申请日2003.10.20
公开(公告)日2005.04.27
IPC分类号C02F5/10
摘要
本发明一种用含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢水处理方法，是单独使用聚环氧琥珀酸或聚环氧琥珀酸与葡糖酸或葡糖酸盐和锌盐(Zn2+)配合使用的缓蚀阻垢方法。用分子量为400～1000的聚环氧琥珀酸作缓蚀阻垢剂，用量为90～120mg/L。用分子量为400～1000的聚环氧琥珀酸与A组分和锌盐组成三元缓蚀阻垢剂;聚环氧琥珀酸的用量在30～50mg/L，A组分的用量在5～8mg/L，锌盐的Zn2+的用量在5～8mg/L;聚环氧琥珀酸：A组分：Zn2+的质量比为1∶0.16～0.26∶0.16～0.26;A组分为葡糖酸、葡糖酸钠或葡糖酸钙。是一种环境友好的缓蚀阻垢水处理方法。
権利要求書
1、一种用含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢水处理方法，用分子量为400～ 1000的聚环氧琥珀酸作缓蚀阻垢剂，用量为90～120mg/L。
2、一种用含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢水处理方法，用分子量为400～ 1000的聚环氧琥珀酸与A组分和锌盐组成三元缓蚀阻垢剂;聚环氧琥珀 酸的用量在30～50mg/L，A组分的用量在5～8mg/L，锌盐的Zn2+的用量在 5～8mg/L;聚环氧琥珀酸∶A组分∶Zn2+的质量比为1∶0.16～0.26∶ 0.16～0.26;A组分为葡糖酸、葡糖酸钠或葡糖酸钙。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：锌盐为硫酸锌、氯化锌或 硝酸锌。
说明书
一种用含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理技术，是一种含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢方法， 主要用于工业水处理。
背景技术
聚环氧琥珀酸(PESA)是一种具有强力螯合性和阻垢性的水溶性聚 合物。美国专利“Ether hydroxypolycarboxylate detergency builders”[US4,654,159(1987-3-31)]提出的PESA的结构式为：
式中，M是H、NH4或碱金属阳离子，R是H或C1-4烷基，n从2～15，更好的 是2～10，最好是2～4。该分子结构中不含磷、氮元素，不会引起水体 富营养化，可生物降解性好，是一种绿色聚合物。
现已开发的PESA系的水处理配方有，美国专利“Method of inhibiting corrosion in aqueous systems”[US5,256,332(1993)] 提供了一种由磷酸盐、唑类化合物、PESA和丙烯酸共聚物组成的低磷 配方，可降低磷系化合物对环境的污染。美国专利“Methods of controlling scale formation in aqueous systems”[US 5,248,438 (BetzDearborn Inc.，1993)]和美国专利“Compositions for controlling scale formation in aqueous system”[US5,342,540 (1994)]提供了向水中加入PESA、丙烯酸共聚物和镧系离子的阻垢方 法，镧系离子有效地阻止了PESA与丙烯酸共聚物的相互作用。美国专 利“Calcium carbonate scale controlling method”[US5,562,830 (1996)]发明了一种向水中加入PESA和膦羧酸来阻垢和缓蚀的方法。
已公开的这些专利均以PESA为阻垢剂，以丙烯酸系、磷系化合物 为配合剂，虽然缓蚀阻垢性能不错，但没有发挥出PESA无磷、非氮和易 生物降解的绿色优势，也未见单独使用PESA作为缓蚀剂的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境友好的缓蚀阻垢水处理方法。该方法 是PESA单独使用或PESA与无磷、非氮化合物配合使用的环境友好缓蚀阻 垢方法，突破PESA仅作为阻垢剂和PESA与磷系、丙烯酸等化合物配合用 于缓蚀阻垢的传统思路。
本发明是一种PESA单独使用或PESA与葡糖酸或葡糖酸盐和锌盐 (Zn2+)配合使用的缓蚀阻垢方法。
本发明提出PESA单独使用的缓蚀阻垢的水处理方法，用分子量为 400～1000的聚环氧琥珀酸作缓蚀阻垢剂，用量为90～120mg/L。
本发明提出PESA与葡糖酸或葡糖酸盐和锌盐(Zn2+)配合使用的缓 蚀阻垢的水处理方法，用分子量为400～1000的聚环氧琥珀酸与A组分和 锌盐组成三元缓蚀阻垢剂;聚环氧琥珀酸的用量在30～50mg/L，A组分 的用量在5～8mg/L，锌盐的Zn2+的用量在5～8mg/L;聚环氧琥珀酸：A物 质：Zn2+的质量比为1∶0.16～0.26∶0.16～0.26;A组分为葡糖酸、葡 糖酸钠或葡糖酸钙。
本发明所用的锌盐，例如硫酸锌、氯化锌或硝酸锌。
本发明采用的聚环氧琥珀酸为市售工业品，其分子式如下：
其相对分子质量为400～1000。当单独用作缓蚀阻垢剂时，加入到水中 的PESA的量大于5mg/L时即有一定缓蚀效果，PESA的量大于90mg/L时可 获得最佳缓蚀效果。加入到水中的PESA的具体量随着系统的温度、pH值 和水质的不同而变化。由于具有阈值效应，不管在什么情况下，加入到 水系统中的PESA的量都远低于化学计量。
本发明中起作用的葡糖酸根由葡糖酸或葡糖酸金属盐提供，例如葡 糖酸钠、葡糖酸钙等，可以用市售工业品。加入到水中的葡糖酸或葡糖 酸盐的量为5～8mg/L。
当配合使用时，PESA仅和葡糖酸或葡糖酸盐配合使用的效果均不如 两者各自单独使用时的效果好，两者的质量比达到1∶1时缓蚀性能最 差。PESA仅和Zn2+配合使用的效果均不如两者各自单独使用时的效果。 PESA与Zn2+和葡糖酸或葡糖酸盐之间具有显著的协同效应：当三元配方 中PESA的用量在30～50mg/L，Zn2+和葡萄糖酸葡糖酸或葡糖酸盐的用量 分别在5～8mg/L，即当PESA∶葡糖酸(或葡糖酸盐)∶Zn2+的质量比为 1∶0.16～0.26∶0.16～0.26时有最好的缓蚀效果。
本发明提供的方法由缓蚀性能测试结果证实，PESA不仅是一种绿色 的阻垢剂，而且是绿色的缓蚀剂。当单独用作缓蚀剂时，其缓蚀率可达 60%以上。PESA与葡糖酸钠配合使用时，其缓蚀率降低。PESA与Zn2+配 合使用时，其缓蚀率降低。PESA与葡糖酸钠和Zn2+配合使用时，其缓蚀 率大大提高，甚至可达99%以上，从而首次提供了一种具有无磷、非 氮、高效等特点的环境友好的缓蚀阻垢方法。
本发明采用缓蚀性能测试方法如下：
在RCC-II型动态腐蚀测试仪上，将处理好的标准A3钢试片固定在试 片架上，放入加有试验缓蚀剂和标准腐蚀水(含二水氯化钙735mg/L、 硫酸镁493mg/L、氯化钠658mg/L和碳酸氢钠168mg/L)的试杯中，试杯 置于50℃的恒温水浴中。试片以90r/s的转速旋转。试液自然蒸发，每 隔4h补充一次水。72h后，停止试验，按公式计算腐蚀率和缓蚀率：
R=87600(W-W0)/ADT
η(%)=100(R0-R1)/R0 式中，R为腐蚀率，mm/a;W为试片腐蚀前质量，g;W0为试片腐蚀后质 量，g;A为试片的表面积，cm2;D为试片的密度，g/cm2;T为试验时 间，h;η为缓蚀率，%;R0为未加缓蚀剂时的试片腐蚀率，mm/a;R1为 加有缓蚀剂时的腐蚀率，mm/a。