申请日2015.08.28
公开(公告)日2017.03.08
IPC分类号C02F5/14
摘要
本发明涉及化工清洗领域，公开了一种循环水处理用组合物，该组合物含有有机膦酸和亲水性胶体，所述有机膦酸和亲水性胶体的重量比为1：3-40。所述组合物优选还含有无磷聚合物。本发明还公开了一种循环水的处理方法，包括以下步骤：循环水运行起始阶段：投加3-9mg/L的有机膦酸和30-120mg/L的亲水性胶体，进行常温预膜;循环水运行浓缩阶段：投加6-30mg/L的无磷聚合物，启动热负荷并补水;循环水运行稳定阶段：继续补水并排污，投加药剂使得循环水中有机膦酸的浓度为1-3mg/L，亲水性胶体的浓度为10-40mg/L，无磷聚合物的浓度为2-10mg/L。此外，本发明还公开了所述组合物作为预膜剂或缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。本发明的组合物含磷量低，能够有效实现预膜和/或阻垢缓蚀。
权利要求书
1.一种循环水处理用组合物，其特征在于，该组合物含有有机膦酸和亲水性胶体，所述有机膦酸和亲水性胶体的重量比为1：3-40，优选为1：5.5-30。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述有机膦酸选自2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、羟基膦酸基乙酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述亲水性胶体选自黄原胶、瓜尔胶和阿拉伯胶中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物还含有无磷聚合物，所述有机膦酸和无磷聚合物的重量比为1：0.5-10，优选为1：1-6.5。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述无磷聚合物的极限黏数为0.03-0.1dl/g。
6.根据权利要求4或5所述的组合物，其中，所述无磷聚合物为C3-C10不饱和羧酸的无磷均聚物，优选地，所述无磷聚合物选自聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和水解聚马来酸酐中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述无磷聚合物与所述有机膦酸和所述亲水性胶体分开保存。
8.一种使用权利要求1-7中任意一项所述的组合物进行循环水处理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)循环水运行起始阶段：投加3-9mg/L循环水的有机膦酸和30-120mg/L循环水的亲水性胶体，进行常温预膜;
(2)循环水运行浓缩阶段：投加6-30mg/L循环水的无磷聚合物，启动热负荷并补水;
(3)循环水运行稳定阶段：继续补水并排污，当亲水性胶体在循环水中的浓度达10-40mg/L循环水时，投加有机膦酸、亲水性胶体和无磷聚合物，使得循环水中有机膦酸的浓度为1-3mg/L循环水，亲水性胶体的浓度为10-40mg/L循环水，无磷聚合物的浓度为2-10mg/L循环水。
9.权利要求1-3中任意一项所述的组合物作为预膜剂在循环水处理中的应用，所述组合物的用量优选为30-130mg/L循环水。
10.权利要求4-7中任意一项所述的组合物作为缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用，所述组合物的用量优选为10-60mg/L循环水。
说明书
循环水处理用组合物及其应用和循环水的处理方法
技术领域
本发明涉及清洗化工领域，具体地，涉及一种循环水处理用组合物及其应用和循环水的处理方法。
背景技术
循环冷却水运行过程中需要解决的主要是腐蚀、结垢和微生物滋生三大问题。其中微生物主要通过杀菌剂来控制。腐蚀与结垢是相互间具有紧密联系的两个相反的趋势，掌握这两个趋势之间的平衡，是解决这两大问题的关键。因此，腐蚀和结垢的控制一般选用复合药剂，复合药剂中的各个单剂之间往往存在一定协同性，能够更好地起到阻垢缓蚀的作用。
目前循环水处理复合药剂中多使用有机膦酸为主要缓蚀剂，在水质腐蚀性较强时，还需加入磷酸盐以增强配方的缓蚀效果。即便使用能够快速形成沉淀膜的锌盐，由于其膜质松软易被破坏，仍需与含磷药剂配合使用。然而，由于磷的排放会导致水体的富营养化，高含磷药剂配方的使用越来越受限。开发低磷、无磷的缓蚀阻垢配方成为水处理药剂开发的方向。
循环冷却水系统开车前，要对系统进行清洗和预膜。所谓预膜是指向系统中加入预膜剂，通过物理化学作用在清洗干净的金属表面生成一层具有耐蚀作用的保护膜的过程。预膜方案可以分为两大类：一类是专用配方的预膜方案，其组成与之后日常运行时的配方组成之间并无直接联系，预膜后需要加大排补水量，对系统进行置换，在操作和管理上较为繁琐。目前，国内广泛使用的专用配方的预膜方案主要为聚磷酸盐和锌盐的复合配方。虽然预膜效果良好，但药剂投加量大，预膜后废水中的磷和锌含量高，对环境水体存在潜在的污染风险。另一类是提高浓度的预膜方案，这类预膜方案的特点是预膜配方的组成与正常运行配方的组成之间有密切的联系，预膜完成后，预膜剂在运行过程中自然置换，正常运行时只需保持低浓度的缓蚀剂即可使保护膜得到维护和修复，在操作和管理上均较为简便。因此，开发适用于提高浓度的预膜方案的低磷药剂更具实用意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新的可用于循环水处理中的低磷组合物及其应用和循环水的处理方法。
黄原胶、瓜尔胶和阿拉伯胶等亲水性胶体(天然多糖类亲水性胶体)，由于具有大分子特殊结构和胶体特性，而具有多种功能，可作为乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成型剂等，广泛应用于国民经济各领域，对于其作为缓蚀剂这方面的研究尚未见报道。然而本发明的发明人研究发现，通过配合使用亲水性胶体和有机膦酸能够有效实现预膜和缓蚀阻垢。
因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种循环水处理用组合物，该组合物含有有机膦酸和亲水性胶体，所述有机膦酸和亲水性胶体的重量比为1：3-40。优选地，所述组合物还含有无磷聚合物。
第二方面，本发明提供了一种使用第一方面所述的组合物进行循环水处理的方法，该方法包括以下步骤：
(1)循环水运行起始阶段：投加3-9mg/L循环水的有机膦酸和30-120mg/L循环水的亲水性胶体，进行常温预膜;
(2)循环水运行浓缩阶段：投加6-30mg/L循环水的无磷聚合物，启动热负荷并补水;
(3)循环水运行稳定阶段：继续补水并排污，当亲水性胶体在循环水中的浓度达10-40mg/L循环水时，投加有机膦酸、亲水性胶体和无磷聚合物，使得循环水中有机膦酸的浓度为1-3mg/L循环水，亲水性胶体的浓度为10-40mg/L循环水，无磷聚合物的浓度为2-10mg/L循环水。
第三方面，本发明提供了所述组合物作为预膜剂或缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。
本发明的组合物中，磷元素的含量可被控制在2.5重量%以下，含磷量低。而且，将本发明的组合物用于循环水处理时，能够有效实现预膜和/或阻垢缓蚀。