一种处理循环水用高效杀菌灭藻剂及其制备方法与流程

本发明属于水处理剂，具体涉及处理循环水用高效杀菌灭藻剂及其制备方法。

背景技术：

1、在长期使用的敞开式循环冷却水系统中，随着空气中微生物的进入，会导致系统内微生物的大量繁殖，使得水质变差；同时随着浓缩倍数的提高，系统内壁及管道产生结垢现象，这些因素会导致设备腐蚀，降低传热效率，影响系统的正常运行，因此，选择合适的化学药剂来抑制微生物滋生及系统内结垢现象，是实现水资源有效利用的重要保障。

2、随着社会经济的迅速发展和技术的进步，水处理技术日益受到重视，为改善循环冷却水的水质，以避免以上不利影响，需在循环冷却水系统中投加杀菌灭藻剂，从而提高设备洁净度和循环冷却水质量。

3、杀菌灭藻剂是一种能抑制水中菌藻和微生物的滋长，以防止形成微生物粘泥，对系统造成危害的化学药品，以常见的氧化性杀菌灭藻剂为例，氧化性杀菌灭藻剂通常是一种强氧化剂，如氯气、优氯净、次氯酸盐等，对水中的微生物杀生作用强。

4、目前工业常用的为氧化型杀菌灭藻剂和非氧化型杀菌灭藻剂，氧化型杀菌灭藻剂开发较早，品种较多，应用广泛，常用的氧化性杀菌灭藻剂有氯系、臭氧、过氧化氢、二氧化氯、溴和溴化物、次氯酸盐、和氯化异氰尿酸等。其中氯系杀菌灭藻剂包括氯化异氰尿酸、次氯酸盐以及氯等，该类产品与水发生反应后得到的次氯酸具有很强的杀菌作用。但其杀菌灭藻性能会受到水溶液的ph值影响，在接触到有机物后还可能生成有毒的副产物，如果水溶液中存在氨，相互作用后使其杀菌效果降低，冷却水系统中的有机水处理剂也会因氯而氧化分解，降低了其缓蚀阻垢能力。氧化型杀菌灭藻剂对微生物的杀生作用强，但穿透能力较弱，并且容易与水中的有机物反应生产有害的有机卤化物；非氧化型杀菌灭藻剂，是以致毒作用于微生物的特殊部位，因而，它不受水中还原物质的影响，同时受ph的影响也较小。非氧化杀菌灭藻剂中较为常见的是戊二醛、季膦盐、季按盐有机溴化合物、有机锡化合物、有机硫化合物、异噻唑啉酮和氯酚类化合物等。然而其处理费用相对氧化性杀菌灭藻剂较高，容易引起环境污染，水中的微生物易产生抗药剂型。另外，还有一些复合的改性的杀菌灭藻剂成份较多，制备工艺也相应复杂，不适合于大规模应用，成本较高。

5、中国专利cn101578997a公开了一种循环水系统的复合杀菌剂，由三苄基苯基氯化鏻、二硫氰基甲烷和硫酸铜组成。在应用时若加入一定量的渗透剂，能够充分发挥药剂间的协同效应，既可有效地提高抗菌活性，又可避免长期使用单一品种的杀菌剂而使微生物产生抗药性。该发明的复合杀菌剂具有良好的杀菌灭藻效果且使用成本低，同时解决了细菌对常用杀菌剂的抗药性，适用于循环冷却水系统、中水循环系统、清下水循环利用系统或其他循环水系统。然而，该杀菌剂的杀菌灭藻速度慢，杀菌灭藻效率仍然有待提高。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种处理循环水用高效杀菌灭藻剂及其制备方法，该杀菌灭藻剂具有药效时间长，且杀菌灭藻效果好的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种处理循环水用高效杀菌灭藻剂，按重量份计，包括以下原料：

4、改性硅藻土20-30份、复合表面活性剂30-40份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮10-15份、戊二醛5-10份、水150-200份。

5、优选的，一种处理循环水用高效杀菌灭藻剂，按重量份计，包括以下原料：

6、改性硅藻土25-30份、复合表面活性剂35-40份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮12-14份、戊二醛7-9份、水170-200份。

7、在本发明，加入的改性硅藻土、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、戊二醛在复合表面活性剂的作用下，能很好地穿过循环水中的黏泥表层，从而杀灭黏泥中的菌藻，能阻止循环水系统的黏泥和藻类的生成。

8、在本发明中，戊二醛作为杀菌剂，可有效杀灭循环水中的多种细菌。

9、优选的，所述改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、将硅藻土加入硝酸溶液中，进行浸渍处理，处理完成后过滤、洗涤、干燥、焙烧，得到预处理硅藻土；随后将预处理硅藻土加入含硝酸铝、硝酸镁的混合溶液，接着加入2-巯基丙酸，搅拌均匀后加入尿素，进行水热反应，反应完成后静置、过滤、洗涤、干燥，得到复合硅藻土；

11、s2、将步骤s1中的复合硅藻土加入乙醇水溶液中，接着加入乙烯基三乙氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体产物；

12、s3、将步骤s2中的固体产物加入二甲基甲酰胺中，随后加入白皮杉醇、苯并噻唑-2-甲醛、三乙胺、过硫酸钾，进行恒温反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得所述有机硅藻土；

13、s4、将步骤s3中的有机硅藻土加入硝酸铜溶液中，进行恒温浸渍，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，即得所述改性硅藻土。

14、优选的，步骤s1中所述硝酸溶液的质量浓度为10-15％，所述浸渍处理的温度为40-50℃，时间为1-2h，所述焙烧的温度为300-400℃，时间为0.5-1h；所述预处理硅藻土、混合溶液、2-巯基丙酸、尿素的质量比为50g:400-500ml:4-7g：60-80g，所述混合溶液中铝离子的浓度为0.1-0.2mol/l，镁离子的浓度为0.3-0.6mol/l，所述水热反应的温度为105-110℃，时间为8-10h，所述静置的温度为75-85℃，时间为10-15h。

15、在本发明中，以硅藻土为载体，通过水热法在其表面生成层状结构的镁铝水滑石，随后再硅藻土具有较轻的质地和多孔的结构，不仅可吸附剂循环水中的杂质，净化水质，在生成镁铝水滑石的过程中加入2-巯基丙酸，其含有的-sh可为后续反应吸附金属cu离子提供强结合位点，从而使改性硅藻土负载更多的cu离子，提高改性硅藻土的灭藻效果。

16、优选的，步骤s2中所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为70-80％，所述复合硅藻土、乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为50:5-10，所述搅拌反应的温度为60-70℃，时间为2-4h。

17、在本发明中，将复合硅藻土与乙烯基三乙氧基硅烷进行反应，使硅藻土表面引入双键，不仅提高了硅藻土的分散性，还有利于后续反应的进行。

18、优选的，步骤s3中所述固体产物、白皮杉醇、苯并噻唑-2-甲醛、三乙胺、过硫酸钾的质量比为50:3-6:2-4:20-30:0.2-0.5，所述恒温反应的温度为80-90℃，时间为4-7h。

19、在本发明中，将含双键的硅藻土与白皮杉醇、苯并噻唑-2-甲醛进行反应，通过自由基反应，使硅藻土上引入白皮杉醇和苯并噻唑-2-甲醛，白皮杉醇上含有大量的酚羟基，其通过改变藻类细胞膜通透性、破坏细胞膜结构，使细胞发生质壁分离，使藻细胞死亡，从而起到显著的灭藻效果；苯并噻唑-2-甲醛中含有的噻唑基团，具有广谱高效杀菌功能，可与白皮杉醇协同起到杀菌灭藻的作用。

20、优选的，步骤s4中所述硝酸铜的质量浓度为20-30％，所述恒温浸渍的温度为40-50℃，时间为2-3h。

21、在本发明中，将有机硅藻土放入硝酸铜溶液中，使其吸附铜离子，由于引入了2-巯基丙酸和苯并噻唑-2-甲醛，使其负载更多的铜离子，通过将铜离子附着于有机硅藻土上，让其缓慢的释放出铜离子，不会造成循环水局部浓度过高，从而达到杀菌灭藻剂的长效性。

22、优选的，所述复合表面活性剂的制备方法如下：

23、将脂肪醇聚氧乙烯醚加入去离子水中，接着加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷、羟丙基-β-环糊精，进行搅拌，搅拌完成后即得所述复合表面活性剂。

24、优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚、去离子水、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、羟丙基-β-环糊精的质量比为25-35:180-240:10-15:5-10，所述搅拌的温度为60-70℃，时间为1-2h。

25、在本发明中，加入的复合表面活性剂以多种表面活性剂复配而成，使得杀菌灭藻剂更易浸润循环水中的黏泥表层，从而起到更高效的杀菌灭藻功能。

26、本发明还保护一种如上所述处理循环水用高效杀菌灭藻剂的制备方法，包括以下步骤：

27、按配方称取原料，将复合表面活性剂、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、戊二醛和水加入搅拌釜中，室温下搅拌20-30min，随后加入改性硅藻土，继续搅拌10-20min，即得。

28、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

29、(1)本发明提供的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，通过以硅藻土为载体，将具有杀菌灭藻功能的小分子引入硅藻土上，不仅减少了小分子物质对循环水的二次污染，同时辅以复合表面活性剂，还可使杀菌灭藻剂具有高效、长久的杀菌灭藻效果，具有良好的应用前景。

30、(2)本发明提供的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，加入的改性硅藻土，先将硅藻土进行酸洗除杂处理，再进行焙烧，使其内部孔洞结构扩大，提高了硅藻土的比表面积，使其具有更好的吸附性能；随后通过水热法在硅藻土上原位生成镁铝水滑石，水滑石的纳米层状结构不仅可提高硅藻土吸附铜离子的吸附量，还可可以使得铜离子在水中向外迁移路径大大延长，从而降低了铜离子的渗出速率，起到了缓释作用；接着再将复合硅藻土与乙烯基硅烷进行反应，从而得到含双键的硅藻土；然后将含双键的硅藻土与白皮杉醇、苯并噻唑-2-甲醛进行反应，通过化学键的作用，使白皮杉醇、苯并噻唑-2-甲醛引入硅藻土上，可使两者在水中良好的分散，提高了硅藻土的杀菌灭藻作用，同时苯并噻唑-2-甲醛中的氮、硫杂环也可与铜离子形成配位键，从而使硅藻土负载更多的铜离子，提高改性硅藻土的杀菌灭藻功能；最后再将有机硅藻土加入硝酸铜中，对铜离子进行吸附，即可得到改性硅藻土；本发明的杀菌灭藻剂将改性硅藻土为主要原料，同时辅以复合表面活性剂、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和戊二醛，使得制备的杀菌灭藻剂具有药效时间长且杀菌灭藻效果好的优点。

技术特征：

1.一种处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：

2.根据权利要求1所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：

3.根据权利要求1所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，所述改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，步骤s1中所述硝酸溶液的质量浓度为10-15％，所述浸渍处理的温度为40-50℃，时间为1-2h，所述焙烧的温度为300-400℃，时间为0.5-1h；所述预处理硅藻土、混合溶液、2-巯基丙酸、尿素的质量比为50g:400-500ml:4-7g：60-80g，所述混合溶液中铝离子的浓度为0.1-0.2mol/l，镁离子的浓度为0.3-0.6mol/l，所述水热反应的温度为105-110℃，时间为8-10h，所述静置的温度为75-85℃，时间为10-15h。

5.根据权利要求3所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，步骤s2中所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为70-80％，所述复合硅藻土、乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为50:5-10，所述搅拌反应的温度为60-70℃，时间为2-4h。

6.根据权利要求3所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，步骤s3中所述固体产物、白皮杉醇、苯并噻唑-2-甲醛、三乙胺、过硫酸钾的质量比为50:3-6:2-4:20-30:0.2-0.5，所述恒温反应的温度为80-90℃，时间为4-7h。

7.根据权利要求3所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，步骤s4中所述硝酸铜的质量浓度为20-30％，所述恒温浸渍的温度为40-50℃，时间为2-3h。

8.根据权利要求1所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，所述复合表面活性剂的制备方法如下：

9.根据权利要求8所述的处理循环水用高效杀菌灭藻剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚、去离子水、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、羟丙基-β-环糊精的质量比为25-35:180-240:10-15:5-10，所述搅拌的温度为60-70℃，时间为1-2h。

10.一种如权利要求1-9任一项所述处理循环水用高效杀菌灭藻剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种处理循环水用高效杀菌灭藻剂及其制备方法，按重量份计，包括以下原料：改性硅藻土20‑30份、复合表面活性剂30‑40份、5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮10‑15份、戊二醛5‑10份、水150‑200份。该高效杀菌灭藻剂通过以硅藻土为载体，将具有杀菌灭藻功能的小分子引入硅藻土上，不仅减少了小分子物质对循环水的二次污染，同时辅以复合表面活性剂，还可使杀菌灭藻剂具有高效、长久的杀菌灭藻效果，具有良好的应用前景。

技术研发人员：颜国华,曾德洪,雷元杰,王生清,梁圣光
受保护的技术使用者：湖北海翔科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23