一种循环冷却水生物粘泥剥离剂及剥离循环冷却水系统中粘泥的方法
【专利摘要】本发明公开了一种循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述生物粘泥剥离剂含有聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、生物表面活性剂和渗透剂。本发明还提供一种利用本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂剥离循环冷却水系统中粘泥的方法，该方法包括将所述循环冷却水生物粘泥剥离剂投入到循环冷却水中。本发明提供的生物粘泥剥离剂可有效剥离循环冷却水系统的设备和管道内壁上沉积的生物粘泥，且由于采用可生物降解、环境友好型的生物表面活性剂替代部分化学合成表面活性剂，在减少化学合成表面活性剂用量的同时能够达到较好的生物粘泥剥离效果，可减少对环境的二次污染。
【专利说明】一种循环冷却水生物粘泥剥离剂及剥离循环冷却水系统中粘泥的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物粘泥剥离剂及剥离循环冷却水系统中粘泥的方法，具体地，涉及一种适合于循环冷却水的可有效剥离循环冷却水系统中的粘泥且环保的生物粘泥剥离剂及将其剥离循环冷却水系统中粘泥的方法。
【背景技术】
[0002]在工业冷却水的处理中，经常遇到腐蚀、结垢、粘泥问题。随着水处理技术的提高，大部分冷却水的缓蚀、阻垢问题得到了较好的解决，但系统的粘泥和菌藻问题较突出，特别在物料泄漏的情况下，粘泥往往剥离不好。微生物粘泥一旦大量形成，不仅会降低换热器和冷却塔的冷却作用、恶化水质，而且还会引起冷却水系统中设备的腐蚀和降低水质稳定剂的缓蚀、阻垢和杀生作用，直接影响并危害生产，带来经济损失。许多工厂冷却水系统中，污泥已成为主要问题之一。
[0003]近年来对污泥的剥离已引起高度重视。目前，虽然粘泥剥离剂品种较多，但其粘泥剥离性能及环保效益仍不能满足当前水处理的要求。国外对粘泥剥离剂方向的研究主要侧重于开发环境友好型、可生物降解型、低成本的水处理剂。
[0004]国内循环水用粘泥剥离剂多为阳离子型表面活性剂，其剥离效果不错，但存在一些缺陷，例如，在使用过程中会对其它水处理剂产生影响，同时，还存在用量大，且容易对环境造成二次污染等问题。随着人类环保意识的增强以及现代生物技术的进步，生物表面活性剂工业的发展受到了极大的推动，发展越来越迅速，并有逐步取代化学合成表面活性剂的趋势。
[0005]生物表面活性剂是微生物在代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的产物，具有独特的两亲分子结构。生物 表面活性剂与化学合成表面活性剂性能相似，其具有和化学合成表面活性剂相同的降低表面界面张力、润湿和穿透性、乳化分散性等的性能。除此之外，生物表面活性剂与化学合成表面活性剂相比，还有许多优势，例如，可生物降解，不会造成再污染；无毒或低毒；可以用工业废物生产，有利于环境污染治理；具有更好的环境相容性等。生物表面活性剂替代化学合成表面活性剂应用于工业循环冷却水粘泥剥离，具有广阔的应用前景。
[0006]CN1853473A提出了一种对于微生物粘泥能够进行有效剥离的杀菌灭藻剂，其含有异噻唑啉酮、氯化十二烷基二甲基苄基铵、聚丙烯酸。该杀菌灭藻剂均为化学合成药剂，且一般以较高的剂量使用。
[0007]CN101849547A公开了一种高效杀菌剂，是含有异噻唑啉酮、三羟甲基硝基甲烷和二溴乙醇三种主要组分的水剂产品，在低剂量时即具有良好的微生物杀灭和粘泥剥离效果，可在工业循环水和膜清洗两个不同领域应用。其缺点在于三羟甲基硝基甲烷在微碱性溶液中会缓慢分解放出甲醛，使用寿命缩短，所以不太适用于微碱性的循环水中。
[0008]现有的粘泥剥离剂为了去除循环冷却水系统中的粘泥，需要使用大量的化学合成表面活性剂，而且还对环境造成严重的污染，随着人类环保意识的增强，亟需开发出一种可有效剥离循环冷却水系统中的粘泥且环保的粘泥剥离剂。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种可有效剥离循环冷却水系统的设备和管道内壁上沉积的生物粘泥的粘泥剥离剂。
[0010]为达到上述目的，本发明提供了一种适合于循环冷却水生物粘泥剥离剂，包括聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、生物表面活性剂和渗透剂。
[0011]此外，本发明还提供一种利用本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂剥离循环冷却水系统中粘泥的方法，该方法包括将所述循环冷却水生物粘泥剥离剂投入到循环冷却水中。
[0012]本发明的生物粘泥剥离剂通过聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和生物表面活性剂的协同作用进行生物粘泥剥离，添加的渗透剂的强效渗透作用能够增强聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和生物表面活性剂的粘泥剥离效果。通过三者的联合作用，使得生物粘泥的剥离更加彻底，从而减少生物粘泥在循环冷却水系统的设备和管道内壁上的沉积。
【具体实施方式】
[0013]根据本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述生物粘泥剥离剂含有聚氧乙烯醚型非离子表面 活性剂、生物表面活性剂和渗透剂。
[0014]根据本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，以所述生物粘泥剥离剂的总重量为基准，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的含量为10-30重量％ ;所述生物表面活性剂的含量为30-60重量％ ;所述渗透剂的含量为20-40重量％。优选地，以所述生物粘泥剥离剂的总重量为基准，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的含量为12-29重量％ ;所述生物表面活性剂的含量为32-58重量％ ;所述渗透剂的含量为22-39重量％。
[0015]本发明对聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、生物表面活性剂和渗透剂的使用形式没有特别要求，可以是溶液形式，也可以是固体粉末形式。根据本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂为化学合成的表面活性剂，优选地，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂为长链脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚；所述长链脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为R1O (CH2CH2O)mH，其中R1为Cltl-C2tl的烷基，m为6-40的整数，优选R1为C12-C18的烷基，m为8-35的整数。脂肪醇聚氧乙烯醚的具体实例可以但不限于为:平平加0_8 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(8)醚)、平平加0-10 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(10)醚)、平平加0_15 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(15)醚)、平平加0-20 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(20)醚)、平平加0-30 (C12-CliJg肪醇聚氧乙烯(30)醚)等；所述烷基酚聚氧乙烯醚的通式为R2C6H4O (CH2CH2O)nH,其中，R2为C6-C14的烷基，η为3_30的整数，优选R2为C8-C12的烷基，η为10-20的整数。所述烷基酚聚氧乙烯醚的具体实例可以但不限于为:0Ρ-3 (辛烷基酚聚氧乙烯(3)醚)、0Ρ-6 (辛烷基酚聚氧乙烯(6)醚)、0Ρ-10 (辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚)、0Ρ-20 (辛烷基酚聚氧乙烯(20)醚)、0Ρ-30 (辛烷基酚聚氧乙烯(30)醚)、ΝΡ-4 (壬烷基酚聚氧乙烯(4)醚)、ΝΡ-6 (壬烷基酚聚氧乙烯(6)醚)、ΝΡ-10 (壬烷基酚聚氧乙烯(10)醚)、ΝΡ-21 (壬烷基酚聚氧乙烯(21)醚)、ΝΡ-30 (壬烷基酚聚氧乙烯(30)醚)。[0016]根据本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂，所述生物表面活性剂包括许多不同的种类。依据它们的化学组成可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物以及全胞表面脂质等五大类。本发明中的生物表面活性剂主要起剥离、分散生物粘泥的作用。由于糖脂生物表面活性剂有良好的渗透性、分散性和抑菌性能，因此，本发明优选使用糖脂生物表面活性剂。所述糖脂生物表面活性剂的具体实例有:鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂、纤维二糖脂，即，可以选自上述生物表面活性剂中的一种或多种。更优选地，所述糖脂生物表面活性剂选自鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤藓糖醇脂中的一种或多种。
[0017]根据本发明的循环冷却水生物粘泥剥离剂，渗透剂能够提高粘泥剥离效果，充分发挥粘泥剥离剂各组分间的协同效应。考虑到与生物表面活性剂的相互作用以及渗透效果，本发明所述渗透剂优选为不含阳离子的渗透剂，优选地，所述渗透剂选自顺丁烯二酸二异辛酯磺酸钠和/或水溶性氮酮。
[0018]本领域的技术人员公知的是，商品名称为鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤藓糖醇脂的表面活性剂各自为有效成分为鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤藓糖醇脂的产品，其中的有效成分的含量由于生产厂家的不同存在高低不同。商品名称为渗透剂T为有效成分为顺丁烯二酸二异辛酯磺酸钠的产品，其中的有效成分的含量由于生产厂家的不同存在高低不同。水溶性氮酮为有效成分为1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮的产品，其中的有效成分的含量由于生产厂家的不同存在高低不同。不论上述商购产品中的有效成分的高低存在何种不同，本发明中的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、生物表面活性剂和渗透剂均以其中的有效成分来计量其在循环冷却水生物粘泥剥离剂的百分含量。
[0019]本发明还提供一种剥离循环冷却水系统中粘泥的方法，该方法包括将本发明提供的循环冷却水生物粘泥剥离剂投入到循环冷却水中。
[0020]根据本发明的方法，所述循环冷却水生物粘泥剥离剂可以直接投入到循环冷却水中，如果商购得到的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、生物表面活性剂和渗透剂商品中的有效成分含量过高而不易将各种成分进行混合的话，可以加入一定量的水使各个组分混合均匀后再投入到循环冷却水中 ，这样，能够使所述生物粘泥剥离剂迅速均匀地分散到所述循环冷却水中。其中，用于溶解各组分的所述水的用量可以根据实际需要进行调整，并不受特别的限制。此外，根据本发明的方法，对于所述水没有特别的限制，可以是本领域中常用的各种形式的水，例如:自来水、纯净水、蒸馏水、去离子水等等，考虑到所述水中所含有的离子对所述生物粘泥剥离剂中的成分可能产生影响，本发明中优选使用去离子水。
[0021]本发明提供的循环冷却水生物粘泥剥离剂可以应用于各种循环冷却水系统中，优选情况下，本发明的生物粘泥剥离剂特别适用于对pH值为7-9 ;优选为pH值为7.5-8.5的弱碱性循环冷却水系统中，用于对循环冷却水系统的设备和管道进行有效的生物粘泥剥离。
[0022]根据本发明的剥离循环冷却水系统中粘泥的方法，本发明对生物粘泥剥离剂的投入量没有特别要求，优选地，以每升的循环冷却水为基准，所述生物粘泥剥离剂的投入量为10-80mg，进一步优选为 20-50mg。
[0023]多糖含量的测定采用蒽酮硫酸法，具体操作步骤如下:吸取ImL待测溶液置于试管中，浸于冰水中冷却，再加入4mL蒽酮试剂(称取蒽酮0.2g，加IOOmL浓度为98.08重量％的浓硫酸溶解即得。当日配制使用)，沸水浴中煮沸lOmin，取出用自来水冷却后在620nm的波长处测定吸光度，然后根据测得的吸光度值由标准曲线计算出待测溶液的多糖含量。
[0024]核酸含量的测定采用定磷法，其原理是根据核酸分子中含有一定比例的有机磷，通过测定核酸中有机磷的量便可求得核酸的量。有机磷含量为总磷含量与正磷含量的差值。其中，总磷含量的测定按照锅炉用水和冷却水分析方法GB/T 6913.2-1986进行，正磷含量的测定按照锅炉用水和冷却水分析方法GB/T 6913.1-1986进行。
[0025]本发明实施例中所使用的各种试剂如下表1所示: [0026]表1
[0027]
【权利要求】
1.一种循环冷却水生物粘泥剥离剂，其特征在于，所述生物粘泥剥离剂含有聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、生物表面活性剂和渗透剂。
2.根据权利要求1所述的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，以所述生物粘泥剥离剂的总重量为基准，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的含量为10-30重量％ ;所述生物表面活性剂的含量为30-60重量％ ;所述渗透剂的含量为20-40重量％。
3.根据权利要求2所述的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，以所述生物粘泥剥离剂的总重量为基准，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的含量为12-29重量％ ;所述生物表面活性剂的含量为32-58重量％ ;所述渗透剂的含量为22-39重量％。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂为长链脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求4所述的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述长链脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为R1O (CH2CH2O)mH,其中，R1为Cltl-C2tl的烷基，m为6_40的整数，优选R1为C12-C18的烷基，m为8-35的整数；所述烷基酚聚氧乙烯醚的通式为R2C6H4O(CH2CH2O)nH,其中，R2为C6-C14的烷基，η为3-30的整数，优选R2为C8-C12的烷基，η为10-20的整数。
6.根据权利要求1-3中的任意一项所述的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述生物表面活性剂为糖脂类生物表面活性剂，优选为鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤藓糖醇脂和纤维二糖脂中的至少一种。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的循环冷却水生物粘泥剥离剂，其中，所述渗透剂选自顺丁烯二酸二异辛酯磺酸钠和/或水溶性氮酮。
8.—种剥离循环冷却水系统中粘泥的方法，该方法包括将权利要求1-7中的任意一项所述的循环冷却水生物粘`泥剥离剂投入到循环冷却水中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，相对于每升的循环冷却水，所述生物粘泥剥离剂的投入量为10-80mg，优选为20-50mg。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述循环冷却水的pH值为7-9。
【文档编号】C11D3/34GK103771593SQ201210404913
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月23日 优先权日:2012年10月23日
【发明者】魏新, 胡艳华, 郦和生, 王洪英 申请人: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