一种无磷缓溶玻璃水处理剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种无磷缓溶玻璃水处理剂，该水处理剂由玻璃基质和添加剂制成：玻璃基质的组分及其重量百分比为：氧化钠9-18%，氧化硅23-38%，氧化硼46-55%，氧化钾0.6-1.2%，氧化铝1.0-2.0%；添加剂包括硫酸锌ZnSO4、钨酸钠Na2WO4和硝酸银AgNO3，以基质玻璃的总用量计，硫酸锌ZnSO410-12.5%，钨酸钠Na2WO4?6.5-9.5%，硝酸银AgNO3?0.16-0.18%；该水处理剂的制备包括如下步骤：将上述玻璃基质和添加剂经充分搅拌，混合均匀，于1400-1500℃下熔炼2-3小时，再经骤冷固化碎裂、干燥和筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。本发明水处理剂具有优良的清除陈垢、缓蚀阻垢、杀生清洁的作用。
【专利说明】一种无磷缓溶玻璃水处理剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水处理剂，具体涉及一种无磷水处理剂。
【背景技术】
[0002]在大楼中央空调制冷机冷却塔和工厂的冷却水系统，为解决水路管道金属腐蚀、管壁水垢沉积、菌泥粘附等问题，使用多种含磷有机化学品进行缓蚀阻垢、杀菌灭藻的处理，由于水质控制的操作繁琐复杂，加药滞后于水质，水中药剂浓度波动偏差大，不仅成本居高不下(药剂费、水系统清洗人工费、运行期大量的水样检测试剂人工费、水质调控、水耗、电耗费用等)效果却不尽人如意，还留下污染环境的次生灾害，显然，这样的水处理技术已进入不可持续发展的死胡同。
[0003]目前，市场上出现一种名叫硅磷晶缓溶玻璃小球，给水处理界带来一丝亮光，它投加一次药，有效期(即溶药期)可达3-4个月，阻垢效果显著。但由于主药是磷，于环保不利，还是出路有限。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种不含磷、具有高效防腐和清洁功能的水处理剂。该水处理剂在水中能长期缓慢溶解稳定释放水处理功能因子，对水系统金属管壁的腐蚀尤其对点空隙的腐蚀具有很好的抑制作用，且对水路管道内壁已生成的污垢(锈垢、水垢、粘泥统称)具有良好的清除能力，并能有效阻止新的污垢生成使管道内壁长期保持清洁。
[0005]根据实施例，本发 明提供的无磷缓溶玻璃水处理剂由玻璃基质和添加剂制成:
[0006]玻璃基质的组分及其重量百分比为:氧化钠Na2O 9-18% ;氧化硅Si022 3_38% ;氧化硼 B2O3 46-55% ;氧化钾 K2O 0.6-1.2% ;氧化铝 Al2O3 1.0-2.0% ；
[0007]添加剂包括硫酸锌ZnSO4、钨酸钠Na2WO4和硝酸银AgNO3,以基质玻璃的总用量计，硫酸锌 ZnSO4 10-12.5% ;钨酸钠 Na2WO4 6.5-9.5% ;硝酸银 AgNO3 0.16-0.18% ；
[0008]该水处理剂的制备包括如下步骤:将玻璃基质和添加剂经充分搅拌，混合均匀，于1400-1500°C下熔炼2-3小时，再经骤冷碎裂、干燥和筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。
[0009]将玻璃基质与添加剂充分混匀，于1400-1500°C下熔炼2.5小时，使物料成为高匀质的熔体。然后经骤冷固化碎裂、干燥、筛分制得无磷缓溶玻璃水处理剂。
[0010]1、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂的使用方法。
[0011]本发明的水处理剂主要用于循环冷却水系统的缓蚀阻垢杀生处理，投药量为循环水量的0.004%，即每ImVh循环量水仅投放40克药剂。该水处理剂的溶解时效可达200天，一般每半年(180天)投放I次，一年2次。由于该药剂具有的独特而卓越的防腐和除垢阻垢功效。使用期间不必进行水质的专业监控管理，不仅使用方便还节约了大量水资源。
[0012]2、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂的作用机理。
[0013](I)本发明水处理剂对水路系统的清洁作用机理[0014]对污垢的清洁作用是由水处理剂在水中溶解释放出来的①带电钠(Na+)与水结合反应生成氢氧化钠(NaOH)，该氢氧化钠能溶解污垢成份中起骨架作用的硅(Si);(见下列反应式a)②银离子(Ag+)杀死了污垢成份中起粘附作用的细菌，当污垢失去了骨架的支撑力和细菌粘附力后，污垢中其他成份钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)等结晶体，也一起脱落进入水中，污垢就此得以清除。
[0015]a、2Na0H+Si02 — Na2SiO3 (水溶性)+H2O
[0016](2)本发明水处理剂对水中成垢离子的阻垢作用及机理
[0017]溶解于水中的成垢离子主要是由钙(Ca)、镁(Mg)等元素组成，它们一般是与碳酸氢根(HC03)_结合在一起，而由水处理剂溶解释放出来的钠(Na+)与水反应生成的氢氧化钠(NaOH)能够与水中的钙、镁产生反应，生成不溶于水的碳酸钙CaCO3和氢氧化镁Mg (OH) 2凝聚体，沉入池底，水质得到软化。(见下列反应式b、c)使得水路换热器因缺失成垢离子而不能生成新的污垢。
[0018]b、Ca (HCO3) 2+2Na0H — Ca CO3 I (凝聚体)+Na2C03+2H20
[0019]c、Mg (HCO3) 2+4Na0H — Mg(OH)2 I (凝聚体)+2Na2C03+2H20
[0020]3、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂如何有效减缓系统管壁金属材质的腐蚀。
[0021]由于水处理剂高效的阻垢作用，使得系统的运行可以承受更高的水的浓缩倍数，这有可能使系统处于高氯、高盐水质运行，金属有受到(CD离子侵袭形成点腐蚀；再则水处理剂释放出的钠在水中生成氢氧化钠时，金属有可能会受到碱腐蚀。
[0022]为了防止这2种腐蚀现象，在配方中加入了硼、钨和锌。锌能快速形成沉淀膜，有利于处理初期的防腐缓蚀，硼能被金属表面氧化膜吸附，从而强化膜层，增强缓蚀性能。钨能填补孔隙和修补防蚀膜的缺 陷并能与侵蚀性Cl—离子竞争直至最终取代，有利于增强膜的致密性抑制点腐蚀，从而起到了强效的缓蚀作用。
[0023]4、本发明无磷缓溶玻璃水处理剂在水中的杀生作用和机理
[0024]水处理剂在水中产生的强大杀生作用得益于配方中的银(Ag)成份，银在本配方中能随玻璃的缓慢溶解而持续稳定地释放出银离子(Ag+)，Ag+能强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基并与其结合，使蛋白酶失去活性，致细菌死亡，然后Ag+又去攻击其他菌落。周而复始进行杀菌，Ag+的能杀死世界已知的650种细菌，Ag+这种广谱高效持久的杀菌性，使得(菌数7000多个/ml)水中只要含有微量Ag+ (0.01mg/L)浓度时就能杀死全部大肠杆菌，并保持长达90天内不繁衍出新的菌丛。
[0025]因此，配方中只添加少量的银，就能满足> 0.01mg/L的溶解释放量，从而使水质长期保持清澈见底，彻底抑制了管路系统内粘泥的生成。
[0026]相对于现有技术，本发明无磷缓溶玻璃水处理剂是由玻璃基质和添加剂(具有抗金属腐蚀、抗菌活性的金属离子的可溶性盐)组成的长效无机(不含磷)缓蚀阻垢、杀菌清洁水路系统的水处理剂，具有如下优点:(I)所含有效元素成份均以氧化物形式存在于水处理剂中，当进入水体后，均能以离子状态持续稳定溶出，易于反应的进行和功能的发挥。也不会有缺药、少药、断药或无药的现象发生。(2)加投了金属钨酸盐添加剂，强化了金属防腐，特别是抗点腐蚀的功能，大大增强了水处理剂的缓蚀性能。(3)改变玻璃组成，可调控溶解速度。(4)由于不含磷及有机物，水系统的排放水不存在磷(P)及COD指标超标污染水环境问题。(5)该水处理剂也适用于直流水或热水系统，还可用于油性水的抗腐败、酸臭现象的发生。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
[0028]实施例1
[0029]称取玻璃基质原料:氧化钠Na2O 14.0千克、氧化硅SiO2 35.0千克、氧化硼B2O348.0千克、氧化钾K2O 1.2千克、氧化铝Al2O3 1.8千克；
[0030]称取添加剂原料:硫酸锌ZnSO4 12.2千克、钨酸钠Na2WO4 9.4千克、硝酸银AgNO3
0.18千克。
[0031]将上述玻璃基质原料和添加剂原料充分搅拌，混合均匀，于1500°C下熔炼2.5小时，再经骤冷固化碎裂及破碎、干燥、筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。用于随后的试验例 1-2。
[0032]实施例2
[0033]称取玻璃基质原 料:氧化钠Na2O 17.5千克、氧化硅SiO2 30.0千克、氧化硼B2O350.0千克、氧化钾K2O 1.0千克、氧化铝Al2O3 1.5千克；
[0034]称取添加剂原料:硫酸锌ZnSO4 10.0千克、钨酸钠Na2WO4 7.5千克、硝酸银AgNO3
0.16千克。
[0035]将上述玻璃基质原料和添加剂原料充分搅拌，混合均匀，于1400°C下熔炼2小时，再经骤冷固化碎裂及破碎、干燥、筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。用于随后的试验例1-2。
[0036]实施例3
[0037]称取玻璃基质原料:氧化钠Na2O 10.0千克、氧化硅SiO2 38.0千克、氧化硼B2O348.8千克、氧化钾K2O 1.2千克、氧化铝Al2O3 2.0千克；
[0038]称取添加剂原料:硫酸锌ZnSO4 11.0千克、钨酸钠Na2WO4 8.0千克、硝酸银AgNO30.17千克。
[0039]将上述玻璃基质原料和添加剂原料充分搅拌，混合均匀，于1500°C下熔炼2.5小时，再经骤冷固化碎裂及破碎、干燥、筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。用于随后的试验例 1-2。
[0040]试验例I
[0041]二套正运行着的150m3/h循环水量的排管冷却水塔系统，塔底下(地面)水池保有水量6m3。塔填料下方横排着2层(8根/层)DN40的湿冷器换热排管，运行时，池外循环泵通过管道不断将池内水抽送入上方的冷却塔内进行冷却降温，当流经塔内斜管填料层经气液热交换后成为低温冷却水后，再烧淋到热的排管上，进行热交换后又成为高温冷却水，落入下方的水池。由于没有实施缓蚀阻垢的水处理，2年运行下来，排管上沉积的水垢已将排管包裹的严严实实。
[0042]取其中一套投放本发明实施例1或2或3制得的水处理剂，另一套作对照，除垢试验结果见下表:
[0043]
【权利要求】
1.一种无磷缓溶玻璃水处理剂，其特征是，该水处理剂由玻璃基质和添加剂制成:玻璃基质的组分及其重量百分比为:氧化钠9-18%，氧化硅23-38%，氧化硼46-55%，氧化钾0.6-1.2%，氧化铝1.0-2.0% ;添加剂包括硫酸锌ZnSO4、钨酸钠Na2WO4和硝酸银AgNO3,以基质玻璃的总用量计，硫酸锌ZnS0410-12.5%，钨酸钠Na2WO4 6.5-9.5%，硝酸银AgNO30.16-0.18% ;该水处理剂的制备包括如下步骤:将上述玻璃基质和添加剂经充分搅拌，混合均匀，于1400-1500°C下熔炼2-3小时，再经骤冷固化碎裂、干燥和筛分即制得无磷缓溶玻璃水处理剂。
2.根据权利要求1所述的无磷缓溶玻璃水处理剂，其特征是，玻璃基质的重量百分比为氧化钠Na2O 14%，氧化硅SiO2 35%,氧化硼B2O3 48%,氧化钾K2O 1.2%,氧化招Al2O3 1.8%;添加剂中以基质玻璃的总用量计，硫酸锌ZnSO4 12.2%，钨酸钠Na2WO4 9.4%，硝酸银AgNO30.18%。
【文档编号】C02F5/08GK103466812SQ201210532256
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年12月10日 优先权日:2012年12月10日
【发明者】蒋剑秋 申请人:蒋剑秋