申请日2012.12.10
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C02F5/08
摘要
本发明公开了一种无磷缓溶玻璃水处理剂，该水处理剂由玻璃基质和添加剂制成：玻璃基质的组分及其重量百分比为：氧化钠9-18%，氧化硅23-38%，氧化硼46-55%，氧化钾0.6-1.2%，氧化铝1.0-2.0%;添加剂包括硫酸锌ZnSO4、钨酸钠Na2WO4和硝酸银AgNO3，以基质玻璃的总用量计，硫酸锌ZnSO410-12.5%，钨酸钠Na2WO4 6.5-9.5%，硝酸银AgNO3 0.16-0.18%;该水处理剂的制备包括如下步骤：将上述玻璃基质和添加剂经充分搅拌，混合均匀，于1400-1500℃下熔炼2-3小时，再经骤冷固化碎裂、干燥和筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。本发明水处理剂具有优良的清除陈垢、缓蚀阻垢、杀生清洁的作用。
权利要求书
1.一种无磷缓溶玻璃水处理剂，其特征是，该水处理剂由玻璃基质和添 加剂制成：玻璃基质的组分及其重量百分比为：氧化钠9-18%，氧化硅23-38%， 氧化硼46-55%，氧化钾0.6-1.2%，氧化铝1.0-2.0%;添加剂包括硫酸锌ZnSO4、 钨酸钠Na2WO4和硝酸银AgNO3，以基质玻璃的总用量计，硫酸锌ZnSO410-12.5%，钨酸钠Na2WO4 6.5-9.5%，硝酸银AgNO3 0.16-0.18%;该水处理剂 的制备包括如下步骤：将上述玻璃基质和添加剂经充分搅拌，混合均匀，于 1400-1500℃下熔炼2-3小时，再经骤冷固化碎裂、干燥和筛分即制得无磷缓 溶玻璃水处理剂。
2.根据权利要求1所述的无磷缓溶玻璃水处理剂，其特征是，玻璃基质 的重量百分比为氧化钠Na2O 14%，氧化硅SiO2 35%，氧化硼B2O3 48%，氧 化钾K2O 1.2%，氧化铝Al2O3 1.8%;添加剂中以基质玻璃的总用量计，硫酸 锌ZnSO4 12.2%，钨酸钠Na2WO4 9.4%，硝酸银AgNO3 0.18%。
说明书
一种无磷缓溶玻璃水处理剂
技术领域
本发明涉及一种水处理剂，具体涉及一种无磷水处理剂。
背景技术
在大楼中央空调制冷机冷却塔和工厂的冷却水系统，为解决水路管道金 属腐蚀、管壁水垢沉积、菌泥粘附等问题，使用多种含磷有机化学品进行缓 蚀阻垢、杀菌灭藻的处理，由于水质控制的操作繁琐复杂，加药滞后于水质， 水中药剂浓度波动偏差大，不仅成本居高不下(药剂费、水系统清洗人工费、 运行期大量的水样检测试剂人工费、水质调控、水耗、电耗费用等)效果却 不尽人如意，还留下污染环境的次生灾害，显然，这样的水处理技术已进入 不可持续发展的死胡同。
目前，市场上出现一种名叫硅磷晶缓溶玻璃小球，给水处理界带来一丝 亮光，它投加一次药，有效期(即溶药期)可达3-4个月，阻垢效果显著。但 由于主药是磷，于环保不利，还是出路有限。
发明内容
针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种不含磷、 具有高效防腐和清洁功能的水处理剂。该水处理剂在水中能长期缓慢溶解稳 定释放水处理功能因子，对水系统金属管壁的腐蚀尤其对点空隙的腐蚀具有 很好的抑制作用，且对水路管道内壁已生成的污垢 (锈垢、水垢、粘泥统称) 具有良好的清除能力，并能有效阻止新的污垢生成使管道内壁长期保持清洁。
根据实施例，本发明提供的无磷缓溶玻璃水处理剂由玻璃基质和添加剂 制成：
玻璃基质的组分及其重量百分比为：氧化钠Na2O 9-18%;氧化硅SiO223-38%;氧化硼B2O3 46-55%;氧化钾K2O 0.6-1.2%;氧化铝Al2O3 1.0-2.0%;
添加剂包括硫酸锌ZnSO4、钨酸钠Na2WO4和硝酸银AgNO3，以基质玻 璃的总用量计，硫酸锌ZnSO4 10-12.5%;钨酸钠Na2WO4 6.5-9.5%;硝酸银 AgNO3 0.16-0.18%;
该水处理剂的制备包括如下步骤：将玻璃基质和添加剂经充分搅拌，混 合均匀，于1400-1500℃下熔炼2-3小时，再经骤冷碎裂、干燥和筛分即制得 无磷缓溶玻璃水处理剂。
将玻璃基质与添加剂充分混匀，于1400-1500℃下熔炼2.5小时，使物料 成为高匀质的熔体。然后经骤冷固化碎裂、干燥、筛分制得无磷缓溶玻璃水 处理剂。
1、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂的使用方法。
本发明的水处理剂主要用于循环冷却水系统的缓蚀阻垢杀生处理，投药 量为循环水量的0.004%，即每1m3/h循环量水仅投放40克药剂。该水处理剂 的溶解时效可达200天，一般每半年(180天)投放1次，一年2次。由于该 药剂具有的独特而卓越的防腐和除垢阻垢功效。使用期间不必进行水质的专 业监控管理，不仅使用方便还节约了大量水资源。
2、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂的作用机理。
(1)本发明水处理剂对水路系统的清洁作用机理
对污垢的清洁作用是由水处理剂在水中溶解释放出来的①带电钠(Na+) 与水结合反应生成氢氧化钠(NaOH)，该氢氧化钠能溶解污垢成份中起骨架 作用的硅(Si);(见下列反应式a)②银离子(Ag+)杀死了污垢成份中起粘 附作用的细菌，当污垢失去了骨架的支撑力和细菌粘附力后，污垢中其他成 份钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)等结晶体，也一起脱落进入水中，污垢就此 得以清除。
a、2NaOH+SiO2→Na2SiO3(水溶性)+H2O
(2)本发明水处理剂对水中成垢离子的阻垢作用及机理
溶解于水中的成垢离子主要是由钙(Ca)、镁(Mg)等元素组成，它们 一般是与碳酸氢根(HCO3)-结合在一起，而由水处理剂溶解释放出来的钠 (Na+)与水反应生成的氢氧化钠(NaOH)能够与水中的钙、镁产生反应， 生成不溶于水的碳酸钙CaCO3和氢氧化镁Mg(OH)2凝聚体，沉入池底，水质 得到软化。(见下列反应式b、c)使得水路换热器因缺失成垢离子而不能生成 新的污垢。
b、Ca(HCO3)2+2NaOH→Ca CO3↓(凝聚体)+Na2CO3+2H2O
c、Mg(HCO3)2+4NaOH→Mg(OH)2↓(凝聚体)+2Na2CO3+2H2O
3、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂如何有效减缓系统管壁金属材质的腐 蚀。
由于水处理剂高效的阻垢作用，使得系统的运行可以承受更高的水的浓 缩倍数，这有可能使系统处于高氯、高盐水质运行，金属有受到(Cl-)离子 侵袭形成点腐蚀;再则水处理剂释放出的钠在水中生成氢氧化钠时，金属有 可能会受到碱腐蚀。
为了防止这2种腐蚀现象，在配方中加入了硼、钨和锌。锌能快速形成 沉淀膜，有利于处理初期的防腐缓蚀，硼能被金属表面氧化膜吸附，从而强 化膜层,增强缓蚀性能。钨能填补孔隙和修补防蚀膜的缺陷并能与侵蚀性Cl-离子竞争直至最终取代，有利于增强膜的致密性抑制点腐蚀，从而起到了强 效的缓蚀作用。
4、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂在水中的杀生作用和机理
水处理剂在水中产生的强大杀生作用得益于配方中的银(Ag)成份，银 在本配方中能随玻璃的缓慢溶解而持续稳定地释放出银离子(Ag+)，Ag+能 强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基并与其结合，使蛋白酶失去活性，致细 菌死亡，然后Ag+又去攻击其他菌落。周而复始进行杀菌，Ag+的能杀死世 界已知的650种细菌，Ag+这种广谱高效持久的杀菌性，使得(菌数7000多 个/ml)水中只要含有微量Ag+(0.01mg/L)浓度时就能杀死全部大肠杆菌， 并保持长达90天内不繁衍出新的菌丛。
因此，配方中只添加少量的银，就能满足>0.01mg/L的溶解释放量，从 而使水质长期保持清澈见底，彻底抑制了管路系统内粘泥的生成。
相对于现有技术，本发明无磷缓溶玻璃水处理剂是由玻璃基质和添加剂 (具有抗金属腐蚀、抗菌活性的金属离子的可溶性盐)组成的长效无机(不 含磷)缓蚀阻垢、杀菌清洁水路系统的水处理剂，具有如下优点：(1)所含 有效元素成份均以氧化物形式存在于水处理剂中，当进入水体后，均能以离 子状态持续稳定溶出，易于反应的进行和功能的发挥。也不会有缺药、少药、 断药或无药的现象发生。(2)加投了金属钨酸盐添加剂，强化了金属防腐， 特别是抗点腐蚀的功能，大大增强了水处理剂的缓蚀性能。(3)改变玻璃组 成，可调控溶解速度。(4)由于不含磷及有机物，水系统的排放水不存在磷 (P)及COD指标超标污染水环境问题。(5)该水处理剂也适用于直流水或热 水系统，还可用于油性水的抗腐败、酸臭现象的发生。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后， 本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样 落入本发明权利要求所限定的范围。
实施例1
称取玻璃基质原料：氧化钠Na2O 14.0千克、氧化硅SiO2 35.0千克、氧 化硼B2O3 48.0千克、氧化钾K2O 1.2千克、氧化铝Al2O3 1.8千克;
称取添加剂原料：硫酸锌ZnSO4 12.2千克、钨酸钠Na2WO4 9.4千克、硝 酸银AgNO3 0.18千克。
将上述玻璃基质原料和添加剂原料充分搅拌，混合均匀，于1500℃下熔 炼2.5小时，再经骤冷固化碎裂及破碎、干燥、筛分即制得无磷缓溶玻璃水处 理剂。用于随后的试验例1-2。
实施例2
称取玻璃基质原料：氧化钠Na2O 17.5千克、氧化硅SiO2 30.0千克、氧 化硼B2O3 50.0千克、氧化钾K2O 1.0千克、氧化铝Al2O3 1.5千克;
称取添加剂原料：硫酸锌ZnSO4 10.0千克、钨酸钠Na2WO4 7.5千克、硝 酸银AgNO3 0.16千克。
将上述玻璃基质原料和添加剂原料充分搅拌，混合均匀，于1400℃下熔 炼2小时，再经骤冷固化碎裂及破碎、干燥、筛分即制得无磷缓溶玻璃水处 理剂。用于随后的试验例1-2。
实施例3
称取玻璃基质原料：氧化钠Na2O 10.0千克、氧化硅SiO2 38.0千克、氧 化硼B2O3 48.8千克、氧化钾K2O 1.2千克、氧化铝Al2O3 2.0千克;
称取添加剂原料：硫酸锌ZnSO4 11.0千克、钨酸钠Na2WO4 8.0千克、硝 酸银AgNO3 0.17千克。
将上述玻璃基质原料和添加剂原料充分搅拌，混合均匀，于1500℃下熔 炼2.5小时，再经骤冷固化碎裂及破碎、干燥、筛分即制得无磷缓溶玻璃水处 理剂。用于随后的试验例1-2。
试验例1
二套正运行着的150m3/h循环水量的排管冷却水塔系统，塔底下(地面) 水池保有水量6m3。塔填料下方横排着2层(8根/层)DN40的湿冷器换热排 管，运行时，池外循环泵通过管道不断将池内水抽送入上方的冷却塔内进行 冷却降温，当流经塔内斜管填料层经气液热交换后成为低温冷却水后，再浇 淋到热的排管上，进行热交换后又成为高温冷却水，落入下方的水池。由于 没有实施缓蚀阻垢的水处理，2年运行下来，排管上沉积的水垢已将排管包裹 的严严实实。