CN104920386A

CN104920386A - 一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂

Info

Publication number: CN104920386A
Application number: CN201510395804.0A
Authority: CN
Inventors: 杨飞; 龙海丽; 吴才祝; 肖志强
Original assignee: Anhui Lantian Energy Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Lantian Energy Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明提供一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，属于水处理技术领域，其配料重量百分比组成为：复合季铵盐15-30%、异噻唑啉酮3-4%、渗透剂T6-8%、聚马来酸酐15-30%、锌盐5-10%、氮唑3-5%、复合有机胺3-5%和余量的水。本发明同时具有杀菌灭藻、阻垢、缓蚀功能，且本发明的各组分具有很好的相溶性、协同性和互补性，可替代现有的单一功能杀菌灭藻剂；且本发明的配方和制备方法均绿色化，采用的复配原料中不含磷，不会造成水体富营养化，排水不会对环境造成污染，制备方法也简单可行，为清洁工艺，无工业三废排放。

Description

一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂

技术领域

本发明涉及一种非氧化型杀菌灭藻剂，特别是一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，属于水处理技术领域。

背景技术

水处理剂是工业用水，生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂，通过使用这些化学药剂，可使水达到一定的质量要求。水在与空气的接触过程中，会将空气中所带的灰尘、微生物、污染气体(如SO₂、H₂S、NH₃等)或昆虫带入水***，引起水质污染，造成腐蚀或污垢沉积等问题，其中微生物带来的危害特别严重。微生物腐蚀的一个重要特点是腐蚀速度集中于局部部位，主要是由于微生物繁殖将产生的酸性环境，如硫酸盐还原菌产生硫化氢气体，硫细菌、铁细菌和线状菌产生的酸性环境，造成局部腐蚀，最后将导致严重的点蚀直至穿孔，其危害特别严重。

目前，常用的水处理杀菌灭澡剂主要有两大类，即氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂。其中非氧化型杀菌剂在国内使用最多，技术较成熟的非氧化型杀菌灭藻剂为季铵盐类和异噻唑啉酮类，均具有广谱、高效、低毒等特点。

循环冷却水***由于空气污染、水温升高、水流速度变化、浓缩倍数提高、工艺介质泄漏和工况环境等因素的影响，给***带来的危害突出地表现在金属设备及管道腐蚀，沉积物的析出和附着，微生物滋生和粘泥形成上，这些问题会相互作用，形成恶性循环，危害甚大。现有水处理杀菌灭藻剂基本可以起到杀菌、灭藻、剥离作用，但功能比较单一，通常需要与缓蚀剂、阻垢剂配合使用。药剂之间共同使用时，可能会产生拮抗作用，使药效降低，这样就必须得考虑相溶、配伍性等问题，还需要做大量的工作筛选与之合适的缓蚀剂、阻垢剂。

基于上述问题，有必要开发一种同时具有杀菌灭藻、阻垢、缓蚀作用的多功能杀菌灭藻剂，对于这类药剂还要求高效、绿色化、成本低、生产及运输安全、投药方便。这类多功能水处理剂无疑会给国内市场添加新的活力，其市场需求将极具发展前途。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时具有杀菌灭藻、阻垢、缓蚀作用的多功能非氧化型杀菌灭藻剂，并且具有高效、绿色化、制备方法简单等特点。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

进一步地优选，所述的复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，所述混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为60～90％。

进一步地优选，所述的异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，所述混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为10～40％。

进一步地优选，所述的聚马来酸酐的平均分子量大于5500。

进一步地优选，所述的氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，所述混合物中苯并三氮唑的质量分数为50～60％。

进一步地优选，所述的复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，所述混合物中三乙醇胺的质量分数为40～50％。

进一步地优选，其制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌20～30分钟；

(2)再在反应釜中加入复合季铵盐、渗透剂T和异噻唑啉酮类搅拌40～60分钟；

(3)最后在反应釜中加入复合有机胺搅拌10～20分钟后，加入氮唑搅拌20～30分钟，搅拌均匀后即得产品。

本发明的有益效果是：

(1)本发明同时具有杀菌灭藻、阻垢、缓蚀功能，且本发明的各组分具有很好的相溶性、协同性和互补性，可替代现有的单一功能杀菌灭藻剂。

(2)本发明的配方和制备方法均绿色化。本发明采用的复配原料中不含磷，不会造成水体富营养化，排水不会对环境造成污染；且本发明制备方法简单可行，为清洁工艺，无工业三废排放。

(3)本发明的组分复合季铵盐和异噻唑啉酮为杀菌灭藻作用的主要活性成分，复合季铵盐和异噻唑啉酮复配具有协同增效作用，再添加渗透剂T以提高杀菌剥离能力。本发明投加量少，80-100mg.L^-1冲击投加到循环水***中，可迅速发挥作用，10小时左右效果很明显。

(4)本发明复配上大分子量聚马来酸酐，主要发挥阻垢性能。聚马来酸酐具有高效分散性，它们会吸附到碳酸钙晶体的活性增长点上与Ca²⁺螯合，抑制了晶格向一定的方向成长，使晶格歪曲长不大，羧基(-COOH)数量越多，阻垢效果越好。添加锌盐可与高分子量的聚马来酸酐络合反应，使溶液稳定。

(5)本发明复配上氮唑和复合有机胺，主要发挥缓蚀作用，对铜、铝或铜铝合金材质具有良好的缓蚀作用。苯丙三氮唑与甲基苯丙三氮唑复配，功能相互补充；用氮唑溶于复合有机胺中，质量更稳定，而且复合有机胺也具有缓蚀效果。氮唑在水中能离解成负离子，再与铜离子络合生成一种不溶性稳定络合物，这种络合物吸附在金属表面，形成一层很牢固的表面膜，保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀。

本发明的药剂配方属无磷环保，具有处理效果强、综合成本低等优点。在安徽某集团热电分厂循环冷却水***进行处理，通过一个多月运行情况来看，取得了较好的效果。具体运行参数如下：

(1)菌藻：投加本发明药剂前，该厂循环水浊度25FTU左右，水中异养菌数为6×10⁶个/mL、铁细菌为750个/mL、硫酸盐还原菌为300个/mL，使用本发明药剂10小时后，水中异养菌数为200个/mL，铁细菌和硫酸盐细菌基本为零，一个月以后循环水的浊度达到1.2FTU。

(2)COD：刚开始使用本发明药剂时COD值为280mg/L，使用一个月以后COD值在20-50mg/L之间，实现了循环水可在达标范围内排放。(原来长期溢流COD为150mg/L左右)

(3)总磷：自使用本发明药剂以来，循环水磷含量得到了遏制、并呈下降趋势，使用一个月以后检测循环水磷含量仅为0.3mg/L，远低于原承诺的小于3.5～5.5mg/L。由于不含磷，减少了循环水***中微生物的繁殖，可进一步减少了药剂的用量。

(4)真空度：自使用本发明药剂后，由于***内不产生新垢、老垢不断被剥离，真空度一直维持在-0.09mpa左右的较高水平，老循环塔运行，凝汽器没有发生结垢现象，满足运行要求。

(5)使用一个多月后对冷油器进行清洗，未发现冷油器腐蚀、结垢等现象。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：本发明一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

其中，复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为70％；异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为20％；聚马来酸酐的平均分子量大于5500；氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，混合物中苯并三氮唑的质量分数为50％；复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，混合物中三乙醇胺的质量分数为40％。

本发明制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌20分钟；

(2)再在反应釜中加入复合季铵盐、渗透剂T和异噻唑啉酮类搅拌40分钟；

(3)最后在反应釜中加入复合有机胺搅拌10分钟后，加入氮唑搅拌20分钟，搅拌均匀后即得产品。

实施例2：本发明一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

其中，复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为80％；异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为30％；聚马来酸酐的平均分子量大于5500；氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，混合物中苯并三氮唑的质量分数为50％；复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，混合物中三乙醇胺的质量分数为50％。

本发明制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌25分钟；

(2)再在反应釜中加入复合季铵盐、渗透剂T和异噻唑啉酮类搅拌50分钟；

(3)最后在反应釜中加入复合有机胺搅拌15分钟后，加入氮唑搅拌25分钟，搅拌均匀后即得产品。

实施例3：本发明一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

其中，复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为60％；异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为40％；聚马来酸酐的平均分子量大于5500；氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，混合物中苯并三氮唑的质量分数为60％；复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，混合物中三乙醇胺的质量分数为50％。

本发明制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌30分钟；

(3)最后在反应釜中加入复合有机胺搅拌20分钟后，加入氮唑搅拌30分钟，搅拌均匀后即得产品。

实施例4：本发明一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

其中，复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为90％；异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为30％；聚马来酸酐的平均分子量大于5500；氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，混合物中苯并三氮唑的质量分数为55％；复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，混合物中三乙醇胺的质量分数为45％。

本发明制备方法的步骤为：

实施例5：本发明一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

其中，复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为90％；异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为10％；聚马来酸酐的平均分子量大于5500；氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，混合物中苯并三氮唑的质量分数为60％；复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，混合物中三乙醇胺的质量分数为40％。

本发明制备方法的步骤为：

(3)最后在反应釜中加入复合有机胺搅拌20分钟后，加入氮唑搅拌20分钟，搅拌均匀后即得产品。

实施例6：本发明一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其配料重量百分比组成为：

其中，复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为70％；异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为20％；聚马来酸酐的平均分子量大于5500；氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，混合物中苯并三氮唑的质量分数为55％；复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，混合物中三乙醇胺的质量分数为45％。

本发明制备方法的步骤为：

为了证明本发明的杀菌灭藻、阻垢、缓蚀性能，上述实施例所得的多功能非氧化型杀菌灭藻剂的性能评定方法如下：

杀菌性能测定

采用循环冷却水用杀菌性能评价(DL/T 1116-2009)进行测定：

仪器设备：天平，感量0.1mg，恒温摇床，精度±2℃，医用蒸汽灭菌锅，干热灭菌箱，过滤除菌设备，生物显微镜；

实验条件：摇床温度40℃，转速100r/min～120 r/min，实验时间t为10小时，试验水样为安徽某集团热电分厂循环冷却水。杀灭率按下式计算：

杀灭率Y＝(A₀-A_t/A₀)×100％

A₀——空白实验水样初始的菌总数；

A_t——实验水样在t时检出的菌总数。

杀菌性能测定结果见下表1

表1

由表1可知，，实施例1至6多功能非氧化性杀菌灭藻剂在100mg/L条件下的杀灭率均在97.8以上，其中以实施例3的药剂杀菌效果最好。

阻垢性能测定

采用静态阻垢试验法(GB16632—1996)进行阻垢性能测定：

仪器设备：酸度计pHS-3C型，精度±0.02；电热恒温水浴锅HH·S21-4型，精度1℃；

试验条件：试验温度(80±1)℃，试验周期72h，试验水为安徽某集团热电分厂补充水。试验前后Ca²⁺用EDTA标准溶液标定。阻垢率按下式计算：

阻垢率η＝(X₂-X₁)/(X₀-X₁)×100％

X₁，X₂——未加入药剂和加入药剂的试验用水Ca²⁺质量浓度，mg/L；

X₀——试验前补充水浓缩7倍时Ca²⁺质量浓度理论值，mg/L。

阻垢性能测定结果见下表2：

表2

由表1可知，实施例1至6多功能非氧化性杀菌灭藻剂在100mg/L条件下的静态阻垢率菌在95.7％以上，其中以实施例4的阻垢效果最好。

缓蚀性能测定

采用旋转挂片失重法(HG/T 2159—1991)进行缓蚀性能测定；

仪器设备：旋转挂片腐蚀试验仪RCC-III型；

试验条件：试验温度45℃，旋转速度80r/min，试验时间72h，试验水为安徽某集团热电分厂循环水，试验试片为冷却水化学处理标准腐蚀试片Ⅰ型，腐蚀率按下式计算：

Y₀＝8760×m₀×10/(s×ρ×t)

Y₁＝8760×m×10/(s×ρ×t)

W＝Y₀-Y₁/Y₀×100％

Y₀——空白试验试片的腐蚀率，mm/a；

Y₁——加药剂后试片的腐蚀率，mm/a；

W——缓蚀率，％；

m0——空白试验试片的质量损失，g；

m——加药剂后试片的质量损失，g；

s——试片表面积，cm²；

ρ——试片密度，g/cm³；

t——试验时间，h；

8760——与1年相当的小时数，h/a；

10——与1cm相当的毫米数；mm/cm。

缓蚀性能测定结果见下表3：

表3

由表3可知，实施例1至6多功能非氧化性杀菌灭藻剂在100mg/L条件下的缓蚀性能良好，其中药剂对黄铜试片的缓蚀效果最明显，缓蚀率最高可达到91.2％。

综上，从表1、表2和表3可看出，本发明药剂的杀菌、阻垢、缓蚀性能都比较优异，表明本发明同时具有杀菌灭藻、阻垢、缓蚀功能，各组分具有很好的相溶性、协同性和互补性，可替代现有的单一功能杀菌灭藻剂。

以上描述了本发明的主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，其配料重量百分比组成为：

复合季铵盐 15~30%

异噻唑啉酮 3~4%

渗透剂T 6~8%

聚马来酸酐 15~30%

锌盐 5~10%

氮唑 3~5%

复合有机胺 3~5%

余量的水。

2.根据权利要求1所述的一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，所述的复合季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，所述混合物中十二烷基二甲基苄基氯化铵的质量分数为60~90%。

3.根据权利要求1所述的一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，所述的异噻唑啉酮类为5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，所述混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻啉-3-酮的质量分数为10~40%。

4.根据权利要求1所述的一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，所述的聚马来酸酐的平均分子量大于5500。

5.根据权利要求1所述的一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，所述的氮唑为苯并三氮唑和甲基苯丙三氮唑的混合物，所述混合物中苯并三氮唑的质量分数为50~60%。

6.根据权利要求1所述的一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，所述的复合有机胺为三乙醇胺和二异丙胺的混合物，所述混合物中三乙醇胺的质量分数为40~50%。

7.根据权利要求1所述的一种多功能非氧化型杀菌灭藻剂，其特征在于，其制备方法的步骤为：

（1）将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌20~30分钟；

（2）再在反应釜中加入复合季铵盐、渗透剂T和异噻唑啉酮类搅拌40~60分钟；

（3）最后在反应釜中加入复合有机胺搅拌10~20分钟后，加入氮唑类搅拌20~30分钟，搅拌均匀后即得产品。