采用含碘物质消毒水的方法技术

一种使用包括次碘酸和碘水溶液的含碘物质杀灭细菌和病毒而使水消毒的方法，所述方法包括采用消毒有效量的所述含碘物质在ｐＨ选自９－１０时处理含所述细菌和病毒的所述水，从而提供无细菌和病毒的水。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用含碘物质、特别是次碘酸和溶解分子碘消毒水的方法。
技术介绍
在过去碘已大规模地被用于水的消毒中。由于其对细菌、病毒和孢囊的抗菌作用(狭义地讲)，碘已而被广泛使用，这是因为在保持水源的生物安全性中，这三种病原体是最普遍的威胁健康的因素。通常情况下，添加少量可大大促进碘溶解的KI，由此将晶体碘于静态条件下溶于水中。对于饮用水领域，特别要注意的是在人体胃肠道中广泛感染和复发感染的细菌，即大肠杆菌类细菌，如E.coli。当含粪便的废水溅入水源，或水源中发生过量的植物厌氧腐败时，这些细菌常污染饮用水源。总的来说，人们对碘使细菌、病毒和孢囊的致病性失活的机理尚了解不多。脊髓灰质炎病毒1(Polio 1)在第三世界国家中尤为流行，在这些国家中几乎没有免疫计划，而且当地的饮用水源和污水相互靠得很近。现今碘通常来自碘载体或采用KI助溶的碘水溶液。大多数处理方法采用的pH在9左右。溶解碘在水溶液中水解生成次碘酸HOI的量与pH成正比，其中pH大于8.5时，碘几乎全部以HOI形式存在。溶解I2和HOI均具有抗病原体作用。在pH为5-7时，以I2形式存在的碘显示抗菌作用，而在较高pH，如7-10时，HOI为一种有效的抗病毒药。Chang(1)报道了pH为8以上时，特别在溶解碘化物的存在下，HOI缓慢分解生成碘化物和碘酸根离子。已发现碘化物和碘酸盐均不具有杀菌性能。此外，I-与I2反应构成颜色更深的I3-离子，该离子也不具有杀菌性能。将固体碘溶于有机液体如乙醇、丙酮、乙醚、甲苯、对二甲苯、苯和二硫化碳中可构成多种碘酊剂。此外，用适当的有机物与碘反应可制成多种碘的有机制剂，如碘仿、二碘甲烷。其中最为流行的商品碘-有机物复合体有用作清洗剂和防腐剂的PVP-碘、碘仿和聚维酮-碘制剂。稀释在水中后，大多数这些化合物具有杀菌作用，其中碘通常以分子碘形式被水合并释放至水中。通常将多数杀微生物的有机碘称为碘载体。通常将I2、三-、五-和七-碘离子连于季铵、苯乙烯-二乙烯苯、交联的阴离子交换树脂上，由此构成携碘树脂。用水洗脱时，通过阴离子交换机制多碘离子和碘从树脂上释放出来。这些树脂被设计成以按需型进行操作，其中通过以下机制碘仅以杀菌量释放至通过树脂的水中(1)借助内部阴离子交换机制释放碘，其中I2从多碘化物中间体中转移出来，(2)碘在树脂上水解产生HOI，(3)树脂-多碘化物复合体和/或有机树脂基体的简单释放碘。Berg等人(2)指出，以KI促进溶解的溶解元素碘在pH=6、碘浓度约2 ppm、15℃时经过1分钟的接触可杀灭99.99％的Polio 1。虽然这-杀灭率符合USEPA(美国环境保护局)的规定，由于所规定的杀灭率必须在4℃下取得，故其实验条件不符合USEPA的规定。此外，其所采用的病毒浓度约为4.13×104PFU/ml，要比USEPA实验规程中所规定的高2倍。该参考文献表明，Polio 1可在比以前实验所预计的更低的pH下被有效地杀灭，增加碘浓度可增加杀灭率，而且碘浓度随时间而衰减。Hsu等人(3)指出，在KI存在下，使用溶解元素碘在pH=7、T=37℃和碘浓度约20 ppm时，经10-20分钟接触后99.996％的Polio1被杀灭。但该参考文献也指出，碘离子的存在事实上抑制了病毒失活的速率和数量。虽然其杀灭率符合USEPA的规定，但它们仅在体温，而非USEPA所要求的较低温度下达到此杀灭率。其所采用的病毒浓度为4.5×105PFU/ml，高于USEPA规程所规定的20倍。Cramer等人(4)已证实，稀的碘酊剂在30ppm、pH=10、T=27℃时与3型脊髓灰质炎病毒接触30分钟，其杀灭率约99.99999％。但是，尽管达到USEPA所要求的杀灭率，它们所采用的并不是USEPA实验规程所要求的苛刻的实验条件。此外，不幸的是该实验所采用1×106PFU/ml Polio 3浓度，其数值要高于规定值300倍。Taylor和Bulter(5)指出，5℃、pH=9时，Polio 1与30μM溶解的元素“碘”(其具体说明未知)接触10分钟杀灭率为99.8％。但病毒和“碘”的浓度并未给出。此外，也未达到USEPA所规定的杀灭率。Alvarez等人(6)指出，采用一种酊剂中的1-2ppm的碘，在pH=10、T=25℃、接触时间约15分钟时，Polio 1可被杀灭90至99％。该参考文献还指出，通过干扰宿主细胞对病毒的吸收能力，碘使Polio 1灭活。不幸的是，这些条件并未满足USEPA规程所规定的杀灭率。因此，仍需要一种有效的方法，使得其对病毒、特别是Polio 1病毒的杀灭率符合USEPA的实验规程和杀灭率指标，而且此方法对细菌的杀灭率也符合本领域所规定的程度。公开文献1、Chang,S.L.,J.Amer.Pharm.Ass.,(1958),47，第417-423页。2、Berg G.等人，Virology(1964),22，第469-481页。3、Hsu等人，Journal of Epidemiology(1996),82,3，第317-页。4、Cramer W.N.等人(1976),48,1，第61-67页。5、Taylor GR.和Butler M.,J.Hyg.Camb.(1982),89，第321-328页。6、Alvarez M.E.和O’Brien R.t.,Applied & EnvironmentalMicrobiology(November 1982),44,5，第1064-1071页。专利技术简述本专利技术的一个目的是提供一种可有效地杀灭饮用水中的细菌并符合USEPA规程中的规定的方法。本专利技术的再一个目的是提供一种可有效地杀灭饮用水中的病毒并符合USEPA规程中的规定的方法。本专利技术的又一个目的是提供一种可实现本专利技术上述两个目的的水处理系统和装置。因此，本专利技术的一个方面是提供一种消毒水以杀灭细菌和病毒的方法，其中采用包括次碘酸和碘水溶液的含碘物质，所述方法包括在pH选自9-10时，采用有效量的所述含碘物质处理含所述细菌和病毒的所述水，以提供无细菌和病毒的水。优选地，含碘物质的浓度选至2至200ppm，更优选为10至20ppm。最为优选地，消毒溶液中主要由HOI和I2组成。本专利说明书中所采用的术语“含碘物质”是指pH在9-10之间存在的溶解分子碘和次碘酸的总称。此处的ppm浓度指化学上游离的，未与病原体反应的含碘物质的浓度，即I2和HOI的总浓度。我们已发现，依赖于温度和含碘物质的浓度，适当的接触时间约为1至30分钟。在本专利技术的动态方法中，pH=9.5、浓度为10-15ppm、温度在12至18℃之间时，适当的接触时间约为10分钟。在本专利技术的一个优选方案中，将少量相对高浓度的含碘物质溶液与大量未处理的水在以上所定义的处理条件下相混合，制备包含有效量含碘物质的水。最为优选地，获得适当含碘物质之浓水溶液的最好方法是在动态水流条件下，其中水流以一流速经过片状元素碘而产生所需浓度，优选为100至500ppm。将该浓溶液按一定速率加到待处理的主水源中使得含碘物质浓度达到所需的10至20ppm。在本专利技术的另一方面中，本专利技术提供一种从含细菌和病毒的水源制造无细菌和病毒的水的水处理系统，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩·A·哈维，特伦丝·F·穆林斯，丹尼尔·J·麦克唐纳，
申请(专利权)人：碘液公司，
类型：发明
国别省市：