專利名稱：：無磷反滲透膜阻垢劑及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及水處理，具體說是一種無磷反滲透膜阻垢劑及其制備方法。
背景技術：
：反滲透(R0)脫鹽技術廣泛應用于純水制備、電站鍋爐補給水處理、工業廢水處理及飲用水處理等多種領域。相對于傳統的脫鹽技術，反滲透脫鹽技術具有系統簡單，操作方便，系統占地面積小，能耗低，產品水質穩定，無再生廢液排放，運行費用經濟等突出優點，因此反滲透的應用領域得到不斷的擴展。此外，隨著膜分離技術的發展、預處理技術的改進、能量回收系統的開發以及對高、低鹽度進水的廣泛適用性，反滲透系統脫鹽成本逐年明顯下降，從而反滲透工藝在經濟、技術上的競爭力不斷增強，將成為21世紀脫鹽領域的主導高新技術之一。但是反滲透系統在日常的運行中，難免會出現系統的無機物結垢、膠體顆粒物的沉積、微生物的滋生、化學污染以及其它問題，這些因素影響著系統安全穩定的運行。在反滲透脫鹽過程中，一旦發生污堵、結垢，將導致膜通量和產水效率的降低，增加供水壓力，減少膜通量，最終引起膜嚴重損害，降低膜使用壽命。這些污染也將增加膜的清洗次數，造成無計劃的停工，增加操作成本。這些問題可以通過添加反滲透阻垢劑的方法控制。反滲透膜阻標劑通過延緩和扭曲鹽晶體成長來控制沉淀的過程，使晶體在形成過程中發生畸變，從而無法生成致密的結晶。同時，它還具有分散作用，防止顆粒聚集成足以沉積下來的大顆粒。傳統的阻垢分散方式一_六偏磷酸鈉加酸，存在著多種缺陷藥劑易分解、臨界飽和指數低(LSI〈0.50)、分散阻垢效果差等。而且由于反滲透濃縮快、濃差極化現象嚴重，這種方法已基本上被淘汰。近年來，有機磷酸類反滲透膜用阻垢劑發展極為迅速，它們具有能在較寬的給水pH范圍內使用，對鈣離子濃度、堿度、及鐵、錳等金屬離子具有較好的穩定性，能有效地控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、Si02等垢，可有效的分散氧化鐵，操作安全，不易分解，儲存期長等優點，但是磷是細菌和藻類的營養源，一方面含磷類阻垢劑會向反滲透系統加藥箱，輸水管和RO系統內部提供細菌和微生物生長所需的含磷營養物質，從而導致膜系統存在生物污染和細菌超標的隱患；另一方面含磷類阻垢劑易與水中的離子發生反應而導致在膜元件上產生磷酸鹽沉淀污染；三是水中含的磷隨著濃水排放，對環境水源造成污染。因此，開發無磷的新型綠色反滲透膜阻垢劑已成為21世紀反滲透膜阻垢劑的發展方向，是目前研究的難點和熱點。目前無磷反滲透膜阻垢劑及其制備方法，國內尚無相關專利。本發明提供的無磷反滲透膜阻垢劑，與目前巿場上現有的含磷類反滲透膜阻垢劑相比具有更好的控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、Si02等坭的性能，可以在LSI〉3.0的情況下仍不結垢；具有更好的分散氧化鐵的性能；并且不含磷，消除了膜系統生物污染和細菌超標的一大隱患，而且避免了磷酸鹽沉淀污染的發生和對環境水源的污染。
發明內容本發明為解決上述缺點，提供一種能在較寬的給水PH范圍內使用，對鈣離子濃度、堿度、及鐵、錳等金屬離子具有較好的穩定性；能同時且有效地控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、Si02等垢；與酸相比沒有腐蝕性，而且操作安全；可與常用絮凝劑兼容；產品不易分解，儲存期長；可消除膜系統生物污染和細菌超標的隱患；避免磷酸鹽沉淀污染和的綠色環保型無磷反滲透膜阻垢劑及其制備方法。本發明的技術方案是，無磷反滲透膜用阻垢劑包括AL-one、阻垢分散劑磺酸鹽共聚物、pH值調節劑以及水，各組分的重量百分比為AL-one50—90%，磺酸鹽共聚物5—20%，pH值調節劑0.5—1.5%，其余為去離子水。AL-one為一種由丙烯酸、馬來酸、磺酸鹽等組成的四元共聚物。磺酸鹽共聚物為AA/AHPS磺酸鹽共聚物、羧酸鹽一磺酸鹽一非離子三元共聚物中的一種。pH值調節劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種。其制備方法是將水、pH值調節劑、AL-one和磺酸鹽共聚物按比例依次加入容器內，在室溫下攪拌1—1.5小時，即得產品。本發明的有益效果是，由于無磷反滲透膜用阻垢劑包括AL-one、磺酸鹽共聚物、pH值調節劑以及去離子水，能在較寬的給水pH范圍內使用，對鈣離子濃度、堿度、及鐵、錳等金屬離子具有較好的穩定性；能同時且有效地控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、&02等垢；與酸相比沒有腐蝕性，而且操作安全；可與常用絮凝劑兼容；不易分解，儲存期長；可消除膜系統生物污染和細菌超標的一大隱患；避免磷酸鹽沉淀污染。本發明適用于反滲透系統水處理。實施方式實施例l:按重量百分比選取原料AL-one50%，羧酸鹽一磺酸鹽一非離子三元共聚物20%,氫氧化鈉0.5%，其余為去離子水。將去離子水、氫氧化鈉、AL-one和AA/AHPS磺酸鹽共聚物按比例依次加入容器內，在室溫下攪拌1一1.5小時，即得產品。實施例2:按重量百分比選取原料AL-one90%,AA/AHPS磺酸鹽共聚物5%，氫氧化鈉1.5%，其余為去離子水。將去離子水、氫氧化鈉、AL-one和羧酸鹽一磺酸鹽一非離子三元共聚物按比例依次加入容器內，在室溫下攪拌1一1.5小時，即得產品。實施例3:按重量百分比選取原料AL-one70%，AA/AHPS磺酸鹽共聚物12%，氫氧化鉀1%，其余為去離子水。將去離子水、氫氧化鉀、AL-one和AA/AHPS磺酸鹽共聚物按比例依次加入容器內，在室溫下攪拌1一1.5小時，即得產品。應用試驗及結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2.阻碳酸l試驗2.l試驗用水:配水Ca2+240ppm，HC03—732ppm。2.2試驗條件水溫80±1°C，時間10h，藥劑用量4ppm。2.3試驗方法見GB16632—19962.4試驗計算公式阻垢率=(C-C。)/(C廣C。)X10Qo/c)C:試驗結束后實測Ca2+的濃度C1:空白樣的Ca2+的濃度C。原水中的Ca1勺濃度2.5試驗結果見表2。3.阻硫酸f丐試驗3.l試驗用水:配水Ca2+240ppm，S(V400ppm。3.2試驗條件水溫80土rC，時間10h，藥劑用量4ppm。3.3試驗方法按GB16632—1996阻碳酸鈣方法來做3.4試驗計算公式:阻垢率=(C-C。)/(C「C。)X腿C:試驗結束后實測Ca2+的濃度C1:空白樣的Ca1勺濃度C。原水中的Ca1勺濃度3.5試驗結果見表2。4.分散氧化鐵性能試驗4.l試驗用水配水Ca2+60ppm，Fe2+10ppm。4.2試驗條件藥劑用量4ppm。4.3試驗方法配制Ca"60ppm及Fe"0ppm的水溶液500mL，置于1000mL燒杯中，加入4ppm阻垢劑，邊攪拌邊用O.5g/L四硼酸鈉調節pH值。當pH值達到8.77并穩定后，強烈攪拌15分鐘，然后在5(TC水浴中靜置5小時，取上層清液，用分光光度計(420nm)測透光率。透光率越小，說明藥劑分散性能越好。4.4試驗結果見表2。5.與絮凝劑兼容性試驗與絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)進行兼容性試驗，試驗結果見表2。表2試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上表可以看出，本發明的實施例l、實施例2、實施例3的產品ME700的實際應用效果，完全達到了本發明對反滲透膜阻垢性和分散性的要求。權利要求1、一種無磷反滲透膜阻垢劑，其特征是包括AL-one、磺酸鹽共聚物、pH值調節劑以及去離子水，各組分的重量百分比為AL-one50-90％，磺酸鹽共聚物5-20％，pH值調節劑0.5-1.5％，其余為去離子水。2、如權利要求l所述的無磷反滲透膜阻垢劑，其特征是所說的AL-one為一種由丙烯酸、馬來酸、磺酸鹽等組成的四元共聚物。3、如權利要求l所述的無磷反滲透膜阻垢劑，其特征是所說的磺酸鹽共聚物選自AA/AHPS磺酸鹽共聚物、羧酸鹽一磺酸鹽一非離子三元共聚物中的一種。4、如權利要求l所述的無磷反滲透膜阻垢劑，其特征是所說的pH值調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀的一種。5、如權利要求l所述的無磷反滲透膜阻垢劑的制備方法，其特征是將水、pH值調節劑、AL-one和磺酸鹽共聚物按比例依次加入容器內，在室溫下攪拌1—1.5小時，即得產品。全文摘要一種無磷反滲透膜阻垢劑及其制備方法，涉及水處理，無磷反滲透膜用阻垢劑各組分按重量百分比為AL-one50-90％，磺酸鹽共聚物5-20％，pH值調節劑0.5-1.5％，其余為去離子水；其制備方法為將去離子水、pH值調節劑、AL-one和磺酸鹽共聚物按比例依次加入容器內，在室溫下攪拌1-1.5小時，即得產品，能在較寬的給水pH范圍內使用，對鈣離子濃度、堿度、及鐵、錳等金屬離子具有較好的穩定性；能同時且有效地控制CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢；與酸相比沒有腐蝕性，而且操作安全；可與常用絮凝劑兼容；不易分解，儲存期長；可消除膜系統生物污染和細菌超標的一大隱患；避免磷酸鹽沉淀污染和對環境水源的污染。本發明適用于反滲透系統水處理。文檔編號B01D65/08GK101554565SQ200910020160公開日2009年10月14日申請日期2009年4月21日優先權日2009年4月21日發明者果喻,李洪社,王丕新申請人:李洪社