循环水处理用组合物及其应用和循环水的处理方法技术

本发明专利技术涉及化工清洗领域，公开了一种循环水处理用组合物，该组合物含有重量比为1：2.5-40的杂环化合物和亲水性胶体，所述杂环化合物中的杂原子为氮。所述组合物优选还含有无磷聚合物。本发明专利技术还公开了一种循环水的处理方法，包括以下步骤：循环水运行起始阶段：投加3-12mg/L的杂环化合物和30-120mg/L的亲水性胶体，进行常温预膜；循环水运行浓缩阶段：投加6-30mg/L的无磷聚合物，启动热负荷并补水；循环水运行稳定阶段：继续补水并排污，投加药剂使得循环水中杂环化合物的浓度为1-4mg/L，亲水性胶体的浓度为10-40mg/L，无磷聚合物的浓度为2-10mg/L。此外，本发明专利技术还公开了所述组合物作为预膜剂或缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。本发明专利技术的组合物不含磷，能够有效实现预膜和/或阻垢缓蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及清洗化工领域，具体地，涉及一种循环水处理用组合物及其应用和循环水的处理方法。
技术介绍
循环冷却水运行过程中需要解决的主要是腐蚀、结垢和微生物滋生三大问题。其中微生物主要通过杀菌剂来控制。腐蚀与结垢是相互间具有紧密联系的两个相反的趋势，掌握这两个趋势之间的平衡，是解决这两大问题的关键。因此，腐蚀和结垢的控制一般选用复合药剂，复合药剂中的各个单剂之间往往存在一定协同性，能够更好地起到阻垢缓蚀的作用。目前循环水处理复合药剂中多使用有机膦酸为主要缓蚀剂，在水质腐蚀性较强时，还需加入磷酸盐以增强配方的缓蚀效果。即便使用能够快速形成沉淀膜的锌盐，由于其膜质松软易被破坏，仍需与含磷药剂配合使用。然而，由于磷的排放会导致水体的富营养化，高含磷药剂配方的使用越来越受限。开发低磷、无磷的缓蚀阻垢配方成为水处理药剂开发的方向。循环冷却水系统开车前，要对系统进行清洗和预膜。所谓预膜是指向系统中加入预膜剂，通过物理化学作用在清洗干净的金属表面生成一层具有耐蚀作用的保护膜的过程。预膜方案可以分为两大类：一类是专用配方的预膜方案，其组成与之后日常运行时的配方组成之间并无直接联系，预膜后需要加大排补水量，对系统进行置换，在操作和管理上较为繁琐。目前，国内广泛使用的专用配方的预膜方案主要为聚磷酸盐和锌盐的复合配方。虽然预膜效果良好，但药剂投加量大，预膜后废水中的磷和锌含量高，对环境水体存在潜在的污染风险。另一类是提高浓度的预膜方案，这类预膜方案的特点是预膜配方的组成与正常运行配方的组成之间有密切的联系，预膜完成后，预膜剂在运行过程中自然置换，正常运行时只需保持低浓度的缓蚀剂即可使保护膜得到维护和修复，在操作和管理上均较为简便。因此，开发适用于提高浓度的预膜方案的低磷药剂更具实用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种新的可用于循环水处理中的无磷组合物及其应用和循环水的处理方法。黄原胶、瓜尔胶和阿拉伯胶等亲水性胶体(天然多糖类亲水性胶体)，由于具有大分子特殊结构和胶体特性，而具有多种功能，可作为乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成型剂等，广泛应用于国民经济各领域，对于其作为缓蚀剂这方面的研究尚未见报道。然而本专利技术的专利技术人研究发现，通过配合使用亲水性胶体和杂环化合物能够有效实现预膜和缓蚀阻垢。因此，为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种循环水处理用组合物，该组合物含有杂环化合物和亲水性胶体，所述杂环化合物和亲水性胶体的重量比为1：2.5-40，所述杂环化合物中的杂原子为氮。优选地，所述组合物还含有无磷聚合物。第二方面，本专利技术提供了一种使用第一方面所述的组合物进行循环水处理的方法，该方法包括以下步骤：(1)循环水运行起始阶段：投加3-12mg/L循环水的杂环化合物和30-120mg/L循环水的亲水性胶体，进行常温预膜；(2)循环水运行浓缩阶段：投加6-30mg/L循环水的无磷聚合物，启动热负荷并补水；(3)循环水运行稳定阶段：继续补水并排污，当亲水性胶体在循环水中的浓度达10-40mg/L循环水时，投加杂环化合物、亲水性胶体和无磷聚合物，使得循环水中杂环化合物的浓度为1-4mg/L循环水，亲水性胶体的浓度为10-40mg/L循环水，无磷聚合物的浓度为2-10mg/L循环水。第三方面，本专利技术提供了所述组合物作为预膜剂或缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。本专利技术的组合物不含磷，对环境友好。而且，将本专利技术的组合物用于循环水处理时，能够有效实现预膜和/或阻垢缓蚀。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术中，术语“杂环化合物”是指具有由碳原子及杂原子构成的环状结构的物质，并不限于化合物(纯净物)的定义，多种不同的具有由碳原子及杂原子构成的环状结构的化合物的混合物也包含在本专利技术定义的杂环化合物的范围内，亦可称为“杂环型缓蚀剂”、“杂环类有机物”或“杂环类物质”等。本专利技术提供的(无磷)循环水处理用组合物含有杂环化合物和亲水性胶体，所述杂环化合物和亲水性胶体的重量比为1：2.5-40，优选为1：4-25，所述杂环化合物中的杂原子为氮。在本专利技术中，所述杂环化合物可以为本领域常见的各种含氮杂环化合物(杂原子(氮原子)的数量为1、2或3)，优选选自(取代或未取代的)五元杂环化合物、(取代或未取代的)六元杂环化合物和(取代或未取代的)苯稠杂环化合物(如苯环与五元杂环稠合得到的杂环化合物和/或苯环与六元杂环稠合得到的杂环化合物)中的至少一种，例如，(取代或未取代的)吡咯、(取代或未取代的)苯并吡咯、(取代或未取代的)咪唑、(取代或未取代的)苯并咪唑、(取代或未取代的)吡唑、(取代或未取代的)吡啶、(取代或未取代的)吡嗪、(取代或未取代的)嘧啶、(取代或未取代的)苯并吡唑、(取代或未取代的)苯并吡嗪、(取代或未取代的)苯并嘧啶、(取代或未取代的)喹啉、(取代或未取代的)异喹啉和(取代或未取代的)苯并三氮唑中的至少一种。其中，取代的基团可以为苯基、羟基、氨基、硝基和C1-C3的烷基(如甲基)中的至少一个。更优选地，所述杂环化合物选自苯并吡咯、2-甲基咪唑、2-苯基吡啶、2-羟基吡嗪、2-氨基-5-甲氧基嘧啶、4-甲基喹啉、5-硝基异喹啉、苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑中的至少一种。本专利技术中，所述亲水性胶体为天然多糖类亲水性胶体，例如树胶(能溶于水并形成黏稠的溶液的杂多糖，参见王镜岩等，《生物化学》第三版上册第51页)。优选情况下，所述亲水性胶体选自黄原胶、瓜尔胶和阿拉伯胶中的至少一种。通过配合使用杂环化合物和亲水性胶体，本专利技术的组合物特别适用于循环水处理中的预膜步骤。因此，本专利技术还提供了上述含有杂环化合物和亲水性胶体的组合物作为预膜剂在循环水处理中的应用。本专利技术的组合物作为预膜剂使用时，用量优选为30-135mg/L循环水。本专利技术中，所述组合物还可以含有无磷聚合物以进一步实现循环水的缓蚀阻垢。所述杂环化合物和无磷聚合物的重量比优选为1：0.5-10，更优选为1：1-5.5。优选地，所述无磷聚合物的极限黏数为0.03-0.1dl/g。更优选地，所述无磷聚合物为无磷均聚物(如C3-C10(C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)不饱和羧酸的无磷均聚物)，进一步优选选自聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和水解聚马来酸酐中的至少一种。在本专利技术的优选实施方式中，所述无磷聚合物与所述杂环化合物和所述亲水性胶体分开保存，从而特别方便用于循环水处理的不同阶段。其中，所述杂环化合物与所述亲水性胶体可以分开保存，也可以混合保存。通过进一步配合使用无磷聚合物，本专利技术的组合物特别适用于循环水的缓蚀阻垢。因此，本专利技术还提供了上述含有杂环化合物、亲水性胶体和无磷聚合物的组合物作为缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。本专利技术的组合物作为缓蚀阻垢剂使用时，用量优选为10-55mg/L循环水。根据本专利技术的优选实施方式，所述组合物由上述成分组成。本专利技术的组合物可广泛用于以低、中、高硬度、碱度的水质为补水的循环水处理中，也即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环水处理用组合物，其特征在于，该组合物含有杂环化合物和亲水性胶体，所述杂环化合物和亲水性胶体的重量比为1：2.5‑40，优选为1：4‑25，所述杂环化合物中的杂原子为氮。

【技术特征摘要】
1.一种循环水处理用组合物，其特征在于，该组合物含有杂环化合物和亲水性胶体，所述杂环化合物和亲水性胶体的重量比为1：2.5-40，优选为1：4-25，所述杂环化合物中的杂原子为氮。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述杂环化合物选自取代或未取代的五元杂环化合物、取代或未取代的六元杂环化合物和取代或未取代的苯稠杂环化合物中的至少一种，优选地，所述杂环化合物选自苯并吡咯、2-甲基咪唑、2-苯基吡啶、2-羟基吡嗪、2-氨基-5-甲氧基嘧啶、4-甲基喹啉、5-硝基异喹啉、苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑中的至少一种。3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述亲水性胶体选自黄原胶、瓜尔胶和阿拉伯胶中的至少一种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物还含有无磷聚合物，所述杂环化合物和无磷聚合物的重量比为1：0.5-10，优选为1：1-5.5。5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述无磷聚合物的极限黏数为0.03-0.1dl/g。6.根据权利要求4或5所述的组合物，其中，所述无磷聚合物为C3-C10不饱和羧酸的无磷均聚物，优选地，所述无磷聚合物选自聚天冬氨酸、聚环...

【专利技术属性】
技术研发人员：郦和生，吴颖，张春原，秦会敏，
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：北京;11