[发明专利]一种水处理用过滤杀菌沙石的制备及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理和水资源保护的技术领域，具体涉及一种水处理用过滤杀菌沙石的制备及其应用方法。

背景技术

自《斯德哥尔摩国际公约》之后，全球对有机化学污染与排放越来越关注，特别对地下水资源和生态环境的保护日趋重视。

据不完全统计，全球每天消耗各类化学杀菌剂约10万吨，多数为一次性使用的、带有残留排放的溶水性杀菌剂，品种多达100余种，常用的有季铵盐、二氧化氯等，其中耗用量最大是油田回注水杀菌、自来水厂、污水处理、游泳池及工业循环用水，使用方法多采用直接投加方式，当杀菌结束后，含残留的化学杀菌剂的污水即直接排放，一部分渗透到地下，使地下水资源受到污染；一部分排放到江河、湖泊，使水和生态环境受到严重污染。

众所周知，传统水的杀菌方式及技术为二氧化氯。沙石很早以前就被人们用于自来水厂的水过滤与净化。但是，沙石本身只有过滤作用，并不具备杀菌作用。

用“硅藻土”作关键词在中国国家知识产权局网站检索过滤杀菌材料，见硅藻土专利文献1497件，涉及水净化、过滤、脱色、污水处理、载体及滤芯的应用，具有表面杀菌的硅藻土材料较少。除公开的中国江苏迅扬环保新材料有限公司和王雪平共同发明的CN 102388910A无残留硅藻土杀菌材料外的制备方法及其应用，另有申请号为200880118002.3美国3M创新有限公司发明的季铵盐与硅藻土表面键合的“抗微生物基质和过滤系统”专利，经技术比对分析发现，美国3M创新有限公司发明的 “抗微生物基质和过滤系统”专利所述季铵盐与本发明所用季铵盐具有本质上的区别，具体如下：

（1）本发明所用的载体与美国3M创新有限公司的CN101918327A发明和江苏迅扬环保新材料公司的CN 102388910A无残留硅藻土杀菌材料外的制备方法及其应用不同，本发明所用载体为河沙、海沙或沙石， CN101918327A和CN 102388910A所用载体均为硅藻土。

（2）本发明所用有机硅季铵盐与CN101918327A“抗微生物基质和过滤系统”专利中所述（所用）的聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）完全不同，本发明所用的是三甲氧基硅烷基季铵盐，分子式为[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₄H₂₉]⁺Cl^－和[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₈H₃₇]⁺Cl^－

；公开的CN101918327A“抗微生物基质和过滤系统”专利所用的是聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）季铵盐。

（3）选用的杀菌活性基团及键合机理也不同。“抗微生物基质和过滤系统”专利中所用的聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）键合活性基团是环氧丙基，与基质表面的羟基发生开环反应，从而达到与基质表面形成化学键合，而本发明所用的活性基团是有机硅甲氧基（Si-OCH₃）与载体表面的羟基（-OH）发生反应形成化学键合。

（4）本发明所用的季铵盐与CN101918327A“抗微生物基质和过滤系统”专利中所述（所用）的聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）季铵盐另一个不同点是，所用有机硅季铵盐为十四和十八两个不同碳链的组合物，化学式为[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₄H₂₉]⁺Cl^－和[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₈H₃₇]⁺Cl^－。

中国发明专利申请号为200910116063.2“耐高温无机抗菌材料及其制备方法”，经技术比对分析发现，该技术是以硅藻土为载体负载金属离子类抗菌剂，与本发明无关。