CN116692970A - 一种黏泥剥离剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种黏泥剥离剂及其制备方法和应用，按重量百分比包括以下组分：松香胺聚氧乙烯醚7‑21％、氯化十四烷基二甲基苄基铵6‑18％，有机硅消泡剂2‑6％、羟基乙叉二磷酸1‑3％，余量为水。本发明提供的剥离剂与当前大量采用的氧化性杀菌剂或单独使用1227相比，具有良好的剥离效果，对大多数污水污物都能有效，去除率在85％以上。本产品化学稳定性好，耐热，耐光，耐强酸和强碱，具有良好的渗透性、乳化功能、抗静电、杀菌除藻类以及缓蚀性能，而且容易在自然条件下降解；有效加药量少，一般投加仅200‑300ppm，即可起到明显效果；对水质变化反应不敏锐，***运行安全系数高。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种黏泥剥离剂及其制备方法和应用。
背景技术
敞开式循环水***中，由于特殊的温度和营养环境，菌藻的滋生，微生物的繁殖和积累会形成黏泥。黏泥又称为软泥或污泥，随着循环水的流动，将悬浮在水中的无机垢，腐蚀产物，灰砂淤泥等粘结在一起，形成黏泥沉积物，附着在管壁上，塔壁上，影响换热，同时造成管道流量减少，加速结垢。
黏泥不及时清除会产生以下问题：
1)附着管道的黏泥会形成氧的浓差电池，加速金属管道腐蚀；
2)破坏冷却塔中木材；
3)增加杀菌剂的消耗。
当前这方面的水处理操作步骤，一般投加大量的含氯的氧化性杀菌剂或者有机溴，对真菌或藻类进行暴力灭杀，造成真菌分泌物或者藻类体积缩小，黏泥被剥离。
这种处理存在以下问题：
1)大剂量投加含氯的杀菌剂，由于其强氧化性，会加速金属管道腐蚀，另外排污后会杀死污水处理厂的硝化细菌等；
2)有机溴类处理，费用过高，客户在运行费用上一般不能接受。
因此，有必要提供一种改进的低成本安全高效黏泥剥离剂，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黏泥剥离剂及其制备方法和应用，以松香胺聚氧乙烯醚和氯化十四烷基二甲基苄基铵为主要成分，并对配方进行优化，制得一种低成本、少量高效的黏泥剥离剂，剥离效率和去除率高，对水质变化反应不敏锐，***运行安全系数高。
为实现上述目的，本发明提供一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括以下组分：松香胺聚氧乙烯醚7-21％、氯化十四烷基二甲基苄基铵6-18％，有机硅消泡剂2-6％、羟基乙叉二磷酸1-3％，余量为水。
本发明研究发现，采用上述配方得到的剥离剂具有较优的黏泥剥离效果，能够较快速的将黏泥从管道壁剥离下来，相比现有技术能够缩短约一半的时间。而且将其预先加水配制，既能节约有效成分用量，又能在投加后快速均匀分散于水体中，从而促进协同剥离效果的产生。
进一步的，黏泥剥离剂按重量百分比包括以下组分：松香胺聚氧乙烯醚7.5-10％、氯化十四烷基二甲基苄基铵6-8％，有机硅消泡剂2-4％、羟基乙叉二磷酸2.5％，余量为水。现场实施发现，消泡剂及分散剂的使用都有可调节的富裕值，如果***黏泥含量少，可减少消泡剂比例，同时消泡剂的使用也是生产过程中抑制泡沫产生的必要助剂。
作为本发明的一种优选实施方式，黏泥剥离剂按重量百分比包括以下组分：松香胺聚氧乙烯醚7.5％、氯化十四烷基二甲基苄基铵6％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸1.25-2.5％，余量为水。当投加量为200-300ppm时，有效成分的实际投加量仅在50ppm以下，因此可显著降低成本。
进一步的，所述松香胺聚氧乙烯醚和所述氯化十四烷基二甲基苄基铵的质量比为(1-2)：1，优选为(1-1.5)：1，更优选为1.25:1。本发明研究发现在松香胺聚氧乙烯醚和所述氯化十四烷基二甲基苄基铵的质量比对剥离效果具有一定影响，在本发明限定的质量比内，剥离效果更优。
进一步的，所述黏泥剥离剂的固含量为16-40％。
为实现上述目的，本发明还提供一种以上任一项所述的黏泥剥离剂的制备方法，包括：在反应容器中加入羟基乙叉二磷酸和水，然后投加松香胺聚氧乙烯醚、氯化十四烷基二甲基苄基铵和有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到所述黏泥剥离剂。如果泡沫大可适度增加有机硅消泡剂的用量，但不宜超过6％。
进一步的，所述搅拌是在45-55℃下搅拌0.5-1小时。
进一步的，所述松香胺聚氧乙烯醚采用固含量为90-100％的原料液；所述氯化十四烷基二甲基苄基铵采用质量浓度为40-50％的原料液；所述有机硅消泡剂采用固含量为55-65％的原料液；所述羟基乙叉二磷酸采用固含量为45-55％的原料液。
为实现上述目的，本发明还提供一种以上任一项所述的黏泥剥离剂在循环水及污水处理中的应用。涉及处理掉输水管道中的黏泥或者新设备防锈油的剥离，价格低廉又有效果，看得见污物被剥离下来的剥离剂。
进一步的，所述黏泥剥离剂在水中的投加量小于300ppm。
进一步的，所述黏泥剥离剂在水中的投加量为200-300ppm。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的黏泥剥离剂，以松香胺聚氧乙烯醚和氯化十四烷基二甲基苄基铵为主要成分，并对配方进行优化，制得一种低成本、少量高效的黏泥剥离剂，剥离效率和去除率高，更受客户青睐。具体如下：
1、通用型：对大多数水质都有效，去除率大于85％以上。与当前大量采用的有机氯或有机溴型相比，本产品没有涉及到任何强氧化性物料；
2、环保型：配方中的物料容易在自然条件下降解；
3、经济型：有效加药量少，一般投加仅200-300ppm，效果明显，剥离后的污物随着药剂能絮凝成块沉淀底部，从而减少置换量，是传统排污量的1/3；
4、安全型：施工中对工人几乎没有任何人身损害，对水质变化反应不敏锐，***运行安全系数高；
4、时效性：传统的剥离为“杀生剥离-分散-再杀生-排污”，总时间大概需要3-5天，有时甚至是7天，而本产品一般最多是2-3天即可；
6、稳定性：本产品化学稳定性好，耐热，耐光，耐强酸和强碱，具有良好的渗透性、乳化功能、抗静电、杀菌除藻类以及缓蚀性能，而且容易在自然条件下降解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明生物过滤网法黏泥量测试装置结构示意图；
图2为实施例1黏泥量随时间变化曲线；
图3为实施例2黏泥量随时间变化曲线；
图4为浊度测试装置结构示意图。
图中：1-小水泵；2-流量计；3-生物过滤网；4-水箱；5-量筒；6-玻璃缸；7-搅拌器；8-电源；9-控温仪；10-加热管；11-黏泥挂片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
所述松香胺聚氧乙烯醚采用固含量为90％的原料液；所述氯化十四烷基二甲基苄基铵采用质量浓度为44％的原料液；所述有机硅消泡剂采用固含量为60％的原料液；所述羟基乙叉二磷酸采用固含量为50％的原料液。上述原料均可市购。
实施例1
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚7.5％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)6％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)2.5％，余量为水。
制备方法为：在反应容器中加入羟基乙叉二磷酸(HEDP)和水，然后投加松香胺聚氧乙烯醚、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)和有机硅消泡剂，在45℃温度下搅拌0.5小时，得到透明琥珀色液体。
黏泥量测试(采用图1所示装置测试)：采用网孔67μm(163目)的筛绢制成的漏斗，水量1m3的循环冷却水，用小泵经转子流量计以一定的流速(通常是1m/s)通过生物过滤网。生物过滤网需浸入水箱中，以免水流冲击。水中的黏泥物质被截留在生物过滤网漏斗内，然后将这些被截留的物质转入100mL的量筒中，静置30分钟，读出沉降在量筒底部黏泥状捕集的容积(mL)，黏泥量由下式计算出(mL/m3):
黏泥量＝沉降捕集物容量(mL)/生物过滤网的通水量(m3)
HG/T20690-2000《化工企业循环冷却水处理设计技术》，将指标规定为＜4mL/m3。
客户1：河南硅烷科技股份发展有限公司2期循环冷却水清洗剥离项目。
具体黏泥量和时间变化如下图2所示，可以看出，黏泥量48小时基本达到峰值19.6mL/m3。
实施例2
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚15％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)12％，有机硅消泡剂6％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)5％，余量为水。
制备方法为：在反应容器中加入羟基乙叉二磷酸(HEDP)和/或水，然后投加松香胺聚氧乙烯醚、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)和有机硅消泡剂6％，在45℃温度下搅拌0.5小时，得到透明琥珀色液体。
客户2：攀钢集团钢钒钛厂二次冷却水***
具体黏泥量和时间变化如下图3所示，可以看出，黏泥量36小时基本达到峰值8.6mL/m3。
综上所述，增加了原料浓度，用来剥离稍微干净的***，缩短了达到峰值的时间，但成本增加了很多。
对比例1
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚0％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)6％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)2.5％，余量为水。制备方法与实施例1相同。
对比例2
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚7.5％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)0％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)2.5％，余量为水。制备方法与实施例1相同。
对比例3
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚7.5％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)6％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)0％，余量为水。制备方法与实施例1相同。
对比例4
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚0％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)12％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)0％，余量为水。制备方法与实施例1相同。
对比例5
一种黏泥剥离剂，按重量百分比包括：松香胺聚氧乙烯醚15％、氯化十四烷基二甲基苄基铵(1427)0％，有机硅消泡剂2％、羟基乙叉二磷酸(HEDP)0％，余量为水。制备方法与实施例1相同。
针对同一种附着黏泥定量，然后投加不同配比的剥离剂，在相同时间，相同温度，同等流速条件下，测试***水质浊度，间接来判断各实施例和对比例的剥离剂溶解污垢和分散污垢的能力。
采用如图4所示的装置：包括玻璃缸6、电源8、控温仪9，电源8与控温仪9连接，电源8与控温仪9均设置在玻璃缸6之外，控温仪9，还连接有黏泥挂片11，黏泥挂片11伸入到玻璃缸6中。电源8连接有加热管10，加热管10伸入玻璃缸6中而且在玻璃缸底铺设，以提供均匀的加热。电源8还连接有搅拌器7，搅拌器7伸入到玻璃缸6中。
2023.3.15，利用河南硅烷科技股份公司2期循环水***，从黏泥处割裂部分填料层(PVC材质)，密封带回北京实验室，准确称量黏泥附着物，放置到定量的(5升)去离子水中(上述装置的玻璃缸6)，加入剥离剂。搅拌(42r/m)、升温32℃，并保持水温在30±2℃，分别在0.5、1小时后测试浊度值。
表1实施例1-2及对比例1-5的成分表
表2实施例1-2及对比例1-5的浊度测试结果
从表2可以看出，对比例4传统的剥离剂相比，实施例1和2的效果明显；同时也看到浓度增加后，效果并没有成倍增加，因此为了控制成本，本发明仅采用实施例1的低浓度即可实现较优的剥离效果。
从对比例1可以看出，未添加松香胺聚氧乙烯醚时，浊度显著降低，说明剥离效果变差。对比例4中未添加松香胺聚氧乙烯醚，但1427的用量加倍，效果虽有提高，但仍低于实施例1。因此本发明通过适量松香胺聚氧乙烯醚的加入，能够协同提高剥离效果。
对比例5松香胺聚氧乙烯醚加倍的效果也不如实施例1，而且成本显著提高。由此可见，松香胺聚氧乙烯醚和氯化十四烷基二甲基苄基铵具有协同增效作用，既能提高剥离效果，又能降低成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种黏泥剥离剂，其特征在于，按重量百分比包括以下组分：松香胺聚氧乙烯醚7-21％、氯化十四烷基二甲基苄基铵6-18％，有机硅消泡剂2-6％、羟基乙叉二磷酸1-3％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的黏泥剥离剂，其特征在于，按重量百分比包括以下组分：松香胺聚氧乙烯醚7.5-10％、氯化十四烷基二甲基苄基铵6-8％，有机硅消泡剂2-4％、羟基乙叉二磷酸1.25-2.5％，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的黏泥剥离剂，其特征在于，所述松香胺聚氧乙烯醚和所述氯化十四烷基二甲基苄基铵的质量比为(1-2)：1，优选为(1-1.5)：1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的黏泥剥离剂，其特征在于，所述黏泥剥离剂的固含量为16-40％。
5.一种权利要求1-4中任一项所述的黏泥剥离剂的制备方法，其特征在于，包括：在反应容器中加入羟基乙叉二磷酸和水，然后投加松香胺聚氧乙烯醚、氯化十四烷基二甲基苄基铵和有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到所述黏泥剥离剂。
6.根据权利要求5所述的黏泥剥离剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌是在45-55℃下搅拌0.5-1小时。
7.根据权利要求5或6所述的黏泥剥离剂的制备方法，其特征在于，所述松香胺聚氧乙烯醚采用固含量为90-100％的原料液；所述氯化十四烷基二甲基苄基铵采用质量浓度为40-50％的原料液；所述有机硅消泡剂采用固含量为55-65％的原料液；所述羟基乙叉二磷酸采用固含量为45-55％的原料液。
8.一种权利要求1-4中任一项所述的黏泥剥离剂在循环水及污水处理中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述黏泥剥离剂在水中的投加量小于300ppm。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述黏泥剥离剂在水中的投加量为200-300ppm。
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