一种反渗透膜阻垢剂及其制备和使用方法技术

一种反渗透膜阻垢剂及其制备和使用方法。该阻垢剂中含有聚合物类阻垢剂，和选自膦羧酸类阻垢剂、有机膦酸类阻垢剂、助剂的组分。该阻垢剂不仅阻垢效率高、投加量少、对环境友好，而且适应含有有机物的使用环境，适用于以污水回用为目的的反渗透膜处理过程。对于ＣＯＤ＜１５０ｍｇ／ｌ的生化处理出水，该阻垢剂对ＣａＣＯ↓［３］、ＣａＳＯ↓［４］、ＢａＳＯ↓［４］、ＳｒＳＯ↓［４］等具有良好的阻垢效果，可以保障膜组件正常运行、延长膜组件使用寿命。

Reverse osmosis membrane scale inhibitor and preparation and use method thereof

Reverse osmosis membrane scale inhibitor and preparation and use method thereof. The scale inhibitor contains a polymer scale inhibitor, and a component selected from a phosphonic acid scale inhibitor, an organic phosphonic acid scale inhibitor and an auxiliary agent. The scale inhibitor not only has high scale inhibition efficiency, low dosage, friendly environment, but also adapts to the environment containing organic substance. It is suitable for reverse osmosis membrane treatment process with the purpose of wastewater reuse. For the biochemical treatment of effluent COD less than 150mg / L, the inhibitor of CaCO: 3, CaSO: 4, BaSO: 4, SrSO: 4 and has good scale effect, can guarantee the normal operation of the membrane module, prolong the service life of membrane module.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水处理药剂，尤其涉及一种用于生化出水回用处理过程的 反渗透膜阻垢剂，及其制备和使用的方法。
技术介绍
反渗透是20世纪60年代之后发展起来的一种膜分离技术，与传统的离子交 换脱盐技术相比，反渗透过程大多无相变，可以在常温下操作，并且具有分离 效率高、工艺简单、投资小、运行费用低等优点，因此得到了迅速发展。反渗透技术在工业中已有广泛的应用，例如采用反渗透技术，处理锅炉 进水取得良好效果；对达到排放标准的生化处理出水进行深度处理，得到符合 工业用水标准的回用水；利用纳滤、超滤和反渗透技术对污染物成份相对复杂 的石化废水进行深度处理，出水回用于循环水补充水、锅炉水补充水等。在膜处理过程中，废水中的污染物，容易在膜表面生成CaC03、 Ca3(P04)2、 CaS04、 BaS04、 SrS04、金属氧化物和硅酸化合物等沉积物，影响膜装置、特别 是反渗透装置的正常运行。为了防止和减少结垢，通常需要在膜处理的进水中 加入阻坭剂， 一般情况下，废水中的有机物会对阻垢剂的效果有一定的影响。现有技术中，对反渗透膜阻垢剂，特别是对应用于生化处理达标出水的反 渗透阻垢剂研究很少。在现有的反渗透膜阻垢剂中，SQ-R01是含有-OH、 -COOH基团的有机膦 化合物，可以有效控制反渗透系统的无机盐结垢，对铁等三价离子具有很好分 散性，使用时需要加酸。LB-2000主要含有聚天门冬氨酸，不含有机磷化合物且 无毒，使用时无需加酸，具有阻垢分散性能好，绿色环保等特点。(郝俊刚. LB-2000反渗透阻板剂的阻垢及应用试验.工业水处理，2004， (9).;刘明， 邓建利，郝俊刚，王杰，李克景.反渗透专用阻垢分散剂研制及应用.大氮肥，42004， (3).)。现有的反渗透膜阻垢剂，在不同的水质条件取得阻垢效果。在应用于生化 处理达标出水的反渗透处理过程时，需要进一步提高阻垢效果、降低处理成本。
技术实现思路
为了解决反渗透处理过程中，反渗透膜表面生成沉积物的问题，同时适应生 化处理达标出水中含有有机物的使用环境，提高阻垢效果，降低处理成本，本 专利技术提供了。本专利技术的反渗透膜阻垢剂是这样实现的一种反渗透膜阻垢剂，该阻垢剂含有聚合物类阻垢剂，和选自膦羧酸类阻垢 剂、有机膦酸类阻垢剂、助剂的组分；所述聚合物类阻垢剂选自丙烯酸及其衍生物的聚合物和共聚物、马来酸及 其衍生物的聚合物和共聚物、乙烯吡咯垸酮及其衍生物的聚合物和共聚物、磺 化苯乙烯及其衍生物的聚合物和共聚物、天冬氨酸及其衍生物的聚合物和共聚 物、丙烯酰胺及其衍生物的聚合物和共聚物；所述膦羧酸类阻垢剂选自乙酸膦酸、羟基乙叉二膦酸、1,2,4-三羧基,2-膦酸 基丁烷；所述有机膦酸阻垢剂选自多氨基多醚基甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二 胺四甲叉膦酸、多元醇膦酸；所述助剂选自酸、碱、醇、有机胺中的一种或几种；其中，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化 钙，所述醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇，所述有机胺为乙二胺、三乙胺、 三乙醇胺。在具体实施时，在反渗透膜阻垢剂中，所述聚合物类阻垢剂的含量为5 80wt%，所述膦羧酸类阻垢剂的含量为0 80wt%，所述有机膦酸类阻垢剂的含 量为0 50wt%，所述助剂的含量为0 15 wt%。本专利技术的阻垢剂是由多种阻垢剂单剂复配制备的适用于生化处理达标出水 的反渗透膜阻垢剂，其中含有聚合物阻垢剂、膦羧酸阻垢剂、有机膦酸阻垢剂，他们都具有溶限效应。聚合物阻垢剂具有分散和阻垢作用，能分散可成为难溶盐结晶中心的难溶盐 微粒，减少或控制难溶盐的聚集成垢，还能使沉积的晶体发生晶格畸变，达到 阻垢的目的，用于预防碳酸钙、硅酸盐、硫酸盐和磷酸盐垢沉积。膦羧酸阻垢剂和有机膦酸阻垢剂具有络合和阻垢作用，能通过络合作用有效 地控制难溶盐微粒结晶中心的形成，减少或控制难溶盐的聚集成垢，达到阻垢 和溶解垢沉积物的目的，用于预防碳酸钙、硅酸盐、硫酸盐和磷酸盐垢沉积； 同时他们还与聚合物阻垢剂具有协同效应。助剂中的酸和碱，不但可以调节本专利技术阻垢剂的pH，还有调节固含量的作 用，醇和有机胺能够起到改善可溶解性和提高协同效应的作用。本专利技术的反渗透膜阻垢剂的制备方法是这样实现的在容器中加入阻垢剂单剂和助剂，待固体物料完全溶解后，加热升温到一定温度，维持一定时间；所述温度为25 95。C，优选的温度为60 85°C，所述时 间为0.2 9.0小时，优选的时间为0.5 6.0小时；然后停止加热，用水调节固 含量，得到反渗透膜阻垢剂。得到反渗透膜阻垢剂为透明水溶液，其固含量为 20 60wt%、 pH为0 12.0。本专利技术的反渗透膜阻垢剂的使用方法是这样实现的将反渗透膜阻垢剂用于废水反渗透处理过程中，所述废水为生化处理装置 的出水，所述反渗透膜阻垢剂的在废水中的浓度为4 100mg/L，优选的浓度为 4 50mg/L，更优选的为6 30mg/L。本专利技术的阻垢剂，适用于COD浓度为30 400mg/L的废水的膜处理过程， 特别适用于COD浓度小于150mg/L的生化处理达标出水的反渗透处理过程。本专利技术的阻垢剂，适用于反渗透、纳滤和超滤等膜处理过程，处理装置的 进水可以是淡水、海水、地下水等，特别适用于COD浓度为30 400mg/L的废 水、尤其是COD浓度小于150mg/L的生化处理达标出水的反渗透处理过程，达到保护膜装置正常运行、延长膜装置使用寿命的目的。本专利技术的阻垢剂，用于生化处理达标出水的反渗透处理过程时，其CaC03 阻垢率280%、 CaS04阻垢率100%、 BaS04阻垢率295。/Q、 SrS04阻垢率^95%， 具有阻垢效果好、投加量少、成本低、对环境友好的特点。具体实施例方式下面结合实施例进一步详述本专利技术的技术方案，本专利技术的保护范围不局限 于下述的具体实施方式。实施例1 10阻垢剂的组分及制备方法阻垢剂在一个装有加热装置、冷凝回流装置、搅拌装置和温度指示装置的四 口烧瓶中制备。在四口烧瓶中按比例加入各种阻垢剂单剂和助剂，待固体物料完全溶解后， 加热升温到一定温度，维持一定时间，停止加热，用水调节固含量，冷却至常 温，得到本专利技术的阻垢剂。实施例1 10的阻垢剂组分及制备条件见表1。表1<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>(表中的含量为重量百分比。)其中BC — 648为丙烯酸、丙烯酸甲脂和丙烯磺酸三元共聚物，BC — 647 为磺化苯乙烯和马来酸的共聚物，PASP为天冬氨酸聚合物，XH—929为含磷丙 烯酰胺和丙烯酸共聚物，PESA为聚环氧琥珀酸；PHA为乙酸膦酸，HEDP为羟 基乙叉二膦酸，PBTC为1,2,4-三羧基,2-膦酸基丁烷；PAPEMP为多氨基多醚基 甲叉膦酸，ATMP为氨基三甲叉膦酸，EDTMP为乙二胺四甲叉膦酸。阻垢剂pH的测定方法为称取一定量样品，配制成1%的水溶液，用酸度计进行测定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反渗透膜阻垢剂，该阻垢剂含有聚合物类阻垢剂，和选自膦羧酸类阻垢剂、有机膦酸类阻垢剂、助剂的组分；　所述聚合物类阻垢剂选自：丙烯酸及其衍生物的聚合物和共聚物、马来酸及其衍生物的聚合物和共聚物、乙烯吡咯烷酮及其衍生物的聚合物和共聚物、 磺化苯乙烯及其衍生物的聚合物和共聚物、天冬氨酸及其衍生物的聚合物和共聚物、丙烯酰胺及其衍生物的聚合物和共聚物；　所述膦羧酸类阻垢剂选自：乙酸膦酸、羟基乙叉二膦酸、１，２，４－三羧基，２－膦酸基丁烷；　所述有机膦酸阻垢剂选自：多氨 基多醚基甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、多元醇膦酸；　所述助剂选自：酸、碱、醇、有机胺中的一种或几种；其中，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙，所述醇为甲醇、乙醇、乙二醇、 丙三醇，所述有机胺为乙二胺、三乙胺、三乙醇胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张英雄，周霖，许树华，潘长群，王峰，平春霞，邢琳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]