一种用于处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂及使用方法技术

本发明专利技术属于循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种用于处理循环冷却水的低磷环保型水复合阻垢剂及使用方法。该复合缓蚀阻垢剂由聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、聚马来酸、有机膦酸、咪唑啉型缓蚀剂、葡萄糖酸钠、锌盐等阻垢分散剂和缓蚀剂复配而成，使用时将该阻垢剂直接加入循环冷却水中，运行中循环水中总磷含量＜０．５ｍｇ／Ｌ，达到国家污水综合排放标准《第二类污染物最高允许排放浓度》中的一级标准，具有低磷、生物可降解的特点，是一种环境友好的水质稳定剂，用于循环冷却水系统中，起缓蚀、阻垢分散作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于循环冷却水处理
，具体涉及一种用于处理循环冷却水的低磷环保型水复合阻垢剂及使用方法。
技术介绍
虽然循环冷却水处理技术是为解决环境问题而发展起来的技术，对节水、节能降耗、解决全球性的水资源枯竭问题发挥了十分重要的作用，但同时循环水处理药剂的使用过程中也给环境造成了一定的影响。传统的含磷缓蚀阻垢剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠，使用浓度高，其磷含量大于30mg/L，能引起水体的严重的富营养化，对水环境造成极大的破坏。有机膦酸类阻垢剂、聚羧酸类阻垢剂，与无机聚磷酸盐类阻垢剂相比它们具有良好的化学稳定性、不易水解、能耐较高的水温、硬度及碱度，对CaCO3垢有极优良的抑制作用，同时有机膦酸盐由于结构稳定和磷含量低，减少了形成磷酸钙垢的危险，也减轻了环境富营养化的压力。为减少磷的排放，20世纪70年代循环冷却水“聚磷酸盐-有机膦酸-聚合物分散剂”这一磷系碱性配方得到了广泛的应用。磷系碱性配方虽然降低了磷含量，但其聚磷酸盐仍然在15mg/L左右。20世纪80年代，由于环境保护力度的加大，限制磷的排放已成为一种趋势，出现了膦系全有机配方“有机膦酸—共聚物”。膦系全有机配方中膦酸盐缓蚀剂组分低于磷系碱性配方，运行中循环水中总磷在4～6mg/L左右，腐蚀的控制主要靠在高碱度下运行，此时在阴极区有充足的OH-，促进了阴极化作用，对碳钢表面提供了缓慢的腐蚀环境；另外在碱性运行中Ca2+和HCO3-在碳钢表面生成一薄层CaCO3膜，使用性能优良的分散剂使CaCO3膜很薄，实现微垢运行，阻止水中溶解氧的扩散。膦系全有机配方以有机膦酸盐为缓蚀剂配方，降低了磷含量，直到九十年代初这一磷系全有机配方仍占很大比重。20世纪80年代末至90年代初，出现了含磷更低的缓蚀剂如PBTCA、羟基膦基乙酸(HPAA)等有机膦羧酸化合物，另一方面各种高性能的共聚物阻垢分散剂不断出现，尤其是含磺酸、膦酸、羧酸等多官能团的共聚物，因其优良的性能引起普遍关注。因此出现了缓蚀性能优良，阻垢分散作用更强的“膦羧酸+聚合物”、“膦羧酸+磺酸聚合物”碱性全有机水处理配方全有机配方，进一步降低了磷含量，但运行中循环水中总磷含量仍然在1～4mg/L之间。虽然因为膦羧酸不易自然水解(或分解)成正磷酸盐，但它终归也是含磷的有机水处理剂，膦羧酸曾被认为对水体的污染不大、是无毒的，但是由于水体本身的复杂性，有机膦酸盐、膦羧酸品种不同，水解(或分解)时间有差异，但终究会分解为正磷酸盐而影响水体，导致水体富营养化。此外，聚羧酸类阻垢分散剂(如聚丙烯酸及丙烯酸类共聚物等)聚合物，虽然曾经使水处理技术取得了突破性进展。由于无磷，曾被认为是无毒、污染很小、环境可接受的水处理药剂。但对这些毒性较低或无毒的水处理药剂，忽略了它们在环境中长期累积，造成的潜在危害。因为近年来的研究成果表明尽管多数聚羧酸阻垢分散剂毒性较低，但它们一般无法在微生物和真菌的作用下分解成简单无毒的物质，即无法生物降解或只能少量被生物降解，若在水体中长期富集，也将污染环境，尤其是在一些对环保要求比较严格的领域如海上油田等。因此进入20世纪90年代，美国、日本、德国等几家知名的水处理企业都相继开始致力于寻找一种能替代聚羧酸，在具有优良的阻垢缓蚀性能的同时，又可被生物降解的“绿色环保”型水处理化学品。无磷、生物可降解绿色缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的开发，表明绿色阻垢剂已成为水处理药剂发展的方向。国外无磷绿色水处理剂聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的开发始于20世纪90年代初期。我国90年代后期也开始了对聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的合成、阻垢及缓蚀性能的研究。聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸属于无磷、具有良好生物降解活性的绿色水处理剂，不仅阻垢分散性能优异，还具有一定的缓蚀性能。目前国内外对聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的研究主要是集中在合成及阻垢、分散性能的研究上，对其在循环冷却水中的应用研究不多，现有的技术中已开发出来的聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸配方有美国专利“Method of inhibiting corrosion in aqueous systems.US5256332，1993.”提供了一种PESA与正磷酸盐、AA/AHPSE(丙烯酸/烯丙基羟丙基磺酸盐醚共聚物)、TTA(甲基苯三氮唑)组成低磷配方(15∶3∶5∶3)处理工业冷却水，水质条件为Ca2+＝400mg/L(以CaCO3计)，Mg2+＝150mg/L(以CaCO3计)，SiO2＝51/L，pH＝8.6时，对碳钢的腐蚀率为0.0127mm/a、对铜的腐蚀率为0.00508mm/a.。美国专利“JudithB.Rockett.Method for controlling scal formation in aqueous systems.US 5326478，1994.”提供了PESA与TTA(甲基苯三氮唑)、2-十二烷基柠檬酸(Agaric acid)组成无磷配方(20∶2∶3)处理工业冷却水，水质条件为Ca2+＝600mg/L(以CaCO3计)、Mg2+＝300mg/L(以CaCO3计)、碱度＝400(以CaCO3计)、Cl-＝425mg/L、SO42-＝288mg/L、Na+＝187mg/L、pH＝8.8、水温49℃，对碳钢的腐蚀率为0.00508mm/a。美国专利“WilliamC.Ehrhardt，Longchun Cheng，Dawn Stasney，Kim A.Whitaker.Method and composition for inhibitingcorrosion in aqueous systems.US 6585933B1，2003.”提供了PESA与AA/AHPSE(丙烯酸/烯丙基羟丙基磺酸盐醚共聚物)、NBT{3，3′-(3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯)-双-.US6,277,302B1，2001.”提供了PASP与钼酸、Zn组成无磷配方处理工业冷却水，水质条件为Ca2+＝35mg/L(以CaCO3计)、Mg2+＝25mg/L(以CaCO3计)、碱度＝25(以CaCO3计)、pH＝8.0、水温49℃，对碳钢的腐蚀率为0.00508mm/a。已公开的聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸用于循环冷却水水处理复合配方品种不多，仅有几例，并且在这些专利中对聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的阻垢性能研究较多，而对聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的缓蚀性能，尤其是聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸与其它缓蚀剂的协同效应研究不多，限制了聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的推广应用，尤其是聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸相互复配作为循环冷却水水处理配方的方法没见报道。因此寻求开发一种与聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸具有良好协同效应的水处理剂将具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低磷、生物可降解的用于处理循环冷却水的低磷环保型水复合阻垢剂，以克服现有的循环冷却水处理配方含磷较高，从而引起水体的富营养化的因素。本专利技术的另一个目的在于提出用于处理循环冷却水的低磷环保型水复合阻垢剂的使用方法。本专利技术提出的一种用于处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂，该复合缓蚀阻垢剂包括如下组分聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、聚马来酸、有机膦酸、咪唑啉型缓蚀剂、葡萄糖酸钠、锌盐和水，其有效组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂，其特征在于该复合缓蚀阻垢剂包括如下组分：聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、聚马来酸、有机膦酸、咪唑啉型缓蚀剂、葡萄糖酸钠、锌盐和水组成，其有效组分的重量比为：聚环氧琥珀酸钠∶聚天冬氨酸钠∶聚马来酸∶有机膦酸∶咪唑啉型缓蚀剂∶葡萄糖酸钠∶锌离子为２．５～５∶１～２．５∶２．５～４∶１．５～２∶１～１．５∶１．５～２∶１～２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰如，李风亭，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]