CN101746903A - 一种无磷复合水处理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种新型环保型的水处理剂，具体涉及一种无磷复合水处理剂，该水处理剂包括以下组分：聚天冬氨酸1-7重量份；钼酸盐0.5-5重量份；聚丙烯酸1-10重量份；三元共聚物1-10重量份；杀菌剂2-100重量份。本发明的水处理剂不含磷等对生态环境有害物质，不易产生富营养化，可防止产生周围水域的“赤潮”公害；具有优良的缓蚀和阻垢效果，以常见地表水为补充水，当浓缩倍数为2-6时，碳钢的年缓蚀率达0.02mm/a以下，水中碳酸钙的阻垢率可达90％以上。用于工业循环冷却水系统和锅炉水系统水质处理。

Description

一种无磷复合水处理剂
技术领域
本发明属于水处理技术，是一种无磷的、同时具有防止结垢和防腐蚀功能的复合水处理剂，用于工业循环冷却水和锅炉水系统的缓蚀阻垢和杀菌处理。
背景技术
目前，国内冷却水处理剂大部分属于有机膦配方，部分企业还采用无机磷配方。尽管磷无毒，但作为营养源，它使水体富营养化，促使微生物特别是藻类过度繁殖，造成湖水水华、海水赤潮等危害，破坏生态平衡。欧美发达国家已开始禁磷限磷，我国一些城市和地区已对磷的排放进行了限制。从长远发展趋势看，磷系水处理剂的生产和应用必将受到限制，而被无磷水处理剂所取代，因此，作为磷的来源之一的磷系配方将逐步向低磷和无磷化发展。为了节约用水，企业大幅提高浓缩倍数，系统杀菌问题就更加突出，目前还没有好的办法来解决夏天藻类的繁殖，这也是促进低磷、无磷产品发展的重要因素之一。
目前用于冷却水设备的水处理剂主要包括缓蚀剂、阻垢分散剂和杀菌剂等，其中缓蚀剂种类包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐、有机膦酸盐、巯基苯并噻唑(MBT)、苯并三氮唑(BTA)等，阻垢分散剂的种类有聚磷酸盐、有机磷酸、膦羧酸、有机磷酸酯、聚羧酸等。但是上述的这些水处理剂大多以磷系配方和铬系配方为主，而铬酸盐水处理剂有剧毒，投加量达几百mg/L，而Cr(VI)允许的排放限值小于0.05mg/L。磷系水处理剂有富营养化特性，易促进菌藻繁殖而形成“赤潮”等公害。因此必须尽快研究开发一种具有使用优良的缓蚀阻垢效果、成本较低、无磷的、易生物降解的、有利于环境保护的绿色复合水处理剂，以满足生产的需要。
发明内容
本发明的目的在于配制一种以聚天冬氨酸(简称PASA)为主剂的复合水处理剂，以克服现有循环水处理技术存在的系统排放水污染环境的缺点，用于工业循环冷却水系统和锅炉水系统水质的处理。
本发明以无毒、无刺激性的聚天冬氨酸为主要阻垢成分，以不产生公害的钼酸盐为缓蚀剂，再加入其他辅助组分，充分利用各组分相互之间的协同效应，形成一种具有缓蚀和阻垢作用的多功能无磷复合水处理剂，该水处理剂的组分和含量包括：
聚天冬氨酸                1-7重量份，
钼酸盐                    0.5-5重量份，
聚丙烯酸                  1-10重量份，
三元共聚物                1-10重量份，
杀菌剂                    2-100重量份。
该水处理剂的组分和含量优选如下配方：
聚天冬氨酸                1-3重量份
钼酸盐                    0.5-3重量份
聚丙烯酸                  1-3重量份
三元共聚物                1-3重量份
杀菌剂                    2-10重量份。
本配方最优选聚天冬氨酸2.5重量份，钼酸盐1重量份，聚丙烯酸1.5重量份，三元共聚物1.5重量份，杀菌剂5重量份。
上述无磷复合水处理剂还可含有锌盐，锌盐的用量不大于3重量份。
所述锌盐优选硫酸锌或氯化锌，所述钼酸盐优选钼酸钠或钼酸铵，所述杀菌剂优选二氧化氯或二氯异氰尿酸或异噻唑邻酮；所述的三元共聚物优选丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐。上述配方的水处理剂可用于工业循环冷却水系统和锅炉水系统的水质处理。
上述各种原料均为市售产品。
上述无磷复合水处理剂的制备方法为一种常规的物理混合方法，将各种物料按照比例置于水中，搅拌混合均匀即可。该水处理剂的pH值优选在4.0-6.0之间。
本发明的缓蚀阻垢剂的使用方法：在工业循环冷却水系统或锅炉水系统中直接加入本发明的产品，添加量为2-100mg/L(重量)。
本发明以无毒、无刺激性的聚天冬氨酸为主要阻垢分散成分，以不产生公害的钼酸盐为缓蚀剂，再加入其它辅助组分，形成一种具有缓蚀和阻垢作用的多功能复合水处理药剂。
本发明的水处理剂具有以下十分显著的优点：
1)不含磷，不易产生富营养化，可防止在周围水域产生“赤潮”公害。
2)具有优良的缓蚀和阻垢效能，以一般工厂的工业用水为补充水，当浓缩倍数为2-6倍时，碳钢的年腐蚀率可达0.02mm/a以下，水中碳酸钙的z阻垢率可达90％以上。
3)原料来源方便易得，生产成本较低。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1
将200mg聚天冬氨酸、120mg聚丙烯酸、120mg三元共聚物丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、80mg钼酸钠、49.6mg硫酸锌、400mg二氯异氰尿酸和1升水置于搅拌容器中混合均匀，即获得本发明的复合水处理剂。PH值为5.38。
将所得的复合水处理剂用于下列水质进行试验：Ca2+90.17mg/L、Cl-9.54mg/L、SO42-41.62mg/L、总碱度143.745mg/L、电导率290μs/cm、PH 7.75。
阻碳酸钙垢试验：取试验水质2L，加入实施例1所得的水处理剂，投加浓度为35mg/L，于80±1℃恒温水浴内蒸发浓缩，至浓缩倍数至5倍时，阻垢率达98％。
旋转挂片实验：将20#优质染缸挂片固定在挂片仪，放入加有实施例1的水处理剂的试验水质(浓缩至5倍)中，恒定温度60±1℃，保持转速90r/min旋转72小时，20#碳钢腐蚀速率0.0193mm/a。
实施例2
将300mg聚天冬氨酸、200mg聚丙烯酸、150mg三元共聚物丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、70mg铝酸铵、60mg氯化锌、400mg二氧化氯和1升水置于搅拌容器中混合均匀，即获得本发明的复合水处理剂。PH值是5.89。
将所得的复合水处理剂用于下列水质进行试验：Ca2+90.17mg/L、Cl-9.54mg/L、SO42-41.62mg/L、总碱度143.745mg/L、电导率290μs/cm、PH 7.75。
阻碳酸钙垢试验：取试验水质，加入实施例2所得的水处理剂，于80±1℃恒温水浴内蒸发浓缩，至浓缩倍数至5倍时，阻垢率达96％。
旋转挂片实验：将20#优质染缸挂片固定在挂片仪，放入加有实施例2的水处理剂的试验水质(浓缩至5倍)中，恒定温度60±1℃，保持转速90r/min旋转72小时，20#碳钢腐蚀速率0.0189mm/a。
实施例3
将100mg聚天冬氨酸、500mg聚丙烯酸、500mg三元共聚物丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、80mg钼酸钠、100mg硫酸锌、400mg异噻唑啉酮和1升水置于搅拌容器中混合均匀，即获得本发明的复合水处理剂。PH值为5.01。
将所得的复合水处理剂用于下列水质进行试验：Ca2+90.17mg/L、Cl-9.54mg/L、SO42-41.62mg/L、总碱度143.745mg/L、电导率290μs/cm、PH 7.75。
阻碳酸钙垢试验：取试验水质，加入实施例3所得的水处理剂，于80±1℃恒温水浴内蒸发浓缩，至浓缩倍数至5倍时，阻垢率达99％。
旋转挂片实验：将20#优质染缸挂片固定在挂片仪，放入加有实施例3的水处理剂的试验水质(浓缩至5倍)中，恒定温度60±1℃，保持转速90r/min旋转72小时，20#碳钢腐蚀速率0.0164mm/a。
实施例4
将300mg聚天冬氨酸、200mg聚丙烯酸、700mg三元共聚物丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、100mg钼酸钠、7000mg二氯异氰尿酸和1升水置于搅拌容器中混合均匀，即获得本发明的复合水处理剂。PH值为5.67。
将所得的复合水处理剂用于下列水质进行试验：Ca2+90.17mg/L、Cl-9.54mg/L、SO42-41.62mg/L、总碱度143.745mg/L、电导率290μs/cm、PH 7.75。
阻碳酸钙垢试验：取试验水质，加入实施例4所得的水处理剂，于80±1℃恒温水浴内蒸发浓缩，至浓缩倍数至5倍时，阻垢率达98％。
旋转挂片实验：将20#优质染缸挂片固定在挂片仪，放入加有实施例4的水处理剂的试验水质(浓缩至5倍)中，恒定温度60±1℃，保持转速90r/min旋转72小时，20#碳钢腐蚀速率0.0129mm/a。
实施例5
将100mg聚天冬氨酸、300mg聚丙烯酸、300mg三元共聚物丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、50mg钼酸钠、500mg二氯异氰尿酸和1升水置于搅拌容器中混合均匀，即获得本发明的复合水处理剂。PH值为5.24。
将所得的复合水处理剂用于下列水质进行试验：Ca2+90.17mg/L、Cl-9.54mg/L、SO42-41.62mg/L、总碱度143.745mg/L、电导率290μs/cm、PH 7.75。
阻碳酸钙垢试验：取试验水质，加入实施例4所得的水处理剂，于80±1℃恒温水浴内蒸发浓缩，至浓缩倍数至5倍时，阻垢率达98％。
旋转挂片实验：将20#优质染缸挂片固定在挂片仪，放入加有实施例4的水处理剂的试验水质(浓缩至5倍)中，恒定温度60±1℃，保持转速90r/min旋转72小时，20#碳钢腐蚀速率0.0127mm/a。
实施例6
将350mg聚天冬氨酸、500mg聚丙烯酸、50mg三元共聚物丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、250mg钼酸钠、5000mg二氯异氰尿酸和1升水置于搅拌容器中混合均匀，即获得本发明的复合水处理剂。PH值为5.51。
将所得的复合水处理剂用于下列水质进行试验：Ca2+90.17mg/L、Cl-9.54mg/L、SO42-41.62mg/L、总碱度143.745mg/L、电导率290μs/cm、PH 7.75。
阻碳酸钙垢试验：取试验水质，加入实施例4所得的水处理剂，于80±1℃恒温水浴内蒸发浓缩，至浓缩倍数至5倍时，阻垢率达97％。
旋转挂片实验：将20#优质染缸挂片固定在挂片仪，放入加有实施例4的水处理剂的试验水质(浓缩至5倍)中，恒定温度60±1℃，保持转速90r/min旋转72小时，20#碳钢腐蚀速率0.0134mm/a。

Claims (9)

1.一种无磷复合水处理剂，其特征在于该水处理剂包括以下组分：
聚天冬氨酸    1-7重量份
钼酸盐        0.5-5重量份
聚丙烯酸      1-10重量份
三元共聚物    1-10重量份
杀菌剂        2-100重量份。
2.根据权利要求1所述的无磷复合水处理剂，其特征在于该水处理剂包括以下组分：
聚天冬氨酸    1-3重量份
钼酸盐        0.5-3重量份
聚丙烯酸      1-3重量份
三元共聚物    1-3重量份
杀菌剂        2-10重量份。
3.根据权利要求2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于该水处理剂包括以下组分：聚天冬氨酸2.5重量份，钼酸盐1重量份，聚丙烯酸1.5重量份，三元共聚物1.5重量份，杀菌剂5重量份。
4.根据权利要求1、2或3所述的无磷复合水处理剂，其特征在于该水处理剂还含有锌盐，锌盐的用量不大于3重量份。
5.根据权利要求4所述的无磷复合水处理剂，其特征在于，所述锌盐为硫酸盐或氯化锌。
6.根据权利要求1、2或3所述的无磷复合水处理剂，其特征在于，所述钼酸盐为钼酸钠或钼酸铵。
7.根据权利要求1、2或3所述的无磷复合水处理剂，其特征在于，所述杀菌剂为二氧化氯或二氯异氰尿酸或异噻唑啉酮。
8.根据权利要求1、2或3所述的无磷复合水处理剂，其特征在于，所述的三元共聚物为丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐。
9.根据权利要求1、2或3所述的无磷复合水处理剂，其特征点在于该水处理剂的pH值在4.0-6.0之间。
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