申请日2018.08.15
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号C02F5/10; C02F5/08
摘要
本发明提供了一种用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，无磷缓蚀阻垢剂其组成成分及重量份数为：五水偏硅酸钠：7份‑25份、聚丙烯酸钠：2份‑18份、稀土金属盐：5份‑25份、腐殖酸钠：15份‑35份、聚苯乙烯磺酸钠：5份‑25份、氢氧化钠：10份‑30份、水：45份‑85份。本发明采用五水偏硅酸钠、稀土金属盐、腐殖酸钠和聚苯乙烯磺酸钠作为该复合剂的主成分，并通过各组分间相互融合，协调增效作用得到增强，使其具有了高缓蚀性、高阻垢性。该复合剂各组分均采用低毒无污染的绿色药剂，且不含磷、锌排放后不污染环境，属于绿色环保药剂。
权利要求书
1.用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，其组成成分及重量份数为：五水偏硅酸钠：7份-25份、聚丙烯酸钠：2份-18份、稀土金属盐：5份-25份、腐殖酸钠：15份-35份、聚苯乙烯磺酸钠：5份-25份、氢氧化钠：10份-30份、水：45份-85份。
2.根据权利要求1所述的用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，其组成成分及重量份数为：五水偏硅酸钠：11份-22份、聚丙烯酸钠：7份-15份、稀土金属盐：10份-20份、腐殖酸钠：20份-30份、聚苯乙烯磺酸钠：10份-22份、氢氧化钠：12份-27份、水：45份-85份。
3.根据权利要求1或2所述的用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述稀土金属盐为CeCl3。
4.如权利要求1或2所述的用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，具体方法如下：
1)制备碱性水溶液，按照上述重量份数取2/3的氢氧化钠和水互溶，持续搅拌15min以上，制得碱性水溶液;
2)在制备的碱性水溶液中继续加入五水偏硅酸钠、聚丙烯酸钠、腐殖酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，再继续搅拌30min以上;
3)再将剩余的氢氧化钠和稀土金属盐加入上述步骤2)所制得溶液中，继续搅拌40min以上，混合均匀的混合液转入压力容器，设定压力1.5-2.5MPa，温度60-80℃，继续混合搅拌1小时后，降压冷却后既得无磷缓蚀阻垢剂。
说明书
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。
背景技术
随着工业的快速发展，工业节约用水显得十分必要，目前大多数企业都采用了工业污水回用技术，采用此技术能大大提高工业水的重复利用率，通过污水回用技术每年能够节约新水数百万吨，但由于采用了回用水作为补充水，水质条件较差，水中矿物质含量偏高，全铁普遍超过1mg/l以上，部分回用水还含有油，随着循环水浓缩运行一段时间，会导致设备和管道的加速腐蚀、结垢和微生物滋生，针对这样的循环水系统应用较多是磷系缓蚀阻垢剂，而采用无磷缓蚀阻垢剂的应用较少。
磷系缓蚀阻垢剂虽然能够适用回用水作为补充水的循环水系统，并取得了优异的缓蚀阻垢效果，但是由于回用水中营养源本就很多，在加上采用磷系缓蚀阻垢剂，循环水中微生物滋生较快，生物粘泥增多，增加了垢下腐蚀的危险，目前磷系缓蚀阻垢剂还受到当前环保政策影响，外排水中磷的排放标准不断提高，以无磷为主的缓蚀阻垢剂正在逐渐兴起，无磷缓蚀阻垢剂的优点是绿色环保，缺点是缓蚀阻垢效果较低，特别在水质条件较差时药剂效果不稳定，容易被吸附消耗，缓蚀性能和阻垢性能受到很大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，该无磷缓蚀阻垢剂绿色环保、易于生物降解、高缓蚀性、高阻垢性，能够用于回用水作为补充水的循环水系统中，特别适用于全铁≥1mg/l以上循环水使用，各组分具有协同增效作用，使用效果稳定，缓蚀阻垢性能优异。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其组成成分及重量份数为：五水偏硅酸钠：7份-25份、聚丙烯酸钠：2份-18份、稀土金属盐：5份-25份、腐殖酸钠：15份-35份、聚苯乙烯磺酸钠：5份-25份、氢氧化钠：10份-30份、水：45份-85份。
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其组成成分及重量份数优选为：五水偏硅酸钠：11份-22份、聚丙烯酸钠：7份-15份、稀土金属盐：10份-20份、腐殖酸钠：20份-30份、聚苯乙烯磺酸钠：10份-22份、氢氧化钠：12份-27份、水：45份-85份。
所述稀土金属盐为CeCl3。
五水偏硅酸钠是一种可溶性盐，单独使用缓蚀效果一般，通常复配使用缓蚀效果最佳，在用于全铁≥1mg/l以上循环水中时，与稀土金属盐一起使用，能够形成特定的稀土金属转化沉淀膜，在缓蚀阻垢剂中的含量为7份-25份，优选11份-22份。
聚丙烯酸钠是一种阴离子聚合电解质，对于金属离子能起到很好分散作用，与硅酸盐同时存在时稳定作用明显，该组分在缓蚀阻垢剂中的含量为2份-18份，优选7份-15份。
稀土金属盐为CeCl3，该稀土金属盐毒性较低，价格适中，是一种环境友好的缓蚀剂，它在金属表面形成特定的转化膜，以稀土氧化物和铁的氧化物形式存在，能够与多种缓蚀剂复配使用，有协调增效作用，在复合剂中的含量为5份-25份，优选10份-20份。
腐殖酸钠是一种绿色、无污染、易于生物降解的环保型分散剂，富含多种活性基团，具有优良的分散性能，在高硬度水中，腐殖酸钠更能体现其晶格畸变作用，在缓蚀阻垢剂中的含量为15份-35份，优选20份-30份。
聚苯乙烯磺酸钠是一种水溶性聚合物，毒性极低，具有很强的侵润分散作用，能将较大的污垢分散成微小颗粒并悬浮于水中，在对循环水系统中已有的沉积垢层也能起到剥离分散作用，其特殊的分散能力还对多种金属盐有增溶效果，复配使用时有协调增效作用，在缓蚀阻垢剂中的含量可以为5份-25份，优选10份-22份。
氢氧化钠不仅能够稳定药剂间的使用效果，还能调节循环水运行的PH值，使其在偏碱性水质下运行，在缓蚀阻垢剂中的含量为10份-30份，优选12份-27份。
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法，具体方法如下：
1)制备碱性水溶液，按照上述重量份数取2/3的氢氧化钠和水互溶，持续搅拌15min以上，制得碱性水溶液;
2)在制备的碱性水溶液中继续加入五水偏硅酸钠、聚丙烯酸钠、腐殖酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，再继续搅拌30min以上;
3)再将剩余的氢氧化钠和稀土金属盐加入上述步骤2)所制得溶液中，继续搅拌40min以上，混合均匀的混合液转入压力容器，设定压力1.5-2.5MPa，温度60-80℃，继续混合搅拌1小时后，降压冷却后既得无磷缓蚀阻垢剂。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明的复合剂各组分不含磷和锌，排放后对环境造成污染小，在自然水体中易于生物降解，符合国家当前环保形式要求。
2)本发明的复合剂采用的稀土金属盐能够利用铁离子成膜，其形成的特定的转化膜缓蚀作用优异，在结合回用水的特点全铁一般都≥1mg/l，所以应用稀土金属盐显得十分必要。
3)本发明采用五水偏硅酸钠、稀土金属盐、腐殖酸钠和聚苯乙烯磺酸钠作为该复合剂的主成分，并通过各组分间相互融合，协调增效作用得到增强，使其具有了高缓蚀性、高阻垢性。该复合剂各组分均采用低毒无污染的绿色药剂，且不含磷、锌排放后不污染环境，属于绿色环保药剂。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其组成成分及重量份数为：五水偏硅酸钠：7份-25份、聚丙烯酸钠：2份-18份、稀土金属盐：5份-25份、腐殖酸钠：15份-35份、聚苯乙烯磺酸钠：5份-25份、氢氧化钠：10份-30份、水：45份-85份。
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂，其组成成分及重量份数优选为：五水偏硅酸钠：11份-22份、聚丙烯酸钠：7份-15份、稀土金属盐：10份-20份、腐殖酸钠：20份-30份、聚苯乙烯磺酸钠：10份-22份、氢氧化钠：12份-27份、水：45份-85份。
所述稀土金属盐为CeCl3。
用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法，具体方法如下：
1)制备碱性水溶液，按照上述重量份数取2/3的氢氧化钠和水互溶，持续搅拌15min以上，制得碱性水溶液;
2)在制备的碱性水溶液中继续加入五水偏硅酸钠、聚丙烯酸钠、腐殖酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，再继续搅拌30min以上;
3)再将剩余的氢氧化钠和稀土金属盐加入上述步骤2)所制得溶液中，继续搅拌40min以上，混合均匀的混合液转入压力容器，设定压力1.5-2.5MPa，温度60-80℃，继续混合搅拌1小时后，降压冷却后既得无磷缓蚀阻垢剂。
下面通过实验室和现场配方进一步说明本发明特点。
实施例1：
本实施例的用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂具体制备方法为：
1)制备碱性水溶液，取氢氧化钠12份和水60份互溶，持续搅拌15min以上，制得碱性水溶液;
2)在制备的碱性水溶液中继续加入五水偏硅酸钠22份、聚丙烯酸钠12份、腐殖酸钠20份和聚苯乙烯磺酸钠22份，再继续搅拌30min以上;
3)再将剩余的氢氧化钠6份和稀土金属盐13份加入上述步骤2)制得的溶液中，继续搅拌40min以上，混合均匀的混合液转入压力容器，设定压力1.5MPa，温度75℃下，继续混合搅拌1小时后，降压冷却后既得无磷缓蚀阻垢剂。
实施例2：
本实施例的用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂具体制备方法为：
1)制备碱性水溶液，取氢氧化钠14份和水55份互溶，持续搅拌15min以上，制得碱性水溶液;
2)在制备的碱性水溶液中继续加入五水偏硅酸钠10份、聚丙烯酸钠5份、腐殖酸钠15份和聚苯乙烯磺酸钠25份，在继续搅拌30min以上;
3)再将剩余的氢氧化钠7份和稀土金属盐24份加入上述步骤2)所制得的溶液中，继续搅拌40min以上，混合均匀的混合液转入压力容器，设定压力1.8MPa，温度60℃下，继续混合搅拌1小时后，降压冷却后既得无磷缓蚀阻垢剂。
实施例3：
本实施例的用于工业污水回用技术的无磷缓蚀阻垢剂具体制备方法为：
1)制备碱性水溶液，取氢氧化钠10份和水70份互溶，持续搅拌15min以上，制得碱性水溶液;
2)在制备的碱性水溶液中继续加入五水偏硅酸钠18份、聚丙烯酸钠10份、腐殖酸钠30份和聚苯乙烯磺酸钠15份，再继续搅拌30min以上;
3)再将剩余的氢氧化钠5份和稀土金属盐18份加入上述步骤2)所制得的溶液中，继续搅拌40min以上，混合均匀的混合液转入压力容器，设定压力2.5MPa，温度80℃下，继续混合搅拌1小时后，降压冷却后既得无磷缓蚀阻垢剂。