CN105417739B - 一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂及其制造方法，所述水质稳定剂由A剂、B剂和C剂组成；A剂由以下质量百分比的组分组成：阻垢剂20～50％、分散剂15～60％、螯合剂10～40％、稳定剂5～10％、增效剂0.2～1.2％、杀菌剂5～15％、水余量；B剂由以下质量百分比的组分组成：植酸20～50％、硝酸锌15～60％、硝酸镧10～40％、硝酸镍5～10％、2‑羟基膦酰基乙酸5～10％、硝酸钴5～10％、水余量；C剂由以下质量百分比的组分组成：对二氮己环30～60％、氨基乙基对二氮己环30～60％、水余量。本发明能使循环水系统多年不结垢不腐蚀，实现工业循环水系统零排放。

Description

一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂及其制造方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂及其制造方法。
背景技术
近年来，工业烟气、工业废水、煤化工等废水的排放造成了环境的极度污染，给百姓的正常生活带来了严重威胁。目前，治理空气污染和污水主要靠减排，减排即意味一些污染严重的企业可能关停，企业关停员工就要下岗，这样不但国家财政收入会受到影响，还会留下社会隐患。因此，研究一种多功能药剂，能实现工业烟气及废水、城市中水、煤化工等废水循环冷却水一体化所排放的污水全部回收循环使用，使用该药剂后的循水系统设备能够达到多年不结垢、不腐蚀，所排放的废物可以循环综合利用，无环境污染和副作用，达到真正的零排放，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能让电厂、钢厂、煤化工等废水全部回收用于循环冷却水的零排污水质稳定剂及其制造方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂，由A剂、B剂和C剂组成；所述的A剂(阻垢螯合剂)由以下质量百分比的组分组成：阻垢剂20～50％、分散剂15～60％、螯合剂10～40％、稳定剂5～10％、增效剂0.2～1.2％、杀菌剂5～15％、水余量；所述的B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)由以下质量百分比的组分组成：植酸20～50％、硝酸锌15～60％、硝酸镧10～40％、硝酸镍5～10％、2-羟基膦酰基乙酸5～10％、硝酸钴5～10％、水余量；所述的C剂(环保型重金属螯合稳定剂)由以下质量百分比的组分组成：对二氮己环30～60％、氨基乙基对二氮己环30～60％、水余量。
作为本发明进一步的方案：所述的A剂(阻垢螯合剂)中的阻垢剂是大分子有机磷化合物，大分子有机膦化合物是多氨基多醚基亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸和二己烯三胺五亚甲基膦酸、丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐共聚物(AA-APES)中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述的A剂(阻垢螯合剂)中的分散剂是聚天冬氨酸钠盐和聚环氧琥珀酸钠盐、羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、聚醚羧酸酯、烯丙氧基聚醚羧酸、膦基聚羧酸其中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述的A剂(阻垢螯合剂)中的螯合剂是二己烯三胺五亚甲基膦酸钠、乙二胺四乙酸四钠盐和乙二胺四乙酸的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述的A剂(阻垢螯合剂)中的稳定剂是2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、甲基纤维素、分子量1000万以下水解度30的阴离子聚丙烯酰胺中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述的A剂(阻垢螯合剂)中的增效剂是甲基苯骈三氮唑、苯骈三氮唑、2,2'-二硫代二苯并噻唑、2-氨乙基十七烯基咪唑啉、双十七烯基咪唑啉季铵盐中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案：所述的A剂(阻垢螯合剂)中的杀菌剂选自2,2-二溴-2-硝基乙醇、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇中的一种或多种。
所述的工业废水全部回收零排污水质稳定剂的制造方法，包括以下步骤：
①分别取三个容器，在三个容器分别加入一定量的水；
②将其组成A剂按质量百分比，阻垢剂20～50％、分散剂15～60％、螯合剂10～40％、稳定剂5～10％、增效剂0.2～1.2％、杀菌剂5～15％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；
③将其组成B剂按质量百分比，植酸20～50％、硝酸锌15～60％、硝酸镧10～40％、硝酸镍5～10％、2-羟基膦酰基乙酸5～10％、硝酸钴5～10％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；
④将其组成C剂按质量百分比，对二氮己环30～60％、氨基乙基对二氮己环30～60％、水余量，依次加入容器中，搅拌混合，搅拌均匀即为成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
①废水中的重金属离子是水环境污染的重要指标，是循环水设备的重要腐蚀根源。而水质稳定剂却能将其络合后在设备表面预膜。国家循环水控制标准规定：循环水Cl-≤700mg/L，而当采用该水质稳定剂后，循环水Cl-可以达到180000mg/L，也不会形成系统腐蚀。
②废水的硬度高，是循环水系统结垢的重要原因。而当循环水零排放时，超饱和的氯化物、硫酸盐、碳酸盐就会结晶析出成垢。该水质稳定剂作用于各种结垢物质的析出过程，改变其晶格形态成为水渣，保持循环水系统设备永远不结垢。国家循环水水质控制标准规定：循环水的碱度加硬度之和小于1100mg/L，而采用该特殊配方的水质稳定剂后，循环水的碱度加硬度之和大于6000mg/L时也不会造成结垢。
③循环水中的无机物形成的浊度大都带正电荷，宜在流动过程中被管壁所吸附，形成粘泥附着。但是水质稳定剂所带的负电荷与浊度所带的正电荷中和后，降低了浊度的附着速率。国家循环水水质控制标准规，循环水浊度不大于20NTU，使用该水质稳定剂的循环水系统，即使浊度达到200NTU，也没有粘泥附着设备的问题。
④废水回用于循环水达到系统零排放，水质稳定剂作用下的各种析出物质不在换热器内沉积，却能在冷却塔水池中产生自沉淀，自净化。最有趣的现象是循环水浊度低于补充水浊度，而设备并无结垢、结泥问题，这充分说明了该水质稳定剂同时具有净化循环水的作用。
经检测，本发明水质稳定剂符合DL/T806-2002《火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂》标准。本发明不增加设施、不需要投资、无耗能、直接注入循环水系统中即可，并能使循环水系统多年不结垢不腐蚀、在运行过程中形成的无机固体物和泥渣可在大修时清除或用泥浆泵抽出，晒干后填坑、铺路均可，实现电厂循环水系统零排放。
附图说明
图1是本发明进行污水一体化处理的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂，由A剂、B剂和C剂组成；A剂(阻垢螯合剂)由以下质量百分比的组分组成：阻垢剂35％、分散剂22％、螯合剂10％、稳定剂8％、增效剂1％、杀菌剂10％、水余量，具体原材料分别为：多氨基多醚基亚甲基膦酸25％、丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐共聚物(AA-APES)10％、烯丙氧基聚醚羧酸12％、羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物10％、乙二胺四乙酸四钠盐10％、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸8％、2,2'-二硫代二苯并噻唑1％、2,2二溴-2-硝基乙醇10％去离子水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)由以下质量百分比的组分组成：植酸40％、硝酸锌20％、硝酸镧15％、硝酸镍6％、2-羟基膦酰基乙酸7％、硝酸钴6.5％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；C剂(环保型重金属螯合稳定剂)由以下质量百分比的组分组成：对二氮己环40％、氨基乙基对二氮己环35％、水余量，依次加入容器中，搅拌混合，搅拌均匀即为成品。
实施例2
本发明实施例中，一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂，由A剂、B剂和C剂组成；A剂(阻垢螯合剂)由以下质量百分比的组分组成：阻垢剂25％、分散剂22％、螯合剂18％、稳定剂8％、增效剂1.2％、杀菌剂8％，水余量，具体原材料分别为：二乙烯三胺五亚甲基膦酸15％、二己烯三胺五亚甲基膦酸10％、烯丙氧基聚醚羧酸12％、膦基聚羧酸10％、二己烯三胺五亚甲基膦酸钠10％、乙二胺四乙酸8％、甲基纤维素8％、甲基苯骈三氮唑1.2％、2,2-二溴-2-硝基乙醇8％、去离子水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)由以下质量百分比的组分组成：植酸45％、硝酸锌25％、硝酸镧18％、硝酸镍9％、2-羟基膦酰基乙酸7％、硝酸钴7％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；C剂(环保型重金属螯合稳定剂)由以下质量百分比的组分组成：对二氮己环50％、氨基乙基对二氮己环30％、水余量，依次加入容器中，搅拌混合，搅拌均匀即为成品。
实施例3
本发明实施例中，一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂，由A剂、B剂和C剂组成；A剂(阻垢螯合剂)由以下质量百分比的组分组成：阻垢剂20％、分散剂35％、螯合剂20％、稳定剂8％、增效剂1.2％、杀菌剂10％、水余量，具体原材料分别为：丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐共聚物20％、聚天冬氨酸钠盐25％、羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物10％、乙二胺四乙酸四钠盐10％、二己烯三胺五亚甲基膦酸钠10％、甲基纤维素8％、双十七烯基咪唑啉季铵盐1.2％、2,2-二溴-2-硝基乙醇10％、去离子水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)由以下质量百分比的组分组成：植酸50％、硝酸锌20％、硝酸镧20％、硝酸镍8％、2-羟基膦酰基乙酸8％、硝酸钴7％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；C剂(环保型重金属螯合稳定剂)由以下质量百分比的组分组成：对二氮己环50％、氨基乙基对二氮己环37％、水余量，依次加入容器中，搅拌混合、搅拌均匀即为成品。
请参阅图1，工业烟气及废水、城市中水、煤化工等废水循环冷却水一体化处理系统，由换热器、循环水池、混合水池、均质水池和澄清水池组成，换热器与循环水池循环连通。
众所周知，工业生产，产生的废水包括锅炉排污水、反渗透浓水、脱硫水、离子交换树脂再生酸碱废水、生活中水等，目前工业处理上述废水的方法分别为：
①所有工业企业(除了采用本水质稳定剂及技术的用户外)没有一家是废水全部回用于循环冷却水达到零排放及设备多年不结垢不腐蚀，可以在任何已经预膜和没有预膜的循环冷却水设备系统进行多种挂片监测实验，远远超过国家腐蚀标准，所以使用本水质稳定剂循环冷却水设备不用预膜。而且本发明产品具有除垢、阻垢、螯合分散、杀菌、预膜、补膜作用。经重金属螯合稳定所排放的废物可以循环综合利用，无环境污染和副作用，达到真正的零排放。
②对于反渗透浓水的处理方法有四种：一是进行高压膜处理，产水回收利用，30～50％的浓水排放，属于高耗能减排方法；二是进行多效蒸发，将废水加热成蒸汽，再冷却成蒸馏水回收利用，浓液排放或加药结晶固化，投资大，运行费用高，消耗热能巨大，很少有用户采纳；三是排入蒸发塘，太阳晒时蒸发或地层渗漏造成地下水污染；四是直接排放大自然的江河湖海。
③脱硫水的处理相当困难，有的企业是无序排放或排至城市污水厂处理，有的企业掺入燃煤中焚烧，形成恶性循环。脱硫废水中含有悬浮物、过饱和的硫酸盐、氯离子、重金属汞、铅、镍、锌等重金属，城市污水处理厂接受脱硫水后，并没有好的方法处理，只是稀释除浊后排放。
④离子交换树脂再生酸碱废水，各企业做到了酸碱废水中和，中和程度顺其自然。由于酸碱废水中的Cl-、SO4 2-及Ca2+、Mg2+含量极高，pH值忽高忽低、所以这部分废水都成为企业的外排水。
⑤锅炉排污水和城市中水可以作为循环水的补充水，达到一定数值后(即：国家循环水水质控制标准)，排污水至自然水体，或者排污水经膜处理后，回收纯水，浓水排放。
由于本发明技术采用化学处理和物理处理相结合的方式，在达到循环水系统零排放情况下不结垢。即A剂(阻垢螯合剂)作用于超饱和结垢物质的结晶析出过程，使结垢物质的晶格形态发生畸变，成为多面体不规则的水渣，而后通过循环水过滤不排污和补水降低循环水浊度，使循环水重复利用。B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)能够络合循环水中的微量三价金属离子在换热设备上预膜。金属膜质地坚硬而细腻，有效地防止了高Cl–、高SO4 2-等对换热设备的腐蚀。C剂(环保型重金属螯合稳定剂)能够稳定循环水中的微量重金属离子工业废物和脱硫废水、水渣、污泥、被污染的土壤等含有的对人体有害的重金属如汞、镉、铅、铬、砷、硒等，如直接排放或者填埋，会污染周边环境。所排放的废物可以循环综合利用，无环境污染和副作用，达到真正的零排放。
实施例4
贵州某企业的自备电厂将企业的废水、反渗透浓水、离子交换树脂再生的酸碱废水补入循环水系统，在循环水系统中加入本发明实施例1制得的水质稳定剂，根据不同水质和循环水系统保有水量，A剂(阻垢螯合剂)加入量为80～150PPM；B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)加入量为80～300PPM，2～3天加一次，达到120000mg/L，是国标的18倍之多。使用本发明实施例1制得的水质稳定剂后，电导21000us/cm、硬度5080mg/L、碱度450mg/L，长期运行已半年之久，期间多次打开换热器检查，不仅没有结垢、没有腐蚀，而且老垢除掉了，设备上没有预膜的，预上了膜。在运行过程中形成的无机固体物和泥渣可在大修时清除或用泥浆泵抽出，按体积百分比容量加入C剂(环保型重金属螯合稳定剂)，C剂(环保型重金属螯合稳定剂)加入量为2～10％，搅拌均匀晒干后填坑、铺路均可，实现工业循环水系统零排放并且实现了循环水系统零排放。
实施例5
贵州另一家企业自备电厂，把脱硫废水、反渗透浓水、离子交换树脂酸碱再生废水都用作循环水的补充水，其废水水质为：碱度9.5mmol/L、硬度22mmol/L、Cl-280mg/L、浊度50NTU。不足时用工业水，在循环水系统中加入本发明实施例2制得的水质稳定剂，根据不同水质和循环水系统保有水量，A剂(阻垢螯合剂)加入量为80～150PPM；B剂(生物预膜补膜缓蚀剂)加入量为80～300PPM，2～3天加一次，在达到国标的基础下长期运行已一年之久，期间多次打开换热器检查，不仅没有结垢、没有腐蚀，而且老垢除掉了，设备上没有预膜的预上了膜，在运行过程中形成的无机固体物和泥渣可在大修时清除或用泥浆泵抽出，按体积百分比容量加入C剂(环保型重金属螯合稳定剂)，C剂(环保型重金属螯合稳定剂)加入量为2～10％，搅拌均匀晒干后填坑、铺路均可，实现工业循环水系统零排放并且实现了循环水系统零排放。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种工业废水全部回收零排污水质稳定剂，其特征在于，由A剂、B剂和C剂组成；所述的A剂由以下质量百分比的组分组成：阻垢剂20～50％、分散剂15～60％、螯合剂10～40％、稳定剂5～10％、增效剂0.2～1.2％、杀菌剂5～15％、水余量；所述的B剂由以下质量百分比的组分组成：植酸20～50％、硝酸锌15～60％、硝酸镧10～40％、硝酸镍5～10％、2-羟基膦酰基乙酸5～10％、硝酸钴5～10％、水余量；所述的C剂由以下质量百分比的组分组成：对二氮己环30～60％、氨基乙基对二氮己环30～60％、水余量；
所述的A剂中的阻垢剂是多氨基多醚基亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸和二己烯三胺五亚甲基膦酸、丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐共聚物(AA-APES)中的一种或多种；
所述的A剂中的分散剂是聚天冬氨酸钠盐和聚环氧琥珀酸钠盐、羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、聚醚羧酸酯、烯丙氧基聚醚羧酸、膦基聚羧酸其中的一种或多种；
所述的A剂中的螯合剂是二己烯三胺五亚甲基膦酸钠、乙二胺四乙酸四钠盐和乙二胺四乙酸的一种或多种；
所述的A剂中的稳定剂是2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、甲基纤维素、分子量1000万以下水解度30％的阴离子聚丙烯酰胺中的一种或多种；
所述的A剂中的增效剂是甲基苯骈三氮唑、苯骈三氮唑、2,2'-二硫代二苯并噻唑、2-氨乙基十七烯基咪唑啉、双十七烯基咪唑啉季铵盐中的一种或多种；
所述的A剂中的杀菌剂选自2,2-二溴-2-硝基乙醇、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的工业废水全部回收零排污水质稳定剂的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
①分别取三个容器，在三个容器分别加入一定量的水；
②将A剂按质量百分比，阻垢剂20～50％、分散剂15～60％、螯合剂10～40％、稳定剂5～10％、增效剂0.2～1.2％、杀菌剂5～15％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；
③将B剂按质量百分比，植酸20～50％、硝酸锌15～60％、硝酸镧10～40％、硝酸镍5～10％、2-羟基膦酰基乙酸5～10％、硝酸钴5～10％、水余量，依次加入容器中混合，加热至60℃，搅拌2个小时，过滤，包装即为成品；
④将C剂按质量百分比，对二氮己环30～60％、氨基乙基对二氮己环30～60％、水余量，依次加入容器中，搅拌混合，搅拌均匀即为成品。
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