CN110294539A - 综合降低水结垢因子的复合剂及其制备方法 - Google Patents

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    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
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Abstract

本发明公开了一种综合降低水结垢因子的复合剂，其特征在于，所述复合剂包含组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：碳酸钠：15‑30％、氯化钙：10‑20％、有机膨润土：15‑30％、活化凹凸棒：15‑30％、偏铝酸钠：15‑30％、聚丙烯酸：0.2‑1％。本发明复合剂制备时先将符合质量比例的前五种组分加入到混合器中混匀，之后再在混合器中加入符合质量比例的聚丙烯酸，再次混匀得到本发明复合剂。本发明复合剂可以同时去除水中可溶性二氧化硅及钙镁离子，其效果稳定、去除率高、成本低。

Description

综合降低水结垢因子的复合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种综合降低水结垢因子的复合剂及其制备方法。
背景技术
在反渗透膜浓缩系统应用中，水中结垢因子(主要为可溶性二氧化硅及钙镁离子)的去除，对膜系统的正常稳定运行及膜使用寿命起着至关重要作用。
二氧化硅是自然界常见的矿物质，这种物质在膜系统，特别是反渗透膜系统中，会在膜上生成非常难以清洗的硅酸盐水垢。对膜系统的性能及寿命都有很严重的影响。尤其是对高压膜系统水中回用形成的垢危害更大。
目前常规水中溶解性二氧化硅去除法为混凝法(铁盐或铝盐)、镁剂法等，但这些方法在实际应用中对溶解性二氧化硅的去除率很不稳定，去除率也很难达到70％以上。钙镁离子也是水中常见的矿物质离子，钙镁离子在膜系统，特别是反渗透膜系统中，会在膜上生成膜堵塞的钙镁盐水垢(如碳酸钙/镁、碳酸氢钙/镁、硫酸钙、磷酸钙/镁等)。对膜系统的性能及寿命都有很严重的影响。尤其是对高压膜系统水中回用形成的垢危害更大。
目前常规水中钙镁离子去除法为石灰法、石灰纯碱法、诱导结晶法、及离子交换法。前三种方法虽然可以降低水中钙镁离子的含量，但无法稳定将钙镁离子降低至20-30PPM或以下。离子交换法虽然可以对钙镁离子去除至小于1PPM，但对较高浓度的钙镁离子很容易饱和，从而需要频繁的再生(产生大量的再生废水)。故离子交换法比较适用于水中钙镁离子含量较低的水。
而对于同时去除可溶性二氧化硅及钙镁离子，效果稳定及去除率高的方法尚无报道，所以开发一种同时去除水中可溶性二氧化硅及钙镁离子且效果稳定、去除率高、成本较低的方法/药剂是十分必要和有益的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以同时去除水中可溶性二氧化硅及钙镁离子的综合降低水结垢因子的复合剂及其制备方法，其效果稳定、去除率高、成本低。
为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：
一种综合降低水结垢因子的复合剂，其特征在于，所述复合剂包含组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15-30％； 氯化钙：10-20％；
有机膨润土：15-30％； 活化凹凸棒：15-30％；
偏铝酸钠：15-30％； 聚丙烯酸：0.2-1％。
本发明进一步改进如下：
进一步地，所述聚丙烯酸的分子量为10-100万道尔顿。
进一步地，以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15-20％； 氯化钙：10-20％；
有机膨润土：20-30％； 活化凹凸棒：20-30％；
偏铝酸钠：15-25％； 聚丙烯酸：0.2-0.6％。
进一步地，以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15％； 氯化钙：15％；
有机膨润土：25％； 活化凹凸棒：20％；
偏铝酸钠：25％； 聚丙烯酸：0.3％。
一种综合降低水结垢因子的复合剂的制备方法，该制备方法包括如下的制备步骤：
S1.按各组分质量百分比分别计量好碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；
S2.将计量好的加入碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠加入到混合器中混合均匀；
S3.将计量好的聚丙烯酸加入到所述混合器中再次混合均匀得到复合剂；
S4.将得到的复合剂用防潮包装袋包装好。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的复合剂可以同时去除水中可溶性二氧化硅及钙镁离子，且效果稳定、去除率高、成本低，制备工艺简单易操作。
具体实施方式
实施例一
一种综合降低水结垢因子的复合剂，该复合剂包含组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；以组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：20％； 氯化钙：10％；
有机膨润土：25％； 活化凹凸棒：25％；
偏铝酸钠：20％； 聚丙烯酸：0.3％。
该复合剂制备时，先将符合上述质量比例的碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠加入到混合器中混合均匀，然后再将符合上述质量比例的聚丙烯酸加入到混合器中再次搅拌混匀，得到本发明复合剂。
取500毫升含150PPM二氧化硅,100PPM钙离子及50PPM镁离子的水，用氢氧化钠调节pH至9-10，加入1.5克上述复合剂，搅拌约30分钟，然后加入少许阴离子聚丙烯酰胺(PAM，分子量大于1000万道尔顿，配制浓度为0.02％)絮凝剂进行充分絮凝沉淀，取上清液进行二氧化硅及钙镁离子含量测试，其结果如下表一。
表一：
测试项目 原水 处理后上清液 去除率 测试方法
水中全硅 150PPM 10PPM 93％ GB12150-89
钙离子 100PPM 3PPM 97％ 原子吸收
镁离子 50PPM 0.1PPM 99.8％ 原子吸收
实施例二
一种综合降低水结垢因子的复合剂，该复合剂包含组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；以组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15％； 氯化钙：15％；
有机膨润土：25％； 活化凹凸棒：20％；
偏铝酸钠：25％； 聚丙烯酸：0.3％。
该复合剂制备时，先将符合上述质量比例的碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠加入到混合器中混合均匀，然后再将符合上述质量比例的聚丙烯酸加入到混合器中再次搅拌混匀，得到本发明复合剂。
取500毫升含150PPM二氧化硅,100PPM钙离子及50PPM镁离子的水，用氢氧化钠调节pH至9-10，加入1.5克所制备的复合剂，搅拌约30分钟，然后加入少许阴离子聚丙烯酰胺(PAM，分子量大于1000万道尔顿，配制浓度为0.02％)絮凝剂进行充分絮凝沉淀，取上清液进行二氧化硅及钙镁离子含量测试，其结果如下表二。
表二：
测试项目 原水 处理后上清液 去除率 测试方法
水中全硅 150PPM 8PPM 94.6％ GB12150-89
钙离子 100PPM 2PPM 98％ 原子吸收
镁离子 50PPM 0.1PPM 99.8％ 原子吸收
从表一和表二可以看出，本发明的复合剂可以有效去除水中二氧化硅及钙镁离子，去除率高。
另外，本发明的复合剂也可以大幅度地去除水中的磷酸根、其它重金属离子、胶体颗/悬浮物粒、及降低化学需氧量(COD)等。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种综合降低水结垢因子的复合剂，其特征在于，所述复合剂包含组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15-30％； 氯化钙：10-20％；
有机膨润土：15-30％； 活化凹凸棒：15-30％；
偏铝酸钠：15-30％； 聚丙烯酸：0.2-1％。
2.根据权利要求1所述的综合降低水结垢因子的复合剂，其特征在于，所述聚丙烯酸的分子量为10-100万道尔顿。
3.根据权利要求1所述的综合降低水结垢因子的复合剂，其特征在于，以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15-20％； 氯化钙：10-20％；
有机膨润土：20-30％； 活化凹凸棒：20-30％；
偏铝酸钠：15-25％； 聚丙烯酸：0.2-0.6％。
4.根据权利要求1所述的综合降低水结垢因子的复合剂，其特征在于，以所述复合剂中组分碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒和偏铝酸钠的总质量作为100％计，各组分的质量百分比分别为：
碳酸钠：15％； 氯化钙：15％；
有机膨润土：25％； 活化凹凸棒：20％；
偏铝酸钠：25％； 聚丙烯酸：0.3％。
5.根据权利要求1所述的综合降低水结垢因子的复合剂的制备方法，其特征在于，包括如下的制备步骤：
S1.按各组分质量百分比分别计量好碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠和聚丙烯酸；
S2.将计量好的加入碳酸钠、氯化钙、有机膨润土、活化凹凸棒、偏铝酸钠加入到混合器中混合均匀；
S3.将计量好的聚丙烯酸加入到所述混合器中再次混合均匀得到复合剂；
S4.将得到的复合剂用防潮包装袋包装好。
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