申请日2014.04.04
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F5/10
摘要
本发明属于化工药剂领域，具体涉及一种用于垃圾渗滤液及工业循环水处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下述重量百分比的组分组成：锌盐0~15%，唑类0.5~4.0%，丙烯酸多元共聚物0~35%，改性聚羧酸20~45%，助剂20~50%;其中，丙烯酸多元共聚物是由丙烯酸、丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯乙酰胺4种单体进行共聚而成;改性聚羧酸是由聚马来酸、聚环氧虎珀酸、聚天冬氨酸的改性衍生物混合而成;助剂是由硫酸、去离子水、溶剂复配而成。本发明的无磷环保型缓蚀阻垢剂专门用于处理碟管式反渗透装置中的垃圾渗滤液，也可用于工业循环水的处理，配方中不含重金属、正磷酸盐、有机膦酸盐，缓蚀阻垢性能优异，属于环保型阻垢缓蚀剂，具有生物最佳可降解性能。
权利要求书
1.一种用于垃圾渗滤液的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下述重量百分比的组分组成：锌盐0～15%，唑类0.5～4.0%，丙烯酸多元共聚物0～35%，改性聚羧酸20～45%，助剂20～50%;其中，丙烯酸多元共聚物是由丙烯酸、丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯乙酰胺4种单体进行共聚而成;改性聚羧酸是由聚马来酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸的改性衍生物混合而成;助剂是由硫酸、去离子水、醇类溶剂复配而成。
2.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下述优选的重量百分比的组分组成：锌盐0～5%，唑类0.5～2.5%，丙烯酸多元共聚物5～30%，改性聚羧酸20～45%，助剂30～50%。
3.根据权利要求1所述的一种用于垃圾渗滤液的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下述优选的重量百分比的组分组成：锌盐5～15%，唑类0.5～4.0%，丙烯酸多元共聚物10～30%，改性聚羧酸20～45%，助剂30～50%。
说明书
一种用于垃圾渗滤液及工业循环水处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂
技术领域：
本发明属于化工药剂领域，具体的说涉及一种专门用于处理碟管式反渗透装置中垃圾渗滤液的无磷环保型缓蚀阻垢剂，同时也用于工业循环水处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂。
背景技术：
垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下产生的一种高浓度有机或无机成份的液体，也叫渗沥液。垃圾渗滤液水质复杂，含有多种有毒有害的无机物和有机物。其中有机污染物经技术检测有99种之多，还有22种已经被列入我国和美国国家环保署的重点控制名单，一种可直接致癌，五种可诱发致癌。除此之外渗滤液中还含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸醋，酚类化合物和苯胺类化合物等。以其污染负荷计算，一吨渗滤液对环境的危害相当于100~200吨城市污水。由于目前许多地区生活垃圾是混合收集的，受生活条件、生活习惯、地区和季节的影响，垃圾渗滤液的成分非常复杂，例如有数据表明中国生活垃圾填埋场渗滤液的化学需氧量COD在3000~5000mg/L之间，悬浮物SS在2000mg/L左右，氨氮在1000~3000mg/L之间，pH值在4~9之间，再加上卤代芳烃、重金属和病毒等污染，如不加以处理而直接排放将会对周围的地下及地表水体、土壤以及生态环境带来不可估量的污染和危害，对周边居民的身体健康产生严重威胁。此外，垃圾渗滤液水质受多种因素的影响，例如垃圾成分、降水量、填埋场构造、填埋时间等。不同垃圾填埋场中的垃圾渗滤液，COD的范围在几千至几万之间，BOD5的范围在几百至几千之间，SS等其他指标变化也很大。总的来说，渗滤液中无机物组份含量远大于有机物组份含量，且随着填埋期的延续而不断变化，有机物进一步降解，BOD5/COD值减小，逐渐不适于生物降解，而且填埋场封场后还会持续产生渗滤液10~30年。
垃圾渗滤液的处理方法有：①传统的生化处理技术，该技术起源于生活污水的处理，对垃圾渗滤液这种毒性高、水质变化大的污水极不适应;②物理化学工艺处理技术，是近年来又相继出现处理垃圾渗滤液的新技术;③膜法工艺的反渗透装置，主要是针对海水、净水的再净水而研发的水处理装置。垃圾渗滤液的处理难度很大，常规的处理方法很难将其处理达到目前国家规定的排放标准，即使是国外的技术，能满足一级排放要求的也屈指可数。目前，采用碟管式反渗透系统DTRO处理垃圾渗滤液的方法被广泛运用，该系统可截留渗滤液中的绝大部分污染物质，其是利用反渗透技术的原理，通过压力使渗滤液中的水分子透过反渗透膜，把绝大部分污染物质包括小分子溶质，如氨氮等大于1nm的分子及离子截留，从而达到净化渗滤液的目的。有关垃圾渗透液处理中的碟管式反渗透装置其运行压力在6 MPa ~12MPa，而用于该系统的阻垢剂其缓蚀能力严重不足，带来了这些高压运行的设备的金属部件部分存在潜在的腐蚀倾向，相关研究数据表明：在一套正在运行的垃圾渗透液反渗透处理装置的管路中，并入一路内置不锈钢挂片专用的检测旁路，一个月后取出不锈钢挂片计算其年腐蚀率达0.0084mm/a。因此，随着污水 排放标准和监管的要求越来越严格，更多的终端客户，也要求更加环境友好的水处理化学品。
缓蚀阻垢剂的制备与使用，是工业用水和废水处理中控制水垢形成和防止金属腐蚀的有效手段。目前，在水防垢处理中，用化学防垢法投加防垢剂是最常用的方法。工业循环水处理的主要目的是缓蚀、阻垢、杀生和防粘泥，但是通常很难采用一种药剂解决所有问题，需要整体对待，因此需要制成复合配方，以求最佳效果。传统的工业循环水阻垢缓蚀剂一般都采用有机磷酸，或有机膦酸盐与锌盐及分散剂复配而成，随着国家对工业废水排放要求越来越严格，废水中含磷富营养化物质造成对环境的影响越来越引起重视。国内外从事水处理药剂研发和生产的企业都在研发高性能无磷阻垢缓蚀剂：如硅系配方，由于投加药剂量大，且阻垢分散性能较差，已逐步被淘汰;钼系(钨)配方成本太高而难以进入市场，聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸均属于绿色环保型新型分散剂，目前正逐步得到应用。如国内专利CN 102079584 A公开的一种无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法和应用，该无磷阻垢缓蚀剂由下述重量配比的组分组成：分散阻垢剂30~50份，缓蚀剂8~25份，助剂28~43份;其中，分散阻垢剂为丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，或为水解聚马来酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸钠中的至少一种与丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用;缓蚀剂为：可溶性锌盐(如硫酸锌、氯化锌)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)。该无磷阻垢缓蚀剂具有优良的阻垢剂缓蚀性能，满足并优于《工业循环水冷却水处理设计规范》GB50050-2007的要求，适合化工(大化肥、大甲醇等)、石化(炼油、乙烯等)、冶金、电力等循环水系统的使用。但是专门用于碟管式反渗透装置中垃圾渗透液处理的缓蚀阻垢剂很少见，有必要开发一种新的环保药剂，无磷、无氮、可生物降解的绿色循环水药剂，可专门用于处理碟管式反渗透装置中垃圾渗滤液的无磷环保型缓蚀阻垢剂，同时也可应用于工业循环水处理中。
发明内容：
本发明的目的是提供一种专门用于处理碟管式反渗透装置中垃圾渗滤液的无磷环保型缓蚀阻垢剂，同时也可用于工业循环水处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂，绿色环保、性能优异，具有生物最佳可降解性能。
本发明采用的技术方案为：一种用于垃圾渗滤液及工业循环水处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂，由下述重量百分比的组分组成：锌盐0~15%，唑类0.5~4.0%，丙烯酸多元共聚物(BW-810)0~35%，改性聚羧酸(BW-499)20~45%，助剂20~50%。
其中，丙烯酸多元共聚物(BW-810)是由丙烯酸(AA)、丙烯酸酯、2- 丙烯酰胺 -2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯乙酰胺(AM)4种单体进行共聚而成;
改性聚羧酸(BW-499)是由聚马来酸、聚环氧虎珀酸、聚天冬氨酸的改性衍生物混合而成;
助剂是由硫酸、去离子水、溶剂(醇类)复配而成。
优选地，上述用于垃圾渗滤液处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂，由下述重量百分比的组分组成：锌盐0~5%，唑类0.5~2.5%，丙烯酸多元共聚物(BW-810)5~30%，改性聚羧酸(BW-499)20~45%，助剂30~50%。
优选地，上述用于工业循环水处理的无磷环保型缓蚀阻垢剂，由下述重量百分比的组分组成：锌盐5~15%，唑类0.5~4.0%，丙烯酸多元共聚物(BW-810)10~30%，改性聚羧酸(BW-499)20~45%，助剂30~50%。
上述无磷环保型缓蚀阻垢剂的制备方法如下：
在反应釜中加入锌盐、硫酸、去离子水，充分搅拌至锌盐完全溶解后，依次加入丙烯酸多元共聚物(BW-810)、改性聚羧酸(BW-499)，搅拌均匀后加入唑类和溶剂(醇类)，搅拌至溶液透明，即得无磷环保型缓蚀阻垢剂。
本发明的有益效果：
(1)本发明的配方中不含正磷酸盐、有机膦酸盐，其缓蚀、阻垢性能优良、完全可达到有机膦配方水平，其阻垢性能甚至已超过有机膦配方;循环水废水排放可达到国家综合污水一级排放标准即磷以P计≤0.5mg/L，属于环保型阻垢缓蚀剂。
(2)本发明配方中不含重金属，配方中所有单体均易降解，降解产物为CO2、H2O、N2等，均对环境友好;对配方优化后的配方产品采用OECD-301A测试方法，经过28天该配方产品的生物降解率大于75%。
(3)该配方中的单体不易水解，产品的药效时间比有机膦配方更长，因此，药剂在循环水系统停留时间更长，适合系统高浓缩倍数条件下运行(N：5～9倍)。
(4)本发明的配方产品用于垃圾渗透液反渗透处理装置的管路中，不锈钢挂片的年腐蚀率在0.003mm/a以内;该配方产品的工业应用及试验室旋转挂片腐蚀试验效果优异，碳钢挂片的年腐蚀率小于0.03mm/a。
(5)本发明的配方产品用于工业循环水处理中，循环水中微生物更易控制，由于药剂不含膦元素，细菌不易繁殖，因此杀菌剂的用量可减少。
(6)该配方产品的工业应用中可免去使用含磷较高的预膜剂，直接提高该产品的投加浓度即可在工业水管路形成保护膜。