CN112591905A - 一种高效粘泥剥离剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效粘泥剥离剂及其制备方法，该高效粘泥剥离剂主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液10‑40份、异噻唑啉酮10‑40份、壬基酚聚氧乙烯醚5‑20份、三乙醇胺5‑20份、十二烷基硫酸钠5‑20份、巯基乙酸钙1‑5份和水150‑300份，所述福美锌溶液的质量百分比浓度为70wt％以下，溶剂为乙醇。本发明穿透力强、毒性低、氧化性低、分散性良好、渗透快，有良好的粘泥分解剥离作用，对金属、橡胶和塑料材质无腐蚀，同时还具有软化和清洗陈垢作用，从而提高换热效率。

Description

一种高效粘泥剥离剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种高效粘泥剥离剂及其制备方法。

背景技术

在工业用水和民用水中，水体富营养化已成为制约水利用的主要因素之一。工业应用上，随水质恶化，系统内细菌和藻类过度繁殖，会形成微生物粘泥，附着于输水管道及相关设备内壁上，严重污染输水管线，堵塞滤池，管道及设备等受粘泥、腐蚀、结垢影响，设备运行不正常。粘泥控制不当，一旦大量形成，不仅降低换热器和冷却塔的冷却效率、恶化水质，而且还会引起系统中设备的腐蚀、垢下腐蚀及降低缓蚀、剥离杀菌、杀生作用，直接影响并危害生产，带来经济损失。鉴于上述危害，对系统中的微生物粘泥进行清理剥离十分必要，因此亟需效果显著、绿色环保的粘泥剥离剂。

目前，工业中使用的粘泥剥离杀菌剂大多是由杀菌剂、表面活性剂、渗透剂、有机溶剂等复配而成，其作用原理为药剂渗透到粘泥菌胶团中，氧化分解菌体，释放气泡，结合杀菌剂和表面活性剂的作用，使粘泥脱落后随水流排出，达到剥离垢层和清洗管道的作用，使管道表面清洁，从而防止垢下腐蚀。传统的粘泥剥离剂使用起来比较繁琐成本高而且稳定性较差，杀菌与剥离组分易产生抗药性，降低药效；有机溶剂的使用，增加了VOC污染。粘泥剥离剂的制备工艺反应步骤较多、比较繁琐，副产物较多、反应时间较长，也在一定程度上增加了企业的成本。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供了一种高效粘泥剥离剂及其制备方法，目的在于克服现有技术中管道清洗不彻底，循环水高浓缩倍数运行，易发生微生物滋生等问题。产品具有穿透力强、毒性低、分散性良好、渗透快，对金属、橡胶和塑料材质无腐蚀，对由粘泥、油泥、菌藻分泌物及菌藻等组成的粘泥有良好的分解剥离作用，同时还具有软化和清洗金属表面的陈垢、缓蚀，从而提高设备换热率的作用，还对硫酸盐还原菌、硝化细菌均具有较强的杀灭作用。

本发明的第二目的在于提供上述高效粘泥剥离剂的制备方法，该制备方法操作简单，成本较低，制备出的粘泥剥离剂具有针对性强、成本低、环境友好、安全高效等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种高效粘泥剥离剂，主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液10-40份、异噻唑啉酮10-40份、壬基酚聚氧乙烯醚5-20份、三乙醇胺5-20份、十二烷基硫酸钠5-20份、巯基乙酸钙1-5份和水150-300份，所述福美锌溶液的质量百分比浓度为70wt％以下，溶剂为乙醇。

优选地，主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液11-39份、异噻唑啉酮11-39份、壬基酚聚氧乙烯醚6-19份、三乙醇胺6-19份、十二烷基硫酸钠6-19份、巯基乙酸钙2-4份和水160-290份。

优选地，主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液25份、异噻唑啉酮25份、壬基酚聚氧乙烯醚12份、三乙醇胺12份、十二烷基硫酸钠12份、巯基乙酸钙3份和水225份。

进一步地，所述福美锌溶液是以乙醇配制的40-60wt％福美锌溶液。

本发明还提供一种如上述所述的高效粘泥剥离剂的制备方法，包括如下步骤：

将所有原料搅拌混合均匀。

进一步地，原料的加入顺序依次为：

壬基酚聚氧乙烯醚、水；

福美锌溶液、异噻唑啉酮；

三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、巯基乙酸钙。

进一步地，控制反应产物pH值为8-8.5。

在上述原料中，所选的壬基酚聚氧乙烯醚为以壬基酚和环氧乙烷在催化剂作用下缩合反应的非离子表面活性剂。有各种不同的亲水亲油平衡值(HLB value)，在洗涤剂/印染/化工有广泛的用途。具有良好的渗透/乳化/分散/抗酸/抗碱/抗硬水/抗还原/抗氧化能力。润湿性、渗透性、乳化分散性、去污力等方面有优良性能，大量用于农药、石油开采、造纸、纺织皮革等行业，如用作匀染剂、乳化剂、增溶剂、分散剂、润湿剂、扩散剂级工业洗涤剂等；

福美锌杀菌剂是农药杀菌剂，化学名为二甲基二硫代氨基甲酸锌，其分子式为C₆H₁₂N₂S₄Zn，广谱杀菌效果好，用量小。

异噻唑啉酮主要由5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)组成是广谱、高效、低毒的非氧化性杀生剂。

三乙醇胺是三乙胺的三羟基取代物，与其他胺类化合物相似，由于氮原子上存在孤对电子，三乙醇胺具弱碱性，能够与无机酸或有机酸反应生成盐，用于表面活性剂、切削油、防冻液，在金属加工工业中，可用来制备缓蚀剂，保护金属表面，防止氧化。

十二烷基硫酸钠，化学式为C₁₂H₂₅SO₄Na，溶于水，对碱和硬水不敏感，具有去污、乳化和优异的发泡力，是一种低毒的阴离子表面活性剂，其生物降解度>90％。

在上述原料配方中，壬基酚聚氧乙烯醚、福美锌溶液、异噻唑啉酮、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠五种组分的质量比大致为1:2:2:1:1时，剥离杀菌率效果最优。壬基酚聚氧乙烯醚、福美锌溶液作为主剂，起到主要的剥离杀菌效果，异噻唑啉酮、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠这三种成分主要起到复配的作用，因为本身杀菌剂就需要注意各个成分的添加量，需要保证优异的杀菌效果同时还具有良好的生物降解度，因此各个成分的加量要均衡，且不能采用其他成分来替代，因为如果少加一种组分或者替换成其他组分，会直接影响杀菌剥离性能，甚至会影响生物降解度。

巯基乙酸钙在碱性条件具有还原作用，可以作为还原剂。

因该原料配方不含磷，故对水域无污染。

本发明高效粘泥剥离剂的性能评价方法为：

(1)在培养槽中添加菌种和营养物进行菌藻的培养；

(2)培养至培养液呈现混浊即为培养完成，接入不锈钢测试管，优选地，管长250mm，内径10-15mm，动态循环，使不锈钢测试管滋生粘泥到规定要求后，取出测试管，优选地，40℃干燥2h，称重；

(3)将称重后的测试管重新接入测试箱，加入粘泥剥离剂，优选地，50mg/L，优选地，运行24h，然后取出测试管，优选地，40℃干燥2h，称重。

进一步地，所述性能评价方法的整个动态控制参数为：pH值＝8.0-8.5，温度31-33℃，流速1.0m/h。

进一步地，所述性能评价方法在投药剂前及运行24h时，取培养液测定异养菌杀菌率和硫酸盐还原菌杀菌率。

该方法本身绿色环保，通过将不同的组分分别添加，提高了产品的性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明以福美锌、异噻唑啉酮作为杀菌组分，可以有效提高杀菌的广谱性，对硫酸盐还原菌、硝化细菌的杀菌率也有提高；巯基乙酸钙具有较强的渗透能力和软化能力，提高对粘泥结构破坏作用。本发明穿透力强、毒性低、氧化性低、分散性良好、渗透快，有良好的粘泥分解剥离作用，对金属、橡胶和塑料材质无腐蚀，同时还具有软化和清洗陈垢，从而提高换热效率。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

将壬基酚聚氧乙烯醚20份和水150份置于反应器中混合搅拌均匀；将杀菌剂福美锌溶液40份、异噻唑啉酮40份按上述质量份数投入反应器中混合搅拌均匀；将三乙醇胺20份、十二烷基硫酸钠20份、巯基乙酸钙5份按上述质量份数投入反应器中混合搅拌均匀。

实施例2

将壬基酚聚氧乙烯醚10份和水220份置于反应器中混合搅拌均匀；将杀菌剂福美锌溶液20份、异噻唑啉酮20份按上述质量份数投入反应器中混合搅拌均匀；将三乙醇胺10份、十二烷基硫酸钠10份、巯基乙酸钙3份按上述质量份数投入反应器中混合搅拌均匀。

实施例3

将壬基酚聚氧乙烯醚5份和水300份置于反应器中混合搅拌均匀；将杀菌剂福美锌溶液10份、异噻唑啉酮10份按上述质量份数投入反应器中混合搅拌均匀；将三乙醇胺5份、十二烷基硫酸钠5份、巯基乙酸钙1份按上述质量份数投入反应器中混合搅拌均匀。

比较例1

具体操作步骤与实施例2一致，只是壬基酚聚氧乙烯醚7份。

比较例2

具体操作步骤与实施例2一致，只是福美锌溶液7份。

比较例3

具体操作步骤与实施例2一致，只是异噻唑啉酮7份。

比较例4

具体操作步骤与实施例2一致，只是三乙醇胺7份。

比较例5

具体操作步骤与实施例2一致，只是十二烷基硫酸钠7份。

比较例6

具体操作步骤与实施例2一致，只是巯基乙酸钙2份。

测试结果

下面对上述实施例剥离性能和杀菌性能进行试验。

粘泥剥离剂性能评价方法：

(1)在培养槽中添加菌种和营养物进行菌藻的培养；

(2)培养至培养液略混浊即为培养完成，接入不锈钢测试管，管长250mm，内径10-15mm，动态循环，使不锈钢测试管滋生粘泥到规定要求后，取出测试管，40℃干燥2h，称重；

(3)将称重后的测试管重新接入测试箱，加入粘泥剥离剂50mg/L，运行24h，然后取出测试管，40℃干燥2h，称重。整个动态控制参数为：pH值＝8.0～8.5，温度32±1℃，流速1.0m/h。在投药剂前及运行24h时，取培养液测定异养菌杀菌率和硫酸盐还原菌杀菌率。

杀菌性能评价参照标准《工业循环冷却水中粘液形成菌的测定平皿计数法》(GB/T14643.1)、《杀菌剂性能评价方法》(SY/T5890)。

测定结果见表1：

表1

通过表1的数据可以看出，经过合理的成分质量比，本发明高效粘泥剥离率、异养菌杀菌率、硫酸盐还原菌杀菌率均优于比较例1-比较例6的剥离率和杀菌率。且本发明的实施例2所采用的配比产生的效果最为优异。

对于比较例1与实施例2的比较结果来说，当壬基酚聚氧乙烯醚的用量为7份时，那么壬基酚聚氧乙烯醚在全部组分的质量比减弱对其剥离杀菌效率有一定影响，因此会降低剥离杀菌效果。

对于比较例2与实施例2的比较结果来说，当福美锌溶液的用量为7份时，那么福美锌溶液在全部组分的质量比减小，影响了剥离杀菌效率，因此会降低剥离杀菌效果。

对于比较例3与实施例2的比较结果来说，当异噻唑啉酮的用量为7份时，那么异噻唑啉酮在全部组分的质量比减小，影响了剥离杀菌效率，因此会降低剥离杀菌效果。

对于比较例4与实施例2的比较结果来说，当三乙醇胺的用量为7份时，那么三乙醇胺在全部组分的质量比减小，影响了剥离杀菌效率，因此会降低剥离杀菌效果。

对于比较例5与实施例2的比较结果来说，当十二烷基硫酸钠的用量为7份时，那么十二烷基硫酸钠在全部组分的质量比减小，影响了剥离杀菌效率，因此会降低剥离杀菌效果。

对于比较例6与实施例2的比较结果来说，当巯基乙酸钙的用量为2份，那么巯基乙酸钙在全部组分的质量比减小，影响了剥离杀菌效率，因此会降低剥离杀菌效果。

将表1中的实施例2与实施例1和实施例3进行对比，可以看出各组分采用范围内中间份数的投加量时的剥离杀菌效果最好。

总之，本发明实施例高效粘泥剥离剂，具有良好的分散性和渗透性，其穿透力强、毒性低，氧化性低、分散性良好、渗透快，对由粘泥、油泥、菌藻分泌物及菌藻等组成的粘泥有良好的分解剥离作用；对异养菌、硫酸盐还原菌均具有很强的杀灭作用；对金属、橡胶和塑料材质无腐蚀，同时还具有软化和清洗陈垢、缓蚀和提高设备换热率的作用。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (7)

1.一种高效粘泥剥离剂，其特征在于，主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液10-40份、异噻唑啉酮10-40份、壬基酚聚氧乙烯醚5-20份、三乙醇胺5-20份、十二烷基硫酸钠5-20份、巯基乙酸钙1-5份和水150-300份，所述福美锌溶液的质量百分比浓度为70wt％以下，溶剂为乙醇。

2.根据权利要求1所述的高效粘泥剥离剂，其特征在于，主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液11-39份、异噻唑啉酮11-39份、壬基酚聚氧乙烯醚6-19份、三乙醇胺6-19份、十二烷基硫酸钠6-19份、巯基乙酸钙2-4份和水160-290份。

3.根据权利要求1所述的高效粘泥剥离剂，其特征在于，主要由按重量份数计的以下原料制得：福美锌溶液25份、异噻唑啉酮25份、壬基酚聚氧乙烯醚12份、三乙醇胺12份、十二烷基硫酸钠12份、巯基乙酸钙3份和水225份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高效粘泥剥离剂，其特征在于，所述福美锌溶液是以乙醇配制的40-60wt％福美锌溶液。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的高效粘泥剥离剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所有原料搅拌混合均匀。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，原料的加入顺序依次为：

壬基酚聚氧乙烯醚、水；

福美锌溶液、异噻唑啉酮；

三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、巯基乙酸钙。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，控制反应产物pH值为8-8.5。