CN106370632A - 一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处理药剂含量的方法 - Google Patents

一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处理药剂含量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处理药剂含量的方法。本发明将对氨基苯磺酸钠作为荧光示踪剂，将其与水处理药剂按照一定的比例进行物理共混，通过测定复配水处理药剂的荧光强度得到水处理药剂的浓度。本方法操作简便，成本较低，可实现对循环冷却水系统中水处理药剂的实时监测。

Description

一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处 理药剂含量的方法
技术领域
本发明涉及一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠(C6H6NO3SNa)检测工业循环水中水处理药剂含量的方法，属于工业水处理检测领域。
背景技术
工业生产中会产生大量的热，使设备或产品的温度升高，为保障设备的顺利运行，大多数企业用循环水作为冷却介质。循环水中存在的三大问题是腐蚀、结垢和微生物生长。为此人们引入了各种水处理药剂。大多数水处理配方都含有有机磷酸和聚羧酸类聚合物，如聚丙烯酸(PAA)，氨基三亚甲叉膦酸(ATPM)，羟基乙叉基二膦酸(HEDP)等。但是，如何控制这些水处理药剂在循环水系统中的浓度，成了工业上的又一大难题。水处理药剂的浓度过低，就会达不到预期的处理效果，不能解决循环水中存在的问题。而浓度过高，则会造成试剂的浪费。
国内的很多企业用比色分析法检测循环水中PO4 3-来检测水处理药剂的浓度。但无论是手工方法还是用磷酸根(PO4 3-)分析仪进行分析，方法都比较复杂，需加入各种试剂，而且磷酸根(PO4 3-)发色过程中影响因素很多，引入的方法误差和认为误差较大。另一方面，磷酸根(PO4 3-)分析仪价格昂贵，因此不适合在循环水系统使用。为了更好地解决这个问题,人们向水处理药剂中引入荧光示踪物。即将荧光示踪剂和水处理药剂按照一定的比例混合，对示踪剂进行在线监测，以荧光示踪剂的浓度推算出水处理药剂浓度，从而实现对水处理药剂的在线监测，有效地控制加药量。
然而，目前可用于循环水中的荧光示踪剂种类不是很多，因为并不是所有的荧光试剂都适合在循环水中用作示踪剂，示踪剂需要具有荧光强度高，不易降解，抗干扰能力强和经济易得等特点。对于很多荧光物质，虽然荧光效率很高，但是在循环水这一复杂体系中存在着容易被降解和成本较高等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处理药剂含量的方法。通过将对氨基苯磺酸钠对水处理药剂进行示踪，测定对氨基苯磺酸钠的荧光强度，从而间接地得到循环冷却水中水处理药剂的浓度。
术语说明：
对氨基苯磺酸钠，分子式C6H6NO3SNa。纯品为有光泽的白色结晶。工业品是粉红色或浅玫瑰色晶体，有效成分97％以上，易溶于水，荧光效率高。分子结构式为：
本发明的技术方案如下：
一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处理药剂含量的方法，包括步骤如下：
(1)将对氨基苯磺酸钠(C6H6NO3SNa)和水处理药剂按质量比为1：100-500共混，配置成荧光标记复配水处理药剂，加入到循环冷却水中；
(2)在200-700nm波长下测定荧光标记复配水处理药剂的紫外吸收光谱，得到紫外最大吸收波长；
(3)以紫外最大吸收波长为激发波长，分别测定荧光标记复配水处理药剂在循环冷却水中不同浓度下的荧光强度，绘制荧光强度和浓度的标准曲线；
(4)向不含水处理药剂的循环冷却水中加入荧光标记复配水处理药剂，随着水处理药剂的不断消耗，荧光强度会逐渐变小，根据荧光强度对应标准曲线，得到水处理药剂的浓度，当水处理药剂的浓度低于有效值时，向循环冷却水中投加复配水处理药剂。
根据本发明，优选的，步骤(1)中对氨基苯磺酸钠和水处理药剂的质量比为1:150-300，更优选1:200。对氨基苯磺酸钠复配比例如果太小，由于对氨基苯磺酸钠在循环冷却水这一复杂体系中容易被降解，可能起不到示踪效果；复配比例如果太大，成本较高，造成对氨基苯磺酸钠的浪费。
根据本发明，优选的，步骤(1)中水处理药剂为聚丙烯酸、氨基三亚甲叉膦酸或羟基乙叉基二膦酸。
根据本发明，优选的，步骤(2)中，测定荧光标记复配水处理药剂的紫外吸收光谱时，荧光标记复配水处理药剂在循环冷却水中的浓度为0.2g/L。
根据本发明，优选的，步骤(2)中，荧光标记复配水处理药剂的紫外最大吸收波长为247nm。
根据本发明，优选的，步骤(3)中，测定复配水处理药剂荧光强度时发射波长为345nm。
根据本发明，优选的，步骤(3)中，分别测定荧光标记复配水处理药剂在循环冷却水中如下浓度的荧光强度：10mg/L，20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L，70mg/L，80mg/L。
根据本发明，优选的，步骤(4)中水处理药剂为聚丙烯酸、氨基三亚甲叉膦酸或羟基乙叉基二膦酸时，其有效值分别为10ppm，20ppm，10ppm。复配水处理药剂的投加量控制在：加入后循环冷却水中水处理药剂的浓度高于有效值即可，进一步优选的，聚丙烯酸、氨基三亚甲叉膦酸或羟基乙叉基二膦酸加入后循环冷却水中各自的浓度分别为10-20ppm，20-30ppm，10-20ppm。
本发明通过直接将对氨基苯磺酸钠和水处理药剂混合的办法，无需对水处理药剂进行改性，便可测出循环水中水处理药剂的含量，方法简单，成本低，效果好。
本发明的优良效果如下：
1、本发明对于水处理药剂含量的测定，无需对其进行化学改性，可直接将对氨基苯磺酸钠和水处理药剂按照一定的比例进行物理共混，通过测定溶液的荧光强度间接得到水处理药剂的浓度。
2、对氨基苯磺酸钠荧光效率高，在ppm甚至ppb级别就能被检测出来，并且荧光强度稳定，几乎不受循环水中其他因素的干扰，其中包括温度、pH、盐离子、有机磷和氧化性杀生剂等。
3、对氨基苯磺酸钠投加量少，且容易获得，价格低廉，极大减少了处理成本。
4、用对氨基苯磺酸钠作示踪剂检测水处理药剂，方法简单，可行性强，可实现对循环水系统中水处理药剂的实时检测。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明，但不限于此。
实施例中所述的废水是山东泰和水处理药剂有限公司的工业循环水，pH＝6.2。
实施例1：采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中聚丙烯酸(PAA)含量的方法，步骤如下：
取对氨基苯磺酸钠0.1g和PAA20g，将对氨基苯磺酸钠和PAA按1:200的比例在烧杯中进行混合，搅拌均匀，移入100mL容量瓶中配置成200ppm的荧光标记型复配水处理药剂。然后在25mL比色管中配置成10ppm，20ppm，30ppm，40ppm，50ppm，60ppm，70ppm，80ppm的溶液，在激发波长EX/发射波长EM＝247nm/345nm下分别测荧光强度，并绘制成标准曲线。得到荧光强度(y)与复配水处理药剂(x)的线性关系为y＝337.5x-364.0，r2＝0.9982。向不含水处理药剂的循环冷却水中加入定量的荧光标记的聚丙烯酸，随着复配水处理药剂对氨基苯磺酸钠—聚丙烯酸的不断消耗，荧光强度会逐渐变小，根据荧光强度对应标准曲线，得到复配水处理药剂的浓度。
PAA在循环水中做阻垢剂时浓度一般为10ppm，所以当在线监测荧光强度低于3011时，需要适量投加PAA，加入后循环冷却水中PAA的浓度控制在为10-20ppm。
实施例2：采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中氨基三亚甲叉膦酸(ATMP)含量的方法，步骤如下：
取对氨基苯磺酸钠0.1g和ATMP20g，将对氨基苯磺酸钠和ATMP按1:200的比例在烧杯中进行混合，搅拌均匀，移入100mL容量瓶中配置成200ppm的荧光标记型复配水处理药剂。然后在25mL比色管中配置成10ppm，20ppm，30ppm，40ppm，50ppm，60ppm，70ppm，80ppm的溶液，在EX/EM＝247nm/345nm下分别测荧光强度，并绘制成标准曲线。得到荧光强度(y)与复配水处理药剂(x)的线性关系为y＝326.7x-376.5，r2＝0.9978。向不含水处理药剂的循环冷却水中加入定量的荧光标记的氨基三亚甲叉膦酸，随着复配水处理药剂对氨基苯磺酸钠—氨基三亚甲叉膦酸的不断消耗，荧光强度会逐渐变小，根据荧光强度对应标准曲线，得到复配水处理药剂的浓度。
ATMP在循环水中做阻垢剂时浓度一般为20ppm，所以当在线监测荧光强度低于6157.5时，需要适量投加ATMP，加入后循环冷却水中ATMP的浓度控制在为20-30ppm。
实施例3：采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中羟基乙叉基二膦酸(HEDP)含量的方法，步骤如下：
取对氨基苯磺酸钠0.1g和HEDP20g，将对氨基苯磺酸钠和HEDP按1:200的比例在烧杯中进行混合，搅拌均匀，移入100mL容量瓶中配置成200ppm的荧光标记型复配水处理药剂。然后在25mL比色管中配置成10ppm，20ppm，30ppm，40ppm，50ppm，60ppm，70ppm，80ppm的溶液，在EX/EM＝247nm/345nm下分别测荧光强度，并绘制成标准曲线。得到荧光强度(y)与复配水处理药剂(x)的线性关系为y＝382.6x-401.2，r2＝0.9958。向不含水处理药剂的循环冷却水中加入定量的荧光标记的羟基乙叉基二膦酸，随着复配水处理药剂对氨基苯磺酸钠—羟基乙叉基二膦酸的不断消耗，荧光强度会逐渐变小，根据荧光强度对应标准曲线，得到复配水处理药剂的浓度。
HEDP在循环水中的浓度一般为10ppm，所以当在线监测荧光强度低于3424.8时，需要适量投加HEDP，加入后循环冷却水中HEDP的浓度控制在为10-20ppm。

Claims (10)

1.一种采用荧光示踪剂对氨基苯磺酸钠检测工业循环水中水处理药剂含量的方法，包括步骤如下：
(1)将对氨基苯磺酸钠(C6H6NO3SNa)和水处理药剂按质量比为1：100-500共混，配置成荧光标记复配水处理药剂，加入到循环冷却水中；
(2)在200-700nm波长下测定荧光标记复配水处理药剂的紫外吸收光谱，得到紫外最大吸收波长；
(3)以紫外最大吸收波长为激发波长，分别测定荧光标记复配水处理药剂在循环冷却水中不同浓度下的荧光强度，绘制荧光强度和浓度的标准曲线；
(4)向不含水处理药剂的循环冷却水中加入荧光标记复配水处理药剂，随着水处理药剂的不断消耗，荧光强度会逐渐变小，根据荧光强度对应标准曲线，得到水处理药剂的浓度，当水处理药剂的浓度低于有效值时，向循环冷却水中投加复配水处理药剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中对氨基苯磺酸钠和水处理药剂的质量比为1:150-300。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中对氨基苯磺酸钠和水处理药剂的质量比为1:200。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中水处理药剂为聚丙烯酸、氨基三亚甲叉膦酸或羟基乙叉基二膦酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，测定荧光标记复配水处理药剂的紫外吸收光谱时，荧光标记复配水处理药剂在循环冷却水中的浓度为0.2g/L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，荧光标记复配水处理药剂的紫外最大吸收波长为247nm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，测定复配水处理药剂荧光强度时发射波长为345nm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，分别测定荧光标记复配水处理药剂在循环冷却水中如下浓度的荧光强度：10mg/L，20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L，70mg/L，80mg/L。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4)中水处理药剂为聚丙烯酸、氨基三亚甲叉膦酸或羟基乙叉基二膦酸时，其有效值分别为10ppm，20ppm，10ppm。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4)中聚丙烯酸、氨基三亚甲叉膦酸或羟基乙叉基二膦酸加入后循环冷却水中各自的浓度分别为10-20ppm，20-30ppm，10-20ppm。
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