銀離子在水處理中的廣泛應用

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1、微生物污染是水處理技術所要解決的一個重要?問題,多年來一直受到人們的普遍關注,這主要是由?于:①水中的微生物極易傳播疾病,危害人類健康;?②許多工業(yè)用水中的微生物會形成生物膜,引起設?備的腐蝕和堵塞,影響工業(yè)生產(chǎn);③水中微生物會消?耗某些水處理藥劑,增加水處理成本。?以各種形式的銀為主要殺菌物質的含銀殺菌劑?發(fā)展迅速,并已廣泛應用于紡織、制藥、材料、建筑等?行業(yè),近年來在水處理行業(yè)也得到廣泛應用。常見?的銀有0價、正1價、正2價、正3價四種不同價態(tài)。?大量研究表明,不同價態(tài)的銀均具有殺菌效果,但隨?著價態(tài)的變化,其殺菌機理有所不同。0價銀是一?種良好的氧化反應催化劑。目前關于正1價

2、銀離子?(Ag+)的殺菌機理主要有兩種理論,一種為離子取?代殺菌機理,另一種為自由基氧化殺菌機理。正2?價、正3價的銀具有比正1價銀更強的殺菌能力,但?其殺菌機理目前還未見詳細報道。高價銀還原勢較?高,一般認為是它的強氧化性使其擁有殺菌能力。?銀的殺菌活性順序為:?Ag3+>Ag2+?Ag+?>Ag0。Antelman發(fā)現(xiàn),正3價銀的殺菌速度平?均要比正1價銀快240倍,殺菌效果是正1價銀的?200倍。1　銀的殺菌特點作為一種優(yōu)良的殺菌材料,銀具有廣譜殺菌、效?力高、持久性好、安全性高等突出特點。?含銀殺菌劑對藻類、細菌、真菌、病毒等微生物?都能起到一定的殺滅作用。銀對循環(huán)冷卻水中

3、容易?滋生的藍、綠藻類有較好的殺滅作用。細菌敏感性?試驗表明,銀對綠濃桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球?菌、鼠傷寒沙門氏菌、肺炎雷伯氏菌、表皮葡萄球菌、?硝酸鹽陰性桿菌、淋病雙球菌、白色念珠菌、克柔氏?念珠菌、熱帶念珠菌和軍團菌等都具有殺滅性。?另外,銀對乙型肝炎病毒、艾滋病毒等也具有快速、?良好的殺滅效果。銀的殺菌能力極強,當水中銀離子濃度達到?0·01?mg/L時就能對大腸桿菌和傷寒桿菌起殺滅作?用。0·1~0·2?mg/L的銀離子與含有大量痢疾桿?菌的懸浮物接觸30?min后足以使細菌完全失去活?動能力?；魜y弧菌與0·08?mg/L的銀離子接觸?30~60?min后會全部死亡。當

4、菌體在銀離子的作用下失去活性后,銀離子?又會從菌體中游離出來,再次發(fā)揮殺菌作用,因此銀?離子抗菌具有效果持久的特點。據(jù)測定,水中含?銀離子0·05?mg/L時就能完全殺滅水中的大腸桿?菌,并可保持在長達90天內不繁衍出新的菌叢;?經(jīng)銀離子消毒的水能長期保存,貯存期可達一年。?另外,許多含銀殺菌劑在防細菌抗藥性方面也有明?顯優(yōu)勢,?這就進一步保證了含銀殺菌劑良好的殺?菌持久性。多年來的臨床和實驗室研究證明,銀是一種安?全的殺菌材料,其半數(shù)致死劑量LD50≥5?000?mg/?kg(大白鼠口服),而食鹽的LD50也僅為4?000?mg/?kg。M·S·Wysor每天將1?050?mg/

5、kg的磺胺嘧啶?銀(含30%銀)口服或皮下用于小鼠,連續(xù)1個月,?試驗結束時,受試動物無死亡,體重無減輕,沒有行?為異常,也沒有腹瀉;將動物處死,組織切片分析發(fā)?現(xiàn),受試動物沒有明顯的病理變化。在世界衛(wèi)生組?織的《飲用水水質標準》中把銀歸為飲用水中常見的對健康影響不大的化學物質,認為銀基本上對人體?健康無毒害作用,不必提出一個健康基準指標值。?美國環(huán)保總局也已正式對外宣稱銀不會對人體有明?顯的危害。2　水處理用含銀殺菌劑的種類2·1　直接應用型銀殺菌劑直接應用型銀殺菌劑是指直接以銀或者銀的化?合物獨立作為殺菌物質使用的殺菌劑。金屬銀可直?接用于飲用水的消毒處理;正1價銀化合物,例如

6、硝?酸銀和乳酸銀,也是優(yōu)良的水消毒劑。然而由于低?價銀殺菌效果相對較差,加上Ag+在水體中不夠穩(wěn)?定,因此水處理領域直接應用低價銀作為殺菌劑的?相對較少。目前直接應用型銀殺菌劑主要是高價銀的化合?物,這是因為高價銀殺菌能力更強,而且在水中能夠?比較穩(wěn)定地存在。Antelman發(fā)現(xiàn),正2價銀的磷?酸鹽和氟硼酸鹽是極好的殺菌劑。正3價銀化合物?中的高碘酸鹽、雙胍鹽也是極好的殺菌劑[3]。2·2　復合型含銀殺菌劑復合型含銀殺菌劑是指銀與其他殺菌劑復合而?成的含銀殺菌制品,它比單獨使用銀或者另一殺菌?劑具有更好的殺菌效果。Lin等人發(fā)現(xiàn),銀離子、?銅離子復合殺菌劑對軍團菌的殺滅效果要好于單

7、獨?使用銀離子或者銅離子。沙夫羅克等同樣發(fā)現(xiàn),?H2O2和Ag+復合消毒劑在殺滅河水中的細菌時協(xié)?同殺菌效應明顯。使用復合型含銀殺菌劑可以相對?減少水處理中銀的用量,增加水中銀的穩(wěn)定性,提高?處理效率,降低處理成本。2·3　載銀型銀系殺菌劑載銀型銀系殺菌劑是指銀離子或其他含銀化合?物與一定的非殺菌性載體形成的復合體殺菌劑,載?體主要有沸石、硅膠、磷酸鹽、可溶性玻璃、活性炭?等。銀成分的引入方法有離子交換法、熔融法和?吸附法等。當銀成分與載體結合制成載銀型銀?系殺菌劑后