活性碳负载异噻唑啉酮在水处理中的杀菌性能研究
王黎明 于萍 罗运柏
武汉大学化学与分子科学学院 （武汉 430072）
[摘 要] 阐述了活性炭负载异噻唑啉酮(AC/异噻唑啉酮)的制备，以及该材料对电厂循环冷却水杀菌效果和杀菌使用寿命的研究。试验证明负载后杀菌效果突出，使用寿命可达10h 之久，且水中活性成分异噻唑啉酮的释放量相对稳定，其释放量为2mg/L 时即可有效杀灭异养菌。通过单一的异噻唑啉酮杀菌效果试验对比，表明活性炭负载后加强了异噻唑啉酮的杀菌性能。
[关键词] AC/异噻唑啉酮 循环冷却水 杀菌效率
Study on the bactericidal properties of isothiazolinone-loaded activated carbon used
in Water treatment
Wang Liming, Yu ping, Luo yunbai
(College of Chemistry andmolecular Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072)
Abstract: The isothiazolinone-loaded activated carbon(AC/isothiazolinone) wasmade and tested for its
antibacterial capacity in circulating cooling water which come from a electrical plant , as well as the disinfection
life of AC/isothiazolinone. Water that has passed through AC/isothiazolinone demonstrated high bactericidal
efficiency and its disinfection life up to 10 hours. The concentration of isothiazolinone which come from the AC
supporting wasmeasured, and it’s 2mg/L which is very stable,moreover it will effectively kill the heterotropHic
bacteria. Compared to a single-isothiazolinone bactericidal experiment, results show that activated carbon
strengthened the antibacterial capacity of isothiazolinone.
Key words: AC/isothiazolinone circulating cooling water bactericidal efficiency
1 前言
循环冷却水系统的环境为微生物繁殖提供了优越的条件。微生物给循环水带来的危害极大，它产生的大量粘泥，在循环水中引起诱导腐蚀，粘泥复盖在金属阳极上，产生氧浓差腐蚀电池，导致铁被溶解；粘泥的聚集会使水质恶化，导致结垢，阻碍热传导，因此必须使用高效杀菌剂进行杀菌处理。
杀菌剂一般分为氧化性和非氧化性杀菌剂。氧化性杀菌剂是借助其强氧化性杀灭微生物，非氧化性杀菌剂则以致毒作用于微生物的特殊部位导致其死亡。
2 异噻唑啉酮的杀菌机理
异噻唑啉酮是一种非氧化性杀菌剂，与微生物接触后能很快与生物细胞中蛋白质发生作用，从而抑制细胞呼吸和ATP 的合成，导致微生物的死亡。异噻唑啉酮能控制和杀灭工业冷却水系统中的藻类、真菌、细菌，它是一种广谱性杀菌剂[1]。
3 活性炭负载异噻唑啉酮杀菌剂的制备
3.1 活性炭处理
本试验选用8 目的活性炭，首先使用自来水冲洗数次，冲洗掉大部分表面附着物，再用蒸馏水漂洗数次，用蒸馏水煮沸2h，过滤后用2.5mol/L 的蒸馏水浸泡12h，过滤后用蒸馏水反复冲洗，直到其PH 值为中性。
3.2 活性炭负载异噻唑啉酮

用异噻唑啉酮（某公司产品）浸泡处理好的活性炭数日，过滤，自然凉干后放入真空干燥箱高温干燥12h，即得试验所需的负载杀菌剂。
4 活性炭负载杀菌剂在电厂循环冷却水中的杀菌效果研究
4.1 试验用水来源
本试验用水取自某电厂的冷却塔内。取水时看到塔内长有明显的藻类植物，且塔壁有明显的生物粘泥，在凝汽器铜管的铜管内壁也发现藻类植物粘泥，并引起铜管不同程度的腐蚀。
其腐蚀现象为:水线以上呈灰黑色，表面平整，无鼓泡、突起现象。水线以下开始出现腐蚀、鼓泡，腐蚀和鼓泡的数量与程度随水的深度而逐渐增多、增大。此现象可推测为微生物腐蚀[2]。
4.2 静态杀菌试验
称取1 克负载后的活性炭于烧杯中，加入30ml 上述试验用水，静置20min，通过MPN法检测硫酸盐还原菌，硫细菌，铁细菌数量，使用平板计数法检测异养菌数量。结果见表1：

由表可知，活性炭负载的异噻唑啉酮有很好的杀菌效果，能满足生产要求。
4.3 负载杀菌剂的杀菌寿命研究
称取1 克负载活性炭于烧杯中，50ml 自来水浸泡2h 后，过滤，加入50ml 试验水样进行同上步骤的静态杀菌试验，检测细菌数量。一次杀菌试验后的活性炭再用自来水浸泡2h，同前步骤进行静态杀菌试验，依次试验5 次，每次取样检测细菌数量的同时，取5mL 水样检测异噻唑啉酮的含量（检测方法及结果见下文所述），杀菌效率与时间关系见下图1：

效控制细菌数量，满足生产要求。
4.4 异噻唑啉酮含量检测
根据中华人民共和国化工行业标准，检测异噻唑啉酮含量。异噻唑啉酮能与亚硫酸氢钠发生定量反应，使其环打开，过量的亚硫酸氢钠与碘反应，用硫代硫酸钠标准溶液滴定过量的碘，即可算出异噻唑啉酮的含量[3]。结果见下表2：

5 异噻唑啉酮单一杀菌剂的菌剂效果研究
异噻唑啉酮加入到试验用水中，使其药剂浓度分别为1，1.5，2，2.5，3，3.5mg/L，每组设置空白对照，通过平板培养检测其异养菌数量，结果如下表3：