CN108083456A - 一种阻垢剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种阻垢剂及其制备方法和应用，阻垢机理建立在螯合增溶作用、分散作用、静电斥力作用和晶格畸变作用的基础上，配方选用几种药剂单体复配使用，利用各单体之间的协同作用，使其阻垢能力远强于药剂单体；能有效防止碳酸钙垢、碳酸镁垢生成，其中碳酸钙阻垢率为89.3％‑92.6％，碳酸镁阻垢率为92.1％‑96.2％，能有效防止有机垢在管壁上附着，使管壁光滑，保证渗滤液流通通量；能够将现有厌氧系统管路清洗频率从2月一次降低为一年清洗一次；能保护厌氧系统中厌氧循环泵、反硝化进水泵等生化段与渗滤液接触的设备，防止设备堵塞，延长设备使用寿命；能有效防止因管道污堵而造成的爆管等事故，使生产能够连续稳定进行。

Description

一种阻垢剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及渗滤液的处理领域，尤其涉及一种阻垢剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前，垃圾焚烧发电厂普遍采用“预处理+厌氧处理+二级AO+膜深度处理”工艺处理垃圾渗滤液。其中，厌氧系统为去除渗滤液中COD的主要方法。
垃圾渗滤液主要来自于垃圾本身持水、垃圾分解产生的液体。渗滤液水质成分复杂，水质与水量波动大，污染物浓度高。根据目前统计的焚烧厂渗滤液水质数据情况，COD浓度在30000-60000mg/L，BOD浓度在20000-40000mg/L，氨氮浓度在1500-2500mg/L，硬度为1500-5000mg/L(以碳酸钙计)，碱度为 6000-15000mg/L(以碳酸钙计)，除此之外，还有大量其他的重金属污染物。渗滤液处理系统严重结垢而堵塞系统管道，造成系统处理能力下降。
取回某垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统的垢样进行XPS、XRD分析，发现垢样主要成分为碳酸钙和碳酸镁，两者占垢样的88.2％。如下表1所示：
表1某垃圾焚烧发电厂渗滤液站垢样XDF分析结果(％)
组成成分 CaO CO2 Fe2O3 SiO2 MgO SO3 其他
质量百分比 42.14 36.35 2.33 2.16 9.68 1.16 6.18
根据XRD分析，可以得出其垢样主要组成成分为碳酸钙和碳酸镁。因此，解决系统中生成碳酸钙、碳酸镁垢，即能有效解决垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统中结垢的问题。
很多垃圾焚烧发电厂厌氧系统在2-3个月就需要停工对管道进行清洗。由于管道复杂、管程长，存在清洗困难，人工操作强度大。且清洗需要用到大量酸碱，存在安全风险。本发明能有效减缓垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统结垢的问题，减少清洗频次。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种阻垢剂及其制备方法和应用，能有效减缓垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统结垢的问题，减少清洗频次，安全性好。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种阻垢剂，其包括以下质量百分比的组分，丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物5％～20％，烷基环氧羧酸盐5％～25％，聚环氧琥珀酸5％～10％，苯乙烯磺酸5％～10％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸3％～10％，去离子水30％～70％。
优选的，其包括以下质量百分比的组分，丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物10％～15％，烷基环氧羧酸盐5％～15％，聚环氧琥珀酸5％～10％，苯乙烯磺酸5％～10％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸5％～7％，去离子水40％～60％。
进一步优选的，其由以下质量百分比的组分组成，丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物12％，烷基环氧羧酸盐8％，聚环氧琥珀酸10％，苯乙烯磺酸10％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸5％，去离子水55％。
第二方面，本发明提供了第一方面所述的阻垢剂的制备方法，将各组分按照质量百分比依次投入反应釜中，充分搅拌均匀，得到产品。
第三方面，本发明第一方面所述的的阻垢剂，应用于垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统。
本发明的阻垢剂及其制备方法和应用相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明中的阻垢剂的阻垢机理建立在螯合增溶作用、分散作用、静电斥力作用和晶格畸变作用的基础上，配方选用几种药剂单体复配使用，利用各单体之间的协同作用，使其阻垢能力远强于药剂单体；
(2)在垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统中使用本发明阻垢剂，能有效防止碳酸钙垢、碳酸镁垢生成，其中碳酸钙阻垢率为89.3％-92.6％，碳酸镁阻垢率为 92.1％-96.2％，能有效防止有机垢在管壁上附着，使管壁光滑，保证渗滤液流通通量；
(3)使用本发明阻垢剂，能够将现有厌氧系统管路清洗频率从2月一次降低为一年清洗一次；
(4)使用本发明阻垢剂，能保护厌氧系统中厌氧循环泵、反硝化进水泵等生化段与渗滤液接触的设备，防止设备堵塞，延长设备使用寿命；
(5)使用本发明阻垢剂，能有效防止因管道污堵而造成的爆管等事故，使生产能够连续稳定进行。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的阻垢剂，其由以下质量百分比的组分组成：丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物10％，烷基环氧羧酸盐5％，聚环氧琥珀酸8％，苯乙烯磺酸5％、2- 膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸7％，去离子水65％。
将各组分按照质量百分比依次投入反应釜中，充分搅拌均匀，得到产品。
实施例2
本实施例的阻垢剂，其由以下质量百分比的组分组成：丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物12％，烷基环氧羧酸盐8％，聚环氧琥珀酸10％，苯乙烯磺酸10％， 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸5％，去离子水55％。
将各组分按照质量百分比依次投入反应釜中，充分搅拌均匀，得到产品。
实施例3
本实施例的阻垢剂，其由以下质量百分比的组分组成：丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物15％，烷基环氧羧酸盐5％，聚环氧琥珀酸10％，苯乙烯磺酸5％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10％，去离子水55％。
将各组分按照质量百分比依次投入反应釜中，充分搅拌均匀，得到产品。
实施例4
本实施例的阻垢剂，其由以下质量百分比的组分组成：丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物5％，烷基环氧羧酸盐15％，聚环氧琥珀酸5％，苯乙烯磺酸10％， 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10％，去离子水55％。
将各组分按照质量百分比依次投入反应釜中，充分搅拌均匀，得到产品。
实施例5
本实施例的阻垢剂，其由以下质量百分比的组分组成：丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物20％，烷基环氧羧酸盐15％，聚环氧琥珀酸10％，苯乙烯磺酸5％、 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10％，水40％。
实施例6
实验室模拟渗滤液在厌氧系统中的环境，加入厌氧系统阻垢剂，静置15天后测定溶液中钙、镁离子含量，与不加阻垢剂的空白对照组对比，测定各组钙镁离子损失率。
步骤1：分三次取湖北某地垃圾焚烧发电厂渗滤液原液，经水质分析，分析结果如下表2。
表2湖北某地垃圾焚烧发电厂渗滤液水质情况(间隔一周三次取样)
步骤2：阻垢剂预处理
将实施例2的阻垢剂与去离子水混合，稀释10倍，并搅拌均匀。
步骤3：加入阻垢剂
用大号烧杯分别取三次取样的渗滤液原液1000g，编号为①、②、③。依次加入步骤2处理好的阻垢剂稀溶液2g，混合均匀，即阻垢剂的投加浓度为200ppm。再分别取三组渗滤液原液1000g，编号为④、⑤、⑥，不投加阻垢剂作为空白对照组。
步骤4：模拟厌氧环境
将装有渗滤液的实验组和对照组的①、②、③、④、⑤、⑥号烧杯口用塑料薄膜封好，再依次放入恒温水浴锅内，保持温度在33±1℃。静置15天。
步骤5：测定厌氧系统阻垢剂阻垢性能
测定厌氧系统阻垢剂阻垢性能，即测定各实验组与对照组钙镁离子损失率，测定结果如下表3：
表3厌氧系统阻垢剂阻垢性能表(mg/L)
通过上表可以看出，使用本发明阻垢剂，失钙率和失镁率都大大降低。分析各对照组和实验组数据，可以发现，本发明阻垢剂实验室阻垢率可以达到92％—96％。
实施例7
湖北某地垃圾焚烧发电厂2号渗滤液处理站建于2015年，设计最大处理量 250吨/天。至2015年开车以来，厌氧系统进水管路、厌氧系统循环管路、厌氧出水管路每两个月清理一次，每次清理管路后短时间内可以达到最大处理量，随着运行时间增加，水通量下降明显，有时甚至堵塞出水管路，使厌氧出水不能泵送至反硝化段。在运行两个月后打开各段管路发现里面垢有20-30mm厚，严重影响进水通量。清洗时间需要3-4天，即严重影响生产，又加重了操作人员劳动强度。还经常需要高空作业，存在安全隐患。至2017年年初开始使用本发明的厌氧阻垢剂后，处理量一直维持在设定值。2017年10月系统检修期间，打开厌氧系统各段管路，发现管路里面只有约3-4mm厚的垢，对整个系统影响不大。说明本发明一种垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统阻垢剂可以在厌氧系统中有效阻垢，延长厌氧系统管路清洗周期，将该电厂的厌氧系统管路清洗周期从 2-3个月延长到一年左右。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种阻垢剂，其特征在于：其包括以下质量百分比的组分，丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物5％～20％，烷基环氧羧酸盐5％～25％，聚环氧琥珀酸5％～10％，苯乙烯磺酸5％～10％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸3％～10％，去离子水30％～70％。
2.如权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于：其包括以下质量百分比的组分，丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物10％～15％，烷基环氧羧酸盐5％～15％，聚环氧琥珀酸5％～10％，苯乙烯磺酸5％～10％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸5％～7％，去离子水40％～60％。
3.如权利要求2所述的阻垢剂，其特征在于：其由以下质量百分比的组分组成，丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物12％，烷基环氧羧酸盐8％，聚环氧琥珀酸10％，苯乙烯磺酸10％，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸5％，去离子水55％。
4.如权利要求1所述的阻垢剂的制备方法，其特征在于：将各组分按照质量百分比依次投入反应釜中，充分搅拌均匀，得到产品。
5.如权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于：应用于垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧系统。
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