反渗透阻垢剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种反渗透阻垢剂，该阻垢剂含有聚丙烯酸和聚衣康酸盐；可选的，含有羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物和聚马来酸盐，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸30‑80％、聚衣康酸盐10‑50％、羧酸/磺酸共聚物0‑25％、羧酸/衣康酸盐共聚物0‑20％、聚马来酸盐0‑20％。本发明专利技术的反渗透阻垢剂制作方法简单，具有不含磷、阻垢效果好的优点，具有良好的经济前景和社会效益。

Reverse osmosis scale inhibitor and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
反渗透阻垢剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种反渗透阻垢剂及其制备方法和应用，特别涉及一种用于海水淡化领域的环境友好型反渗透阻垢剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我国沿海地区经济发达，但淡水资源严重短缺，制约了该地区的发展。海水淡化是解决我国沿海地区淡水资源短缺的重要途径，对我国沿海地区的可持续发展起到了重要作用。反渗透海水淡化技术因具有投资少、操作方便、建设周期短、占地面积小等优点而得到较为广泛的应用。目前我国海水淡化工艺的主流是采用反渗透技术，反渗透海水淡化装置在运行过程中，膜结垢使反渗透装置系统压力升高、产水量大幅下降，结垢严重时还会造成膜表面损伤，直接影响系统的安全稳定运行，并带来巨大的经济损失。为确保反渗透海水淡化系统能够长期、有效、稳定运行，需要在反渗透进水中投加阻垢剂。投加阻垢剂是解决膜系统结垢问题最经济有效的手段，可提高设备运行效率，减少除垢次数，降低运行成本。海水淡化系统中常用的阻垢剂主要是聚磷酸盐类、有机磷酸盐类、有机磷酸酯和聚丙烯酸等。聚磷酸盐类、有机磷酸盐类、有机磷酸酯类阻垢剂的共同特点是含磷量高，使用后直接排放，会导致水体的富营养化，造成二次污染。国内海水淡化阻垢剂市场主要被德国BASF、以色列IDE、英国BWA、PWT等国外公司所控制，因为缺少强有力的国内产品竞争，使国内企业受制于国外企业，产品价格一直居高不下，增加了淡化水的成本。国内已就海水淡化阻垢剂进行了多方面的研究，并取得一些突破性进展，但研究工作多处于实验室研发阶段，海水淡化药剂市场仍被国外公司所垄断，无法满足海水淡化行业发展的需要。
技术实现思路
为了打破国外发达国家对海水淡化阻垢剂的技术和商业垄断，解决高pH海水环境下阻垢剂性能不佳和含磷阻垢剂使用带来的水体富营养化，本专利技术提供了一种适用于高pH海水的无磷、环境友好型反渗透阻垢剂，该阻垢剂可有效防止CaCO3、CaSO4、CaSiO3等无机垢在膜表面的沉积，可解决使用含磷阻垢剂带来的水体富营养化，避免造成二次污染。经动态模拟试验和工程应用实践，证明该反渗透海水淡化阻垢剂可在高pH海水淡化系统使用，与常用的絮凝剂不发生反应，对反渗透膜没有任何损伤。具体而言，本专利技术提供了如下技术方案：一种反渗透阻垢剂，该阻垢剂含有聚丙烯酸和聚衣康酸盐；可选的，含有羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物和聚马来酸盐，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸30-80％、聚衣康酸盐10-50％、羧酸/磺酸共聚物0-25％、羧酸/衣康酸盐共聚物0-20％、聚马来酸盐0-20％。优选的是，上述阻垢剂中，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸40-70％、优选50-70％、更优选50-65％；聚衣康酸盐10-40％、优选15-35％；羧酸/磺酸共聚物0-10％、优选5-10％；羧酸/衣康酸盐共聚物5-15％、优选5-10％；聚马来酸盐0-10％、优选5-10％。优选的是，上述阻垢剂中，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸55-65％、聚衣康酸盐15-25％、羧酸/磺酸共聚物5-10％、羧酸/衣康酸盐共聚物5-10％、聚马来酸盐5-10％。优选的是，上述阻垢剂中，聚衣康酸盐为钠盐、钾盐和铵盐中的一种或两种以上，优选钠盐。优选的是，上述阻垢剂中，羧酸/磺酸共聚物为羧酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物，优选为丙烯酸/马来酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物和甲基丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物中的一种或两种以上，更优选丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。优选的是，上述阻垢剂中，羧酸/衣康酸盐共聚物中的羧酸单元为甲基丙烯酸和/或丙烯酸，优选为丙烯酸；羧酸/衣康酸盐共聚物中的衣康酸盐单元为钠盐、钾盐和铵盐中的一种或两种以上，优选为钠盐。优选的是，上述阻垢剂中，聚马来酸盐为钠盐和/或钾盐，优选为钠盐。优选的是，上述阻垢剂中，所述聚衣康酸盐为聚衣康酸钠，所述羧酸/磺酸共聚物为丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物，所述羧酸/衣康酸盐共聚物为丙烯酸/衣康酸钠共聚物，所述聚马来酸盐为聚马来酸钠。优选的是，上述阻垢剂中，聚丙烯酸的数均分子量为1000-10000，优选为3000-8000，更优选为4500-6500；聚衣康酸钠的数均分子量为1000-8000，优选为2000-5000，更优选为3000-4500；丙烯酸/2-丙烯酸酰胺基-2甲基丙磺酸共聚物的数均分子量为2000-8000，优选为2500-5500，更优选为3000-5000；丙烯酸/衣康酸钠共聚物的数均分子量为1000-8000，优选为2000-6000，更优选为3200-5300；聚马来酸钠的数均分子量为600-1400，优选为800-1200，更优选为900-1100。上述反渗透阻垢剂的制作方法，其包括以下步骤：将聚丙烯酸、聚衣康酸盐与按需要添加的羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物、聚马来酸盐混合，得到所述阻垢剂。一种采用上述阻垢剂或上述制备方法制备得到的阻垢剂进行阻垢处理的方法，将该阻垢剂应用于静态阻碳酸钙垢系统中，每升海水中阻垢剂的投加量为1.0mg-3.0mg，优选为3.0mg。一种采用上述阻垢剂或上述制备方法制备得到的阻垢剂进行阻垢处理的方法，将该阻垢剂应用于动态阻垢系统中，每升海水中阻垢剂的投加量为1.0mg-3.0mg，优选为1.5mg。一种采用上述阻垢剂或上述制备方法制备得到的阻垢剂进行阻垢处理的方法，将该阻垢剂应用于海水淡化系统时，每升海水中阻垢剂投加量为1.0mg-5.0mg，优选为1.0mg-3.0mg。上述阻垢剂或上述制备方法制备得到的阻垢剂在海水淡化、苦咸水淡化或地下水水处理领域的应用。本专利技术所取得的有益效果：(1)本专利技术的反渗透阻垢剂中不含有害物质，环境友好；(2)本专利技术的反渗透阻垢剂和同类产品相比，具有不含磷、阻垢效果好的优点；(3)本专利技术的反渗透阻垢剂制备方法简单，有利于推广应用；(4)本专利技术的反渗透阻垢剂为反渗透海水淡化系统的一级、二级反渗透的低成本稳定运行和无污染排放创造了有力的条件，具有良好的经济前景和社会效益。附图说明图1实施例24中反渗透海水淡化动态试验装置的工艺流程图。图2实施例26中工程试验期间回收率和脱盐率变化情况。图3实施例26中工程试验期间反渗透产水流量和压差变化情况。具体实施方式本专利技术的反渗透阻垢剂是聚丙烯酸和聚衣康酸盐为主剂，并可选择与羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物、聚马来酸盐中一种或几种复配，形成适用于高pH海水，能有效抑制CaCO3、CaSO4、CaSiO3等垢的形成和沉积的无磷、环境友好型反渗透阻垢剂。本专利技术的反渗透阻垢剂中所用的各阻垢剂成分均可采用市售工业产品，按比例将各组分原料加入反应釜中，充分搅拌均匀，即可得到所需反渗透阻垢剂产品，改变各组分加料次序对阻垢剂的使用效果无负面影响。在常温下本产品为浅黄色或黄色液体。其中，在配制本专利技术的反渗透阻垢剂时，对于所用的聚丙烯酸、聚衣康酸盐、羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物和聚马来酸盐的具体类型没有限制，只要是本领域常用的物质都可以用来配制本专利技术的反渗透阻垢剂，例如，聚丙烯酸的数均分子量可以在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反渗透阻垢剂，其特征在于，该阻垢剂含有聚丙烯酸和聚衣康酸盐；可选的，含有羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物和聚马来酸盐，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸30‑80％、聚衣康酸盐10‑50％、羧酸/磺酸共聚物0‑25％、羧酸/衣康酸盐共聚物0‑20％、聚马来酸盐0‑20％。

【技术特征摘要】
1.一种反渗透阻垢剂，其特征在于，该阻垢剂含有聚丙烯酸和聚衣康酸盐；可选的，含有羧酸/磺酸共聚物、羧酸/衣康酸盐共聚物和聚马来酸盐，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸30-80％、聚衣康酸盐10-50％、羧酸/磺酸共聚物0-25％、羧酸/衣康酸盐共聚物0-20％、聚马来酸盐0-20％。2.根据权利要求1所述的阻垢剂，其中，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸40-70％、优选50-70％、更优选50-65％；聚衣康酸盐10-40％、优选15-35％；羧酸/磺酸共聚物0-10％、优选5-10％；羧酸/衣康酸盐共聚物5-15％、优选5-10％；聚马来酸盐0-10％、优选5-10％。3.根据权利要求1所述的阻垢剂，其中，各组分在全体组分中所占质量百分比分别为，聚丙烯酸55-65％、聚衣康酸盐15-25％、羧酸/磺酸共聚物5-10％、羧酸/衣康酸盐共聚物5-10％、聚马来酸盐5-10％。4.根据权利要求1-3任一项所述的阻垢剂，其中，聚衣康酸盐为钠盐、钾盐和铵盐中的一种或两种以上，优选钠盐。5.根据权利要求1-4任一项所述的阻垢剂，其中，羧酸/磺酸共聚物为羧酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物，优选为丙烯酸/马来酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物和甲基丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物中的一种或两种以上，更优选丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。6.根据权利要求1-5任一项所述的阻垢剂，其中，羧酸/衣康酸盐共聚物中的羧酸单元为甲基丙烯酸和/或丙烯酸，优选为丙烯酸；羧酸/衣康酸盐共聚物中的衣康酸盐单元为钠盐、钾盐和铵盐中的一种或两种以上，优选为钠盐。7.根据权利要求1-6任一项所述的阻垢剂，其中，聚马来酸盐为钠盐和/或钾盐，优选为钠盐。8.根据权利要求1所述的阻垢剂，其中，所述聚衣康酸盐为聚衣康酸钠，所述羧酸/磺酸共聚物为丙烯酸/2-丙烯酰胺基...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东霞，吴芸芳，成国辰，樊利华，尹建华，陈冲，薛伟，
申请(专利权)人：天津市中海水处理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12