CN106362597A - 膜法中水回用阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

膜法中水回用阻垢剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理中水回用膜法水处理领域，特别是指一种膜法中水回用阻垢剂及其制备方法，一种膜法中水回用阻垢剂，所述阻垢剂由阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水组成。阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水的质量比为15～40：5～10：5～20：30～50，本发明同时提供了一种膜法中水回用阻垢剂的制备方法，在带有搅拌装置的反应器中依次加入质量份的阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水搅拌溶解得本发明产品，本发明中的膜法中水回用阻垢剂为无毒无害液体药剂，针对性的用于膜法中水回用反渗透处理领域。

Description

膜法中水回用阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理中水回用膜法水处理领域，具体地说涉及膜法中水回用药剂，特别是指一种膜法中水回用阻垢剂及其制备方法。
背景技术
我国是一个水资源贫乏的国家，人均占有淡水量为2400吨以下，仅为世界平均水平的1/4，被世界卫生组织列为12个贫水国家之一，并且淡水时空分布极不平衡，许多城市经济发展和人民生活水平的提高受到水资源短缺的严重制约。
根据可查到的国家环保局统计的2012年我国废水排放总量为6847612.14万吨（即684.76亿吨）。可以看到，每年排放的废水量已经远超缺水量，如果将排放的废水经处理循环利用，不仅有重大的环保意义， 更具有显著的经济价值。
为了避免环境污染、改善人们的生存环境，必须对废水进行处理排放，加之水资源短缺的严峻现实，废水的处理回用已经成了目前最具有现实意义的举措。 并且也是解决水资源短缺的一个有效途径。
所谓废水处理即将待排放的废水进行物理、化学、生物等一些列处理方法，去除其中大部分有毒、有害污染物质，使其能够排入自然水体，尽量降低其危害性。
所谓废水的处理回用即中水回用，就是在上述废水二级处理的基础上，再进行深度处理，辅以双级过滤、消毒、膜法过滤等，使其能够回用于日常生活或工业生产。从而实现废水的再生利用，真正做到废水零排放。而处理的程度也依据回用目的不同辅以相应的处理工艺或设备；比如回用于洗车、冲厕、喷洒、消防等用水 可用传统的双级过滤加消毒法、MBR膜生物反应器法等；而对回用要求更高的水质，比如处理后用于工业锅炉、电厂锅炉补给水等，则需在上述深度处理基础上增加精细过滤工艺，如双膜法（超滤+反渗透，UF+RO），从而做到更深度的处理，满足使用要求。
采用双膜法处理工艺，用来满足对出水水质有更高的要求。双膜法即超滤膜加反渗透膜处理，该工艺近年来被各企业为了节水并且实现零排放的目标而广泛采用。超滤膜的过滤孔径仅为0.01~0.1微米，它能够滤除掉水中绝大部分胶体、颗粒物、细菌、大分子有机物等。而反渗透膜的过滤孔径为1/10000微米，理论上仅允许水分子透过，因此经过反渗透处理的水已经接近于纯水，再通过其他后续处理，得到的水可用于电厂锅炉补水，或者对水质有高要求的电镀、医药、化工等行业。反渗透产生的浓水可以回收用于绿化、冲厕等，也可与原水混合进一步处理。通过该工艺的处理，真正可以实现废水的零排放。
目前,我国中水回用已经形成一定规模,在北方一些严重缺水城市,如北京、天津等城市,中水回用工程已经相当普遍。例如:北京的高碑店污水处理厂建成了我国最大的中水回用工程,回用规模为30万m3/d,回用对象主要是河湖补水、城市绿化、喷洒道路和热电厂冷却用水;天津东郊污水处理厂回用工程将二级出水过滤、消毒后回用,规模为7万m3/d;河北邯郸市建成6万m3/d的回用水工程,用于电厂冷却水;青岛市海泊河建成4万m3/d的中水回用工程,用于工业冷却、绿化和生活杂用。
随着水资源短缺的加剧和水价的调整，中水回用作为一种水资源有效利用的节水技术，必将成为解决水资源短缺问题的重要途径。
膜法中水回用技术主要采用反渗透法对经过二级处理后的污水进行深度处理，在利用反渗透膜处理中水过程中，为了防止膜浓水侧由于高度的离子浓缩而发生无机盐的沉积形成结垢，需要投加阻垢剂，目前市场上常用的反渗透膜用阻垢剂通常针对的是地表水、地下水、自来水等常规水质，主要成分以有机膦酸类为主，但还没有专门以污、废水处理回用水作为原水的反渗透膜专用阻垢剂。由于污、废水种类繁杂，水体中含有成分复杂，尤其是其高有机污染物、高悬浮物、高硬度、富含磷、高氨氮、高微生物数量等特性。采用常规该阻垢剂时并不能对该原水起到良好的阻垢、分散作用，并且对有机物及微生物菌群的耐受性都有一定的局限。
发明内容
本发明针对上述存在的问题和不足，提供了一种膜法中水回用阻垢剂及其制备方法。
一种膜法中水回用阻垢剂，所述阻垢剂由阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水组成。阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水的质量比为15～40：5～10：5～20：30～50。
本发明同时提供了一种膜法中水回用阻垢剂的制备方法，在带有搅拌装置的反应器中依次加入质量份的阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水搅拌溶解得本发明产品，本发明中的膜法中水回用阻垢剂为无毒无害液体药剂，针对性的用于膜法中水回用反渗透处理领域。
其特征在于：阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水的质量比为15～40：5～10：5～20：30～50。
其特征在于：所述的阻垢成分为丙烯酸与丙烯酸酯共聚物、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸中的一种或两种。
其特征在于所述的聚天冬氨酸的相对分子质量为3200。
其特征在于：所述的分散成分为AA/AMPS、聚乙二醇200中的一种或两种。
其特征在于：所述的杀菌成分为戊二醛、溴化丙酰胺中的一种或两种。
膜法中水回用阻垢剂的制备方法，其特征在于：首先将带搅拌装置的反应器中加入一定量的去离子水，开始升温，水温达到45℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将一定质量份阻垢成分加入其中，20分钟后加入分散成分，继续搅拌10~15分钟，最后加入杀菌成分搅拌15分钟，静止放置2小时即可。
本发明的膜法中水回用阻垢剂，针对各类污、废水二级处理水中钙、镁硬度高，磷含量高的特点，使用无膦聚羧酸类阻垢成分，不仅对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等结晶状化合物具有优良阻垢效果，并且对泥土、粉尘、腐蚀产物、生物碎屑等无定形粒子及不溶物具有良好的分散作用，可以防止其凝结，呈分散状被浓水冲出。同时由于污、废水中含磷量较高，采用本发明配方的无膦阻垢剂，可以避免磷的二次污染，特别是防止形成磷酸盐垢。另外再针对原水高悬浮物、高胶体、高有机物含量的特点，添加独特的聚合物分散成分可以起到更好的分散效果。同时针对原水中微生物菌群多样、菌群数多的特点，在阻垢剂中复配进入一定量的非氧化性杀菌成分，可以有效抑制反渗透膜的微生物污染，同时防止膜的氧化，维持中水回用反渗透膜的稳定脱盐率。本发明的膜法中水回用阻垢剂属于无膦绿色环保型阻垢剂，对产品水无毒副影响，可广泛应用于膜法中水回用水处理领域以及以复杂的地表水为水源的反渗透水处理领域。
具体实施方式
实施例一
首先将带搅拌装置的反应器中加入50g去离子水，开始升温，水温达到45℃时，打开搅拌装置开始搅拌，依次加入20g聚天冬氨酸和10g丙烯酸与丙烯酸酯共聚物，20分钟后加入5gAA/AMPS，继续搅拌10~15分钟，最后加入15g溴化丙酰胺搅拌15分钟，静止放置2小时即可。
使用方法：将本产品用除盐水适当稀释，用计量泵投加在膜法中水回用反渗透装置的保安过滤器前的加药管线即可。
实施例二
首先将带搅拌装置的反应器中加入40g去离子水，开始升温，水温达到45℃时，打开搅拌装置开始搅拌，依次加入30g聚天冬氨酸和10g苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物，20分钟后加入5gAA/AMPS，继续搅拌10~15分钟，最后加入15g溴化丙酰胺搅拌15分钟，静止放置2小时即可。
使用方法：将本产品用除盐水适当稀释，用计量泵投加在膜法中水回用反渗透装置的保安过滤器前的加药管线即可。
实施例三
首先将带搅拌装置的反应器中加入40g去离子水，开始升温，水温达到45℃时，打开搅拌装置开始搅拌，依次加入30g马来酸酐-丙烯酸共聚物和10g苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物，20分钟后加入5g 聚乙二醇200，继续搅拌10~15分钟，最后加入15g戊二醛15分钟，静止放置2小时即可。
使用方法：将本产品用除盐水适当稀释，用计量泵投加在膜法中水回用反渗透装置的保安过滤器前的加药管线即可。
实施例四
首先将带搅拌装置的反应器中加入50g去离子水，开始升温，水温达到45℃时，打开搅拌装置开始搅拌，依次加入25g聚天冬氨酸和5g丙烯酸与丙烯酸酯共聚物，20分钟后加入5g聚乙二醇200，继续搅拌10~15分钟，最后加入15g溴化丙酰胺搅拌15分钟，静止放置2小时即可。
使用方法：将本产品用除盐水适当稀释，用计量泵投加在膜法中水回用反渗透装置的保安过滤器前的加药管线即可。
实施例五
阻碳酸钙垢性能实验
本发明的阻垢性能测定采用威海第三污水处理厂城市污水经二级处理后的达标水，在浓缩四倍后（模拟反渗透膜浓水侧水质情况），在500mL容量瓶中加入250mL浓缩后中水，用移液管加人1.0mL阻垢剂试样溶液（浓度为2500mg/L），使阻垢分散剂的量为2.5mg，摇匀。用中水稀释至刻度，摇匀。将试液置于 (80±1)℃的恒温水浴中，恒温放置10小时后取出，冷却至室温后用中速滤纸过滤，滤液用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定测定残余Ca2+浓度，按下式计算阻垢率：阻垢率=（C1-C2)/(C0-C2)
式中C1为加入阻垢剂的试液试验后的Ca2+浓度，mg／L，C2 为未加阻垢剂的空白试液试验后的Ca2+浓度，mg／L，C0为试验所取中水中Ca2+浓度，mg／L。
表1 实施例一、二、三、四所得阻垢剂的阻碳酸钙垢性能：
实施例 阻垢率，%
1 96.2
2 98.1
3 92.3
4 96.6

Claims (7)

1.一种膜法中水回用阻垢剂，其特征在于：所述膜法中水回用阻垢剂由阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水组成，阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水的质量比为15～40：5～10：5～20：30～50。
2.根据权利要求1所述的膜法中水回用阻垢剂，其特征在于：阻垢成分、分散成分、杀菌成分、去离子水的质量比为15～40：5～10：5～20：30～50。
3.根据权利要求1所述的膜法中水回用阻垢剂，其特征在于：阻垢成分为丙烯酸与丙烯酸酯共聚物、苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物、马来酸酐-丙烯酸共聚物、聚天冬氨酸中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的膜法中水回用阻垢剂，其特征在于：聚天冬氨酸的相对分子质量为3200。
5.根据权利要求1所述的膜法中水回用阻垢剂，其特征在于：分散成分为AA/AMPS、聚乙二醇200中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的膜法中水回用阻垢剂，其特征在于：杀菌成分为戊二醛、溴化丙酰胺中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的膜法中水回用阻垢剂的制备方法，其特征在于：首先将带搅拌装置的反应器中加入一定量的去离子水，开始升温，水温达到45℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将一定质量份阻垢成分加入其中，20分钟后加入分散成分，继续搅拌10~15分钟，最后加入杀菌成分搅拌15分钟，静止放置2小时即可。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107469630A (zh) * 2017-09-12 2017-12-15 山东天庆科技发展有限公司 反渗透膜用碱性清洗剂及其应用方法
CN107570016A (zh) * 2017-09-27 2018-01-12 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种浓水反渗透阻垢剂及其制备方法

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