CN110975634A - 一种环境友好型反渗透阻垢剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环境友好型反渗透阻垢剂及制备方法。以该阻垢剂的总重量为100％计，该阻垢剂包含20‑50wt％聚酰胺‑胺型树状大分子、10‑20wt％聚丙烯酸、10‑20wt％聚天冬氨酸、10‑20wt％聚环氧琥珀酸、10‑20wt％马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、10‑20wt％丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物，其余为水。本发明还提供了上述阻垢剂的制备方法及应用。本发明的环境友好型反渗透阻垢剂为无磷配方，能够阻止反渗透膜浓水侧产生碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、磷酸钙、氧化铁、硅垢、悬浮物沉积，该阻垢剂效果良好，用量低，各组分降解后不含磷，对环境无害，是一种环境友好型反渗透阻垢剂。

Description

一种环境友好型反渗透阻垢剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种环境友好型反渗透阻垢剂及其制备方法与应用，涉及水处理药剂技术领域。
背景技术
目前，国内反渗透阻垢剂大多使用聚磷酸盐、有机磷酸、膦羧酸作为反渗透膜阻垢剂，药剂中组分含磷元素，阻垢剂在反渗透浓水测浓缩3～4倍后，随着浓水排入水体从而产生了磷元素的富集，通常浓水中的磷元素超过国家排放标准的有关限值，未经处理浓水的排放可以引起水体富营养化，造成菌藻的大量繁殖；如果进行处理需要增加额外的处理装置并产生污泥，加大了水处理成本，因此有必要开发一种不含磷的环境友好型反渗透阻垢剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环境友好型反渗透阻垢剂。
本发明的目的还在于提供上述环境友好型反渗透阻垢剂的制备方法。
本发明的目的还在于提供上述环境友好型反渗透阻垢剂在反渗透水处理系统中的应用。
为达上述目的，本发明提供了一种环境友好型反渗透阻垢剂，其中，以该阻垢剂的总重量为100％计，该阻垢剂包含20-50wt％聚酰胺-胺型树状大分子、10-20wt％聚丙烯酸、10-20wt％聚天冬氨酸、10-20wt％聚环氧琥珀酸、10-20wt％马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、10-20wt％丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，优选地，所述聚酰胺-胺型树状大分子包含2.0代到5.0代大分子。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，优选地，所述聚丙烯酸包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，优选地，所述聚天冬氨酸包括聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，优选地，所述所述聚环氧琥珀酸包括聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，优选地，所述马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物包括马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸钠共聚物。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，优选地，所述丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物包括丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸钠共聚物。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂，聚酰胺-胺型树状大分子是一种无磷阻垢剂，具有多种阻垢结构和官能团，对碳酸钙、磷酸钙有良好的阻垢作用；
聚丙烯酸是一种无磷阻垢剂，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡有良好的阻垢作用，对悬浮物有良好的分散作用；
聚天冬氨酸也是一种无磷阻垢剂，对碳酸钙、硫酸钙、碳酸钙、硫酸钡、铁的氧化物有着良好的分散作用；
聚环氧琥珀酸也是一种无磷阻垢剂，阻碳酸钙能力强；
马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物是一种无磷阻垢剂，对磷酸钙、磷酸镁有着良好的阻垢能力；
丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物是一种无磷阻垢剂，，对磷酸钙、磷酸镁有着良好的阻垢能力；
本发明还提供了上述环境友好型反渗透阻垢剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将除了聚酰胺-胺型树状大分子外的组分分别置于反应釜内，每加入一种组分后，搅拌15～60min；
b、将聚酰胺-胺型树状大分子加入步骤a混合物内，继续搅拌30～120min后获得最终产物。
在上述步骤b中，混合为本领域的常规技术手段，搅拌的目的是使各组分混合得更加充分，防止局部出现混合不均匀。
根据本发明所述的制备方法，上述步骤a、步骤b均是在室温下进行的。
根据本发明所述的环境友好型反渗透阻垢剂的制备方法，在步骤a中，各组分的加入顺序不作要求。
本发明还提供了上述环境友好型反渗透阻垢剂在污水处理及黑臭水体净化中的应用。
本发明的环境友好型反渗透阻垢剂尤其适用于环境容量低、生态脆弱、对污染物敏感度高的区域作为反渗透系统的阻垢剂，也适合作为反渗透进水中已经含有一定浓度的磷元素，经过反渗透浓缩后可能造成浓水磷元素排放超标的反渗透系统阻垢剂。
本发明的环境友好型反渗透阻垢剂能够将阻止碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙、磷酸镁、二氧化硅、铁氧化物、悬浮物在反渗透膜表面沉积。该阻垢剂效果良好，用量低，原料全部无磷，不含有毒的残留单体，对环境无害，是一种环境友好型反渗透阻垢剂。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种环境友好型反渗透阻垢剂，以该阻垢剂的总重量为100％计，该阻垢剂包含40wt％聚酰胺-胺型树状大分子、20wt％聚丙烯酸、10wt％聚天冬氨酸、10wt％聚环氧琥珀酸、10wt％马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、10wt％丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物。
上述环境友好型反渗透阻垢剂的制备方法包括以下步骤：
a、将除了聚酰胺-胺型树状大分子外的组分分别置于反应釜内，每加入一种组分后，搅拌30min；
b、将3.0代聚酰胺-胺型树状大分子加入步骤a混合物内，继续搅拌90min后获得最终产物。
实施例2
本实施例提供了上述实施例1的环境友好型反渗透阻垢剂在生活污水深度处理工程中的应用，其包括以下步骤：
将实施例1制备得到的环境友好型反渗透阻垢剂应用于生活污水深度处理系统反渗透装置。
实验结果表明：生活污水深度处理系统反渗透进水总磷含量为0.1mg/L，使用市售的进口品牌阻垢剂A投加量3mg/L，采用低磷配方，主要成分为2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷溶液，商品中磷元素含量为6％，经过反渗透膜浓缩4倍后，浓水中磷元素浓度可达1.2mg/L，超过国家相关排放标准，以系统处理量2000m3/h计算，每年向水体多排放总磷3吨；使用本发明的环境友好型反渗透阻垢剂商品中磷元素含量为0％，使用本发明的环境友好型反渗透阻垢剂经过反渗透膜浓缩4倍后，浓水中磷元素浓度为0.4mg/L，可以实现总磷达标排放。可见，将本发明的环境友好型反渗透阻垢剂应用于生活污水深度处理系统，可以实现反渗透浓水总磷达标排放，并大幅度降低磷元素对被排入水体环境的影响。对于一座系统处理量2000m3/h的生活污水深度净化工厂，在使用本发明的环境友好型反渗透阻垢剂，每年可消减总磷排放量3吨，可以有效缓解水体富营养化程度。
实施例3
本实施例提供了一种环境友好型反渗透阻垢剂，以该阻垢剂的总重量为100％计，该阻垢剂包含20wt％聚酰胺-胺型树状大分子、20wt％聚丙烯酸、15wt％聚天冬氨酸、15wt％聚环氧琥珀酸、10wt％马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、10wt％丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物。
上述环境友好型反渗透阻垢剂的制备方法包括以下步骤：
a、将除了聚酰胺-胺型树状大分子外的组分分别置于反应釜内，每加入一种组分后，搅拌30min；
b、将4.0代聚酰胺-胺型树状大分子加入步骤a混合物内，继续搅拌120min后获得最终产物。
实施例4
本实施例提供了上述实施例3的环境友好型反渗透阻垢剂在循环冷却水排污水深度处理系统中的应用，其包括以下步骤：
将实施例3制备得到的环境友好型反渗透阻垢剂应用于循环冷却水排污水深度处理系统的反渗透装置中。
实验结果表明：循环冷却水排污水深度处理系统中反渗透进水总磷含量为0.5mg/L，使用市售的进口品牌阻垢剂B投加量4mg/L，主要成分为羟基亚乙基二磷酸溶液，商品中磷元素含量为12％，经过反渗透膜浓缩4倍后，浓水中磷元素浓度可达3mg/L，超过国家相关排放标准，以系统处理量2000m3/h计算，每年向水体多排放总磷8吨；使用本发明的环境友好型反渗透阻垢剂商品中磷元素含量为0％，不向环境额外排放总磷。可见，将本发明的环境友好型反渗透阻垢剂应用于循环冷却水排污水深度处理系统，可以大幅度降低磷元素对被排入水体环境的影响。对于一座系统处理量2000m3/h的生活污水深度净化工厂，在使用本发明的环境友好型反渗透阻垢剂，每年可消减总磷排放量8吨，可以有效缓解水体富营养化程度。

Claims (9)

1.一种环境友好型反渗透阻垢剂，其中，以该阻垢剂的总重量为100％计，该阻垢剂包含20-50wt％聚酰胺-胺型树状大分子、10-20wt％聚丙烯酸、10-20wt％聚天冬氨酸、10-20wt％聚环氧琥珀酸、10-20wt％马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、10-20wt％丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物，其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透阻垢剂，其中，所述聚酰胺-胺型树状大分子包含2.0代到5.0代大分子。
3.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透阻垢剂，其中，所述聚丙烯酸包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠。
4.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透阻垢剂，其中，所述聚天冬氨酸包括聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠。
5.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透阻垢剂，其中，所述所述聚环氧琥珀酸包括聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠。
6.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透阻垢剂，其中，所述马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物包括马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、马来酸酐——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸钠共聚物。
7.根据权利要求1所述的环境友好型反渗透阻垢剂，其中，所述丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物包括丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸共聚物、丙烯酸——烯丙氧基聚乙烯氧基羧酸钠共聚物。
8.权利要求1-7任一项所述的环境友好型反渗透阻垢剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将除了聚酰胺-胺型树状大分子外的组分分别置于反应釜内，每加入一种组分后，搅拌15～60min；
b、将聚酰胺-胺型树状大分子加入步骤a混合物内，继续搅拌30～120min后获得最终产物。
9.权利要求1-7任一项所述的环境友好型反渗透阻垢剂在反渗透膜水处理系统中的应用。
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