CN101633525B - 灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备 - Google Patents
灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101633525B CN101633525B CN2009103046129A CN200910304612A CN101633525B CN 101633525 B CN101633525 B CN 101633525B CN 2009103046129 A CN2009103046129 A CN 2009103046129A CN 200910304612 A CN200910304612 A CN 200910304612A CN 101633525 B CN101633525 B CN 101633525B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- solution
- tio
- sporangiocyst
- giardia lamblia
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 241000223935 Cryptosporidium Species 0.000 title claims abstract description 32
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 title abstract description 8
- 241000224466 Giardia Species 0.000 title abstract description 4
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 title abstract 3
- 210000003250 oocyst Anatomy 0.000 title 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 36
- 241000224467 Giardia intestinalis Species 0.000 claims description 30
- 229940085435 giardia lamblia Drugs 0.000 claims description 30
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 24
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 21
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 claims description 19
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 iron ion Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 5
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000856 sucrose gradient centrifugation Methods 0.000 claims description 4
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 abstract 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 7
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 7
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000012981 Hank's balanced salt solution Substances 0.000 description 3
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- XJMOSONTPMZWPB-UHFFFAOYSA-M propidium iodide Chemical compound [I-].[I-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CCC[N+](C)(CC)CC)=C1C1=CC=CC=C1 XJMOSONTPMZWPB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 3
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical class ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003855 balanced salt solution Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- MCYMLYCMBFUHBL-UHFFFAOYSA-N 4-(1h-indol-2-yl)benzene-1,3-dicarboximidamide;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.NC(=N)C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=CC=C2N1 MCYMLYCMBFUHBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- 241000223936 Cryptosporidium parvum Species 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001125671 Eretmochelys imbricata Species 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- YUHVVTLNLCJEOB-UHFFFAOYSA-N [Cl].O=Cl=O Chemical compound [Cl].O=Cl=O YUHVVTLNLCJEOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- QPJDMGCKMHUXFD-UHFFFAOYSA-N cyanogen chloride Chemical compound ClC#N QPJDMGCKMHUXFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000621 oxo-lambda(3)-chloranyloxy group Chemical group *OCl=O 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 231100000683 possible toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229960002415 trichloroethylene Drugs 0.000 description 1
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法和设备，该灭活方法包括：第一步提供待处理水体；第二步制备光催化剂；以及第三步向第一步所得水体中加入催化剂量的由第二步制得的光催化剂，并在光照条件下对水体进行光催化消毒。所用设备包括：紫外光源照射装置，用于容纳光催化剂与待处理水体溶液的反应器，以及安装在反应器内的搅拌器；紫外光源照射装置设置在反应器上。该方法和设备灭活效率高，成本低，操作简单，易于推广应用；且无毒、副产物，不会造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及水体杀菌消毒，尤其是指灭活水体中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备。
背景技术
近年来，隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)和贾第虫(Giardia)对生活用水和饮用水的污染而导致相关疾病在英美等发达国家的爆发流行，且已对公民的健康构成了严重的威胁，隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊(以下简称“两虫”)业已成为备受关注的介水传播生物危险因素之一。在我国新颁布的《生活饮用水卫生标准》中，已经将隐孢子虫和贾第虫作为水质非常规指标而规定了其限制，但是根据目前我国的饮用水处理工艺及水源水质和供水水质现状来看，存在“两虫”爆发的潜在风险，因此从保障饮用水安全角度考虑，研究出高效、低廉的“两虫”灭活方法具有重要和迫切的现实意义。
贾第虫包囊对外界环境有较强的抵抗力，常用的消毒剂(氯气、二氧化氯、氯胺等)在标准浓度下对包囊并无有效的杀灭作用。比如：氯虽对包囊有轻微的杀伤作用，但自来水中的氯气浓度根本达不到完全杀灭包囊的作用。
1972年日本科学家Fujishima和Honda[Fujishima A，Honda K，Nature[J]，1972，238：37]发现在受辐照的TiO2可持续发生氧化还原反应将水分解为H2和O2，1976年加拿大科学家Carey[Carey J H，Lawrence J，Tosine H M.Bull Environ contam Toxicol[J]，1976，16：697]等将TiO2光催化技术成功应用于剧毒多氯联苯的降解研究，自此基于TiO2的多相光催化反应引起了各国环境研究者的关注。1983年Pruden[Pruden A L，Ollis D F.J Catal[J]，1983，82：404]等在TiO2体系中发现了卤代有机物如三氯乙烯，二氯甲烷等的光致矿化，发展至现在，大量的研究表明，TiO2光催化不仅能够降解水和空气中烷烃，稀烃，脂肪醇，酚类，羧酸，各种简单芳香族化合物及相应得卤化物，染料，表面活性剂，除草剂，杀虫剂等有机物，而且可以将水中的无机金属离子(如Pt(VI)、Au(III)、Rh(III)、Cr(III)等)沉积出来，还可以将氰化物、亚硝酸盐等转化为无毒形式。由于光催化的操作简单、反应条件温和、成本低廉、可降解几乎所有的有机物等突出优点，TiO2光催化技术受到了世界各国环境研究者的广泛关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，该方法简便有效，解决两虫灭活率低，成本高，效率低，造成二次污染等问题。
本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的设备，该设备简便易于操作，解决现有设备复杂，成本高，效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，包括以下步骤：
(1)提供待处理水体；
(2)制备光催化剂；
(3)向步骤(1)所得水体中加入催化剂量的由步骤(2)制得的光催化剂，并在光照条件下对水体进行光催化消毒。
步骤(2)的光催化剂为掺杂铁离子的TiO2。
步骤(2)制备光催化剂是由TiO2与FeC2O4溶液经混合吸附、干燥，最后煅烧制得。
步骤(2)制备光催化剂包括以下步骤：首先选用金红石型TiO2和0.05mol/L的FeC2O4溶液，TiO2与FeC2O4溶液的配比1∶1～20∶1，其中TiO2用量单位为g，FeC2O4溶液用量单位为mL，将溶液进行混合搅拌吸附5-72小时；然后在至少100℃将水蒸干；最后于373-1373K的温度下煅烧0.5-3小时，以获得Fe掺杂TiO2的光催化剂。
步骤(2)中TiO2与FeC2O4溶液的配比为10∶1，混合搅拌吸附的时间为48小时，煅烧温度为573、673、773、873、973、1073或1173K，煅炼烧时间为1小时。
步骤(3)是使用紫外光源照射加有光催化剂的水体溶液。
步骤(3)中使用的紫外光是波长不大于400nm的可见光，光强为0-40W.m-2。
步骤(1)中，先采集待处理的水体，再依次进行如下预处理：利用60-150目筛网过滤，硫酸锌溶液漂浮，蔗糖梯度离心，磷酸缓冲溶液漂洗，以及重铬酸钾溶液悬浮，最后低温保存。
该灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，进一步包括步骤(4)：荧光活性染色法鉴定隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的灭活率。
为解决上述技术问题，本发明采用又一技术方案：一种灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的设备，包括紫外光源照射装置，用于容纳光催化剂与待处理水体溶液的反应器，以及安装在反应器内的搅拌器；其中，紫外光源照射装置设置在反应器上。
本发明的有益效果如下：本发明用光催化法灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊，通过荧光活性染色体法鉴定灭活率，结果证明：该方法能在极短时间内对所述两虫达到99.9％以上的灭活率。而且，该方法成本低，操作简单，易于推广应用；且无毒、副产物，不会造成二次污染。
本发明灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的设备结构简单，易于操作控制。
附图说明
图1是本发明的灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的设备示意图。
图2是不同照射强度照射、加与不加光催化剂对隐孢子虫灭活率的对比曲线图。
图3是不同照射时间、加与不加光催化剂对贾第虫灭活率的对比曲线图。
具体实施方式
本发明光催化法灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊主要包括以下步骤；
(1)提供待处理水体；
(2)制备光催化剂；
(3)向步骤(1)所得水体中加入催化剂量的由步骤(2)制得的光催化剂，并在光照条件下对水体进行光催化消毒；
(4)灭活结果鉴定。
其中第(1)步骤可以包括对待处理水体进行预处理的过程，包括采用现有的任何处理技术，如沉淀、萃取分离、过滤，氧化还原等，但不限于这些方法，以去除水体样品中的杂质等，以利于两虫后续的灭活处理效果更佳。
前述预处理优选包括对水体中的两虫进行纯化的预处理过程，具体为：待处理的水体采集后，分别利用60-150目筛网过滤，硫酸锌溶液漂浮，1∶1和1∶2蔗糖梯度离心(转速12000r/min)但不限于此浓度梯度及转速而选择现有技术的其它浓度梯度及转速，磷酸缓冲溶液漂洗三次但不限于三次，得到浓度为1.5×106个/mL两虫样品。以2.5％(也可以为现有技术的其它浓度)的重铬酸钾悬浮保存于4℃冰箱(但不限于4℃)，从而获得待处理的水体样品。
步骤(2)中所指光催化试剂主要组成为掺杂铁离子的TiO2，即Fe-TiO2。因为掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性。制备该掺杂铁离子的TiO2，可以选用现有技术的任何方法。在本实施例中，采用TiO2与FeC2O4溶液经充分混合、干燥，最后煅烧制得。具体为：选用0.05mol/L的FeC2O4(分析纯)溶液和金红石型TiO2，TiO2与FeC2O4溶液的配比可选用1∶1～20∶1的范围或其它配比，其中TiO2用量单位为克(g)，FeC2O4溶液用量单位为毫升(mL)。但优选配比为10∶1。
本实施例中将金红石型TiO2和FeC2O4溶液按10∶1配比进行混合搅拌吸附一定时间，如5-72小时，也可为24小时，优选48小时；然后在至少100℃将水蒸干；用坩埚在马弗炉内于适宜的温度下煅烧一定时间，如0.5-3小时，可以为1h，煅烧温度可选373-1373K，本实施例选用为573、673、773、873、973、1073和1173K下煅烧，得到光催化试剂。因为煅烧温度达到773K后的Fe/TiO2是以锐钛矿和金红石两种晶型存在，其中以锐钛矿晶型为主，其催化性能较强，但随着温度的升高，催化能力逐渐减弱。所以优选的煅烧反应温度可以取773K。
上述步骤(3)所采用的光源为紫外光源，但其它光源也可适用。紫外光源下TiO2灭活饮用水中两虫所采用的设备，请参照图1，其包括光源设备1，反应器4，以及搅拌器6。本实施例中光源设备1采用但不限于金卤灯光纤照射装置。该金卤灯光纤照射装置1包括光源10，照射罩11，光纤12连接光源10与照射罩11之间，用于将光源10产生的紫外光传输至照射罩11，紫外光从光纤12进入照射罩11之前先经滤光片13进行过滤。该滤光片13采用400nm波长的滤光片，用以将光源中波长大于400nm的光线滤去，从而保证光源在可见光范围内。本实施例使用的光强为0-40W.m-2。照射罩11设置在反应器4上方(但不限于上方)，紫外光由光纤12从光源10导出，经由滤光片13过滤后从照射罩11对反应器4中的溶液进行光照射处理。搅拌器6设置在反应器4内，可选用但不限于设置在反应器4底部的磁力搅拌器，其它类型搅拌器及安装方式同样可以适用。反应器4向外延伸一曝气管5，用于将反应产生的气体导出。
使用时，取一定量步骤(1)的水体样本放入反应器4内，同时加入步骤(2)制备好的光催化剂(用量为催化剂量)，启动金卤灯光纤照射装置1对反应器4内的溶液进行光照射处理，同时进行搅拌，防止催化剂沉降，光照处理一定时间后停止光照及搅拌，取出处理后的溶液进入第四步灭活结果鉴定，检验两虫灭活率。检验方法是采用荧光活性染色鉴定方法。
例一
本实施例中，应用上述方法及设备进行光催化法灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊，具体步骤如下：
(1)提供待处理水，并进行两虫纯化收集：待处理的水体样品采集后，分别利用60-150目筛网过滤，饱和硫酸锌漂浮，1∶1和1∶2蔗糖梯度离心(转速12000r/min)，磷酸缓冲溶液漂洗三次，得到浓度为1.5×106个/mL两虫样品，以2.5％重铬酸钾悬浮，最后保存于4℃冰箱；
(2)光催化试剂制备：将金红石型TiO2和FeC2O4溶液按前述10∶1配比混合搅拌吸附48h，然后在100℃将水蒸干，用坩埚在马弗炉内煅烧1h，煅烧温度分别为573、673、773、873、973、1073和1173K，得到光催化试剂；
(3)紫外光源下TiO2灭活饮用水中两虫：取步骤(1)的水体样品50mL放入反应器4中，并同时加入步骤(2)制得的光催化剂，其用量达到催化剂剂量即可；启动金卤灯光纤照射装置1产生紫外光，用400nm波长的滤光片将光源中波长大于400nm的光线滤去，以保证光源在紫外光范围内，对反应器4内的溶液进行光照催化处理，光照处理过程中同时对反应液进行搅拌，防止催化剂沉降。实验光强为0-40W.m-2，每次反应处理溶液的容量为50mL；
(4)采用荧光活性染色鉴定灭活结果：具本按如下步骤进行：
(a)取0.5mLPBS(磷酸缓冲溶液)保存前述步骤处理后的样品，加入1mL HBSS(Hanks)平衡盐溶液漂洗2次；
(b)沉淀于160μL HBSS平衡盐溶液中，加入20μL DAPI(4’，6’-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride)，20μL PI(Propidium Iodide)储备液，37℃温浴1h；
(c)温浴后加入1mL HBSS清洗三次，洗去未染上颜色的DAPI和PI；
(d)涂片，荧光显微镜下镜检，各样品分别取200个孢囊镜检。
例二
按例一所述的方法，以纯水作为水样进行对比试验，在相同照射时间下，取10分钟，设置不同光强Lightoutput(mw/cm2)，照射实验样品，并按例一的方法鉴定贾第虫的灭活率。每次反应处理溶液的容量为50mL，实验过程中同时对反应液进行搅拌，防止催化剂沉降。其他步骤和参数与例一相同。照射光强分别为：2，3.5，4.5，8，10，13，25mw/cm2。实验结果参照图2中标记为UV/TiO2的曲线，此曲线表示在同一照射时间下，采用加有光催化试剂进行紫外光照射水体进行灭活处理，其照射光强Lightoutput(mw/cm2)对贾第虫灭活率inactivation race(％)的影响。
例三
按例一的方法，以纯水作为水样进行对比试验，在同一光强下，照射强度为5mw/cm2，分别设置不同照射时长，照射水体样品，并按例一的方法鉴定隐孢子虫的灭活率。每次反应处理溶液的容量为50mL，实验过程中同时对反应液进行搅拌，防止催化剂沉降。其他步骤和参数与例一相同。照射时间分别是：0，5，10，15，20，25，30，60分钟，实验结果参照图3中标记为UV/TiO2的曲线，此曲线表示在同一照射光强下，采用加有光催化试剂进行紫外光照射水体样品进行灭活处理，其照射时间t(min)对隐孢子虫灭活率inactivation race(％)的影响。
例四
按例二相同的实验方法，以纯水作为水样进行对比试验，在相同照射时间(10分钟)下，设置不同光强照射实验样品。与例二不同之处在于，进行一组对比实验，分别设置不同强度的UV和UV/TiO2，照射隐孢子虫样品。每次反应处理溶液的容量为50mL，实验过程中同时对反应液进行搅拌，防止催化剂沉降，之后利用荧光活性染色方法鉴定灭活效果，统计结果见图2。对比实验是指，在相同的紫外光照射条件下，对比加有光催化试剂的水体样品，与不加入光催化试剂的水体样品的灭活效果，分别得到一条UV/TiO2表示的曲线段和UV曲线，从而表现加入光催化试剂对灭活效果的影响。从图2中可以看：UV/TiO2灭活隐孢子虫的能力明显高于UV直接照射。UV/TiO2系统中UV的光强为13mw/cm2就可以使水中隐孢子虫的灭活率达到3log(99.9％)，而单一的UV照射需要25mw/cm2的光强。
例五
按例三相同的实验方法，以纯水作为水样进行对比试验，在相同照射强度(5mw/cm2)下，设置不同照射时长照射实验样品。与例三不同之处在于，进行第二组对比实验，分别设置相同强度的UV和UV/TiO2，在多个照射时长条件下照射贾第虫样品进行对比实验。每次反应处理溶液的容量为50mL，实验的过程中同时对反应液进行搅拌，防止催化剂沉降，之后利用荧光活性染色方法鉴定不同时间段的灭活效果，统计结果见图3。从图3中可知：相同的UV光强下，UV/TiO2系统经过25-30min就可以使水中贾第虫的灭活率达到4log(99.99％)，而UV系统需要大于60min。这说明：UV/TiO2系统灭活水中隐孢子虫和贾第虫十分有效。
例六
采用例一的方法和设备对饮用水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊进行杀菌消毒，实验结果与传统杀毒方法进行比较，其效率的优点见下表：
| UV/TiO2 | 氯胺 | 二氧化氯 | 氯气 | |
| CT(mg min/L) | 60 | ＞9600 | ＞78 | 8400 |
| 副产物 | 无毒的无机小分子物质如CO2、H2O及各种相应的无机离子 | 如CPK、CNCl及HKs | ClO2-、ClO3-和BrO- | THMs、HAAs、HANs、H Ks、CPK、CH |
| 毒害 | 无 | 明显低于氯消毒 | 在高剂量或高浓度时具有潜在的毒性 | 致癌风险性高 |
| 成本 | 低 | 低 | 低 | 低 |
| 工艺 | 较简单 | 简单 | 易爆炸，难控制 | 简单 |
从上表的比较可以得出，本发明的方法和设备简便有效，无毒、副产物，是一种高效高安全、低成本的方法及设备，有利于推广应用。
Claims (5)
1.一种灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，包括以下步骤：
（1）提供待处理水体；
（2）制备光催化剂，所述光催化剂是由TiO2与FeC2O4溶液经混合吸附、干燥，最后煅烧制得的掺杂铁离子的TiO2；
（3）向步骤（1）所得水体中加入催化剂量的由步骤（2）制得的光催化剂，并在光照条件下对水体进行光催化消毒；
所述步骤（2）制备光催化剂包括以下步骤：首先选用金红石型TiO2和0. 05 mol/L的FeC2O4溶液，TiO2与FeC2O4溶液的配比1：1~20：1，其中TiO2用量单位为g，FeC2O4溶液用量单位为mL，将溶液进行混合搅拌吸附5-72小时；然后在至少100℃将水蒸干；最后于373-1373K的温度下煅烧0.5-3小时，以获得Fe掺杂 TiO2的光催化剂。
2.如权利要求1所述的灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，其特征在于：所述步骤（2）中TiO2与FeC2O4溶液的配比为10：1，混合搅拌吸附的时间为48小时，煅烧温度为573、673、773、873、973、1073或1173K，煅烧时间为1小时。
3.如权利要求1所述的灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，其特征在于：所述步骤（3）是使用紫外光源照射加有光催化剂的水体溶液。
4.如权利要求1所述的灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，先采集待处理的水体，再依次进行如下预处理：利用60-150目筛网过滤，硫酸锌溶液漂浮，蔗糖梯度离心，磷酸缓冲溶液漂洗，以及重铬酸钾溶液悬浮，最后低温保存。
5.如权利要求1所述的灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法，其特征在于：所述方法进一步包括步骤（4）：荧光活性染色法鉴定隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的灭活率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103046129A CN101633525B (zh) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103046129A CN101633525B (zh) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101633525A CN101633525A (zh) | 2010-01-27 |
| CN101633525B true CN101633525B (zh) | 2012-02-22 |
Family
ID=41592893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009103046129A Active CN101633525B (zh) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101633525B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9517284B1 (en) | 2015-07-02 | 2016-12-13 | Xenex Disinfection Services, Llc. | Germicidal apparatuses with configurations to selectively conduct different disinfection modes interior and exterior to the apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253219A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-11-23 | 深圳职业技术学院 | 一种基于免疫荧光技术的隐孢子虫和贾第虫活性评价方法 |
| US9093258B2 (en) | 2011-06-08 | 2015-07-28 | Xenex Disinfection Services, Llc | Ultraviolet discharge lamp apparatuses having optical filters which attenuate visible light |
| US9165756B2 (en) * | 2011-06-08 | 2015-10-20 | Xenex Disinfection Services, Llc | Ultraviolet discharge lamp apparatuses with one or more reflectors |
| US9867894B2 (en) | 2015-07-02 | 2018-01-16 | Xenex Disinfection Services, Llc. | Germicidal apparatuses with configurations to selectively conduct different disinfection modes interior and exterior to the apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1359354A (zh) * | 1999-04-27 | 2002-07-17 | 卡尔贡碳公司 | 用紫外光使Cryptosporidium parvum和贾第虫属孢囊灭活的方法 |
-
2009
- 2009-09-30 CN CN2009103046129A patent/CN101633525B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1359354A (zh) * | 1999-04-27 | 2002-07-17 | 卡尔贡碳公司 | 用紫外光使Cryptosporidium parvum和贾第虫属孢囊灭活的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Hodon Ryu et al..Photocatalytic inactivation of Cryptosporidium parvum with TiO2 and low-pressure ultraviolet irradiation.《Water Research》.2008,第42卷第1523-1530页. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9517284B1 (en) | 2015-07-02 | 2016-12-13 | Xenex Disinfection Services, Llc. | Germicidal apparatuses with configurations to selectively conduct different disinfection modes interior and exterior to the apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101633525A (zh) | 2010-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Al-Nuaim et al. | The photocatalytic process in the treatment of polluted water | |
| Oladoye et al. | Methylene blue dye: Toxicity and potential elimination technology from wastewater | |
| Jain et al. | Photocatalytic removal of hazardous dye cyanosine from industrial waste using titanium dioxide | |
| Bansal et al. | Detoxification of real pharmaceutical wastewater by integrating photocatalysis and photo-Fenton in fixed-mode | |
| van Grieken et al. | Comparison of the photocatalytic disinfection of E. coli suspensions in slurry, wall and fixed-bed reactors | |
| Mahmoodi et al. | Preparation and photocatalytic activity of immobilized composite photocatalyst (titania nanoparticle/activated carbon) | |
| Suri et al. | Disinfection of water using Pt-and Ag-doped TiO2 photocatalysts | |
| CN101633525B (zh) | 灭活水中隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的方法及设备 | |
| US9199865B2 (en) | Method for treatment of dyeing wastewater by using UV/acetylacetone oxidation process | |
| Hameed et al. | Photocatalytic degradation of Acid Red 1 dye using ZnO catalyst in the presence and absence of silver | |
| Bouafıa-Cherguı et al. | TiO2-photocatalyzed degradation of tetracycline: kinetic study, adsorption isotherms, mineralization and toxicity reduction | |
| Zhang et al. | Enhancement of photo-fenton-like degradation of orange II by MnO2/NiO nanocomposite with the synergistic effect from bisulfite | |
| Ameta et al. | Use of semiconducting iron (III) oxide in photocatalytic bleaching of some dyes | |
| Maleki et al. | Photocatalytic degradation of humic substances in the presence of ZnO nanoparticles immobilized on glass plates under ultraviolet irradiation | |
| Zeghioud et al. | Photocatalytic performance of TiO2 impregnated polyester for the degradation of Reactive Green 12: Implications of the surface pretreatment and the microstructure | |
| Polo-López et al. | Homogeneous Fenton and photo-Fenton disinfection of surface and groundwater | |
| Balakrishnan et al. | Fabrication of efficient Na, B, and O Codoped g-C3N4/Polypyrrole-Carbon Black 3D beads for expeditious degradation of tetracycline via percarbonate activation | |
| Esmaili et al. | Treatment of florfenicol of synthetic trout fish farm wastewater through nanofiltration and photocatalyst oxidation | |
| Saravanathamizhan et al. | Advanced oxidation process for effluent treatment in textile, pharmaceutical, and tannery industries | |
| Ioannou et al. | Sunlight, iron and radicals to tackle the resistant leftovers of biotreated winery wastewater | |
| CN103183397A (zh) | 一种催化降解水中全氟辛酸的装置和方法 | |
| Zhang et al. | Photocatalytic oxidation of ammonia by Bi 2 WO 6 nanoplates using fluorescent light | |
| Sallam et al. | Removal of antibiotic via photo-degradation using lanthanide modified metal organic framework | |
| CN116535018A (zh) | 一种基于可见光催化与生物降解近场耦合的污水处理工艺 | |
| Neves et al. | Treatment of bicomponent textile dyes using combined photocatalysis and adsorption process made from residue-based reactor and adsorbent material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN INFORMATION VOCATIONAL TECHNOLOGY COLLEGE Effective date: 20150701 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150701 Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Town, Xili Lake Patentee after: Shenzhen Polytechnic Patentee after: Shenzhen Institute of Information Technology Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Town, Xili Lake Patentee before: Shenzhen Polytechnic |