CN106745849A - 一种集成膜系统专用阻垢剂 - Google Patents

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潘洪涛
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Abstract

本发明公开了一种在废水深度处理过程中集成膜系统专用的阻垢剂，包括按照重量份计的如下组份：单宁酸15‑35份、聚天冬氨酸20‑40份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物5‑20份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2‑10份、蒸馏水20‑31份。本发明以单宁酸和聚天冬氨酸为主剂，两者的协同作用可以抑制不溶盐的形成，同时螯合废水中的重金属离子并分散在废水中，阻碍其在膜表面的沉积，同时复配乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物和十二烷基二甲基苄基氯化铵，在抑制粘泥沉积和剥离粘泥的基础上，进一步增强阻垢剂的络合性和螯合性，同时所用原料均无毒无害，且易生物降解，是一种绿色环保水处理药剂。

Description

一种集成膜系统专用阻垢剂
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及了一种在废水深度处理过程中集成膜系统专用的阻垢剂。
背景技术
在水资源越来越紧缺的今天，尤其是环保标准的日趋严格，废水零排放这个词开始不断被人们提及，而膜技术作为废水深度处理与回用的关键技术，在水处理行业得到了越来越广泛的应用。通常情况下，比如：微滤、超滤、纳滤、反渗透等都不是单独使用，它们一般通过两两或三三的组合方式来实现废水净化与回用的目的。
在集成膜系统运行的过程中一方面由于物理化学作用，部分细菌、胶体、微粒、会沉积吸附在膜表面，另一方面随着废水的逐渐浓缩以及浓差极化，当结垢离子浓度超过其溶度积时，不溶盐就会在膜表面沉积，久而久之会堵塞膜孔，严重影响到集成膜系统的工作效率和使用寿命。
为了解决这些问题，常用的方法就是在水中加入阻垢剂，从而阻止和减少其在膜表面的沉积。阻垢剂可以有效的防止一些水不溶盐的形成，还可以分散淤泥，抑制其在膜表面的沉积，从而达到阻垢分散的作用。目前市场上销售的膜系统阻垢剂：一类是国外厂家生产的阻垢剂，使用效果好，但是价格昂贵；另一类则为国产的膜阻垢剂，价格便宜，但是其多为有机膦和聚羧酸复配而成的产品，不仅抑菌阻垢的效果没有国外的好，且配方中多含有磷相关的化合物或有机物，若将其排放会对水质造成较大的危害。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出一种集成膜系统专用阻垢剂,组分为主剂、络合剂、杀菌剂、蒸馏水。
优选地，所述主剂为单宁酸和聚天冬氨酸，所述络合剂为乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物，所述杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
优选地，所述组分按照重量份计为单宁酸15-35份、聚天冬氨酸20-40份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物5-20份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2-10份、蒸馏水20-31份。
一种集成膜系统专用阻垢剂的制备方法，方法如下：将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，即得成品。
优选地，所述反应釜的搅拌速度为100-150r/min、搅拌时间为1.5-2h。
本发明作用原理：
1)单宁酸和聚天冬氨酸；单宁在水处理过程中，具有絮凝、脱氧、缓蚀、阻垢和杀菌作用。由于其含有大量的羟基和部分水解后所产生的羧基，因此它具有和Fe3+、Ca2+、Mg2+等多种金属离子络合的功能，起到分散作用。聚天冬氨酸具有优良的分散水中多重无机和有机离子的性能，能有效抑制碳酸钙垢和磷酸钙垢的形成，此外聚天冬氨酸生物降解性较好，可高效、稳定地被微生物、真菌降解，是一种绿色的水处理剂。
2)乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物是水溶性电解质聚合物，是人工合成化合物中少数几种的对人体和动物无毒无害的物质。因产品具有良好的化学稳定性、低毒性、生物相容性、络合性、螯合性、粘合性、凝聚性、成膜性、兼有亲水和疏水的独特性能，该产品在现代工业中有着广泛的用途，可以起到分散剂、偶联剂、稳定剂、增稠剂、乳化剂、增溶剂、缓蚀剂、成膜剂和抗静电剂的作用；
3)十二烷基二甲基苄基氯化铵为最常用的阳离子表面活性剂之一，具有洁净、杀菌消毒和灭藻作用，广泛用于杀菌、消毒、防腐、乳化、去垢、增溶等方面，是水处理常用的非氧化性杀菌灭藻剂、粘泥剥离剂和清洗剂之一。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：
本发明以单宁酸和聚天冬氨酸为主剂，两者的协同作用可以抑制不溶盐的形成，同时螯合废水中的重金属离子并分散在废水中，阻碍其在膜表面的沉积，同时复配乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物和十二烷基二甲基苄基氯化铵，在抑制粘泥沉积和剥离粘泥的基础上，进一步增强阻垢剂的络合性和螯合性，同时所用原料均无毒无害，且易生物降解，是一种绿色环保水处理药剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种集成膜系统专用阻垢剂，组分按照重量份计：单宁酸15份、聚天冬氨酸40份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物20份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份和蒸馏水20份。
制备方法如下：将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，釜的搅拌速度为100r/min、搅拌时间为1.5h，即得成品。
实施例2
一种集成膜系统专用阻垢剂，组分按照重量份计：单宁酸35份、聚天冬氨酸20份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵10份和蒸馏水25份。
制备方法如下：
将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，釜的搅拌速度为150r/min、搅拌时间为1.7h，即得成品。
实施例3
一种集成膜系统专用阻垢剂，组分按照重量份计：单宁酸30份、聚天冬氨酸30份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物15份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2份和蒸馏水23份。
制备方法如下：
将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，釜的搅拌速度为130r/min、搅拌时间为2h，即得成品。
实施例4
一种集成膜系统专用阻垢剂，组分按照重量份计：单宁酸25份、聚天冬氨酸35份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵8份和蒸馏水27份。
制备方法如下：将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，釜的搅拌速度为120r/min、搅拌时间为1.8h，即得成品。
实施例5
一种集成膜系统专用阻垢剂，组分按照重量份计：单宁酸20份、聚天冬氨酸25份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物17份、十二烷基二甲基苄基氯化铵7份和蒸馏水31份。
制备方法如下：将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，釜的搅拌速度为110r/min、搅拌时间为1.6h，即得成品
性能评价试验
试验1：
选取某国产反渗透专用阻垢剂1#、国外某公司反渗透专用阻垢剂2#以及本发明专利的五个实施例进行阻垢对比试验。在7个烧杯中配置碳酸氢钠和氯化钙质量浓度都为300mg/L的溶液1000ml，然后将七种药剂分别加入到7个烧杯中，投加浓度均为5ppm，并置于80℃的恒温水浴中水浴加热4h，最后取上清液过滤后，测定其钙离子浓度，并依此计算阻垢率。所得结果见下表。
由上表可知，本发明专利所得产品在静态阻垢试验条件下阻垢率明显优于国产同类型阻垢剂，且与国外某公司反渗透专用阻垢剂的阻垢率相比也具有一定的优势。
试验2：
将按照实施例1生产所得成品以及某国产反渗透专用阻垢剂进行动态阻垢评定实验。该试验在小型深度处理装置上采用部分循环法运行，实验水样采自石河子开发区新材料污水运营厂深度处理车间反渗透进水，阻垢剂的加剂量为10ppm。
在各试验条件一致的情况下，分别采此两种阻垢剂在该工艺装置上运行，采用某国产反渗透专用阻垢剂运行时，反渗透膜开始产生垢体的时间为24天，而采用本专利产品运行24天后，膜中尚未出现垢体，至到31天才开始出现结垢现象。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成膜系统专用阻垢剂，其特征在于，组分为主剂、络合剂、杀菌剂、蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的一种集成膜系统专用阻垢剂，其特征在于，所述主剂为单宁酸和聚天冬氨酸，所述络合剂为乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物，所述杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
3.根据权利要求1～2所述的一集成膜系统专用阻垢剂，其特征在于，所述组分按照重量份计为单宁酸15-35份、聚天冬氨酸20-40份、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物5-20份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2-10份、蒸馏水20-31份。
4.根据权利要求1～3所述的一种集成膜系统专用阻垢剂的制备方法，其特征在于，方法如下：将蒸馏水、单宁酸、聚天冬氨酸、乙烯基甲醚/马来酸酐共聚物、十二烷基二甲基苄基氯化铵依次加入到反应釜中，室温下搅拌，即得成品。
5.根据权利要求4所述的一种集成膜系统专用阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述反应釜的搅拌速度为100-150r/min、搅拌时间为1.5-2h。
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