CN100582030C - 一种反渗透阻垢剂的制备方法 - Google Patents

一种反渗透阻垢剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种反渗透阻垢剂的制备方法，其步骤为：(1)在容器中加入三聚氰胺1份、质量比浓度为30-40%的水解马来酸酐1-3份、氯化铵1-3份、甲醛1-3份，搅拌溶解后，80±5℃下反应0.5-2小时；(2)再加入尿素1-3份、氯化铵1-3份、甲醛1-3份，90±5℃下反应2-4小时；(3)再加入质量比浓度为15-30%的聚丙烯酸1-3份、质量比浓度为0.5-2%的阳离子聚丙烯酰胺1-3份，70±5℃下反应0.5-1小时；(4)冷却至室温，成品；上述原料的份数为质量份。本发明方法制备的反渗透阻垢剂为多元高分子共聚合物，它特别适用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质，其阻垢效能高(阻垢率在95%以上)且不与残留凝聚剂或富铝富铁的硅化合物发生凝聚形成不溶聚合物。

Description

一种反渗透阻垢剂的制备方法
技术领域
本发明涉及工业给水处理和深度水处理技术领域，具体涉及反渗透阻垢剂，特别是反渗透阻垢剂的制备方法。
背景技术
随着我国城市化的不断扩大，工业程度不断深化。采用地下水做工业水又有一定的限制，故现代火力发电厂锅炉用水大部分要考虑用地表水进行处理使用。为了保证锅炉用水的质量，现代火力发电厂等企业广泛采用反渗透技术，建立水处理系统。
反渗透设备长期运行，会出现大量污垢沉淀，造成污堵现象。污堵的出现，直接造成大量的能源消耗和频繁的清洗，反渗透效果下降，严重的在短时间内就要更换最贵重的膜元件，最终使水处理综合成本升高，因此对反渗透污堵的起因的研究也日渐深入。反渗透膜元件的污染可分为颗粒污染、微生物污染、无机盐化学污染和胶体污染，对于颗粒污染，可采用合适的絮凝剂和过滤系统解决。对于生物污染，可以采用合适的杀菌剂、杀菌灯或其他系统解决。对于无机垢和胶体结垢，则采用投加高效阻垢剂的方法来解决。无机垢的形成是由于在膜表面溶解的无机盐的浓度增加所造成的。如果溶解盐的离子积大于其溶度积时就会产生沉淀，导致膜表面结垢，沉积盐的典型例子如碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁和氟化钙。而形成胶体垢的主要原因是铁、铝和硅。
目前市场上反渗透阻垢剂品种较多，产品性能差异较大，但大都存在阻垢率较低的问题，现有的反渗透阻垢剂的阻垢率一般在60-80％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种反渗透阻垢剂的制备方法，该方法制备的反渗透阻垢剂的阻垢率高。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种反渗透阻垢剂的制备方法，其步骤为：
(1)在容器中加入三聚氰胺1份、质量比浓度为30-40％的水解马来酸酐1-3份、氯化铵1-3份、甲醛1-3份，搅拌溶解后，80±5℃下反应0.5-2小时；
(2)再加入尿素1-3份、氯化铵1-3份、甲醛1-3份，90±5℃下反应2-4小时；
(3)再加入质量比浓度为15-30％的聚丙烯酸1-3份、质量比浓度为0.5-2％的阳离子聚丙烯酰胺1-3份，70±5℃下反应0.5-1小时；
(4)冷却至室温，成品；
上述原料的份数为质量份。
一种反渗透阻垢剂的制备方法，其步骤为：
(1)在容器中加入三聚氰胺1份、质量比浓度为30-40％的水解马来酸酐2份、氯化铵2份、甲醛2份，搅拌溶解后，80±5℃下反应1小时；
(2)再加入尿素1份、氯化铵1份、甲醛1-1.3份，90±5℃下反应3小时；
(3)再加入质量比浓度为15-30％的聚丙烯酸1份、质量比浓度为0.5-2％的阳离子聚丙烯酰胺1-1.2份，70±5℃下反应0.5小时；
(4)冷却至室温，成品；
上述原料的份数为质量份。
本发明方法制备的反渗透阻垢剂为多元高分子共聚合物，它特别适用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质，其阻垢效能高(阻垢率在95％以上)且不与残留凝聚剂或富铝富铁的硅化合物发生凝聚形成不溶聚合物。
本发明方法制备的反渗透阻垢剂在水处理系统中使用，可以降低反渗透(RO)、纳滤(NF)或超滤(UF)系统的设备投资和运行费用，在处理金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质时，可以代替离子交换预处理系统。
具体实施方式
本发明方法实施例1，其步骤为：
(1)在容积为2000L容器中加入三聚氰胺50kg、40％的水解马来酸酐150kg、氯化铵150kg、甲醛150kg，搅拌溶解后，80±5℃下反应0.5小时；
(2)再加入尿素150kg、氯化铵150kg、甲醛150kg，90±5℃下反应2小时；
(3)再加入30％的聚丙烯酸150kg、2％的阳离子聚丙烯酰胺150kg，70±5℃下反应0.5小时；
(4)冷却至室温，即可制得多元高分子聚合反渗透阻垢剂。
本发明方法实施例2，其步骤为：
(1)在容积为2000L的、具有搅拌机的恒温反应釜里中加入三聚氰胺50kg、30％的水解马来酸酐100kg、氯化铵100kg、甲醛100kg，搅拌溶解后，80±5℃下反应1小时；
(2)再加入尿素50kg、氯化铵50kg、甲醛65kg，90±5℃下反应3小时；
(3)再加入15％的聚丙烯酸50kg、0.5％的阳离子聚丙烯酰胺60kg，70±5℃下反应0.5小时；
(4)冷却至室温，即可制得多元高分子聚合反渗透阻垢剂。
本发明方法实施例3，其步骤为：
(1)在容积为2000L容器中加入三聚氰胺50kg、40％的水解马来酸酐50kg、氯化铵50kg、甲醛50kg，搅拌溶解后，80±5℃下反应2小时；
(2)再加入尿素50kg、氯化铵50kg、甲醛50kg，90±5℃下反应4小时；
(3)再加入30％的聚丙烯酸50kg、2％的阳离子聚丙烯酰胺50kg，70±5℃下反应1小时；
(4)冷却至室温，即可制得多元高分子聚合反渗透阻垢剂。
试验及结果
1、试验样品来源：
试验样品：本发明方法实施例1、2、3制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂，RO MDC150，HYPERSPERSE MDC200。
2、阻CaCO3试验：
2.1实验用水：配水：Ca2+240mg/L；HCO3 -732mg/L。
2.2试验条件：
水温：50℃
时间：20小时
药剂用量：5mg/L
2.3实验方法：
见GB16632-1996
2.4实验结果：见表1
表1：CaCO3阻垢率
 药剂   阻垢率％
 实施例1制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   98
 实施例2制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   100
 实施例3制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   100
 HYPERSPERSE MDC200   60.5
 HYPERSPERSE MDC150   80.7
3.阻CaSO4试验：
3.1实验用水：配水：Ca2+6800mg/L；SO4 2-7100mg/L。
3.2试验条件
水温：50℃
时间：20小时
药剂用量：5mg/L
3.3实验结果：见表2
表2：CaSO4阻垢率
 药剂   阻垢率％
 实施例1制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   95.5
 实施例2制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   98
 实施例3制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   96.70
 RO MDC150   56.18
 HYPERSPERSE MDC200   70.86
4.分散氧化铁性能实验：
4.1试验方法
配制Ca2+150mg/L(以CaCO3计)5mg/L阻垢剂及10mg/LFe2+水溶液500mL，置于1000mL烧杯中，边搅拌边用0.5g/L四硼酸钠调节PH值。当PH值达到8.77并稳定后，强烈搅拌15分钟，然后在50℃水浴中静置5小时，取上层清液，用分光光度计(420nm)测透光率。
4.2实验结果：见表3
表3：Fe2O3分散性
 药剂   透光率％
 实施例1制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   84.8
 实施例2制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   85
 实施例3制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂   84.8
透光率越小，表明药剂分散性能越好。由表可见，几种产品分散氧化铁性能相当。
5.与絮凝剂兼容性试验：
多元高分子聚合反渗透阻垢剂与絮凝剂聚合氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺使用证明，多元高分子聚合反渗透阻垢剂与絮凝剂全兼容。因此，在选择阻垢剂时，首先要考察药剂与絮凝剂是否兼容，如果不兼容，就易引起反渗透膜的阻塞，而且无法清洗，使设备很快报废。
试验结果显示本发明实施例2为最佳实施方案。
本发明方法制备的多元高分子聚合反渗透阻垢剂的使用量，可按以下方法确定：
根据水质全分析报告及反渗透系统情况进行计算确定，可控制以下类型的结垢：碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氢氧化铁、氢氧化铝及硅。
可以按照以下公式计算加药箱中应加入浓缩液的体积：
式中，U-应加入浓缩液的体积，升(L)
Q-反渗透给水流量，吨/小时(T/h)
a-加药剂量，克/吨(ppm，g/T)，10-15mg/L
V-加药箱有效容积，升(L)
ρ-阻垢剂浓缩液密度，公斤/升(kg/L)
X-加药计量泵实际工作出力，升/小时(L/h)
1000-单位换算系数，克/公斤(g/kg)
F-浓缩倍数，取为8。

Claims (2)

1、一种反渗透阻垢剂的制备方法，其步骤为：
(1)在容器中加入三聚氰胺1份、质量比浓度为30-40％的水解马来酸酐1-3份、氯化铵1-3份和甲醛1-3份，搅拌溶解后，80±5℃下反应0.5-2小时；
(2)再加入尿素1-3份、氯化铵1-3份和甲醛1-3份，90±5℃下反应2-4小时；
(3)再加入质量比浓度为15-30％的聚丙烯酸1-3份和质量比浓度为0.5-2％的阳离子聚丙烯酰胺1-3份，70±5℃下反应0.5-1小时；
(4)冷却至室温，成品；
上述原料的份数为质量份。
2、一种反渗透阻垢剂的制备方法，其步骤为：
(1)在容器中加入三聚氰胺1份、质量比浓度为30-40％的水解马来酸酐2份、氯化铵2份和甲醛2份，搅拌溶解后，80±5℃下反应1小时；
(2)再加入尿素1份、氯化铵1份和甲醛1-1.3份，90±5℃下反应3小时；
(3)再加入质量比浓度为15-30％的聚丙烯酸1份和质量比浓度为0.5-2％的阳离子聚丙烯酰胺1-1.2份，70±5℃下反应0.5小时；
(4)冷却至室温，成品；
上述原料的份数为质量份。
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