CN115959780A - 循环水处理用组合物及其应用以及预膜处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及循环水处理技术领域，公开了一种循环水处理用组合物及其应用以及预膜处理方法。本发明提供的组合物可以在金属表面快速形成致密的保护膜，提高金属的防腐性能，可以作为预膜剂用于循环水处理中。此外，该组合物中不含磷，采用该组合物进行循环水系统预膜处理后也无需进行排污置换，节约水资源的同时降低磷排放，满足绿色、可持续发展需要。

Description

循环水处理用组合物及其应用以及预膜处理方法

技术领域

本发明涉及循环水处理技术领域，具体地，涉及一种循环水处理用组合物及其应用以及预膜处理方法。

背景技术

腐蚀、结垢和生物黏泥是循环水系统所要解决的三大主要问题，为了保证循环水系统能够长期稳定运行，往往在正式开车运行之前需要对循环水系统的设备和管线进行预膜处理，即采用能够在金属表面形成保护膜层的化学药剂对循环水系统进行处理，被用于预膜处理的药剂被称为预膜剂。目前常用的预膜处理方案包括两种类型，一种是将循环水系统正常运行过程中采用的缓蚀阻垢剂等药剂加大剂量用于预膜处理过程，这样的预膜处理方式又被称为基础投加预膜；另一种是采用专门配制用作预膜处理的药剂，又被称为专门配方预膜。基础投加预膜虽然具有预膜完成后无需排污置换的优点，但是预膜效果较专门配方预膜要差。而专门配方预膜的效果虽然有所提高，但却因为预膜剂的配方与正常运行配方之间差别较大，预膜处理后需要进行排污置换才能开始运行。而且，常用的预膜剂配方中往往磷含量较高，排污置换过程中产生大量含磷废水，造成较大的环保压力。虽然已有研究人员着手开始研发无磷配方的预膜剂产品，但是目前仍存在配方复杂、投加量大、预膜处理耗时长、效果不理想等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种循环水处理用组合物及其应用以及预膜处理方法。本发明提供的组合物可以作为预膜剂用于循环水系统中，其具有配方简单、原料易得、用量少、效果好等优点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种循环水处理用组合物，所述组合物包括氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐，其中，所述组合物中，氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐的重量比为1:0.3-0.6:0.05-0.13。

本发明第二方面提供如上所述的组合物在循环水处理中的应用。

本发明第三方面提供一种预膜处理方法，所述方法包括将如上所述的组合物投入循环水系统，进行循环预膜处理。

通过上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

(1)本发明提供的组合物配方简单且不含磷，易于制备，能够满足环保需要；

(2)本发明提供的组合物在进行预膜处理时，耗时短，用量少，且成膜效果较好，能够有效提高循环水系统的设备和/或管线的防腐性能；

(3)本发明提供的组合物不影响正常运行缓蚀阻垢剂的投加，使用后无需进行排污置换即可直接开始循环水系统的正常运行，较采用其他专门预膜剂进行预膜处理的循环水处理流程短，方便操作和管理，同时还减少了水资源浪费。

具体实施方式

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，某些脱氧剂可以提高氨基酸类表面活性剂和锌盐在金属表面形成的防腐蚀膜的致密性，从而获得更好的防腐效果。而且将氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐按照一定的比例配合使用时，三者之间形成协同效果，提高成膜质量的同时还提高了成膜速度。将其用于循环水处理过程中，能够在开车时、检修清洗后以及停备用期间满足水冷器和管线的防腐需要。

本发明一方面提供一种循环水处理用组合物，所述组合物包括氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐，其中，所述组合物中，氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐的重量比为1:0.3-0.6:0.05-0.13。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述氨基酸类表面活性剂选自N-月桂酰肌氨酸、N-月桂酰亚氨基二乙酸、N-椰子油基-β-氨基丙酸和N-月桂基-β-亚氨基二丙酸中的至少一种。

本发明对于所述组合物中脱氧剂的选择没有特别限制，只要是有助于前述氨基酸类表面活性剂以及锌盐在金属表面快速高效成膜的脱氧剂均可适用于本发明。根据本发明的优选实施方式，其中，所述脱氧剂选自抗坏血酸、异抗坏血酸、偶氮二酰胺和亚硫酸钠中的至少一种。

任意本领域现有的能够在金属表面成膜，可用于循环水处理过程中起防腐作用的锌盐均可适用于本发明。根据本发明的优选实施方式，其中，所述锌盐选自水溶性无机锌盐和/或水溶性有机锌盐。

优选地，所述锌盐选自葡萄糖酸锌、硫酸锌及其水合物、氯化锌及其水合物中的至少一种。

本发明提供的组合物中，对于各组分的配比没有特别限制。为了进一步提高预膜剂的预膜效率和效果，减少预膜剂投加量，根据本发明的优选实施方式，其中，所述组合物中，氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐的重量比为1:0.36-0.6:0.05-0.13。优选为1:0.38-0.57:0.07-0.11。

优选地，所述预膜剂组合物中，脱氧剂和锌盐的重量比为1：0.13-0.22。优选为1：0.135-0.217。更优选为1：0.183-0.193。将以上优选种类的成分按照如上优选比例配合使用能够获得更优的预膜效果。

本发明第二方面提供如上所述的组合物在循环水处理中的应用。

本发明提供的组合物具有良好的金属防腐效果，因此可以作为预膜剂在循环水处理过程中任意需要预膜处理时使用。例如，可以在装置开车时、检修清洗后、停备用期间等需要对循环水处理装置和管线进行预膜处理时使用。而且，由于本发明提供的组合物用量较少，且不影响正常运行缓蚀阻垢剂的投加，因此，使用后无需排污置换，在进行预膜处理后可以直接投入供正常运行时使用的缓蚀阻垢剂等药剂，即可开始循环水系统的正常运行。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述应用可以包括将所述组合物在循环水处理过程中用作预膜剂，对循环水系统的设备和/或管线进行预膜处理。

优选地，上述循环水处理的过程中不包括排污置换的操作。

本发明第三方面提供一种预膜处理方法，所述方法包括将如前所述的组合物投入循环水系统，进行循环预膜处理。

本发明提供的方法中，对于所述组合物的用量没有特别限制。为了提高预膜处理的效率和效果，根据本发明的优选实施方式，其中，所述组合物的用量为185-305mg/L。

优选地，所述组合物的用量为210-255mg/L。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述循环预膜处理的条件包括：温度15-45℃，预膜循环时间1-36h，pH7.5-8。

优选地，循环预膜时间为2-30h。

为了进一步提高循环预膜处理的效果，根据本发明的优选实施方式，其中，所述循环预膜处理采用的水中，Ca²⁺含量为180-210mg/L，Cl^-含量为35-45mg/L，SO₄ ^2-的含量为80-120mg/L，总碱度为180-220mg/L。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。应当能够理解的是，以下实施例仅用于示例性地进一步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，未做特殊说明的情况下，采用的试剂均购自正规化学品供应商，纯度为分析纯。

实施例1

按照表1中的用量比将氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐混合，制成循环水处理用组合物。

表1

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的预膜剂的预膜效果。

采用旋转挂片法(参照GB/T 18175-2014)对实施例1中配制的组合物开展预膜试验。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)。具体预膜剂用量、预膜处理时间以及测试结果详见表3。

试验用水水质如表2所示。其中，Ca²⁺浓度(mg/L)的测定方法参见GB/T 15452-2009；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2

表3

*试验22和试验23分别采用10℃和50℃的试验温度。

由表3可知，采用本发明提供的预膜剂预膜处理的试片，试膜液变色时间较长，远超过HG/T 3778-2005中规定的试膜液变色时间≥10s的要求。且当预膜剂中各组分的重量比、预膜处理的时间等在本发明优选范围内时，预膜效果有进一步的提高。

通过对比试验3与试验4-5的结果可以看出，在本发明限定的优选用量范围内使用本发明提供的组合物，才能获得更好的预膜效果无论用量少于或超过本发明优选的范围，预膜效果都会有所下降。

通过试验3与试验6-7的结果对比可以看出，当预膜处理时间在本发明的优选范围内时，才能取得较好的预膜效果，无论预膜时间过短或过长均会使得预膜效果有所下降。

通过对比试验3与试验10-12的结果可以看出，采用本发明的优选原料制成的组合物，能够取得更好的预膜效果。

通过对比试验3与试验13-19的结果可以看出，本发明优选的氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐之间具有协同增效作用，其三者共同使用时，能够获得更好的预膜效果，其中任一成分缺失或者替换为其他类别的本领域常用于预膜剂制备的成分时，预膜效果都会有所下降。

通过对比试验3与试验20-21的结果可以看出，组分的用量比例在本发明优选的范围内时，才能配制出预膜效果更好的组合物。

通过对比试验3与试验22-23的结果可以看出，在本发明的优选温度范围内，采用本发明提供的组合物进行预膜处理时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组合物，其特征在于，所述组合物包括氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐，其中，所述组合物中，氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐的重量比为1:0.3-0.6:0.05-0.13。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述氨基酸类表面活性剂选自N-月桂酰肌氨酸、N-月桂酰亚氨基二乙酸、N-椰子油基-β-氨基丙酸和N-月桂基-β-亚氨基二丙酸中的至少一种；

和/或，所述脱氧剂选自抗坏血酸、异抗坏血酸、偶氮二酰胺和亚硫酸钠中的至少一种；

和/或，所述锌盐选自水溶性无机锌盐和/或水溶性有机锌盐。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述锌盐选自葡萄糖酸锌、硫酸锌及其水合物、氯化锌及其水合物中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物中，氨基酸类表面活性剂、脱氧剂和锌盐的重量比为1:0.36-0.6:0.05-0.13；

优选地，所述组合物中，脱氧剂和锌盐的重量比为1：0.13-0.22。

5.权利要求1-4中任意一项所述的组合物在循环水处理中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其中，将所述组合物在循环水处理过程中用作预膜剂，对循环水系统的设备和/或管线进行预膜处理。

7.一种预膜处理方法，其特征在于，所述方法包括将权利要求1-4中任意一项所述的组合物投入循环水系统，进行循环预膜处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预膜剂的用量为185-305mg/L。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述循环预膜处理的条件包括：温度15-45℃，预膜循环时间1-36h，pH7.5-8。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法，其中，所述循环预膜处理采用的水中，Ca^{2 +}含量为180-210mg/L，Cl^-含量为35-45mg/L，SO₄ ^2-的含量为80-120mg/L，总碱度为180-220mg/L。