CN114427088A - 预膜剂和预膜处理的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及循环水处理领域，公开了一种循环水处理用预膜剂，所述预膜剂中包含组分A、组分B和组分C，其中，组分A为硅酸盐，组分B为钼酸盐，组分C为苯甲酸盐。本发明提供的预膜剂配方中不含磷，不会对环境造成破坏或污染。同时，该预膜剂还具有投加浓度小、预膜效果好、无需进行排污置换等优点。
Description
技术领域
本发明涉及循环水处理技术领域，具体地，涉及一种预膜剂和预膜处理的方法及其在循环水处理中的应用。
背景技术
为了提高循环水设备耐腐蚀能力，通常对循环水设备进行预膜处理。目前，常用于预膜处理的方法分为两类，一类是采用聚磷酸盐和锌盐的专用配方预膜剂，其预膜效果较好，但是由于其成分与正常运行时的缓蚀阻垢剂相差较大，因此使用时常常需要进行排污置换，并且，由于配方中采用了聚磷酸盐，使用时往往还会造成磷排放导致的水体富营养化等问题，造成环境污染。另一类是采用正常投加量2-4倍的缓蚀阻垢剂进行预膜处理，该方法无需排污置换，但是预膜效果较差，并且存在缓蚀阻垢剂用量较大等问题。
为了解决现有预膜处理中存在的问题，尤其是磷排放造成的环境破坏的问题，本领域技术人员首先尝试了采用有机膦替代聚磷酸盐的预膜剂的方法，该方法虽然能够一定程度上缓解了磷排放造成的水体富营养化问题，但是仍然无法将其彻底解决。CN109402622A公开了一种由氯化钙、聚丙烯酸钠、七水硫酸锌、葡萄糖酸钠组成的无磷预膜剂，该预膜剂有效解决了现有技术中预膜剂的使用造成的磷排放问题，但是同时该预膜剂还存在投加浓度高，预膜时间长，预膜效果欠佳等问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在预膜剂中含磷易造成环境污染，而不含磷的预膜剂又存在预膜效果差、投加浓度高等问题，提供一种循环水处理用预膜剂，该预膜剂具有配方中不含磷，同时预膜效果较好，投加浓度较低的优点。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种循环水处理用预膜剂，所述预膜剂中包含组分A、组分B和组分C，其中，组分A为硅酸盐，组分B为钼酸盐，组分C为苯甲酸钠。
本发明第二方面提供一种预膜处理的方法，该方法包含将预膜剂投入循环水系统，进行循环预膜；
其中，所述预膜剂为如上所述的预膜剂。
本发明第三方面提供如上所述的预膜剂和方法在循环水处理中的应用。
通过上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的预膜剂配方中不含磷，有效解决了由于预膜剂的使用造成水体富营养化等环境污染问题；
(2)本发明提供的预膜剂使用时投加浓度小，预膜效果好；
(3)本发明提供的预膜剂使用后无需进行排污置换，减少由排污置换导致的二次污染以及水资源浪费。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行解释和说明，应当能够理解的是，以下具体实施方式仅用于解释和说明本发明的内容，而不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的发明人在研究的过程中巧妙地发现，硅酸盐、钼酸盐和苯甲酸盐具有良好的协同增效作用，硅酸盐在水中可形成带负电荷的胶体体系，与水中的Fe2+等二价离子结合成硅酸凝胶，沉积于金属表面。同时，该硅酸凝胶能够与钝化膜型缓蚀剂钼酸盐、沉淀膜型缓蚀剂苯甲酸盐共同作用，形成连续、致密的保护膜，从而达到减缓金属的腐蚀的目的。将上述化合物按照一定比例配制成预膜剂，不仅可以带来良好的预膜效果，而且由于上述三种化合物均为正常运行时的缓蚀剂成分，因此不需要进行排污置换。
本发明一方面提供一种循环水处理用预膜剂，所述预膜剂中包含组分A、组分B和组分C，其中，组分A为硅酸盐，组分B为钼酸盐，组分C为苯甲酸盐。
为了尽可能提高使硅酸盐、钼酸盐和苯甲酸盐之间的协同作用，提高所述预膜剂的预膜效果。根据本发明的优选实施方式，其中，所述组分A、组分B和组分C的重量比为1:0.03-0.2:0.02-0.15。
优选地，所述组分A、组分B和组分C的重量比为1:0.05-0.15:0.05-0.1。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述组分B和组分C的重量比为1：0.5-1.2。
优选地，所述组分B和组分C的重量比为1：0.6-1。
本发明提供的预膜剂中，所述硅酸盐在水中可形成胶体，任意具有上述特征的硅酸盐均可适用于本发明。根据本发明的优选实施方式，其中，所述硅酸盐为硅酸钠。
优选地，所述硅酸盐为Na2O·mSiO2，m＝0.5-3.7。
更优选地，所述硅酸盐为Na2O·mSiO2，m＝1-3。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述硅酸盐的含量使得在所述预膜剂中，以所述预膜剂的总重量为基准，Si的含量为10.8-34.8重量％。
任意水溶性钼酸盐均可适用于本发明。根据本发明的优选实施方式，其中，所述钼酸盐选自Na2MoO4、K2MoO4及它们的水合物中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述钼酸盐的含量使得在所述预膜剂中，以所述预膜剂的总重量为基准，Mo的含量为0.8-7.1重量％。
任意水溶性苯甲酸盐均可适用于本发明。根据本发明的优选实施方式，其中，所述苯甲酸盐选自苯甲酸钠。
根据本发明的一种优选实施方式，其中，所述预膜剂由组分A、组分B和组分C组成。所述组分A、组分B和组分C的具体成分如前所述，在此不再赘述。
本发明第二方面提供一种预膜处理的方法，该方法包含将预膜剂投入循环水系统，进行循环预膜；
其中，所述预膜剂为如上所述的预膜剂。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述预膜剂的用量使得在循环水系统中所述预膜剂的总投入浓度为175-330mg/L。
优选地，所述预膜剂的用量使得在循环水系统中所述预膜剂的总投入浓度为190-310mg/L。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述循环预膜的时间为12-72h。
优选地，所述循环预膜的时间为24-48h。
根据本发明的一种优选实施方式，其中，所述预膜剂的用量使得在循环水系统中所述预膜剂的总投入浓度为190-260mg/L。优选为240-260mg/L。
根据本发明的一种优选实施方式，其中，所述循环预膜的时间为24-36h。优选为30-36h。
本发明第三方面提供如上所述的预膜剂和方法在循环水处理中的应用。
根据本发明的优选实施方式，其中，本发明提供的预膜剂可以在循环水处理过程中任意需要进行预膜处理时使用，且进行预膜处理后也可以在循环水系统中直接投入供正常运行使用的缓蚀阻垢剂，即可开始正常运行循环水系统。
以下将通过具体实施例对本申请的内容进行进一步解释和说明。应当能够理解的是，以下实施例仅用于解释和说明本发明的内容，而不用于限制本发明。
以下实施例中，采用的试剂和药品均购自正规化学试剂供应商，纯度为化学纯。
在以下实施例中，将采用旋转挂片法(参照GB/T 18175-2014)开展预膜试验，以说明本发明提供的预膜剂的效果。试验在常温(25±1℃)下进行，采用20#碳钢挂片，转速75r/min，试验用水量为2L，预膜效果通过试膜液变色时间判定(参照HG/T 3778-2005)。
以下实施例用水水质如表1所示。其中，Ca2+浓度(mg/L)的测定方法参见GB/T15452-2009；总碱度(mg/L)的测定方法参见GB/T 15451-2006；Cl-浓度(mg/L)的测定方法参见GB/T 15453-2018；SO4 2-浓度(mg/L)的测定方法参见GB/T 14642-2009；pH值的测定方法参见GB/T 6904-2008。
表1试验用水水质
按照表2中的条件进行预膜试验，然后取出试片，测定试膜液变色时间。具体结果详见表2。
表2预膜试验条件及结果
由表2中的结果可知，本发明提供的预膜剂处理后，试片的试膜液变色时间较长，远好于HG/T 3778-2005中规定的试膜液变色时间≥10s的要求。说明本发明提供的预膜剂具有良好的预膜效果。
通过实施例3与对比例1-3的结果对比可以看出，本发明提供的预膜剂中组分A、B、C三者缺一不可，当本发明提供的三种组分同时使用时才能获得较好的预膜效果。
通过实施例3与对比例4-5的结果对比可以看出，只有将预膜剂中的组分A、B、C按照本发明提供的比例范围进行调配才能获得较好的预膜效果。
通过实施例3与对比例6-7的结果对比可以看出，只有采用本发明提供的预膜剂用量(总重)进行预膜处理，才能获得较好的预膜效果。
通过实施例3与对比例8-9的结果对比可以看出，只有在本发明提供的预膜处理时间内，采用本发明提供的预膜剂进行预膜处理，才能获得较好地预膜效果。
通过实施例3与对比例10-12的结果对比可以看出，只有采用本发明提供的特定组分进行预膜剂配制，才能获得较好的预膜效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种循环水处理用预膜剂，其特征在于，所述预膜剂中包含组分A、组分B和组分C，其中，组分A为硅酸盐，组分B为钼酸盐，组分C为苯甲酸盐。
2.根据权利要求1所述的预膜剂，其中，所述组分A、组分B和组分C的重量比为1:0.03-0.2:0.02-0.15；
优选地，所述组分A、组分B和组分C的重量比为1:0.05-0.15:0.05-0.1。
3.根据权利要求2所述的预膜剂，其中，所述组分B和组分C的重量比为1：0.5-1.2；
优选地，所述组分B和组分C的重量比为1：0.6-1。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的预膜剂，其中，所述硅酸盐为硅酸钠；
优选地，所述硅酸盐为Na2O·mSiO2，m＝0.5-3.7；
更优选地，所述硅酸盐为Na2O·mSiO2，m＝1-3。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的预膜剂，其中，所述钼酸盐选自Na2MoO4、K2MoO4及它们的水合物中的至少一种；
和/或，所述苯甲酸盐选自苯甲酸钠。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的预膜剂，其中，所述钼酸盐的含量使得在所述预膜剂中，以所述预膜剂的总重量为基准，Mo的含量为0.8-7.1重量％。
7.一种预膜处理的方法，其特征在于，该方法包含将预膜剂投入循环水系统，进行循环预膜；
其中，所述预膜剂为权利要求1-6中任意一项所述的预膜剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预膜剂的用量使得在循环水系统中所述预膜剂的总投入浓度为175-330mg/L；
优选地，所述预膜剂的用量使得在循环水系统中所述预膜剂的总投入浓度为190-310mg/L。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述循环预膜的时间为12-72h；
优选地，所述循环预膜的时间为24-48h。
10.权利要求1-6中任意一项所述的预膜剂和权利要求7-9中任意一项所述的方法在循环水处理中的应用。
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- 2020-09-21 CN CN202010998003.4A patent/CN114427088B/zh active Active
Patent Citations (6)
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