CN104874294B

CN104874294B - 一种环保型反渗透膜阻垢剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104874294B
Application number: CN201510288866.1A
Authority: CN
Inventors: 吴爱群
Original assignee: 吴爱群
Current assignee: Guangdong Environmental Protection Technology Co., Ltd. Bawofu
Priority date: 2015-05-30
Filing date: 2015-05-30
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2035-05-30
Also published as: CN104874294A

Abstract

本发明公开了一种环保型反渗透膜阻垢剂及其制备方法和应用，所述环保型反渗透膜阻垢剂由下列物质组成：单宁，溴化十二烷基苄基铵，柠檬酸钠，聚天冬氨酸，锌盐，石酒酸钾钠。制备方法为将上述物质按比例混合均匀即可。使用方法为，采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为0.8～2.5mg/L。本发明的有益效果是：1、能防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用；2、不含有毒物质，不造成水体污染；3、加入的葡萄糖酸锌代替硫酸锌、氯化锌和碳酸锌，避免了既由于锌盐不溶造成的锌盐沉积，有避免了引入如氯离子等有害离子。

Description

一种环保型反渗透膜阻垢剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及水处理领域，涉及一种环保型反渗透膜阻垢剂及其制备方法和应用。

背景技术

反渗透水处理设备是将原水经过精密过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等，再通过泵加压，利用孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒的1/300)的反渗透膜(RO膜)，使较高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准。

反渗透膜是反渗透系统的关键设备，系统长时间连续运行，反渗透膜表面会有颗粒、胶体和难溶盐吸附、结垢堵塞膜孔，这样会影响反渗透系统的出水效率，损坏反渗透膜。由于反渗透膜比较昂贵，所以在系统运行中，要在水中投加反渗透膜阻垢剂，延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。反渗透膜的污染大体可分为悬浮颗粒和胶体污染、无机沉积物污染、有机物污染和生物污染4类。当难溶盐在反渗透系统内被不断浓缩，其组分离子浓度幂的乘积超过其溶度积时，就会在反渗透膜表面上不断沉积而结垢，形成无机沉积物污染。当水源为苦咸水时，CaSO₄、CaCO₃是产生垢类的主要难溶盐。在中水回用时，由于中水中含有大量的PO₄ ³-，易形成Ca₃(PO₄)₂沉淀。

现有的阻垢剂，如中国专利号CN 102895883 B的阻垢剂含有机膦酸盐和锌盐。其中聚膦酸盐易水解，会造成水体的富营养化污染，不利于环境保护。现有的阻垢剂中，锌盐通常选取自硫酸锌、氯化锌和碳酸锌。其中碳酸锌溶解性差，易造成锌盐沉积，硫酸锌和氯化锌虽然溶解性较好，但是容易引入氯离子和硫酸根离子，易于其他离子反应生成不容性沉淀，反而不利于水体处理。此外，现有的阻垢剂含有有害离子，对环境和人体健康产生不良影响。

因此，一种既能够有效地去除吸附、结垢堵塞在反渗透膜膜孔上的颗粒、胶体和难溶盐，又不含有毒物质，不造成水体污染的环保型反渗透膜阻垢剂成为解决问题的关键。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，在将单宁与聚天冬氨酸、锌盐复配成阻垢剂使用时，所述阻垢剂的去垢和絮凝的性能显著提高。基于这种发现，完成了本发明。

本发明的一个目的在于提供一种环保型反渗透膜阻垢剂，能够有效地去除吸附、结垢堵塞在反渗透膜膜孔上的颗粒、胶体和难溶盐。

本发明的一个目的在于提供一种环保型反渗透膜阻垢剂，不含有毒物质，不造成水体污染。

为实现上述目的，本发明提供一种环保型反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：单宁28％～42％，溴化十二烷基苄基铵0.03％～0.05％，柠檬酸钠5％～8％，聚天冬氨酸26％～48％，锌盐5％～8％，石酒酸钾钠12％～18％。

优选的是，由下列物质按照如下百分比组成：单宁32％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠6％，聚天冬氨酸38.96，锌盐7％，石酒酸钾钠16％。

优选的是，其中所述的锌盐为可溶性锌盐。

优选的是，其中所述可溶性锌盐为葡萄糖酸锌。

一种环保型反渗透膜阻垢剂的制备方法，将单宁、溴化十二烷基苄基铵、柠檬酸钠、聚天冬氨酸、锌盐和石酒酸钾钠按配比称量好，然后依次加入到高速分散混合釜中，开动搅拌电机，搅拌均匀，即得环保型反渗透膜阻垢剂。

优选的是，其中搅拌速度为500转/min，搅拌时间为30～60min。

一种环保型反渗透膜阻垢剂的使用方法为：采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为0.8～2.5mg/L mg/L。

本发明的有益效果是：1、能防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用；2、不含有毒物质，不造成水体污染；3、加入的葡萄糖酸锌代替硫酸锌、氯化锌和碳酸锌，避免了既由于锌盐不溶造成的锌盐沉积，有避免了引入如氯离子等有害离子。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

本发明提供一种环保型反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：

单宁32％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠6％，聚天冬氨酸38.96％，葡萄糖酸锌7％，石酒酸钾钠16％。

将单宁、溴化十二烷基苄基铵、柠檬酸钠、聚天冬氨酸、锌盐和石酒酸钾钠按上述配比称量好，然后依次加入到高速分散混合釜中，开动搅拌电机，搅拌速度为500转/min，搅拌时间为60min，即得环保型反渗透膜阻垢剂。

采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为1.2mg/L。

实施例2

单宁28％，溴化十二烷基苄基铵0.05％，柠檬酸钠5％，聚天冬氨酸40.95％，葡萄糖酸锌8％，石酒酸钾钠18％。

将单宁、溴化十二烷基苄基铵、柠檬酸钠、聚天冬氨酸、锌盐和石酒酸钾钠按上述配比称量好，然后依次加入到高速分散混合釜中，开动搅拌电机，搅拌速度为500转/min，搅拌时间为45min，即得环保型反渗透膜阻垢剂。

采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为2.5mg/L。

实施例3

单宁42％，溴化十二烷基苄基铵0.03％，柠檬酸钠8％，聚天冬氨酸32.97％，葡萄糖酸锌5％，石酒酸钾钠12％。

采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为0.8mg/L。

实施例4

单宁39.97％，溴化十二烷基苄基铵0.03％，柠檬酸钠8％，聚天冬氨酸26％，葡萄糖酸锌8％，石酒酸钾钠18％。

采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为2mg/L。

实施例5

单宁28.96％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠5％，聚天冬氨酸48％，葡萄糖酸锌6％，石酒酸钾钠12％。

采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为4mg/L。

实施例6

单宁30％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠7％，聚天冬氨酸42.96％，葡萄糖酸锌6％，石酒酸钾钠14％。

实施例7

单宁38％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠6％，聚天冬氨酸31.96％，葡萄糖酸锌7％，石酒酸钾钠17％。

采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为1.5mg/L。

对比例1

一种反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：

单宁61.96％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠12％，葡萄糖酸锌8％，石酒酸钾钠18％。

对比例2

一种反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：

溴化十二烷基苄基铵0.05％，柠檬酸钠12％，聚天冬氨酸61.95％，葡萄糖酸锌8％，石酒酸钾钠18％。

对比例3

一种反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：

单宁32％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠6％，聚天冬氨酸38.96％，碳酸锌7％，石酒酸钾钠16％。

对比例4

一种反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：

氨基三甲叉膦酸25，水解聚马来酸酐40，2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸20，聚丙烯酸10，乙二胺四甲叉膦酸钠5。

阻垢性能测试

表1 试验原水水质

水质编号	Ca²⁺	总碱度	总硬度	SO₄ ^2-
					1(中低硬度)	115	120	345	75
2(高硬度)	275	344	505	92

注：单位为mg/L，Ca²⁺、总碱度、总硬度均以CaCO₃计。

把试验原水水质指标提高为原来的5倍，得到试验用水，试验用水水质见表2。

表2 试验用水水质

水质编号	Ca²⁺	总碱度	总硬度	SO₄ ^2-
					1(中低硬度)	575	600	1725	375
2(高硬度)	1375	1720	2525	460

注：单位为mg/L，Ca²⁺、总碱度、总硬度均以CaCO₃计。

下述实施例所用的反渗透膜阻垢剂的性能评定方法如下：

阻硫酸钙垢性能取试验用水，加入一定浓度的(以有效浓度计)反渗透膜阻垢剂，于60±1℃恒温水浴内保温10h，冷却后取样分析水中剩余SO₄ ^2-的浓度，同时做空白样，并计算阻垢率。

阻垢率计算公式为：阻垢率＝(C-C₀)/(C₁-C₀)×100％

C：实测SO₄ ^2-的浓度

C₀：空白样的SO₄ ^2-的浓度

C₁：原水中的SO₄ ^2-的浓度

阻碳酸钙垢性能取试验用水，加入一定浓度的(即2mg/L)反渗透膜阻垢剂，于60±1℃恒温水浴内保温10h，冷却后取样分析水中剩余Ca²⁺的浓度，同时做空白样，并计算阻垢率。

阻垢率计算公式为：阻垢率＝(C-C₀)/(C₁-C₀)×100％

C：实测Ca²⁺的浓度-阻硫酸钙消耗的Ca²⁺浓度

C₀：空白样的Ca²⁺的浓度

C₁：原水中的Ca²⁺的浓度

在1号(中低硬度水)和2号(高硬度水)中对以上实施例、对比例的阻硫酸钙垢和阻碳酸钙垢性能进行测试，得表3和表4：

表3 在1号(中低硬度水)中阻硫酸钙垢和阻碳酸钙垢性能

表4 在2号(高硬度水)中阻硫酸钙垢和阻碳酸钙垢性能

由表3和表4可知，本发明的环保型反渗透膜阻垢剂，通过单宁、聚天冬氨酸和可溶性锌盐(葡萄糖酸锌)的复配使用，使阻垢剂具有优异的阻CaSO4垢性能，还具有一定稳定CaCO3垢的性能。并且在高硬度水中让能够保持较高的阻垢性能。

此外，本发明环保型反渗透膜阻垢剂中添加了少量的溴化十二烷基苄基铵，能够安全有效的杀灭水中的微生物污染，防止了由于微生物污染过多，造成的反渗透膜阻塞，提高了反渗透膜系统的产水量和产水质量。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims

1.一种环保型反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：单宁28％～42％，溴化十二烷基苄基铵0.03％～0.05％，柠檬酸钠5％～8％，聚天冬氨酸26％～48％，锌盐5％～8％，酒石酸钾钠12％～18％；所述的锌盐为可溶性锌盐葡萄糖酸锌。

2.如权利要求1所述的环保型反渗透膜阻垢剂，由下列物质按照如下百分比组成：单宁32％，溴化十二烷基苄基铵0.04％，柠檬酸钠6％，聚天冬氨酸38.96，锌盐7％，酒石酸钾钠16％。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的环保型反渗透膜阻垢剂的制备方法，将单宁、溴化十二烷基苄基铵、柠檬酸钠、聚天冬氨酸、锌盐和酒石酸钾钠按配比称量好，然后依次加入到高速分散混合釜中，开动搅拌电机，搅拌均匀，即得环保型反渗透膜阻垢剂。

4.如权利要求3所述的环保型反渗透膜阻垢剂的制备方法，其中所述的搅拌速度为500转/min，搅拌时间为30～60min。

5.一种如权利要求1-2任一项所述的环保型反渗透膜阻垢剂的使用方法为：采用连续投加的方式，使环保型反渗透膜阻垢剂与反渗透膜进水均匀混合；反渗透膜阻垢剂的投加浓度为0.8～2.5mg/L。