CN101172721A - 一种反渗透水处理***的阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种综合性能较高的阻垢剂，所述阻垢剂包含25～55％(重量百分比)的有机膦酸。所述有机膦酸选自羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基二膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸等中的三种或三种以上。所述有机膦酸为下列组合：羟基亚乙基二膦酸，重量百分比为10～25％；二乙烯三胺五亚甲基膦酸，重量百分比为10～30％；多氨基多醚基亚甲基膦酸，重量百分比为5～20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工领域的水处理化学品，具体的涉及一种反渗透膜阻垢剂。
背景技术
反渗透膜阻垢剂是用于反渗透水处理***，防止污垢沉积在反渗透膜上影响***水处理工作的一类药剂。
反渗透在水处理领域已经有多年应用经验。反渗透出色的脱盐性能和去除各种中小有机物的能力使得它成为水处理及废水回用的有力手段。但是反渗透装置在运行过程中，由于其浓水侧极易受到沉积物的污染，如CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、BaSO4、SrSO4、金属氧化物、硅垢生物粘泥等，大量污垢的沉积将会导致反渗透膜寿命降低，从而需要进行更新，才能保证正常的水处理要求。反渗透膜组件是反渗透***最贵重的元件，使用适当，膜元件可以使用数年才更换一次，如果膜表面结垢或粘附有沉积物，将会造成大量的能耗和频繁的清洗，甚至更换新的膜组件，这将直接导致水处理综合成本的升高。因此，进水加专用阻垢剂是保障反渗透***稳定运行的重要前提条件。
最初用于反渗透过程的阻垢剂是三聚磷酸钠或六偏磷酸钠，由于易水解为磷酸盐，磷含量高，对环境造成富营养化，现在大多已不采用。20世纪60年代开发研制了有机膦酸盐类阻垢剂，70年代有了很大发展。它主要是通过减缓晶体生长和晶格畸变这两种作用进行阻垢的，这两种作用的同时存在，使得这类药剂也具有阈值效应。这类阻垢剂相对于聚磷酸盐来说磷浓度低，水解度小。
中国专利说明书200610007217.0(2006年7月26日公布)描述了一种阻垢剂，系采用多氨基多醚基亚甲基磷酸、磺酸基的磷酸基羧酸共聚物、2-磷酸基丁烷1、2、4三羧酸、聚马来酸酐和一种杀菌剂复配的阻垢剂。
以往的反渗透阻垢剂延用了在循环水方面的应用经验，采用无机聚磷酸盐，有机磷酸或有机磷羧酸，有机磷酸酯，聚马来酸，聚丙烯酸或其盐类。由于膜法水处理过程与循环水有所区别，因此，反渗透过程需使用专用阻垢剂。
目前反渗透阻垢剂普遍对铁铝离子的分散阻垢能力低，虽然目前也有专门的应对高铁铝离子水质的反渗透阻垢剂，但投加量大，不经济。因此本领域迫切需要开发综合性能较高，价格便宜的反渗透阻垢剂，以延长膜的清洗周期，降低操作成本，延长膜的使用寿命。
本发明即是根据膜法水处理过程的应用特点，开发出的应用于超滤、纳滤以及反渗透过程的阻垢剂配方。经过在反渗透***的反复试验，效果良好，与反渗透膜材料完全兼容。不仅对主要无机盐成垢离子具有高的阻垢性能，而且对铁铝离子具有高的容忍度。成为一种综合性能优良的反渗透阻垢剂。
发明内容
本发明的目的就是开发一种综合性能较高的阻垢剂。
本发明阻垢剂可以有效控制反渗透水处理过程中碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙等沉积污染膜表面，并对二氧化硅具有很好的分散作用，对铁铝离子有很高的容忍度。克服了以往阻垢剂对碳酸钙和硫酸钙等阻垢效果好，对铁离子容忍度低；而如果对铁铝离子容忍度高，则对碳酸钙和硫酸钙等阻垢性能偏低的缺点，因此，本发明的阻垢剂为一种综合性能较高的阻垢剂。可延长膜的清洗周期，降低操作成本，延长膜的使用寿命。可用于反渗透、纳滤和超滤等膜法水处理***中。
本发明提供一种阻垢剂，其特征在于它的组成为有机膦酸25～55％(重量百分比)，其余为水。
优选的，上述有机膦酸选自羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基二膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸等中的三种或三种以上。
较佳的，本发明所述有机膦酸为下列组合：
羟基亚乙基二膦酸，重量百分比为10～25％；
二乙烯三胺五亚甲基膦酸，重量百分比为10～30％；
多氨基多醚基亚甲基膦酸，重量百分比为5～20％。
在一实施例中，羟基亚乙基二膦酸的比例为12％(重量百分比)。
在另一实施例中，二乙烯三胺五亚甲基膦酸的比例为23％(重量百分比)。
在另一实施例中，多氨基多醚基亚甲基膦酸的比例为10％(重量百分比)。
最佳的，本发明阻垢剂中羟基亚乙基二膦酸的比例为12％(重量百分比)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸的比例为23％(重量百分比)；多氨基多醚基亚甲基膦酸的比例为10％(重量百分比)，其余为水。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件实施，或按照制造厂商所建议的条件。本发明的有机膦酸为市售的。
实施例一组合物1
羟基亚乙基二膦酸10％(重量百分比：Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸25％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸5％(Wt)。其它为去离子水。
制备方法为将上述原料和去离子水混合，搅拌均匀，静止30分钟，过滤灌装即可。
实施例二组合物2
羟基亚乙基二膦酸15％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸25％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸5％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例三组合物3
羟基亚乙基二膦酸20％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸25％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸15％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例四组合物4
羟基亚乙基二膦酸10％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸30％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸10％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例五组合物5
羟基亚乙基二膦酸15％(重量百分比：Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸20％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸15％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例六组合物6
羟基亚乙基二膦酸15％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸10％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸5％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例七组合物7
羟基亚乙基二膦酸20％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸15％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸15％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例八组合物8
羟基亚乙基二膦酸25％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸10％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸10％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例九组合物9
羟基亚乙基二膦酸15％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸15％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸10％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例十组合物10
羟基亚乙基二膦酸12％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸18％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸12％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例十一组合物11
羟基亚乙基二膦酸12％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸23％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸10％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例十二组合物12
羟基亚乙基二膦酸10％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸30％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸5％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例十三组合物13
羟基亚乙基二膦酸15％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸30％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸5％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例十四组合物14
羟基亚乙基二膦酸12％(Wt)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸30％(Wt)；多氨基多醚基亚甲基膦酸8％(Wt)；其它为去离子水。
制备方法同实施例一。
实施例十五组合物的评测
组合物的评测采用静态法碳酸钙沉淀法(GB16632-1996)，与羟基亚乙基二膦酸进行对比。条件是钙离子浓度240mg/L；碳酸氢根离子浓度为732mg/L。500ml玻璃瓶中带冷凝回流管，80℃恒温10小时。用EDTA溶液滴定，测定恒温后的溶液中的钙离子浓度，计算出阻垢率，阻垢率计算公式为：
阻垢率＝(X1-X0)/(240-X0)×100％
其中：X1——加入阻垢剂恒温后溶液中钙离子浓度，mg/L；
X0——未加入阻垢剂的空白溶液恒温后的钙离子浓度，mg/L；
240——试验前配制好的溶液中的钙离子浓度，mg/L。
测定结果见表1：
HEDP——江苏常州江海化工有限公司生产产品
表1阻垢剂阻碳酸钙(对比HEDP)
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种阻垢剂，其特征在于所述阻垢剂含有25～55％(重量百分比)的有机膦酸和水。
2.权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于，所述有机膦酸选自羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基二膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸等中的三种或三种以上。
3.权利要求2所述的阻垢剂，其特征在于，所述有机膦酸的组合为：
羟基亚乙基二膦酸，重量百分比为10～25％；
二乙烯三胺五亚甲基膦酸，重量百分比为10～30％；
多氨基多醚基亚甲基膦酸，重量百分比为5～20％。
4.权利要求3所述的阻垢剂，其特征在于，羟基亚乙基二膦酸的重量百分比为12％。
5.权利要求3或4所述的阻垢剂，其特征在于，二乙烯三胺五亚甲基膦酸的重量百分比为23％。
6.权利要求3或4所述的阻垢剂，其特征在于，多氨基多醚基亚甲基膦酸的重量百分比为10％。
7.权利要求5所述的阻垢剂，其特征在于，多氨基多醚基亚甲基膦酸的重量百分比为10％。
8.权利要求6所述的阻垢剂，其特征在于，二乙烯三胺五亚甲基膦酸的重量百分比为23％。
9.权利要求3所述的阻垢剂，其特征在于，羟基亚乙基二膦酸的重量百分比为12％；二乙烯三胺五亚甲基膦酸的重量百分比为23％；多氨基多醚基亚甲基膦酸的重量百分比为10％。
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