CN108295664A - 反渗透膜用阻垢剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种反渗透膜用阻垢剂及其制备方法，包括以下组分：改性聚环氧琥珀酸12～16份、水解马来酸酐4～8份、己二酸/己二醇甲酯共聚物3～6份、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物4～8份、二乙烯三胺五乙酸五盐1～2份以及杀菌剂0.01～0.06份，去离子水50～70份。制备方法：1)先把改性聚环氧琥珀酸、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物及部分去离子水混合超声震荡，得到混合液A；2)将水解马来酸酐、二乙烯三胺五乙酸五盐与余下去离子水混合后加入混合液A及杀菌剂拌均匀，即可。该阻垢剂不仅能够可有效地消除CaSO4和CaCO3沉积，还能够去除磷酸钙与二氧化硅垢，没有白色絮状沉淀物产生。
Description
技术领域
本发明属于阻垢剂技术领域，具体涉及一种反渗透膜用阻垢剂及其制备方法。
背景技术
水资源是非常重要和极为宝贵的自然资源。随着现代工业的发展，工业用水量急剧增加，随之产生的废水也越来越多，世界性水源危机随之加剧。就我国水资源来说，全国有半数以上的城市缺水，水质污染非常严重。反渗透技术是20世纪60年代，随着膜材料的发展而发展起来的高效、先进的膜法水处理技术。由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、出水水质稳定、占地面积小、投资省、耗电低等优点，该技术发展十分迅速。
反渗透膜处理工艺主要包括自然pH值运行工艺与调节pH值运行工艺两种。当反渗透膜处理装置的进水为中低硬度、中低碱度水质(简称中低硬度水)时，通常采用自然pH值运行工艺，该运行工艺主要解决的是CaCO3的沉积问题，兼顾CaSO4的沉积以及SiO2和硅酸盐所带来的危害；当反渗透膜处理装置的进水为高硬度、高碱度水质时，通常采用调节pH值运行工艺(简称高硬度水)，即用HCl来控制进水的pH值，降低循环水中的碱度，进而防止系统结垢。该运行工艺主要解决的是CaSO4的沉积问题，兼顾CaCO3的沉积以及SiO2和硅酸盐所带来的危害。
在反渗透水处理工艺过程中，膜污染是影响反渗透系统工作效率和膜使用寿命的一个重要因素。为了有效地消除各种膜污染，提高反渗透系统的工作效率，延长设备的使用寿命，通常在反渗透膜元件前添加“反渗透装置添加剂”对水进行预处理。阻垢剂是良好的反渗透预处理添加剂，性能良好的阻垢剂可以抑制污垢的形成，增加反渗透膜的使用寿命，降低反渗透的成本。
目前，国内在开发阻垢剂及评价阻垢剂方面的研究还远未成熟，除个别的反渗透水处理厂家应用传统的六偏磷酸钠与酸外，所需要的高效反渗透阻垢剂90％以上都是从国外进口。国内学者研究如下：CN101138705A公开的反渗透膜用阻垢剂，其特征在于：主要包括无磷聚羧酸类阻垢分散剂4～40％，无磷丙烯酸多元共聚物2～20％，低磷磷羧酸1～5％，余量为纯净水。该阻垢剂的制备方法为将无磷聚羧酸类阻垢分散剂、无磷丙烯酸多元共聚物按比例依次加入，加入部分纯净水搅拌均匀；料液加热到50±1℃保温2小时，然后降温到22±1℃；按比例加入低磷磷羧酸并补齐应加入的纯净水量。CN1796309A公开的用于反渗透系统的复合阻垢剂由丙烯酸均聚物和至少一种丙烯酸共聚物组成。该复合阻垢剂用于反渗透系统水处理时，可解决反渗透膜上CaSO4和CaCO3的沉积问题，兼具一定的稳定SiO2和硅酸盐的性能。可有效地消除CaSO4和CaCO3沉积而带来的膜污染，提高反渗透系统的工作效率，延长反渗透膜及反渗透设备的使用寿命，降低反渗透的成本；且该反渗透膜用阻垢剂还具有无毒、无磷的特点。该复合阻垢剂在阻垢二氧化硅时候却不能解决其易产生白色絮状沉淀的问题。
发明内容
本发明提出一种反渗透膜用阻垢剂，该阻垢剂不仅能够可有效地消除CaSO4和CaCO3沉积而带来的膜污染，还能够去除磷酸钙与二氧化硅垢，没有白色絮状沉淀物产生。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种反渗透膜用阻垢剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
改性聚环氧琥珀酸12～16份、水解马来酸酐4～8份、己二酸/己二醇甲酯共聚物3～6份、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物4～8份、二乙烯三胺五乙酸五盐1～2份以及杀菌剂0.01～0.06份，去离子水50～70份。
优选地，所述改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
优选地，所述二乙烯三胺五乙酸五盐选自二乙烯三胺五乙酸五钠、二乙烯三胺五乙酸五铵、二乙烯三胺五乙酸五钾中的一种或者多种。
优选地，所述杀菌剂为苯丙异噻唑啉酮。
本发明的另一个目的是提供一种反渗透膜用阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配比称取改性聚环氧琥珀酸、水解马来酸酐、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物、水溶性氧化无机金属盐、杀菌剂及去离子水备用，先把改性聚环氧琥珀酸、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物及部分去离子水混合后进行超声震荡，得到混合液A；
2)将水解马来酸酐、二乙烯三胺五乙酸五盐与余下去离子水混合搅拌均匀后加入混合液A以及杀菌剂搅拌均匀，即可。
优选地，所述改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
本发明的反渗透膜用阻垢剂在反渗透膜阻垢方面的应用时，使用的阻垢剂的浓度为5～10ppm，所述反渗透膜包括反渗透CA膜、反渗透TFC膜、纳滤膜与超滤膜。
本发明的有益效果：
1、本发明的反渗透膜用阻垢剂中的己二酸/己二醇甲酯共聚物及丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物不仅能够有效去除CaSO4和CaCO3沉积而带来的膜污染，还能够去除二氧化硅垢。加入改性聚环氧琥珀酸不仅提高了对CaCO3的除垢率，还能够去除二氧化硅垢的白色絮状物。二乙烯三胺五乙酸五盐与改性聚环氧琥珀酸可以控制较高的铝铁污染物。
2、本发明的反渗透膜用阻垢剂的阻垢率达到99.7％，具有很好的分散透光性能，透光率达到90％。
具体实施方式
实施例1
一种反渗透膜用阻垢剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
改性聚环氧琥珀酸14份、水解马来酸酐6份、己二酸/己二醇甲酯共聚物4份、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物6份、二乙烯三胺五乙酸五钠1份以及苯丙异噻唑啉酮0.03份，去离子水60份。改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
制备方法：
1)先把改性聚环氧琥珀酸、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物及部分去离子水混合后进行超声震荡，得到混合液A；
2)将水解马来酸酐、二乙烯三胺五乙酸五钠与余下去离子水混合搅拌均匀后加入混合液A以及苯丙异噻唑啉酮搅拌均匀，即可。
对实施例1的反渗透膜用阻垢剂进行阻垢效率测试，所用反渗透膜为CA，结果如表1所示：
表1反渗透膜用阻垢剂进行阻垢效率测试
实施例2
一种反渗透膜用阻垢剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
改性聚环氧琥珀酸12份、水解马来酸酐4份、己二酸/己二醇甲酯共聚物6份、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物4份、二乙烯三胺五乙酸五铵2份以及苯丙异噻唑啉酮0.01份，去离子水50份。改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
制备方法：
1)先把改性聚环氧琥珀酸、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物及部分去离子水混合后进行超声震荡，得到混合液A；
2)将水解马来酸酐、二乙烯三胺五乙酸五铵与余下去离子水混合搅拌均匀后加入混合液A以及苯丙异噻唑啉酮搅拌均匀，即可。
对实施例2的反渗透膜用阻垢剂进行阻垢效率测试，所用反渗透膜为CA，结果如表2所示：
表2反渗透膜用阻垢剂进行阻垢效率测试
实施例3
一种反渗透膜用阻垢剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
改性聚环氧琥珀酸16份、水解马来酸酐8份、己二酸/己二醇甲酯共聚物3份、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物8份、二乙烯三胺五乙酸五钠1份以及杀菌剂00.06份，去离子水70份。改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
制备方法：
1)先把改性聚环氧琥珀酸、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物及部分去离子水混合后进行超声震荡，得到混合液A；
2)将水解马来酸酐、二乙烯三胺五乙酸五钠与余下去离子水混合搅拌均匀后加入混合液A以及苯丙异噻唑啉酮搅拌均匀，即可。
对实施例3的反渗透膜用阻垢剂进行阻垢效率测试，所用反渗透膜为CA，结果如表3所示：
表3反渗透膜用阻垢剂进行阻垢效率测试
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (6)
1.一种反渗透膜用阻垢剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
改性聚环氧琥珀酸12～16份、水解马来酸酐4～8份、己二酸/己二醇甲酯共聚物3～6份、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物4～8份、二乙烯三胺五乙酸五盐1～2份以及杀菌剂0.01～0.06份，去离子水50～70份。
2.根据权利要求1所述的反渗透膜用阻垢剂，其特征在于，所述改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
3.根据权利要求1所述的反渗透膜用阻垢剂，其特征在于，所述二乙烯三胺五乙酸五盐选自二乙烯三胺五乙酸五钠、二乙烯三胺五乙酸五铵、二乙烯三胺五乙酸五钾中的一种或者多种。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的反渗透膜用阻垢剂，其特征在于，所述杀菌剂为苯丙异噻唑啉酮。
5.如权利要求1所述的反渗透膜用阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照配比称取改性聚环氧琥珀酸、水解马来酸酐、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物、水溶性氧化无机金属盐、杀菌剂及去离子水备用，先把改性聚环氧琥珀酸、己二酸/己二醇甲酯共聚物、丙二酸/端氨基聚醚/二乙烯三胺共聚物及部分去离子水混合后进行超声震荡，得到混合液A；
2)将水解马来酸酐、二乙烯三胺五乙酸五盐与余下去离子水混合搅拌均匀后加入混合液A以及杀菌剂搅拌均匀，即可。
6.根据权利要求5所述的反渗透膜用阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述改性聚环氧琥珀酸为马来酸酐与2-丙烯胺-2-甲基丙烯磺酸制备得到。
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