CN104258734B - 一种膜阻垢剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种膜阻垢剂及其制备方法，其包含如下重量百分比组分：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷22～42％、聚天冬氨酸10～15％、聚丙烯酸10～15％、水解聚马来酸酐5～10％、其余用纯净水补足到100％；制备方法为向常温常压的反应釜中顺序加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、聚天冬氨酸、聚丙烯酸、水解聚马来酸酐、纯净水，并搅拌，本发明的有益效果为：1)对钙离子浓度、碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性，能够有效地控制CaCO3、CaSO1、BaSO1、SrSO1、CaF2等垢的形成；2)价格便宜，阻垢效率高，投加量少，对环境友好，性质稳定，储存期长。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜阻垢剂及其制作方法。
背景技术
反渗透技术在我国迅速发展，目前已广泛应用于医药生产、电子工业高纯水、饮料用水、化工生产等工业领域。经过反渗透处理后，可除去水中99％的盐分及二氧化硅，并能除去水中99.5％的钙、镁。然而，反渗透装置的浓水极易受到沉积物的污染，如在膜表面生成CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、BaSO4、SrSO4、金属氧化物、硅酸化合物等沉积物，导致系统供水压力和清洗频率增加，出水量或脱盐率下降，甚至使膜元件提前报废；反渗透膜的污染可分为化学污染、生物污染、胶体污染和颗粒污染在反渗透系统的运行当中，由于化学污染、胶体污染和微生物污染反渗透膜表面极易结垢，这会直接影响到反渗透装置的正常运行，严重时更会使反渗透膜报废。解决反渗透结垢问题广泛采用进水投加阻垢剂的方法，因此反渗透阻垢剂的开发一直都是人们竞相研究的热点。公开号为CN102895883A，公开日为2013年1月30日，名称为反渗透膜阻垢剂的中国发明专利，其公开了组分及其重量配比是：氨基三甲叉膦酸22～28，水解聚马来酸酐37～43，2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸18～22，聚丙烯酸8～12，乙二胺四甲叉膦酸钠3～7；公开号为CN102336477A，公开日为2012年2月1日，名称为一种反渗透膜阻垢剂，公开了，由聚乳酸、有机膦酸类阻垢剂和水复配制得，其中聚乳酸5～15wt％，有机膦酸类阻垢剂5～80wt％，其它为水，聚乳酸的分子量为1000～50000，有机膦酸类阻垢剂为下列中的一种或多种：乙酸膦酸、羟基乙叉二膦酸、1,2,4-三羧基-2-膦酸基丁烷、多氨基多醚基甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸；公开号为CN102489162A，公开日为2012年6月13日，名称为新型反渗透膜阻垢剂，公开了按质量百分比含有以下组分：丙烯酸-2-烯酰胺-2-甲基丙硫酸10％-15％，聚天冬氨酸20％-25％，聚环氧琥珀酸20％-30％，氨基三亚甲基膦酸5％-10％，磺化苯乙烯1％-5％，纯净水20％-55％。
发明内容
本发明提供一种膜阻垢剂及其制作方法，本发明采用如下技术方案：
一种膜阻垢剂，其特征在于，其包含如下重量百分比组分：
2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷22～42％
聚天冬氨酸10～15％
聚丙烯酸10～15％
水解聚马来酸酐5～10％
其余用纯净水补足到100％。
优选的，其包含如下重量百分比组分：
2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷23％
聚天冬氨酸12％
聚丙烯酸11％
水解聚马来酸酐7％
其余用纯净水补足到100％
其中聚天冬氨酸的相对分子量为2000-3000；聚丙烯酸的相对分子量为1000-2000；水解聚马来酸酐的相对分子量为420-480。
优选的，其包含如下重量百分比组分：
2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷38％
聚天冬氨酸13.5％
聚丙烯酸13％
水解聚马来酸酐8.5％
其余用纯净水补足到100％
其中聚天冬氨酸的相对分子量为2500-3000；聚丙烯酸的相对分子量为1000-1700；水解聚马来酸酐的相对分子量为410-460。
优选的一种膜阻垢剂的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌5-7分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌8-10分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌7-10分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌3-5分钟；
步骤5，向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌15-20分钟得到膜阻垢剂。
其有益效果为：1)对钙离子浓度、碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性，能够有效地控制CaCO3、CaSO1、BaSO1、SrSO1、CaF2等垢的形成；2)价格便宜，阻垢效率高，投加量少，对环境友好，性质稳定，储存期长。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明，但不局限于其范围。
实施例1：100千克的膜阻垢剂，由下述重量的组份组成:2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷42千克、聚天冬氨酸15千克、聚丙烯酸15千克、水解聚马来酸酐10千克、其余为纯净水；制备步骤如下：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌7分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌10分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌10分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌5分钟；
步骤5，向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌20分钟得到膜阻垢剂。
剂膜阻垢剂的阻垢性能参照国家标准GB/T16632-2008“水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法”进行测定，此方法以含有难溶盐离子的水和水处理药剂制备成试液，升高温度后，维持一段时间，使试液迅速达到其自然平衡，然后测定试液中钙离子的稳定浓度，计算得出阻垢率：
1)阻CaCO3试验
试验用水：Ca2+360mg/L、HCO3 -1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：65℃；时间：12小时；阻垢率：98.68％。
2)阻CaSO4试验
试验用水：Ca2+2500mg/L、SO1 2-4100mg/L；药剂用量：5ppm；水温：60℃；时间：12小时；阻垢率：98.59％。
3)阻BaSO4试验
试验用水：Ba2+35mg/L、SO1 2-80mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.53％。
4)阻SrSO4试验
试验用水：Sr2+400mg/L、SO4 2-1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.71％
5)阻CaF2试验
试验用水：Ca2+850mg/L、F-60mg/L；药剂用量：5ppm；水温：55℃；时间：12小时；阻垢率：97.89％。
实施例2：100千克的膜阻垢剂，由下述重量的组份组成:2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷22千克、聚天冬氨酸10千克、聚丙烯酸10千克、水解聚马来酸酐5千克、其余为纯净水；制备步骤如下：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌5-7分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌8分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌7分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌3分钟；
步骤5，向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌15分钟得到膜阻垢剂。
剂膜阻垢剂的阻垢性能参照国家标准GB/T16632-2008“水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法”进行测定；此方法以含有难溶盐离子的水和水处理药剂制备成试液，升高温度后，维持一段时间，使试液迅速达到其自然平衡，然后测定试液中钙离子的稳定浓度，计算得出阻垢率：
1)阻CaCO3试验
试验用水：Ca2+360mg/L、HCO3 -1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：65℃；时间：12小时；阻垢率：97.71％。
2)阻CaSO4试验
试验用水：Ca2+2500mg/L、SO1 2-4100mg/L；药剂用量：5ppm；水温：60℃；时间：12小时；阻垢率：97.83％。
3)阻BaSO4试验
试验用水：Ba2+35mg/L、SO1 2-80mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.11％。
4)阻SrSO4试验
试验用水：Sr2+400mg/L、SO4 2-1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：97.94％
5)阻CaF2试验
试验用水：Ca2+850mg/L、F-60mg/L；药剂用量：5ppm；水温：55℃；时间：12小时；阻垢率：97.17％。
实施例3：100千克的膜阻垢剂，由下述重量的组份组成:2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷32千克、聚天冬氨酸12.5千克、聚丙烯酸12.5千克、水解聚马来酸酐7.5千克、其余为纯净水；制备步骤如下：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌5-7分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌9分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌8分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌4分钟；
步骤5，向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌17分钟得到膜阻垢。
剂膜阻垢剂的阻垢性能参照国家标准GB/T16632-2008“水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法”进行测定；此方法以含有难溶盐离子的水和水处理药剂制备成试液，升高温度后，维持一段时间，使试液迅速达到其自然平衡，然后测定试液中钙离子的稳定浓度，计算得出阻垢率：
1)阻CaCO3试验
试验用水：Ca2+360mg/L、HCO3 -1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：65℃；时间：12小时；阻垢率：98.45％。
2)阻CaSO4试验
试验用水：Ca2+2500mg/L、SO1 2-4100mg/L；药剂用量：5ppm；水温：60℃；时间：12小时；阻垢率：98.11％。
3)阻BaSO4试验
试验用水：Ba2+35mg/L、SO1 2-80mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.32％。
4)阻SrSO4试验
试验用水：Sr2+400mg/L、SO4 2-1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.21％
5)阻CaF2试验
试验用水：Ca2+850mg/L、F-60mg/L；药剂用量：5ppm；水温：55℃；时间：12小时；阻垢率：97.55％。
实施例4：100千克的膜阻垢剂，由下述重量的组份组成:2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷23千克、聚天冬氨酸12千克、聚丙烯酸11千克、水解聚马来酸酐7千克、其余为纯净水；制备步骤如下：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌6分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌9分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌9分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌5分钟；
步骤5，向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌18分钟得到膜阻垢剂；
膜阻垢剂的阻垢性能参照国家标准GB/T16632-2008“水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法”进行测定，此方法以含有难溶盐离子的水和水处理药剂制备成试液，升高温度后，维持一段时间，使试液迅速达到其自然平衡，然后测定试液中钙离子的稳定浓度，计算得出阻垢率：
1)阻CaCO3试验
试验用水：Ca2+360mg/L、HCO3 -1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：65℃；时间：12小时；阻垢率：99.54％。
2)阻CaSO4试验
试验用水：Ca2+2500mg/L、SO1 2-4100mg/L；药剂用量：5ppm；水温：60℃；时间：12小时；阻垢率：98.92％。
3)阻BaSO4试验
试验用水：Ba2+35mg/L、SO1 2-80mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：99.10％。
4)阻SrSO4试验
试验用水：Sr2+400mg/L、SO4 2-1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.77％
5)阻CaF2试验
试验用水：Ca2+850mg/L、F-60mg/L；药剂用量：5ppm；水温：55℃；时间：12小时；阻垢率：98.43％。
实施例5：100千克的膜阻垢剂，由下述重量的组份组成:2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷38千克、聚天冬氨酸13.5千克、聚丙烯酸13千克、水解聚马来酸酐8.5千克、其余为纯净水；制备步骤如下：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌6分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌9分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌9分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌4分钟；
步骤5，向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌16分钟得到膜阻垢剂；
膜阻垢剂的阻垢性能参照国家标准GB/T16632-2008“水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法”进行测定，此方法以含有难溶盐离子的水和水处理药剂制备成试液，升高温度后，维持一段时间，使试液迅速达到其自然平衡，然后测定试液中钙离子的稳定浓度，计算得出阻垢率：
1)阻CaCO3试验
试验用水：Ca2+360mg/L、HCO3 -1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：65℃；时间：12小时；阻垢率：99.47％。
2)阻CaSO4试验
试验用水：Ca2+2500mg/L、SO1 2-4100mg/L；药剂用量：5ppm；水温：60℃；时间：12小时；阻垢率：99.13％。
3)阻BaSO4试验
试验用水：Ba2+35mg/L、SO1 2-80mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：98.47％。
4)阻SrSO4试验
试验用水：Sr2+400mg/L、SO4 2-1000mg/L；药剂用量：5ppm；水温：35℃；时间：18小时；阻垢率：99.16％
5)阻CaF2试验
试验用水：Ca2+850mg/L、F-60mg/L；药剂用量：5ppm；水温：55℃；时间：12小时；阻垢率：98.12％。
可见，在合适的配制方法下，实施例4、5是合适比例下优良的膜阻垢剂。
Claims (3)
1.一种膜阻垢剂，其特征是，其包含如下重量百分比组分：
所述的一种膜阻垢剂的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1：向常压反应釜中加入2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷，在常温下搅拌5-7分钟；
步骤2：向步骤1所得的溶液中加入聚天冬氨酸，在常温下搅拌8-10分钟；
步骤3：向步骤2所得的溶液中加入聚丙烯酸，在常温下搅拌7-10分钟；
步骤4：向步骤3所得的溶液中加入水解聚马来酸酐，在常温下搅拌3-5分钟；
步骤5：向步骤4所得的溶液中加入纯净水，在常温下搅拌15-20分钟得到膜阻垢剂。
2.根据权利要求1所述的膜阻垢剂，其特征是，其包含如下重量百分比组分：
其中，聚天冬氨酸的相对分子量为2000-3000；聚丙烯酸的相对分子量为1000-2000；水解马来酸酐的相对分子量为420-480。
3.根据权利要求1所述的膜阻垢剂，其特征是，其包含如下重量百分比组分：
其中，聚天冬氨酸的相对分子量为2500-3000；聚丙烯酸的相对分子量为1000-1700；水解聚马来酸酐的相对分子量为410-460。
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Effective date of registration: 20180206 Address after: 256403 Xincheng village, Huantai County, Zibo City, Shandong Province Patentee after: Shandong Sen song long Environmental Protection Technology Co., Ltd. Address before: 255000 seven Li new village, Chengnan Town, Zichuan District, Zibo City, Shandong Patentee before: ZIBO BIN SHENG XIANG CHEMICAL CO., LTD. |
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