凹凸棒、具有杀菌作用的二氧化氯以及羧甲基纤维素钠为主要原料，加入发泡剂柠檬酸和碳酸氢钠制备泡腾片，使窖水快速除色、除异味并杀菌；作为缓释材料的羧甲基纤维素钠，能使杀菌成分缓慢释放对窖水起保鲜作用；其次，羧甲基纤维素钠是很好的助悬剂，可以促使凹凸棒消毒净化剂漂浮在水面之上或者先沉入水底后几分钟再漂浮到水面，保证凹凸棒消毒净化剂在水面上泡腾、分散、匀速下沉，以增加与水体的作用时间和作用面积，保证更彻底的消毒效果；经过酸化改性的凹凸棒，具有更强的吸附性能，能有效吸附部分地区农村饮用水中严重超标的氟和砷，还能够富集散存在窖水水体中的各种微生物，以便集中清除杀灭；加入微晶纤维素和硫酸镁来增加原料的流动性和粘性，增加片剂的成型性和稳定性。

经本消毒净化剂处理后的窖水其色度、浑浊度、细菌总数、总大肠菌群数、重金属含量等可达到国家饮用水标准GB5749-85。

本发明针对农村窖水的特点，利用现代制剂技术和多种剂型发挥不同作用，兼顾标本缓急；根据窖水的容积量化投放、方便、安全、可控；成本低廉，便于普通农民使用，而且净化效果好，可有效杀菌、除色，特别适合于主要以地表水为饮用水的贫困农村地区。

具体实施方式  按下述原料备料：

1、凹凸棒：按照现有技术的常规工艺进行酸化改性与300-350℃的高温处理，并粉碎过250～300目筛；

2、二氧化氯：含量10±0.8％(W/W)；

3、羧甲基纤维素钠：食品级，黏度800-1200厘泊；

4、发泡剂：柠檬酸与碳酸氢钠之重量比为1：0.76；

5、微晶纤维素；

6、硫酸镁。

实施例1  称取凹凸棒2000克，二氧化氯1500克，羧甲基纤维素钠2500克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠混合后粉碎，过120目筛制得粉剂。

实施例2  称取凹凸棒3000克，二氧化氯1000克，羧甲基纤维素钠3000克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠混合后粉碎，过120目筛制得粉剂。

实施例3  称取凹凸棒5000克，二氧化氯2000克，羧甲基纤维素钠4000克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠混合后粉碎，过120目筛制得粉剂。

实施例4  称取凹凸棒6000克，二氧化氯2500克，羧甲基纤维素钠1000克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠混合后粉碎，过120目筛制得粉剂。

实施例5  称取凹凸棒4000克，二氧化氯3000克，羧甲基纤维素钠2000克，发泡剂2000克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂混合后粉碎，过120目筛制得粉剂；再用干法制粒制作成颗粒。

实施例6  称取凹凸棒3500克，二氧化氯2500克，羧甲基纤维素钠2000克，发泡剂2000克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂混合后粉碎，过120目筛制得粉剂；再用干法制粒制作成颗粒。

实施例7  称取凹凸棒2000克，二氧化氯3000克，羧甲基纤维素钠4000克，发泡剂1500克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂混合后粉碎，过120目筛制得粉剂；再用干法制粒制作成颗粒剂、定量装袋，每袋15克。

实施例8  称取凹凸棒3000克，二氧化氯3000克，羧甲基纤维素钠1000克，发泡剂1500克，微晶纤维素600克，硫酸镁100克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂、微晶纤维素、硫酸镁混合后粉碎，过120目筛制得粉剂；而后用干法制粒制作成颗粒；再压制成每片重量5克的片剂。

实施例9  称取凹凸棒3000克，二氧化氯2000克，羧甲基纤维素钠3000克，发泡剂2000克，微晶纤维素400克，硫酸镁200克；

将上述重量配比的凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂、微晶纤维素、硫酸镁混合后粉碎，过120目筛制得粉剂；而后用干法制粒制作成颗粒；再压制成每片重量5克的片剂。

Claims (6)

1、一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂，其特征在于：以重量份计该凹凸棒消毒净化剂包括下述原料：

凹凸棒20～60份，二氧化氯10～30份，羧甲基纤维素钠10～40份；

其中凹凸棒经常规酸化、300～350℃高温改性处理并粉碎后过250～300目筛。

2、如权利要求1所述的一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂，其特征在于：该消毒净化剂还包括由重量比为1：0.76的柠檬酸和碳酸氢钠制作的发泡剂15～20重量份。

3、如权利要求1或2所述的一种农村水窖凹凸棒消毒净化剂，其特征在于：该消毒净化剂还包括微晶纤维素4～6重量份和硫酸镁1～2重量份。

4、一种权利要求1所述农村水窖凹凸棒消毒净化剂的制作方法，其特征在于：将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠混合后粉碎，过120目筛，经干法制颗粒及将该颗粒压制片剂。

5、一种权利要求2所述的农村水窖凹凸棒消毒净化剂的制作方法，其特征在于：将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂混合后粉碎，过120目筛，经干法制颗粒及将该颗粒压制片剂。

6、一种权利要求3所述的农村水窖凹凸棒消毒净化剂的制作方法，其特征在于：将凹凸棒、二氧化氯、羧甲基纤维素钠、发泡剂、微晶纤维素和硫酸镁混合后粉碎，过120目筛，经干法制颗粒及将该颗粒压制片剂。