一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法
【專利摘要】本發明公開了一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,步驟如下:將Oxone粉末加入待處理的壓載水中,混合均勻后,采用微波發生器對壓載水進行滅菌處理,作為優選,Oxone粉末投加量為0.005~0.015g/L,微波處理壓載水的時間為40~80s,微波的功率為300~1000W。本發明方法操作簡單,處理時間短,效率高,可以快速殺滅壓載水中的細菌。
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于壓載水凈化處理領域,具體涉及一種微波激發Oxone生成硫酸根自由 基處理壓載水的方法。 一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法
【背景技術】
[0002] 壓載水是指為控制船舶縱傾、橫傾、吃水穩定性或應力而加裝到船上的水及其懸 浮物,它可以最大限度地降低船舶尾波引起的震動,確保航行安全。每年全球船舶攜帶的壓 艙水量已超過120億噸,平均每噸壓艙水中含有1.1億個浮游動植物,攜帶7000多種外來生 物在全球傳播。這些外來生物會迅速蔓延,消耗土著生物的食物并占據其所需的其他生存 環境,威脅當地的生態系統平衡、社會經濟的發展以及人類健康。
[0003] 目前,壓載水滅菌消毒的方法主要有化學法、物理法和生物法,這三種方法都能一 定程度上改善養殖對象的生長環境,但是其效果都有一定的局限性。如化學法中抗生素的 使用,會導致耐藥菌株的產生并帶來藥物殘留問題,不利于今后疾病的防治,同時還會威脅 到人類的公共衛生;物理法常用的臭氧消毒法,由于臭氧會與海水中的氯離子和溴離子反 應生成氯氧化物、溴氧化物,殘留在水體中會對養殖對象產生毒害;紫外線殺菌法由于紫外 線穿透力差,燈管壽命短且耗電量大,不適合于大規模處理海水;微生態制劑等生物法對水 質的改良效果明顯,其較高的微生物活性能使有益菌迅速成為優勢種,抑制致病菌的生長 繁殖,起到改良水質的作用,但是抑菌所需時間較長,實際應用中具有局限性。
[0004] 公開號為CN101973622A的專利文獻公開了一種采用單過硫酸鹽、過硫酸鹽產生硫 酸根自由基處理水體的方法,該方法通過向被處理的水體中加入單過硫酸鹽、過硫酸鹽以 及促使單過硫酸鹽、過硫酸鹽產生硫酸根自由基的促進劑,利用產生的硫酸根自由基氧化 降解各種污染物,達到凈化水質的目的,但是該方法中過硫酸鹽的雙氧鍵斷裂產生SO 4-需要 的活化能約為130.93kJ/mol,需要較高的微波功率和較長的輻射時間才能激發,使得處理 過程時間長、效率低。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的主要是提供一種通過微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水 的方法,該方法可快速殺滅壓載水中的細菌和病毒。
[0006] 本發明的具體技術方案為:一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的 方法,其特征在于,步驟如下:將Oxone粉末加入待處理的壓載水中,混合均勻后,采用微波 發生器對壓載水進行滅菌處理。
[0007] 本發明中使用的Oxone為過硫酸氫鉀復合鹽(2KHS05 · KHSO4 · K2SO4),是一種強氧 化劑,由一個SO3和K2S2O 8取代HOOH得到的不對稱過氧化物。本發明通過微波激發Oxone,使 Oxone的O4S-OH鍵斷裂生成SO,,S〇4_的氧化還原電位為2.7V,壽命為0.3~I s,能快速殺滅壓 載水中的細菌,同時Oxone還會與壓載水中的氯化鈉反應生成C12,進一步促進殺菌作用,并 且處理過程不會對水體產生二次污染。
[0008] 作為優選,所述Oxone粉末投加量為0.005~0.015g/L,最優選為0.010g/L。
[0009]作為優選,所述微波處理壓載水的時間為40~80s,最優選為50s。
[0010] 作為優選,所述微波的功率為300~1000W,最優選為500W。
[0011] 本發明的有益效果是:(1)設備簡單,僅需要一臺微波設備,操作方便;(2)本發明 處理時間短,效率高,只需經微波處理40~80s即可完成滅菌過程;(3)本發明處理方法對壓 載水樣的酸堿性無特別要求,可適用的PH值范圍寬。
【附圖說明】
[0012] 圖1是不加 Oxone時微波功率對壓載水處理效果的影響;
[0013]圖2是不加 Oxone時微波處理時間對壓載水處理效果的影響;
[0014]圖3是分別采用本發明方法和只采用Oxone時Oxone投加量對壓載水處理效果的影 響;
[0015] 圖4是處理前原壓載水樣中細菌的透射電鏡圖;
[0016] 圖5是處理后壓載水樣中細菌的透射電鏡圖;
[0017]圖6是原壓載水樣中顯微鏡下的藻類情況圖;
[0018] 圖7是實施例1處理后壓載水樣中顯微鏡下的藻類情況圖;
[0019] 圖8是利用致病菌檢測試劑盒檢測原壓載水樣中致病菌存在情況圖;
[0020] 圖9是利用致病菌檢測試劑盒檢測實施例1壓載水樣中致病菌存在情況圖。
【具體實施方式】
[0021 ]下面通過具體實施例,對本發明的技術方案做進一步說明。
[0022]本發明中采用的壓載水樣是隨貨船航行一周的壓載水,使用的微波發生器其反應 腔體積為5L,反應腔進水管與栗連接送水,并安裝有玻璃磚流量計,量程為1~20L/min,使 用時可以通過調節進水流量來調節壓載水經微波處理的時間。
[0023]本發明所采用的其他原料和設備若非特指,均可從市場購得或是本領域常用的, 實施例中的方法,如無特別說明,均為本領域的常規方法。
[0024] 實施例1
[0025]在100L的壓載水中加入15g Oxone粉末,混合均勻后,采用微波裝置處理壓載水, 其中微波功率為800W,調節壓載水流速使壓載水流經微波反應器的時間為50s。
[0026] 實施例2
[0027]在100L的壓載水中加入IOg Oxone粉末,混合均勻后,采用微波裝置處理壓載水, 其中微波功率為1000W,調節壓載水流速使壓載水流經微波反應器的時間為60s。
[0028] 實施例3
[0029]在100L的壓載水中加入Sg Oxone粉末,混合均勻后,采用微波裝置處理壓載水,其 中微波功率為500W,調節壓載水流速使壓載水流經微波反應器的時間為75s。
[0030] 實施例4
[0031]在100L的壓載水中加入Sg Oxone粉末,混合均勻后,采用微波裝置處理壓載水,其 中微波功率為1000W,調節壓載水流速使壓載水流經微波反應器的時間為50s。
[0032]表1是原水樣與實施例1處理后水樣物理參數的變化情況,由表中數據可以看出, 經本發明處理后的壓載水除溫度有所升高之外,與原水樣基本沒有差別。
[0033]表1原壓載水樣及實施例1處理后的水樣物理參數的變化
[0035] 圖1是不加 Oxone時微波功率對壓載水處理效果的影響,由圖可以看出,隨著微波 功率的增加,殺滅率逐漸增加,當微波功率達到1000W時,殺滅率為28.16%。
[0036] 圖2是不加Oxone時微波處理時間對壓載水處理效果的影響,由圖可以看出,隨著 微波處理時間的增加,殺滅率逐漸增加,但是增加緩慢,處理50s時殺滅率為30.25 %,處理 540s時殺滅率達到100%,實驗中,此時水溫已達到78.5°C,產生了大量熱能。
[0037] 結合圖1和圖2可知,微波具有一定的殺菌作用,但是單獨用于處理壓載水,需要較 長的處理時間和較大的功率,而且水溫升高明顯。
[0038]圖3是分別采用本發明方法和只采用Oxone時Oxone投加量對壓載水處理效果的影 響,由圖可以看出,采用本發明方法處理壓載水時,在Oxone投加量為0.01g/L時殺滅率達到 100%,而只采用Oxone處理壓載水時,在投加量為0.01g/L時殺滅率為50%,在投加量為 0.02g/L時,其殺滅率也只有85%,由此可見,本發明方法處理壓載水效果明顯,與只采用 Oxone相比,處理效果提高了 1倍左右。
[0039] 圖4、圖5分別是處理前原水樣中細菌的投射電鏡圖和實施例1處理后水樣中細菌 的投射電鏡圖,在透射電鏡下觀察,處理前的正常菌體胞壁胞膜完整、光滑,胞壁緊貼胞膜, 胞漿內容物均勻,可以看到完整的細胞壁、細胞膜及其內部完好的擬核;而處理后為的菌 體,可以明顯看到菌體變形,胞壁胞膜間空隙增寬,胞壁表面出現皺折并部分模糊不清,胞 漿內容物不均勻,其細胞壁和細胞膜被破損,甚至出現缺口,導致內部的擬核等物質流出細 胞,說明本發明方法有效殺死了水樣中的細菌。
[0040] 圖6、圖7分別是處理前原水樣中藻類的電鏡圖和實施例1處理后水樣中藻類的電 鏡圖,通過電鏡圖可以看出,處理前藻細胞表面光滑,細胞膜完整,多數細胞內呈綠色,有些 還有鞭毛,而且大部分藻類均為運動狀態;而實施例1處理后的藻細胞變形,細胞內物質外 泄,所有藻類均靜止不動,說明本發明方法可以有效殺滅壓載水中的藻類。
[0041] 圖8、圖9分別是利用致病菌檢測試劑盒檢測原水樣和實施例1水樣中致病菌存在 情況圖,通過對比處理前后試劑盒內的顏色可知,致病菌已全部殺滅。
【主權項】
1. 一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其特征在于,步驟如下: 將Oxone粉末加入待處理的壓載水中,混合均勻后,采用微波發生器對壓載水進行滅菌處 理。2. 根據權利要求1所述的一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其 特征在于,所述Oxone粉末投加量為0.005~0.015g/L。3. 根據權利要求2所述的一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其 特征在于,所述Oxone粉末投加量為0.010g/L。4. 根據權利要求1所述的一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其 特征在于,所述微波發生器處理壓載水的時間為40~80s。5. 根據權利要求4所述的一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其 特征在于,所述微波發生器處理壓載水的時間為50s。6. 根據權利要求1所述的一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其 特征在于,所述微波發生器微波功率為300~1000W。7. 根據權利要求6所述的一種微波激發Oxone生成硫酸根自由基處理壓載水的方法,其 特征在于,所述微波發生器微波功率為500W。
【文檔編號】C02F1/72GK105858858SQ201610235572
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】方振東, 苑晨, 丁昭霞, 趙志偉, 麥正軍, 聶亞林
【申請人】中國人民解放軍后勤工程學院