CN102557277A

CN102557277A - 无磷复合水处理剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102557277A
Application number: CN2010106055669A
Authority: CN
Inventors: 王炜
Original assignee: Shanghai Emperor of Cleaning TECH Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI ECH ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO., LTD.; Shanghai Emperor of Cleaning Tech Co., Ltd.
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了复合水处理剂及其制备方法。该复合水处理剂配方含有聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、钼酸盐、铈源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水。该制备方法包括如下步骤：按所述的配方，将水、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、钼酸盐、以及铈源依次加入搅拌均匀混合即可。该复合水处理剂具有良好缓蚀阻垢性和环保性能，无磷、无毒、易生物降解，且添加浓度低、成本低。

Description

无磷复合水处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无磷复合水处理剂及其制备方法。

背景技术

近二、三十年来，我国在水污染防治出台了一系列水质标准和法律法规，但水污染的发展趋势仍未得到有效控制。很多工业废水还有有毒有害的物质，使得我国大多数城市河流都存在严重的污染，导致城市水源水质下降和处理成本增加，严重威胁到人类的生存健康，不仅加剧了水资源短缺的矛盾，也对我国正在实施的可持续发展战略带来严重的负面影响，后果非常严重。

随着经济的发展，工业用水量在日益增大，而工业循环冷却用水占工业总用水量的70％左右，因此循环冷却水节水能力大有潜力可挖。目前，工业循环冷却水处理占主导地位的仍然是磷系水处理剂。虽然磷系水处理剂为解决工业循环水系统的腐蚀与结垢问题做出了巨大贡献，给社会带来了巨大的经济利益，但是，磷系水处理剂会给工业废水带来大量的含磷化合物，造成水体的富营养化，会对环境造成严重污染，因此，开发一种高效无磷的环保型水处理剂势在必行。

目前，国内外很多无磷缓蚀阻垢剂多是以钼酸钠、钨酸钠、锌盐和葡萄糖酸钠代替含磷缓蚀阻垢剂。霍宇凝等人对环保型绿色阻垢分散剂聚天冬氨酸进行了报道，开发了一种由PASP、葡萄糖酸钠、钨酸盐和锌盐组成的缓蚀阻垢剂(霍宇凝，刘珊，陆柱.新型水处理剂聚天冬氨酸的研究.华东理工大学学报，2000，26(3)：298～300)。国内专利CN1609020《一种用含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢水处理方法》开发了一种由PESA、葡萄糖酸钠和锌盐组成的复合水处理缓蚀阻垢剂。虽然上述已公开的无磷缓蚀阻垢剂属于绿色环保型水处理剂，缓蚀阻垢性能也都不错，但是钼酸盐(其有效使用浓度需要大于20mg/L)和钨酸盐配方的用量过大、成本过高，锌盐配方容易造成锌垢沉积，葡萄糖酸钠配方也会致使系统易产生菌藻等一系列问题，因此，这些水处理药剂也不能够广泛被推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中水处理剂含磷对环境不友好、或者使用无磷配方的成本高难以推广使用、锌盐配方容易造成锌垢沉积、葡萄糖酸钠配方也会致使系统易产生菌藻等的缺陷，提供了一种具有良好缓蚀阻垢性和环保性能，无磷、无毒、易生物降解，且添加浓度低、成本低的无磷复合水处理剂及其制备方法。

本发明的无磷复合水处理剂配方含有聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、钼酸盐、铈源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水。

本发明中，所述的无磷复合水处理剂配方含量较佳的为含有15％～30％聚天冬氨酸、20％～35％聚环氧琥珀酸、3％～10％钼酸盐、2％～8％铈源、1％～3％苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及补足余量100％的水，百分比为各成分占无磷复合水处理剂总量的质量百分比。

本发明中，所述的聚天冬氨酸为本领域常规所述的聚天冬氨酸，分子量没有特殊限定，较佳的为粘均分子量4000～10000的聚天冬氨酸。

本发明中，所述的聚环氧琥珀酸为本领域常规所述的聚环氧琥珀酸，分子量没有特殊限定，较佳的为粘均分子量400～5000的聚环氧琥珀酸。

本发明中，所述的钼酸盐为本领域常规所述的钼酸盐，较佳的为钼酸铵和/或钼酸钠。

本发明中，所述的铈源为本领域常规所述，在水中能电离出铈离子的化合物，较佳的为氧化铈和/或硝酸铈。

本发明中，所述的聚天冬氨酸相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度较佳的为15mg/L～30mg/L。

本发明中，所述的聚环氧琥珀酸相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度较佳的为20mg/L～35mg/L。

本发明中，所述的钼酸盐相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度较佳的为3mg/L～10mg/L。

本发明中，所述的铈源相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度较佳的为2mg/L～8mg/L。

本发明中，所述的苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度较佳的为1mg/L～3mg/L。

本发明的无磷复合水处理剂配方还可以含有本领域常规添加的各种其他添加剂，只要其没有拮抗作用或不显著影响本发明水处理剂效果即可。

本发明的无磷复合水处理剂配方较佳的由聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、钼酸盐、铈源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水组成。

其中，所述的聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、钼酸盐、铈源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑的种类及优选含量均如前所述。

本发明的无磷复合水处理剂的制备方法按本领域常规操作，较佳的包括如下步骤：按所述的配方，将水、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、钼酸盐、以及铈源依次加入搅拌均匀混合即可。

其中，所述的搅拌的时间为本领域常规操作时间，较佳的为0.5～1小时。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明中，在符合本领域常识的基础上，上述的各技术特征优选条件可以任意组合得到较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的无磷复合水处理剂不含磷、无毒、易生物降解，不会对环境造成污染，不需要很高的钼酸盐投加浓度即可实现处理目的降低了整个产品的成本，有较高的经济效益，同时具有良好的缓蚀阻垢性能，对碳钢、不锈钢及铜合金等材质都起到了优良的保护作用。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

下述实施例均按照中国石油化工总公司编写的《冷却水分析和试验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”和“旋转挂片失重法”进行静态阻垢试验和旋转挂片腐蚀试验。

下述实施例中，聚天冬氨酸(PASP，粘均分子量范围1000～5000)来源山东泰和水处理有限公司；聚环氧琥珀酸(PESA，粘均分子量范围为400～1500)来源山东泰和水处理有限公司。

实施例1

1、配制无磷复合水处理剂100g

无磷复合水处理剂配方：聚天冬氨酸(PASP)18g，聚环氧琥珀酸(PESA)25g，钼酸钠5g，氧化铈4g，苯并三氮唑(BTA)1g，去离子水47g。

制备方法：将聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸加入去离子水中，边加边搅拌，然后依次加入苯并三氮唑、钼酸钠和氧化铈，搅拌至均匀后得100g无磷复合水处理剂。

2、实验水质见下表

试验水质(上海地方水质)

水质指标	钙硬	总碱度	总硬度	Cl^-	SO₄ ^2-	pH	电导率
								浓度	121	85	153	42	36	7.59	365

注：电导率为μS/cm，其余单位为mg/L，钙硬、总碱度、总硬度均以CaCO₃计，下同。

3、用配制好的药剂按100mg/L的药剂浓度向试验用水中投加

测得碳钢缓蚀率为98.6％，黄铜的缓蚀率为99.7％，对碳酸钙阻垢率为94.3％。

实施例2

1、配制无磷复合水处理剂100g

无磷复合水处理剂配方：聚天冬氨酸(PASP)25g，聚环氧琥珀酸(PESA)30g，钼酸钠3g，氧化铈3g，苯并三氮唑(BTA)1g，去离子水38g。

2、实验水质见下表

试验水质(北方高硬高碱水质)

水质指标	钙硬	总碱度	总硬度	Cl^-	SO₄ ^2-	pH	电导率
								浓度	308	276	457	119	123	7.98	1087

3、用配制好的药剂按100mg/L的药剂浓度向试验用水中投加

测得碳钢缓蚀率为97.2％，黄铜的缓蚀率为99.3％，对碳酸钙阻垢率为96.8％。

实施例3

1、配制无磷复合水处理剂100g

无磷复合水处理剂配方：聚天冬氨酸(PASP)15g，聚环氧琥珀酸(PESA)20g，钼酸钠8g，氧化铈5g，苯并三氮唑(BTA)2g，去离子水50g。

2、实验水质见下表

试验水质(南方低硬低碱水质)

水质指标	钙硬	总碱度	总硬度	Cl^-	SO₄ ^2-	pH	电导率
								浓度	31	45	43	16	24	7.72	101

3、用配制好的药剂按100mg/L的药剂浓度向试验用水中投加

测得碳钢缓蚀率为98.2％，黄铜的缓蚀率为99.8％，对碳酸钙阻垢率为94.7％。

实施例4

1、配制无磷复合水处理剂100g

无磷复合水处理剂配方：聚天冬氨酸(PASP)30g，聚环氧琥珀酸(PESA)20g，钼酸钠10g，硝酸铈2g，甲基苯并三氮唑(TTA)1g，去离子水37g。

2、实验水质同实施例2。

3、用配制好的药剂按100mg/L的药剂浓度向试验用水中投加

测得碳钢缓蚀率为98.9％，黄铜缓蚀率为99.7％，对碳酸钙阻垢率为95.1％。

实施例5

1、配制无磷复合水处理剂100g

无磷复合水处理剂配方：聚天冬氨酸(PASP)20g，聚环氧琥珀酸(PESA)35g，钼酸铵4g，氧化铈8g，苯并三氮唑(BTA)3g，去离子水30g。

2、实验水质同实施例3。

3、用配制好的药剂按100mg/L的药剂浓度向试验用水中投加

测得碳钢缓蚀率为97.5％，黄铜缓蚀率为99.9％，对碳酸钙阻垢率为96.3％。

对比例1

1、配制无磷复合水处理剂100g

无磷复合水处理剂配方：聚天冬氨酸(PASP)18g，聚环氧琥珀酸(PESA)25g，钼酸钠25g，苯并三氮唑(BTA)1g，去离子水31g。

制备方法：将聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸加入去离子水中，边加边搅拌，然后依次加入苯并三氮唑和钼酸钠，搅拌至均匀后得100g无磷复合水处理剂。

2、实验水质见下表

试验水质(上海地方水质)

3、用配制好的药剂按100mg/L的药剂浓度向试验用水中投加

测得碳钢缓蚀率为97.9％，黄铜的缓蚀率为99.5％，对碳酸钙阻垢率为94.1％。

由对比例结论可知：若要达到与本发明相当的处理效果，显然钼酸盐的用量要远远大于本发明的钼酸盐使用量数倍，成本过高，显然不利于工业化生产。

Claims

1.一种无磷复合水处理剂，其特征在于：其配方含有聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、钼酸盐、铈源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水。

2.如权利要求1所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的无磷复合水处理剂配方由聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、钼酸盐、铈源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水组成。

3.如权利要求1或2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的无磷复合水处理剂配方含量为含有15％～30％聚天冬氨酸、20％～35％聚环氧琥珀酸、3％～10％钼酸盐、2％～8％铈源、1％～3％苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及补足余量100％的水，百分比为各成分占无磷复合水处理剂总量的质量百分比。

4.如权利要求1或2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的聚天冬氨酸为粘均分子量4000～10000的聚天冬氨酸。

5.如权利要求1或2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的聚环氧琥珀酸为粘均分子量400～5000的聚环氧琥珀酸。

6.如权利要求1或2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的钼酸盐为钼酸铵和/或钼酸钠。

7.如权利要求1或2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的铈源为氧化铈和/或硝酸铈。

8.如权利要求1或2所述的无磷复合水处理剂，其特征在于：所述的聚天冬氨酸相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度为15mg/L～30mg/L；和/或，所述的聚环氧琥珀酸相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度为20mg/L～35mg/L；和/或，所述的钼酸盐相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度为3mg/L～10mg/L；和/或，所述的铈源相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度为2mg/L～8mg/L；和/或，所述的苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑相对于待处理水溶液总量的有效投加浓度为1mg/L～3mg/L。

9.如权利要求1～8任一项所述的无磷复合水处理剂的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：按所述的配方，将水、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、钼酸盐、以及铈源依次加入搅拌均匀混合即可。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的搅拌的时间为0.5～1小时。