CN102773023B - 一种高效反渗透阻垢剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反渗透阻垢剂的制备。一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1）按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16～20份、水250份、过硫酸铵20～30份，选取；2）先将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物，次亚磷酸钠总量的1/2，和水总量20%的水混匀溶解配成组分一；3）再将过硫酸铵与水总量40%的水混匀溶解配成组分二；4）然后将次亚磷酸钠总量的1/2，和水总量40%的水放入反应釜；5）滴加组分一和组分二；6）控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时；7）冷却至室温，得到高效反渗透阻垢剂。该高效反渗透阻垢剂对碳酸钙垢、磷酸钙垢的阻垢效果好，还具有优异的分散氧化铁性能。

Description

一种高效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及深度废水处理领域，涉及一种反渗透阻垢剂的制备。
背景技术
目前, 反渗透膜技术在水处理领域应用十分广泛, 它与传统的离子交换脱盐技术相比，操作简单，几乎没有废水排放，可以去除水中的无机物、有机物、胶体、微生物等各种杂质，运行费用低。但是由于反渗透脱盐的特点，在浓水侧的膜表面极易生成钙盐、金属氧化物、硅酸化合物等沉积物（化学结垢），以及受到胶体和微生物的污染。从而影响反渗透装置的正常运行，缩短反渗透膜的寿命，使运行周期变短，费用增加，严重时还将导致反渗透膜的报废。解决这些问题的最常用方法是在反渗透进水中添加化学阻垢剂（亦称反渗透阻垢剂）。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，该方法制备的高效反渗透阻垢剂对碳酸钙垢、磷酸钙垢的阻垢效果好，还具有优异的分散氧化铁性能，该方法适合工业化生产。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1）按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16～20份、水250份、过硫酸铵20～30份，选取备用；
其中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，各原料所占质量百分数为：丙烯酸（AA）75～90%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）10～25%；
2）先将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物，次亚磷酸钠总量50%的次亚磷酸钠（即8～10份），和水总量20%的水（即50份水）混匀溶解配成组分一放入一号滴加罐；
3）再将过硫酸铵与水总量40%的水（即100份水）混匀溶解配成组分二放入二号滴加罐；
4）然后将次亚磷酸钠总量50%的次亚磷酸钠（即8～10份），和水总量40%的水（即100份水）放入反应釜；
5）将反应釜内物料搅拌升温至80℃，同时滴加组分一和组分二；控制釜内温度在80～85℃之间，控制滴加速度为0.6～1.3L/min（使组分一和组分二在3～3.5小时内同时滴完）；
6）滴完后，控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时；
7）冷却至室温，得到低磷反渗透阻垢剂（成品）。
步骤1）中，按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16份、水250份、过硫酸铵30份，选取备用；其中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，各原料所占质量百分数为：丙烯酸90%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠10%。
步骤1）中，按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16份、水250份、过硫酸铵30份，选取备用；其中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，各原料所占质量百分数为：丙烯酸75%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠25%。
本发明的高效反渗透阻垢剂主要有效成分为一种丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）和次亚磷酸钠的多元共聚物，质量含量为45～50%，平均分子量在2000～5000之间。配合杀菌灭藻剂异噻唑啉酮使用效果更好。
本发明根据共聚物类阻垢剂的阻垢机理，以丙烯酸（AA），2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）为单体，次亚磷酸钠为链转移剂，水为溶剂， 在引发剂过硫酸铵作用下聚合，得到高效反渗透阻垢剂（成品）。
本发明的有益效果是，制备方法生产周期短，操作容易控制，该方法适合工业化生产，所得产品性能稳定。该方法制备的高效反渗透阻垢剂为一种多元共聚物，其平均分子量在2000～5000之间，对碳酸钙垢、磷酸钙垢都特别有效，还具有优异的分散氧化铁性能和缓蚀性能，能够保证反渗透装置长时间稳定运行。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，它包括如下步骤：
（1）先将180kg丙烯酸（AA）、20kg 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）、8kg次亚磷酸钠和50kg水混匀溶解配成组分一放入一号滴加罐。
（2）再将30kg过硫酸铵与100kg水混匀溶解配成组分二放入二号滴加罐。
（3）然后将8kg次亚磷酸钠和100kg水放入1000L反应釜。
（4）将反应釜内物料搅拌升温至80℃，同时滴加组分一和组分二。控制釜内温度在80～85℃之间，控制组分一的滴加速度为1.3L/min，控制组分二的滴加速度为0.6L/min。
（5）滴完后，控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时。
（6）冷却至室温，得到高效反渗透阻垢剂（成品）。
实施例2
一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，它包括如下步骤：
（1）先将150kg AA、50kg AMPS、8kg次亚磷酸钠和50kg水混匀溶解配成组分一放入一号滴加罐。
（2）再将30kg过硫酸铵与100kg水混匀溶解配成组分二放入二号滴加罐。
（3）然后将8kg次亚磷酸钠和100kg水放入1000L反应釜。
（4）将反应釜内物料搅拌升温至80℃，同时滴加组分一和组分二。控制釜内温度在80～85℃之间，控制组分一的滴加速度为1.3L/min，控制组分二的滴加速度为0.6L/min。
（5）滴完后，控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时。
（6）冷却至室温，得到高效反渗透阻垢剂（成品）。
实施例3
一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，它包括如下步骤：
（1）先将180kg AA、20kg AMPS、10kg次亚磷酸钠和50kg水混匀溶解配成组分一放入一号滴加罐。
（2）再将30kg过硫酸铵与100kg水混匀溶解配成组分二放入二号滴加罐。
（3）然后将10kg次亚磷酸钠和100kg水放入1000L反应釜。
（4）将反应釜内物料搅拌升温至80℃，同时滴加组分一和组分二。控制釜内温度在80～85℃之间，控制组分一的滴加速度为1.3L/min，控制组分二的滴加速度为0.6L/min。
（5）滴完后，控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时。
（6）冷却至室温，得到低磷反渗透阻垢剂（成品）。
实施例4
一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，它包括如下步骤：
（1）先将150kg丙烯酸（AA）、50kg 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）、10kg次亚磷酸钠和50kg水混匀溶解配成组分一放入一号滴加罐。
（2）再将20kg过硫酸铵与100kg水混匀溶解配成组分二放入二号滴加罐。
（3）然后将10kg次亚磷酸钠和100kg水放入1000L反应釜。
（4）将反应釜内物料搅拌升温至80℃，同时滴加组分一和组分二。控制釜内温度在80～85℃之间，控制组分一的滴加速度为1.3L/min，控制组分二的滴加速度为0.6L/min。
（5）滴完后，控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时。
（6）冷却至室温，得到低磷反渗透阻垢剂（成品）。
试验及结果
试验方法
1、阻碳酸钙
试验配水：Ca2+240mg/L；HCO3 -732mg/L；药剂用量，5mg/L
空白配水：Ca2+240mg/L；HCO3 -732mg/L
试验条件：水温，50℃；时间，20小时
实验方法见GBT 16632-2008 水处理剂阻垢性能的测定 碳酸钙沉积法
2、阻磷酸钙
试验配水：Ca2+100mg/L；PO4 3-5mg/L；药剂用量，5mg/L
空白配水：Ca2+100mg/L；PO4 3-5mg/L
试验条件：水温，50℃；时间，20小时
实验方法见GBT 22626-2008 水处理剂阻垢性能的测定 磷酸钙沉积法
3、分散氧化铁性能
配制Ca2+150mg/L、Fe2+10mg/L、阻垢剂5mg/L的水溶液500mL，置于1000ml烧杯中，边搅拌边0.5g/L四硼酸钠调节PH值。当PH达到9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，过滤，用分光光度计测透光率。同时做不加阻垢剂的空白试验。
实验结果
表1 阻垢分散性能
试验编号 碳酸钙阻垢率 磷酸钙阻垢率 氧化铁分散率
实施例1 98% 95% 92%
实施例2 97% 96% 93%
实施例3 97% 95% 91%
实施例4 96% 95% 92%
表1说明，该方法制备的高效反渗透阻垢剂对碳酸钙垢、磷酸钙垢都特别有效，还具有优异的分散氧化铁性能。
表2 使用周期
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
不加药 四周 四周 四周 四周
加药 十周 十二周 十周 十一周
表2说明，能够保证反渗透装置长时间稳定运行。

Claims (3)

1.一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1）按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16～20份、水250份、过硫酸铵20～30份，选取备用；
其中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，各原料所占质量百分数为：丙烯酸75～90%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠10～25%；
2）先将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物，次亚磷酸钠总量50%的次亚磷酸钠，和水总量20%的水混匀溶解配成组分一放入一号滴加罐；
3）再将过硫酸铵与水总量40%的水混匀溶解配成组分二放入二号滴加罐；
4）然后将次亚磷酸钠总量50%的次亚磷酸钠，和水总量40%的水放入反应釜；
5）将反应釜内物料搅拌升温至80℃，同时滴加组分一和组分二；控制釜内温度在80～85℃之间，控制滴加速度为0.6～1.3L/min；
6）滴完后，控制釜内温度在80～85℃之间反应1小时；
7）冷却至室温，得到低磷反渗透阻垢剂。
2.根据权利要求1所述的一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16份、水250份、过硫酸铵30份，选取备用；
其中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，各原料所占质量百分数为：丙烯酸90%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠10%。
3.根据权利要求1所述的一种高效反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，按质量份数为：丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物200份、次亚磷酸钠16份、水250份、过硫酸铵30份，选取备用；
其中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的混合物为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，各原料所占质量百分数为：丙烯酸75%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠25%。
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