CN105709606A - 环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理剂处理技术领域，尤其涉及一种低磷、阻垢效果好的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂及其制备方法，环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：活性物含量为30%的KR?8三元共聚物（AA?HPA?AMPS）为15?20%，活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为28?30%，活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为5?8%，活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI?CMI）为12%和余量的纯净水，该环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂是集兼容性、配伍性良好的阻垢、分散、杀菌藻、低界面张力等组份于一体的反渗透膜的多功能阻垢、分散剂，避免了繁琐的操作，减少了生产设备的投入，降低了生产费用，避免了反渗透系统结垢、胶体沉积、微生物滋生和化学污染。
Description
技术领域
本发明涉及水处理剂技术领域，尤其涉及一种环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂及其制备方法。
背景技术
反渗透剂是二十世纪后期迅速发展起来的膜法水处理方式，用于海水、苦咸水的淡化和除盐水、纯水、高纯水的生产，以及污水、中水的回收，是目前最有效方法之一。
反渗透剂是一种可用于电子、电力、化工、制药和食品领域等的用水要求，其核心技术是因为反渗透膜是一种用特殊材料醋酸纤维和聚脂胺纤维等加工制成的，反渗透膜分离技术是物理脱盐技术之一。反渗透装置中离子浓度浓缩了3-4倍，容易结垢，而反渗透阻垢剂、分散剂能有效控制碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等结垢，及氧化铁沉积和硅胶等污垢。
反渗透膜试剂为具有渗透性能的薄膜，它能够在外加压力的作用下，使溶液中的其它组份选择性的透过，从而达到水体淡化、净化的目的，而盐水中的难溶盐、金属氧化物、细菌、氧化性物质、有机物以及硅胶等都有可能引起膜体的污染，因此为了减少反渗透膜的污染，延长反渗透膜的清洗周期和使用寿命，提高产水率和脱盐率，补充水进入反渗透设备前都需要进行预处理和添加反渗透分散剂；而国内反渗透剂的品种不一、质量参差不齐，性能与国际产品相比还有一定的差距。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低磷、阻垢效果好的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂及其制备方法，可用于反渗透工艺，减轻膜污染，提高反渗透系统运行效率，减少清洗次数，延长反渗透膜的使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂，其特征在于，由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为15-20%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为28-30%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为5-8%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
余量为纯净水。
进一步地，所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为15%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为28%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为5%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为40%。
进一步地，所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为18%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为29%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为7%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为34%。
进一步地，所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为20%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为30%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为8%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为30%。
进一步地，所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的使用浓度为3-6mg/L。
进一步地，所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的制备方法，包括了以下步骤：先将环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的纯净水按配比质量加入至釜中并开始搅拌，再依次将KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）、多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）、聚环氧琥珀酸（PESA）和异噻唑啉酮（MI-CMI）按配比质量加入至釜中，继续搅拌30分钟后经过滤、灌装得到环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂成品。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明筛选与水源兼容、针对性强的阻垢、分散效果好的反渗透阻垢剂的单体，采用了环境友好的反渗透膜阻垢、分散剂的配方。
2、本发明是集兼容性、配伍性良好的阻垢、分散、杀菌藻、低界面张力等组份于一体的反渗透膜的多功能阻垢、分散剂，避免了繁琐的操作，减少了生产设备的投入，降低了生产费用。
3、避免了反渗透系统结垢、胶体沉积、微生物滋生和化学污染。
4、本发明提供的无膦反渗透膜阻垢、分散剂，按照电力部行业标准规定膦酸盐含量<2%的反渗透膜阻垢、分散剂属于无膦阻垢剂，可降低膜系统生物染污和菌藻超标。
5、本发明提供的反渗透膜阻垢、分散剂具有缓释作用和环境友好的生物降解性能，稳定性好，货架期长。
6、本发明提供的反渗透膜阻垢、分散剂可解决渗透膜上碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氢氧化镁、三氧化二铁和胶体硅等污垢沉积。
7、对碳酸钙RSI（RYZNAY稳定指数）在4.5左右运行尚不结垢，可提高产水率，提高水质量，延长膜及设备的使用寿命，降低成本。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例一
一种环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为15%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为28%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为5%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为40%。
实施例二
一种环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为18%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为29%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为7%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为34%。
实施例三
一种环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为20%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为30%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为8%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为30%。
实施例一至实施例三中的的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂均通过以下制备方法获得，该制备方法包括了以下步骤：先将环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的纯净水按配比质量加入至釜中并开始搅拌，再依次将KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）、多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）、聚环氧琥珀酸（PESA）和异噻唑啉酮（MI-CMI）按配比质量加入至釜中，继续搅拌30分钟后经过滤、灌装得到环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂成品。
实施例一至实施例三中的的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的使用浓度均为3-6mg/L。
本发明的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂对CaCO3的阻垢试验方法按照GB/T16632-2008的规定进行，本发明的CaCO3的阻垢性能试验结果如下：
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | |
| 环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂浓度（mg/L） | 5 | 5 | 5 |
| 阻垢率（%） | 90.3 | 93.7 | 95.1 |
阻垢率越高，表明环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的阻垢性能越好，试验结果中实施例三对CaCO3的阻垢性能最好。
本发明的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂对硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶的阻垢性能评定方法方法按照SY/T5673/93《石油天然气行业标准油田用阻垢剂性能评定方法》的规定进行，本发明对硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶的阻垢试验结果如下：
| 环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂 | 浓度（mg/L） | 对硫酸钙的阻垢率 | 对硫酸钡的阻垢率 | 对硫酸锶的阻垢率 |
| 实施例一 | 5 | 86.2% | 88.3% | 90.8% |
| 实施例二 | 5 | 89.1% | 92.1% | 93.7% |
| 实施例三 | 5 | 87.3% | 90.5% | 92.5% |
根据实验结果表明本发明的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂样品对硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶的阻垢效果同样良好，其中实施例二对硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶的阻垢效果最好。
下面通过该环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂样品在青岛某电厂的应用情况对该产品进行进一步的说明：
使用反渗透装置，通过采用对水一次通过的动态评定法检验本发明的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的性能参数；
基本流程：将原水依次通过预处理系统和反渗透脱盐装置产生一级产水和浓缩水；
方法简介：原水经细砂等过滤后进入反渗透膜的分离作用，设定系统运行的回水率为75%左右，对产生的浓缩水和一级原水直接收集，在进水水质不变的情况下，经一个月的运行进行测定：进出水的电导率，进水、浓缩水的压力、产水率等参数，判断反渗透膜是否污染、沉积、结垢等来评价反渗透膜阻垢、分散剂的质量。
青岛某电厂试验水质指标如下：
| 编号 | 检测项目 | 单位 | 实例 | 编号 | 检测项目 | 单位 | 实例 |
| 1 | PH | 7.7 | 8 | SO?2? | mg/L（以1/2SO?2-计） | 268 | |
| 2 | JDp | mg/L（以1/2碳酸钙计） | 9 | 铁离子 | mg/L | 0.708 | |
| 3 | JDm | mg/L（以1/2碳酸钙计） | 140 | 10 | 总磷含量 | mg/L（以1/2PO?3-计） | 0.08 |
| 4 | YD | mg/L（以碳酸钙计） | 280 | 11 | 浊度 | mg/L | 1.7 |
| 5 | YDca | mg/L（以碳酸钙计） | 180.1 | 12 | 电导率 | μs/cm | 682 |
| 6 | YDmg | mg/L（以碳酸钙计） | 99.9 | 13 | 总溶介固形物 | mg/L | 409.2 |
| 7 | 氯离子 | mg/L | 103.1 | 14 | COD | mg/L | 21 |
环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂按照实施例二的质量组份进行配比，环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的添加浓度为5mg/L（标准液），稀释倍数为10倍；
试验开始时，一级反渗透装置系统的运行参数如下表所示：
| 名称 | 单位 | 参数 | 名称 | 单位 | 参数 |
| 试验水温 | 摄氏度 | 25 | 浓缩水量 | M3/h | 2.4 |
| 进水电导率 | μs/cm | 682 | 回收率 | % | 70 |
| 出水电导率 | μs/cm | 10.6 | 进水含盐量 | mg/L | 477 |
| 进水压力 | MPa | 0.11 | 产水含盐量 | mg/L | 7.44 --> |
| 浓缩水压力 | MPa | 0.08 | 脱盐率 | % | 98.4 |
| 进水量 | M3/h | 8 | 盐透过率 | % | 1.6 |
| 产水量 | M3/h | 5.6 | 浓水含磷量 | mg/L | 0.64 |
试验两个月后，一级反渗透装置系统的运行参数如下表所示：
| 名称 | 单位 | 参数 | 名称 | 单位 | 参数 |
| 试验水温 | 摄氏度 | 25 | 浓缩水量 | M3/h | 2.45 |
| 进水电导率 | μs/cm | 684 | 回收率 | % | 69.4 |
| 出水电导率 | μs/cm | 11 | 进水含盐量 | mg/L | 479 |
| 进水压力 | MPa | 0.115 | 产水含盐量 | mg/L | 7.7 |
| 浓缩水压力 | MPa | 0.082 | 脱盐率 | % | 98.3 |
| 进水量 | M3/h | 8 | 盐透过率 | % | 1.7 |
| 产水量 | M3/h | 5.55 | 浓水含磷量 | mg/L | 0.63 |
通过上述的一级反渗透装置系统的运行参数可以看出，本发明提供的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂性能良好，运行两个月后浓缩倍数K=3.267，系统的压力和压差基本无变化，水回收率也基本稳定，浓缩水的含磷量符合国家外排标准，可以进行排放。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明的目的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂，其特征在于，由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为15-20%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为28-30%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为5-8%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
余量为纯净水。
2.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂，其特征在于，由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为15%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为28%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为5%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为40%。
3.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂，其特征在于，由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为18%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为29%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为7%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为34%。
4.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂，其特征在于，由下列组份按质量百分比配制而成：
活性物含量为30%的KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）为20%，其极限粘数为0.065~0.075dl/g；
活性物含量为40%的多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）为30%，其数均分子量为600-800；
活性物含量为40%的聚环氧琥珀酸（PESA）为8%，其数均分子量为400-1000；
活性物含量为18%的异噻唑啉酮（MI-CMI）为12%；
纯净水为30%。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂，其特征在于，所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的使用浓度为3-6mg/L。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的制备方法，其特征在于，包括了以下步骤：先将环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂的纯净水按配比质量加入至釜中并开始搅拌，再依次将KR-8三元共聚物（AA-HPA-AMPS）、多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）、聚环氧琥珀酸（PESA）和异噻唑啉酮（MI-CMI）按配比质量加入至釜中，继续搅拌30分钟后经过滤、灌装得到环境友好型反渗透膜阻垢、分散剂成品。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160629 |