CN1843589A - 一种反渗透膜用杀菌剂及其制备方法 - Google Patents

一种反渗透膜用杀菌剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种反渗透膜用杀菌剂及其制备方法，其特征在于：反渗透膜用杀菌剂由异噻唑啉酮、含溴氮基丙酰胺、含溴的硝基化合物以及溶剂和水复配组成；在室温至50℃下，加入去离子水或反渗透产水，将溶剂加入反应釜中，加入含溴氮基丙酰胺搅拌溶解，再加入含溴硝基化合物搅拌溶解，再加入异噻唑啉酮搅拌20～30分钟。

Description

一种反渗透膜用杀菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理反渗透膜技术领域，具体涉及一种反渗透膜用杀菌剂及其制备方法。本杀菌剂也可在工业循环冷却水领域应用。
背景技术
反渗透膜(RO)装置可以去除水中的无机盐、有机物、胶体、微生物等各种杂质，而且具有节能、无环境污染(离子交换除盐装置，有酸碱再生废液产生)、易于自动控制等优点，用途十分广泛，特别是在发电厂锅炉补给水，电子工业超纯水，制药工业、化妆品工业用纯水，以及近几年来蓬勃发展的饮用纯净水等行业得到广泛应用。但RO膜的微生物污染是困扰其使用的主要问题之一。我们在电子工业超纯水的大型纯水站的RO出口水检测到大量的细菌。同样，在生产饮用纯净水的小型RO制水设备及小型RO家用纯水机也都发现所产纯水中含有较多细菌，甚至导致某些纯水厂生产的饮用纯净水细菌超标。
当地面水特别是河道、湖泊、水库水或由他们制成的自来水(如我国南方地区的自来水)，溶解氧(DO)含量高，含磷、氮等富营养物质多，水的TOC、COD、BOD值较高，气温、水温较高等特点，水中微生物种类多，繁殖快，容易导致RO膜被微生物污染，这些微生物包括细菌(主要为粘泥细菌即粘泥异养菌，还有铁细菌等等)，真菌(主要为霉菌，即丝状菌)，藻类(主要为蓝藻，绿藻，硅藻等)。
RO膜被微生物污染后，其产水中有大量细菌，影响了水质；微生物污染导致RO的产水量及脱盐率下降，使膜提前报废，增加了生产成本；由于水质不良及换膜，不仅造成直接经济损失，而且会导致更大的间接经济损失，如停工停产，影响主要产品质量及企业信誉和形象等。
当RO膜被微生物污染后，RO系统的进水与浓缩水间的压差增大，RO进水量及透过水流量减小，脱盐率初始时不变甚至可能增大，但后来抹上的生物性污垢逐渐越积越多时，脱盐率又会下降，RO出水(包括透过水和浓缩水)中可检测到大量细菌，有时打开保安过滤器还可见滤芯内有粘性胶体状物。此时应考虑用杀菌剂对RO膜进行杀菌处理。
对水中微生物多的RO进水及已遭微生物污染的RO系统，应在RO进水口中添加抑菌剂。RO元件通常采用醋酸纤维素(CA)膜和聚酰胺复合膜(TFC)膜材料构成，由于TFC膜易被氧化腐蚀，因此不能使用氧化性杀菌剂，如：液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、双氧水等，而只能采用非氧化性杀菌剂。
目前在反渗透系统中广泛使用的非氧化性杀菌剂是异噻唑啉酮，它具有广谱，对环境安全等优点。但是长期使用一种杀菌剂会造成微生物产生抗药性，这样造成杀菌剂用量加大，药剂成本升高，并且对水中的铁细菌、硫酸盐还原菌的杀灭效果不明显。
发明内容
本发明的目的是研究一种反渗透膜用杀菌剂的复配组合物及其制备方法，这种配方通过有机溴及溶剂与异噻唑啉酮的复合，通过各种药剂的协同效应增强了杀菌效果及对生物粘泥的渗透剥离效果，复合后的杀菌剂能穿透粘附在设备、管道、水箱表面的生物粘液膜，抑制和杀灭粘膜下的微生物。
本杀菌剂属于非氧化型杀菌剂，具有广谱、高效、低毒对环境安全的优点，是较为理想的反渗透杀菌剂。
本发明是解决反渗透膜系统中的菌藻滋生问题。
本发明反渗透膜用杀菌剂其药剂特点是：
异噻唑啉酮为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑-3-酮的混合物。
5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的结构式为：
Figure A20061001332500041
2-甲基-4-异噻唑-3-酮的结构式为：
Figure A20061001332500042
2，2-溴-3-次氮基丙酰胺的结构式为：
Figure A20061001332500043
本发明首先涉及一种反渗透膜用杀菌剂，其特征在于：反渗透膜用杀菌剂由异噻唑啉酮、含溴氮基丙酰胺、含溴的硝基化合物以及溶剂和水复配组成；
包括：
异噻唑啉酮为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑-3-酮的分子比3∶1的混合物，重量含量占总量的2～10％；
含溴氮基丙酰胺为2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺，重量含量占总量的5～10％；
含溴的硝基化合物为溴硝醇或2，2-二溴-2-硝基乙醇，重量含量占总量的8～15％；
溶剂为N-N-二甲基甲酰胺，乙醇，乙二醇，1，3-丙二醇中的一种或几种，其重量占总量的10～20％；
余量为去离子水或反渗透产水。
本发明还涉及上述反渗透膜用杀菌剂的制备方法，其特征在于：在室温至50℃下，加入去离子水或反渗透产水，将溶剂加入反应釜中，加入2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺搅拌溶解，再加入含溴硝基化合物搅拌溶解，再加入异噻唑啉酮搅拌20～30分钟。
上述反渗透膜用杀菌剂，其特点是：配制的杀菌剂在pH为6～8之间水中进行杀菌效果比较理想。
本发明具有的优点和积极效果：本发明研究开发的杀菌剂与单一的杀菌剂异噻唑啉酮相比杀菌灭藻能力大大提高，对水中异养菌(TGB)和硫酸盐还原菌(SRB)有极佳的杀灭效果。其杀菌灭藻效果优于异噻唑啉酮。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹引举以下实例进行详细说明。
实验方法：测定水中异养菌总数采用平皿计数法，在水样中加入一定量的杀菌剂，在35℃±2℃下接触一定时间后测定残余菌数，与原水样含菌量对比得到杀菌率。测定硫酸盐还原菌采用MPN法(测试瓶为北京华兴化学试剂厂生产的SRB-HX型测菌瓶)。“+”表示有菌生长“-”表示无菌生长。
实施例1
在室温下，向反应器中分别加入将200克反渗透产水，100克1，3-丙二醇，50克2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺搅拌20分钟，再依次加入60克含溴硝基化合物，60克异噻唑啉酮原液搅拌20～30分钟即可制得本发明的杀菌剂。
实施例2
按照实施例1所复合的杀菌剂对初菌数为6×105个/ml的水样进行杀菌实验，杀灭效果如表1所示
表1.反渗透膜用杀菌剂杀灭水中异养菌的效果
  杀菌剂/mgL-   杀灭率％
  10   95.2
  20   97.6
  30   98.6
  40   100
根据表1所列数据说明杀菌剂用量为40mg/L时，杀菌率达100％
实施例3
本发明的杀菌剂当异噻唑啉酮为2％时，其它条件不变，随着2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺的重量含量变化杀菌剂对杀菌效果的影响如表2所示
表2  反渗透膜用杀菌剂中不同浓度的2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺对杀菌效果的影响
  2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺％   反渗透膜用杀菌剂浓度mg/L   杀菌率％
  2   40   88
  4   40   96
  6   40   98
  8   40   99
  10   40   100
注：空白异养菌总数为5×105个/ml
由表2可见随着2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺浓度的提高，杀菌效果有所提高，10％以上时已达到最佳浓度。
实施例4
本发明实施例1中配制杀菌剂与2％的异噻唑啉酮杀菌效果的比较如表3，4所示。
表3  本发明杀菌剂与与2％的异噻唑啉酮杀异养菌效果的比较
  药剂浓度/mg·l-1   杀菌率％
  本发明杀菌剂   2％异噻唑啉酮
  40   96   88.5
  60   98.8   90.6
  80   100   96.5
注：初菌数为5.2×105个/ml
表4本发明杀菌剂与2％异噻唑啉酮杀灭硫酸盐还原菌效果比较
  药剂名称   药剂浓度mg/l   六瓶平行杀菌效果   杀菌率(％)
  101 102 103 104 105 106
  本发明杀菌剂   40   ++  --  --  --  --  --   99.99
  2％异噻唑啉酮   40   ++  ++  ++  ++  ++  --   90
  本发明杀菌剂   60   --  --  --  --  --  --   100
  2％异噻唑啉酮   60   ++  ++  ++  ++  ++  --   90
  本发明杀菌剂   80   --  --  --  --  --  --   100
  2％异噻唑啉酮   80   ++  ++  ++  ++  --  --   90
注：初菌数为106个/ml
由表3、表4可知，本发明实施例1中配制的杀菌剂杀灭异养菌，硫酸盐还原菌的效果大大优于2％异噻唑啉酮。
实施例5
本发明实施例1中配制杀菌剂与2％的异噻唑啉酮杀藻效果如表5所示
表5  本发明杀菌剂与2％异噻唑啉酮在反应时间与藻类去除率的关系
由表5可以看出，本发明杀菌剂的灭藻效果大大优于2％的异噻唑啉酮。

Claims (2)

1.本发明为一种反渗透膜用杀菌剂，其特征在于：反渗透膜用杀菌剂由异噻唑啉酮、含溴氮基丙酰胺、含溴的硝基化合物以及溶剂和水复配组成；
包括：
异噻唑啉酮为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑-3-酮的分子比3∶1的混合物，重量含量占总量的2～10％；
含溴氮基丙酰胺为2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺，重量含量占总量的5～10％；
含溴的硝基化合物为溴硝醇或2，2-二溴-2-硝基乙醇，重量含量占总量的8～15％；
溶剂为N-N-二甲基甲酰胺，乙醇，乙二醇，1，3-丙二醇中的一种或几种，其重量占总量的10～20％；
余量为去离子水或反渗透产水。
2.本发明为一种反渗透膜用杀菌剂的制备方法，其特征在于：在室温至50℃下，加入去离子水或反渗透产水，将溶剂加入反应釜中，加入2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺搅拌溶解，再加入含溴硝基化合物搅拌溶解，再加入异噻唑啉酮搅拌20～30分钟。
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