申请日2016.12.14
公开(公告)日2017.03.22
IPC分类号C02F5/10; C02F5/14
摘要
一种将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，包括液体部分和固体部分，液体部分的重量百分比为：有机膦酸10%～30%，有机羧酸15%～35%，具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质10%～25%，唑类物质1%～3%，余量为水。固体部分的重量百分比为：具有阻垢作用的物质35%～55%，锌盐1%～3%，氢氧化钠0～5%，余量为钠盐。在生产废水中添加它后能将生产废水直接应用于生产过程而不进行生化处理，减少了废水处理设施、占地及生产成本的投入，不会产生二次污染，符合现行工业循环冷却水设计规范规定的要求。
权利要求书
1.一种将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
液体部分为有机膦酸、有机羧酸、具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质、唑类物质、水的复合制剂，以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：有机膦酸10%～30%，有机羧酸15%～35%，具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质10%～25%，唑类物质1%～3%，余量为水;
固体部分为具有阻垢作用的物质、钠盐、锌盐、氢氧化钠的复合制剂，以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：具有阻垢作用的物质35%～55%，锌盐1%～3%，氢氧化钠0～5%，余量为钠盐;
所述的有机膦酸选自膦磺酸(PSA)、二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)、多胺基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)其中的一种或者两种;所述的有机羧酸选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、含N元素的多元羧酸(NDA)其中的一种或者两种;所述的具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质选自丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、膦磺酸(PSA)其中的一种或者两种;所述的唑类物质选自甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑其中的一种或者两种;所述的具有阻垢作用的物质选自栲胶、黄腐酸、腐植酸钠其中的一种或者两种;所述的钠盐选自碳酸钠、磷酸三钠、三聚磷酸钠、亚硝酸钠其中的一种或者两种;所述的锌盐选自硫酸锌、硝酸锌、氯化锌其中的一种或者两种;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：100～400克/吨补充水,液体部分：50～350克/吨补充水。
2.根据权利要求1所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：膦磺酸(PSA)15%～20%，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)10%～15%，含N元素的多元羧酸(NDA)15%～20%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10%～15%，甲基苯骈三氮唑1%～3%，余量为水;
以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：栲胶25%～30%，腐植酸钠10%～20%，硝酸锌1%～3%，余量为钠盐;所述的钠盐选自碳酸钠、磷酸三钠、亚硝酸钠三种原料的组合，碳酸钠、磷酸三钠、亚硝酸钠的重量配比为1：1.5：1;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：150～200克/吨补充水,液体部分：100～150克/吨补充水。
3.根据权利要求1所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)15%～25%，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)15%～20%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5%～10%，膦磺酸(PSA)10%～15%，巯基苯骈噻唑1%～3%，余量为水;
以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：黄腐酸25%～30%，腐植酸钠10%～20%，硫酸锌1%～3%，氢氧化钠1～5%，余量为钠盐;所述的钠盐为三聚磷酸钠和亚硝酸钠的组合，三聚磷酸钠和亚硝酸钠的重量配比为1：1.5;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：120～150克/吨补充水,液体部分：200～250克/吨补充水。
4.根据权利要求1所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：多胺基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)10%～15%，有机羧酸20%～30%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10%～15%、膦磺酸(PSA)5%～10%，巯基苯骈噻唑1%～3%，余量为水;有机羧酸为含N元素的多元羧酸(NDA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的组合，含N元素的多元羧酸(NDA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的重量配比为1：1.5;
以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：栲胶20%～25%，黄腐酸20%～25%，氯化锌1%～3%，氢氧化钠1%～5%，余量为钠盐;所述的钠盐为三聚磷酸钠和磷酸三钠的组合，三聚磷酸钠和磷酸三钠的重量配比为1：1.5;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：250～300克/吨补充水,液体部分：200～250克/吨补充水。
5.根据权利要求1所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：膦磺酸(PSA)18%，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)10%，含N元素的多元羧酸(NDA)16%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物12%，甲基苯骈三氮唑2%，余量为水;
以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：栲胶25%，腐植酸钠15%，硝酸锌3%，余量为钠盐;所述的钠盐选自碳酸钠、磷酸三钠、亚硝酸钠三种原料的组合，碳酸钠、磷酸三钠、亚硝酸钠的重量配比为1：1.5：1;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：200克/吨补充水,液体部分：100克/吨补充水。
6.根据权利要求1所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)20%，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)15%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10%，膦磺酸(PSA)14%，巯基苯骈噻唑2%，余量为水;
以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：黄腐酸25%，腐植酸钠10%，硫酸锌1%，氢氧化钠1%，余量为钠盐;所述的钠盐为三聚磷酸钠和亚硝酸钠的组合，三聚磷酸钠和亚硝酸钠的重量配比为1：1.5;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：120克/吨补充水,液体部分：200克/吨补充水。
7.根据权利要求1所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：多胺基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)13%，有机羧酸20%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物15%、膦磺酸(PSA)8%，巯基苯骈噻唑3%，余量为水;有机羧酸为含N元素的多元羧酸(NDA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的组合，含N元素的多元羧酸(NDA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的重量配比为1：1.5;
以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：栲胶20%，黄腐酸20%，氯化锌1%，氢氧化钠1%，余量为钠盐;所述的钠盐为三聚磷酸钠和磷酸三钠的组合，三聚磷酸钠和磷酸三钠的重量配比为1：1.5;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：300克/吨补充水,液体部分：200克/吨补充水。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于含N元素的多元羧酸(NDA)选用聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求1～7任意一项所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其特征在于在作为循环水补充水的生产废水中设置一个给药器，将上述制得的液体部分与固体部分通过该给药器在补充水即生产废水中添加，所述的给药器具有球体形的第一空腔体(2)、球体形的第二空腔体(2′)、第一进药管(1)、第二进药管(1′)、固定于第一空腔体上的将外界与第一空腔体的内部相连通的多个第一药液管(3)、固定于第二空腔体上的将外界与第二空腔体的内部相连通的多个第二药液管(3′)、支撑第一空腔体的第一支腿(4)、支撑第二空腔体的第二支腿(4′)，第一进药管(1)的下端与第一空腔体(2)的中部相连通，第二进药管(1′)的下端与第二空腔体(2′)的中部相连通，第一空腔体(2)内放入所述的固体部分，第二空腔体(2′)内放入所述的液体部分，第一药液管(3)与第二药液管(3′)的数量相同，每个第一药液管(3)的圆孔内径是每个第二药液管(3′)的圆孔内径的1.5～2.0倍，第一药液管(3)与第二药液管(3′)的最近距离H是8～15厘米，第一进药管(1)的加药口、第二进药管(1′)的加药口皆位于补充水水面的上面。
说明书
将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂
技术领域
本发明涉及一种用于循环水的水处理药剂，特别是一种将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂。
背景技术
随着淡水资源的大量消耗，个别地区面临着无水可采的严重境况(例如，山东茌平就从东阿引水饮用，地下水井800米深，只作为工业用水)，2014年12月17日《北京日报》17版报道“华北漏斗区深层水失不再得”(作者为张铁龙，河北水利厅)：因长期超采地下水，河北省平原区已形成世界最大的复合型地下水漏斗区，已引发地面沉降、海水倒灌、地陷地裂等地质灾害问题，河北省的湿地面积也比上世纪50年代减少70%以上。鉴于淡水资源的紧张程度，怎样有效利用水资源，怎样尽可能地做到废水再利用，给土地资源紧张、资金不充裕的企业有效解决废水再利用等问题是目前亟待解决的。在现实中，很多企业因为先天不足(企业废水处理能力差)，制约了生产，生产废水处理不达标，就要关、停、并、转等。
发明人检索到以下相关专利文献：CN101125715A公开了一种处理高浓缩倍数循环水的复合缓蚀阻垢剂，包括液体部分和固体部分，以液体部分总重100%计，各组分的重量百分比为有机膦酸5～40%，有机羧酸5～40%，水20～90%;以固体部分总重100%计，各组分的重量百分比为具有阻垢作用的聚合物总重5～35%，碱剂45～80%，唑类1～10%，锌盐1～10%;在循环水中液体部分与固体部分的使用浓度为，固体部分：补充水加药量为20～200mg/L，液体部分：维持循环水中总膦为10～15mg/L。CN103739093A公开了一种用于中央空调循环冷却水的三元聚合型缓蚀阻垢剂，由电气石、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸和锌盐等组成。其中电气石的用量在5～500g/t(以固体计)，聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸和膦磺酸(PSA)的用量在2～60g/t(以液体计)，锌盐的用量在0.2～0.8g/t。CN105271536A公开了一种高温、高碱、高硬、高压灰水分散阻垢剂及其制备方法，分散阻垢剂由氨基三甲叉膦酸20份、三亚甲基三膦酸-乙二胺-氮-羟丙基磺酸15份、羟基亚乙基二磷酸30份、水解聚马来酸酐17份、锌盐和水10-18份组成。CN105502704A公开了一种复合缓蚀阻垢剂，所述的复合缓蚀阻垢剂是液体制剂，由两种液体制剂A和液体制剂B按比例1:1混合而成，其中：液体制剂A是由有机膦酸、聚羧酸、分散剂和水组成的复合制剂;液体制剂B是由固体药剂与水按重量比1:1配成的复合制剂，其中固体药剂为具有阻垢作用的聚合物、碱剂、唑类和锌盐的复合制剂。
以上这些技术对于如何将生产废水直接应用于生产过程而不进行生化处理，减少生产成本的投入，而且不会产生二次污染，符合现行规定的要求，并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，在生产废水中添加它后能将生产废水直接应用于生产过程而不进行生化处理，减少废水处理设施、占地及生产成本的投入，而且不会产生二次污染，符合现行GB50050-2007《工业循环冷却水设计规范》规定的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂，其技术方案在于所述的缓蚀阻垢剂包括液体部分和固体部分，其中：
液体部分为有机膦酸、有机羧酸、具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质、唑类物质、水的复合制剂，以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：有机膦酸10%～30%，有机羧酸15%～35%，具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质10%～25%，唑类物质1%～3%，余量为水;
固体部分为具有阻垢作用的物质、钠盐、锌盐、氢氧化钠的复合制剂，以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：具有阻垢作用的物质35%～55%，锌盐1%～3%，氢氧化钠0～5%，余量为钠盐;
所述的有机膦酸选自膦磺酸(PSA)、二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)、多胺基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)其中的一种或者两种;所述的有机羧酸选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、含N元素的多元羧酸(NDA)其中的一种或者两种;所述的具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质选自丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、膦磺酸(PSA)其中的一种或者两种;所述的唑类物质选自甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑其中的一种或者两种;所述的具有阻垢作用的物质选自栲胶、黄腐酸、腐植酸钠其中的一种或者两种;所述的钠盐选自碳酸钠、磷酸三钠、三聚磷酸钠、亚硝酸钠其中的一种或者两种;所述的锌盐选自硫酸锌、硝酸锌、氯化锌其中的一种或者两种;
在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：100～400克/吨补充水,液体部分：50～350克/吨补充水。
上述技术方案中，所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂的优选方案可以是，以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：膦磺酸(PSA)15%～20%，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)10%～15%，含N元素的多元羧酸(NDA)15%～20%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10%～15%，甲基苯骈三氮唑1%～3%，余量为水;以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：栲胶25%～30%，腐植酸钠10%～20%，硝酸锌1%～3%，余量为钠盐;所述的钠盐选自碳酸钠、磷酸三钠、亚硝酸钠三种原料的组合，碳酸钠、磷酸三钠、亚硝酸钠的重量配比为1：1.5：1。在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：150～200克/吨补充水,液体部分：100～150克/吨补充水。
上述技术方案中，所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂的优选方案还可以是，以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)15%～25%，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)15%～20%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5%～10%，膦磺酸(PSA)10%～15%，巯基苯骈噻唑1%～3%，余量为水;以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：黄腐酸25%～30%，腐植酸钠10%～20%，硫酸锌1%～3%，氢氧化钠1～5%，余量为钠盐;所述的钠盐为三聚磷酸钠和亚硝酸钠的组合，三聚磷酸钠和亚硝酸钠的重量配比为1：1.5;在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：120～150克/吨补充水,液体部分：200～250克/吨补充水。
上述技术方案中，所述的将生产废水作为循环水补充水用的缓蚀阻垢剂的优选方案还可以是，以液体部分总重100%计，液体部分各组分的重量百分比为：多胺基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)10%～15%，有机羧酸20%～30%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10%～15%、膦磺酸(PSA)5%～10%，巯基苯骈噻唑1%～3%，余量为水;有机羧酸为含N元素的多元羧酸(NDA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的组合，含N元素的多元羧酸(NDA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的重量配比为1：1.5;以固体部分总重100%计，固体部分各组分的重量百分比为：栲胶20%～25%，黄腐酸20%～25%，氯化锌1%～3%，氢氧化钠1%～5%，余量为钠盐;所述的钠盐为三聚磷酸钠和磷酸三钠的组合，三聚磷酸钠和磷酸三钠的重量配比为1：1.5;在生产废水作为循环水补充水中，所述液体部分与固体部分在每吨补充水添加量为，固体部分：250～300克/吨补充水,液体部分：200～250克/吨补充水。
在作为循环水补充水的生产废水中设置一个给药器，将上述制得的液体部分与固体部分通过该给药器在补充水(生产废水)中添加，所述的给药器具有球体形的第一空腔体、球体形的第二空腔体、第一进药管、第二进药管、固定于第一空腔体上的将外界与第一空腔体的内部相连通的多个第一药液管、固定于第二空腔体上的将外界与第二空腔体的内部相连通的多个第二药液管、支撑第一空腔体的第一支腿、支撑第二空腔体的第二支腿，第一进药管的下端与第一空腔体的中部相连通，第二进药管的下端与第二空腔体的中部相连通，第一空腔体内放入所述的固体部分，第二空腔体内放入所述的液体部分，第一药液管与第二药液管的数量相同，每个第一药液管的圆孔内径是每个第二药液管的圆孔内径的1.5～2.0倍，第一药液管与第二药液管的最近距离H是8～15厘米，第一进药管的加药口、第二进药管的加药口皆位于补充水水面的上面。
上述液体部分(复合制剂)的制备方法是，按上述的重量百分比将水、有机膦酸、有机羧酸、具有阻垢和缓蚀以及分散作用的物质、唑类物质依次加入容器中(反应釜中)，混合、搅拌均匀即得液体部分的复合制剂。固体部分(复合制剂)的制备方法是，按上述的重量百分比将具有阻垢作用的物质、锌盐、氢氧化钠、钠盐依次加入容器中(反应釜中)，混合、搅拌均匀即得固体部分的复合制剂。
本发明所选用的各组分均为市场上销售的商品，比如含N元素的多元羧酸(NDA)可以选用聚丙烯酰胺。
在生产废水中添加本发明后，能使企业生产废水作为循环水的补充水，所得的循环水的补充水减少了外排污染，无投资或者仅简单的投资，无废水，近零排放运行，直接将原来用的药剂用本发明药剂替换即可。使用本发明后可节约废水处理直接成本20～50元/吨废水，节约了处理设施、占地等直接投资的成本。
本发明在实际应用中可以达到GB50050-2007《工业循环冷却水设计规范》规定的金属腐蚀速率碳钢<0.075mm/年、铜<0.005mm/年、不锈钢<0.005mm/年和无点蚀的目标，达到阻碳酸钙垢率>90%、阻磷酸钙垢率>89%的目标。
例如：一个废水补充水水质：总硬度10mg-n/L、总碱度8mg-n/L、Cl-(氯离子)350mg/L、PH8.3、Ca2+7.5mg-n/L、NH3-N 100mg/L、COD5 20mg/L、SS 55mg/L,循环水的补充水，近零排放运行浓缩后达到浓缩倍数K=15倍，此时循环水中的Cl-达到5250mg/L。使用本发明后，系统金属材质腐蚀率：碳钢0.03～0.070mm/年，铜0.001～0.004mm/年，不锈钢0.0001～0.0003mm/年，无点蚀，阻碳酸钙垢率>85%，阻磷酸钙垢率>88%，不使用杀菌剂。
再例如：一个废水补充水水质：总硬度8mg-n/L、总碱度6mg-n/L、Cl-550mg/L、PH8.3、Ca2+5.5mg-n/L、NH3-N130mg/L、COD5 50mg/L、SS 105mg/L,循环水的补充水，近零排放运行浓缩后达到浓缩倍数K=15倍，此时循环水中的CL-达到8250mg/L。使用本发明后，系统金属材质腐蚀率：碳钢0.025～0.070mm/年，铜0.002～0.003mm/年;不锈钢0.0001～0.0002mm/年，无点蚀，阻碳酸钙垢率>88%，阻磷酸钙垢率>86%，不使用杀菌剂。
在生产废水中添加本发明后，生产废水能作为循环水补充水使用，本发明所产生的技术效果如下：①采用企业自身生产过程中产生的废水作为循环水的补充水(废水产量不足用自来水补足)，减少了企业废水处理设施的投入及运行管理费用，无废水排放，废渣另处理。节约每吨废水综合处理费用10～50元/吨。②循环水中Cl-(氯离子)含量容忍度高，在1000～5000mg/L时可以达到GB50050-2007《工业循环冷却水设计规范》所要求的阻垢率、金属腐蚀率、菌藻滋生率的各项技术指标要求。③系统对NH3-N、COD5、SS承受力强。④浓缩倍数自然平衡，系统近零排放运行，无废水排放，大大减少了污水处理设施处理投资及运行费用。⑤一般来说不使用杀菌灭藻剂。⑥不用预膜。⑦运行稳定、经济可行、经济效益和社会效益显著。
综上所述，在生产废水中添加本发明后，能将生产废水直接应用于生产过程而不进行生化处理，减少了废水处理设施、占地及生产成本的投入，而且不会产生二次污染(例如：废气)，符合现行GB50050-2007《工业循环冷却水设计规范》规定的要求。