CN103190439A - 一种循环冷却水用复配杀生剂及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种循环冷却水用复配杀生剂及其制造方法；其组成物及体积百分比为：2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液5～38%，14%异噻唑啉酮21～58%，44%十二烷基二甲基苄基氯化铵5～14%；将原料充分溶解于水中并混合均匀后即得产品。本发明具有针对性强、杀菌持续时间长、不易产生抗药性、与磷系缓蚀阻垢剂配伍性良好、有效应对异养菌突增等紧急情况的优点，且针对5倍、6倍浓缩水，采用药剂较高比例的处理即可达标，可以满足目前火电企业的要求；适用于再生水回用于循环冷却水的杀菌处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质稳定剂及其制造方法，特别是一种针对再生水回用于循环冷却水且与缓蚀阻垢剂配伍性良好的复配杀生剂。
背景技术
火力发电厂是典型耗水大户，其中冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。因此，冷却水量的变化对整个电厂耗水量具有十分明显的影响。电厂的污水资源化利用，即将污水厂二级出水经深度处理产生的中水回用于电厂循环冷却水，这样既缓解了水资源短缺的矛盾，又能减轻水污染，促进水资源的良性循环。而再生水回用于循环冷却系统时，循环水含盐量及浓缩倍率大幅升高，菌藻滋生，水质稳定性差，会引起或促进冷凝管的腐蚀以及形成粘泥，严重影响管道的传热效果。
杀生剂可分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。目前火电企业循环冷却水系统常用的氧化性杀生剂有液氯、次氯酸钠，非氧化性杀生剂有异噻唑啉酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵等单体药剂或者将上述药剂于同一周期不同时段投加而形成的时间复配药剂。由于电厂长时间选择上述药剂作为循环冷却水系统的杀生剂，使得系统内的微生物具有不同程度的抗药性，细菌滋生堵塞管道，需不定期进行疏通。而传统水质稳定剂对再生水的针对性较差，难以满足高浓缩倍率下循环冷却系统对杀菌效果的要求。故研制一种适用于再生水回用于循环冷却水的复配杀生剂对于污水资源化利用以及工业节水具有重大意义。
目前电厂使用的缓蚀阻垢剂中普遍含有有机膦等有效成分，而氧化性杀生剂会与有机膦发生不同程度的反应，将有机膦分解为可作为细菌营养成分的正磷，不仅降低缓蚀阻垢率和杀菌率，而且促进微生物的繁殖。所以研制一种与专用于高倍率循环冷却水的有机膦系缓蚀阻垢剂配伍性良好，配合投加后不影响循环冷却系统缓蚀率、阻垢率、杀菌率的复配杀生剂，对于再生水规模化替代电厂循环冷却水技术发展具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有再生水回用于循环冷却水中微生物繁殖以及降低氧化性杀生剂与有机膦系缓蚀阻垢剂相互反应的问题，针对浓缩倍率为4的循环冷却水提供一种杀菌效果好、持续时间较长且与磷系缓蚀阻垢剂反应较小的杀生剂，且按比例增加相应药剂可适用于浓缩倍率为5或6的循环冷却水。本发明涉及再生水回用于循环冷却水用复配杀生剂，其特征在于由下列组成物及体积百分比组成：
2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液 5～38%，
14%异噻唑啉酮 21～58%，
44%十二烷基二甲基苄基氯化铵 5～14%，
余量为水。
其中二氧化氯溶液可通过下述方法获得：
1：将市售2%的稳定性二氧化氯加酸密封，稳定性二氧化氯与酸（36.5%盐酸、85%磷酸、65%硝酸、88%甲酸等任选一种）体积比为6:1～19:1，30℃下充分活化12h（认为活化率100%），得到质量浓度为17.75g/L～19.67g/L的二氧化氯溶液。由于稳定性二氧化氯溶液化工行业标准HG/T2777-1996中规定稳定性二氧化氯溶液中二氧化氯含量需大于等于2%，故本发明采用2%稳定性二氧化氯溶液，若采用其他规格稳定性二氧化氯，则按照本专利体积百分比进行换算即可，若使用的酸规格与本发明中列举的酸规格不同，则按照本专利所写酸规格进行体积比换算；
2：将市售有效含量为8%的二氧化氯粉剂按质量浓度为250g/L的比例加入水中，搅拌均匀，静置5-10min后得到有效氯质量浓度为20g/L的二氧化氯溶液，该溶液需现用现配；
异噻唑啉酮化工行业标准HG/T3657-2008中规定异噻唑啉酮活性物含量14.0％～15.0％，本发明采用14%异噻唑啉酮，若采用其他规格异噻唑啉酮，则按照本专利体积百分比进行换算即可；十二烷基二甲基苄基氯化铵化工行业标准HG/T2230—2006中规定其活性物含量需大于等于44%，故本发明采用44%十二烷基二甲基苄基氯化铵,若采用其他规格十二烷基二甲基苄基氯化铵，则按照本专利体积百分比进行换算即可。
本发明的制备方法是：将市售2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液、市售异噻唑啉酮、市售十二烷基二甲基苄基氯化铵充分溶解于水中并混合均匀后即得产品。
本发明可用于工业循环冷却水系统，浓缩倍率为4时，使用剂量约为1ml产品/L循环冷却水。
本发明的优点是
1）针对性强：本发明针对再生水回用于循环冷却水4倍浓缩水水质，基本符合目前再生水回用于循环冷却水的火电企业现状。且针对5倍、6倍浓缩水，采用药剂较高比例的处理即可达标，基本可以满足目前火电企业的要求；
2）杀菌持续时间长：传统单体杀生剂投加周期为夏季7d，冬季14d，其控制标准为异养菌总数低于5.0×105CFU/mL，而本发明夏季杀菌时间可持续达标11天，可采用标准为《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007中异养菌总数低于1.0×105CFU/mL；
3）配伍性良好：将本发明与含磷缓蚀阻垢剂同时加入循环冷却水中进行缓蚀率、阻垢率以及杀菌率的测定，杀菌率基本保持在99%以上，碳钢试片腐蚀率为0.024444mm/a，小于0.075mm/a，符合《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007的要求；阻垢率可达到70%以上。
4）不易产生抗药性：本发明采用一种氧化性杀生剂与两种非氧化性杀生剂复配而成，且主剂二氧化氯为相对新型的氧化性杀生剂，故微生物不易对氧化性和非氧化性杀生剂同时产生抗药性。
5）有效应对异养菌数量暴增：针对循环冷却系统异养菌数量暴增的情况，适当增加本发明使用剂量可以有效控制系统异养菌数量在正常范围之内，并且得到较高杀菌率，且不产生其他附加后果。
具体实施方式
实施实例1：
以下实施例中二氧化氯溶液均采用市售2%的稳定性二氧化氯按照各实施例中活化方法进行活化后得到的二氧化氯溶液，异噻唑啉酮均采用市售14%的规格，十二烷基二甲基苄基氯化铵均采用市售44%的规格。
复配杀生剂组成（体积百分比）：
市售二氧化氯溶液16.10%，异噻唑啉酮35.71%，十二烷基二甲基苄基氯化铵6.82%，水41.37%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：稳定性二氧化氯与盐酸按照体积比9:1，置于30℃下密封充分活化12h，活化后二氧化氯溶液的质量浓度为18.64g/L。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某再生水厂出水浓缩而成的4倍浓缩水，实验规模为中试实验，异养菌总数约1.98×107CFU/mL时，3d杀菌率为99.940%，7d杀菌率为99.718%，14d杀菌率为99.167%。
实施实例2：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液5.08%，异噻唑啉酮21.43%，十二烷基二甲基苄基氯化铵4.55%，水68.94%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：稳定性二氧化氯与盐酸按照体积比19:1，置于30℃下密封充分活化12h，活化后二氧化氯溶液的质量浓度为19.67g/L。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某火力发电厂机组循环冷却水，水样取回后加入50ml污泥用以模拟系统异养菌突增的紧急情况。水样恒温37℃培养40d，营养源为甲酸钠、氯化铵、磷酸氢二钠，期间补充蒸馏水，浓缩倍数约4.3倍。异养菌总数约7.50×108CFU/mL时，24h杀菌率为96.667%。
实施实例3：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液28.17%，异噻唑啉酮57.14%，十二烷基二甲基苄基氯化铵13.64%，水1.05%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：稳定性二氧化氯与盐酸按照体积比6:1，置于30℃下密封充分活化12h，活化后二氧化氯溶液的质量浓度为17.75g/L。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某火力发电厂机组循环冷却水，水样取回后加入50ml污泥用以模拟系统异养菌突增的紧急情况。水样恒温37℃培养40d，营养源为甲酸钠、氯化铵、磷酸氢二钠，期间补充蒸馏水，浓缩倍数约4.3倍。异养菌总数约7.50×108CFU/mL时，24h杀菌率为99.996%。
实施实例4：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液15.00%，异噻唑啉酮35.71%，十二烷基二甲基苄基氯化铵6.82%，水42.47%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：25g二氧化氯粉剂加入0.1L水中，搅拌均匀，静置5-10min后得到有效氯质量浓度为20g/L的二氧化氯溶液，该溶液需现用现配。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某火力发电厂机组循环冷却水，水样取回后恒温37℃培养10d，营养源为甲酸钠、氯化铵、磷酸氢二钠，期间补充蒸馏水，浓缩倍率约4.1倍。异养菌总数约2.41×106CFU/mL时，24h杀菌率为99.585%。
实施实例5：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液5.00%，异噻唑啉酮21.43%，十二烷基二甲基苄基氯化铵4.55%，水69.02%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：25g二氧化氯粉剂加入0.1L水中，搅拌均匀，静置5-10min后得到有效氯质量浓度为20g/L的二氧化氯溶液，该溶液需现用现配。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某火力发电厂机组循环冷却水，水样取回后恒温37℃培养10d，营养源为甲酸钠、氯化铵、磷酸氢二钠，期间补充蒸馏水，浓缩倍率约4.1倍。异养菌总数约2.41×106CFU/mL时，24h杀菌率为96.125%。
实施实例6：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液25.00%，异噻唑啉酮57.14%，十二烷基二甲基苄基氯化铵13.64%，水4.22%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：25g二氧化氯粉剂加入0.1L水中，搅拌均匀，静置5-10min后得到有效氯质量浓度为20g/L的二氧化氯溶液，该溶液需现用现配。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某火力发电厂机组循环冷却水，水样取回后恒温37℃培养10d，营养源为甲酸钠、氯化铵、磷酸氢二钠，期间补充蒸馏水，浓缩倍率约4.1倍。异养菌总数约2.41×106CFU/mL时，24h杀菌率为99.901%。
实施实例7：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液20.69%，异噻唑啉酮28.57%，十二烷基二甲基苄基氯化铵6.82%，水43.92%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。同时在循环冷却水中投加某高浓度复配含磷缓蚀阻垢剂（专利申请号：201210464808.6）2ml/L。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：稳定性二氧化氯与磷酸按照体积比14:1，置于30℃下密封充分活化12h，活化后二氧化氯溶液的质量浓度为19.33g/L。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法、《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》GB/T18175-2000中规定的失重法、《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》GB-T16632-2008中规定的碳酸钙沉积法，实验用水为天津市某再生水厂出水浓缩而成的4倍浓缩水，实验规模为烧杯实验，异养菌总数约2.80×107CFU/mL时，3d杀菌率为99.781%，7d杀菌率为99.633%，14d杀菌率为99.378%，碳钢缓蚀率为90.387%，阻垢率为71.600%。
实施实例8：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液10.73%，异噻唑啉酮28.57%，十二烷基二甲基苄基氯化铵9.09%，水51.61%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：稳定性二氧化氯与硝酸按照体积比9:1，置于30℃下密封充分活化12h，活化后二氧化氯溶液的质量浓度为18.64g/L。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某再生水厂出水浓缩而成的4倍浓缩水，实验规模为烧杯实验，异养菌总数约6.28×106CFU/mL时，72h杀菌率为97.086%。
实施实例9：
复配杀生剂组成（体积百分比）：
二氧化氯溶液21.73%，异噻唑啉酮28.57%，十二烷基二甲基苄基氯化铵6.82%，水42.88%，配好后按照1ml产品/L循环冷却水加入循环冷却水中。其中二氧化氯溶液通过下述方法得到：稳定性二氧化氯与甲酸按照体积比8:1，置于30℃下密封充分活化24h，活化后二氧化氯溶液的质量浓度为18.41g/L。
实验方法参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》GB/T14643.1-2009中规定的平皿计数法，实验用水为天津市某再生水厂出水浓缩而成的4倍浓缩水，实验规模为烧杯实验，异养菌总数约6.28×106CFU/mL时，72h杀菌率为99.928%。
Claims (5)
1.一种循环冷却水用复配杀生剂，其特征在于组成物及体积百分比如下：
2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液 5～38%，
14%异噻唑啉酮 21～58%，
44%十二烷基二甲基苄基氯化铵 5～14%，
余量为水。
2.如权利要求1所述的杀生剂，其特征是2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液的制备方法为：将2%的稳定性二氧化氯加酸密封，稳定性二氧化氯与酸体积比为6:1～19:1，30℃下充分活化12h。
3.如权利要求2所述的杀生剂，其特征是所述的酸为36.5%盐酸、85%磷酸、65%硝酸或88%甲酸等任选一种。
4.如权利要求1所述的杀生剂，其特征是2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液的制备方法为：将含量为8%的二氧化氯粉剂加入水中，搅拌均匀，静置5-10min后，制备得到2%稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液。
5.如权利要求1所述杀生剂的制备方法，其特征是将稳定性二氧化氯活化后的二氧化氯溶液、异噻唑啉酮和十二烷基二甲基苄基氯化铵充分溶解于水中并混合均匀后即得产品。
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