反渗透膜阻垢剂及其制备方法

专利名称：：反渗透膜阻垢剂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及水处理，具体说是一种反渗透膜阻垢剂及其制备方法。
背景技术：
：我们知道，1960年美国加利福尼亚大学教授Loeb和Sourirajan开发出了实用的醋酸纤维素膜，以此为基础，一种新型脱盐技术——反渗透迅速地发展起来。我国从20世纪70年代开始将反渗透用于电站锅炉补给水处理、工业废水处理及饮用水处理等领域，进入90年代后，随着反渗透膜性能的提高和膜制造成本的降低，进一步加快了反渗透的应用。反渗透是最有效的除盐技术之一，但在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安全稳定的运行。这些问题可以通过添加反渗透阻垢剂的方法控制。传统的阻垢分散方式——六偏磷酸钠加酸，存在着多种缺陷药剂易分解、临界饱和指数低(LSK0.50)、分散阻垢效果差等。而且由于反渗透浓縮快、浓差极化现象严重，这种方法也越来越不适用。在反渗透脱盐过程中，一旦发生污堵、结垢，将导致膜通量和产水效率的降低，增加供水压力，减少膜通量，最终引起膜严重损害，降低膜使用寿命。这些污染也将增加膜的清洗次数，造成无计划的停工，增加操作成本。反渗透膜阻垢剂通过延缓和扭曲盐晶体成长来控制沉淀的过程，使晶体在形成过程中发生畸变，从而无法生成致密的结晶。同时，它还具有分散作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒。目前反渗透膜阻垢剂及其制备方法，如国家知识产权局2006年7月26日公开的名称为一种高效多功能反渗透膜阻垢剂及其制备方法，专利申请号为200610007217.O的发明专利，其组分是含醚磷酸、含磷聚合物、高效分散剂、杀菌剂和水；其制备方法是加热到60"C，保温1一3小时，降温到20t，加入杀菌剂搅拌O.5小时。再如国家知识产权局2007年5月30日公开的名称为一种反渗透膜阻垢剂及其制备方法，专利申请号为200610129670.9的发明专利，其组分是有机羧酸、含酰胺类化合物、含磺酸基类化合物、无机化合物和去离子水；其制备方法是加热到50。C一90"C，反应搅拌1.5—3.5小时，保温1一4小时。本发明提供的反渗透膜阻垢剂，与以上两种相比具有更好的控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、Si02等标的性能，可以在LSI〉3.0的情况下仍不结垢；而且具有更好的分散氧化铁的性能。
发明内容本发明为解决上述缺点，提供一种能在较宽的给水PH范围内使用，对钙离子浓度、碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性；能同时且有效地控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、SiCb等垢；与酸相比没有腐蚀性，而且操作安全；可与常用絮凝剂兼容；不易分解，储存期长；属于低磷环保配方的反渗透膜阻垢剂及其制备方法。本发明的技术方案是，反渗透膜用阻垢剂包括有机膦酸、磺酸盐共聚物、pH值调节剂以及去离子水，各组分的重量百分比为有机膦酸25—50%，磺酸盐共聚物20—40%，pH值调节剂5—15%，其余为去离子水。有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DETPMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)中的一种或二种；磺酸盐共聚物为AA/AHPS磺酸盐共聚物、羧酸盐一磺酸盐一非离子三元共聚物中的一种。其制备方法是将去离子水、pH值调节剂、有机磷酸和磺酸盐共聚物按比例依次加入容器内，在室温下搅拌l一l.5小时，即得产品。本发明的有益效果是，由于反渗透膜用阻垢剂包括有机膦酸、磺酸盐共聚物、pH值调节剂以及去离子水，能在较宽的给水pH范围内使用，对钙离子浓度、碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性；能同时且有效地控制CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、Si02等垢；与酸相比没有腐蚀性，而且操作安全；可与常用絮凝剂兼容；不易分解，储存期长；属于低磷环保配方。本发明适用于反渗透系统水处理。实施方式实施例l:按重量百分比选取原料ATMP35%，AA/AHPS磺酸盐共聚物20%，pH值调节剂15%，其余为去离子水。将去离子水、pH值调节剂、ATMP和AA/AHPS磺酸盐共聚物按比例依次加入容器内，在室温下搅拌1一1.5小时，即得产品。实施例2:按重量百分比选取原料DETPMP50%，羧酸盐一磺酸盐一非离子三元共聚物20%，pH值调节剂5%，其余为去离子水。将去离子水、pH值调节剂、DETPMP和羧酸盐一磺酸盐一非离子三元共聚物按比例依次加入容器内，在室温下搅拌1一1.5小时，即得产品。实施例3:按重量百分比选取原料HEDP10%，PBTCA15%,AA/AHPS磺酸盐共聚物25%，pH值调节剂8%，其余为去离子水。将去离子水、pH值调节剂、HEDP、PBTCA和AA/AHPS磺酸盐共聚物按比例依次加入容器内，在室温下搅拌1一1.5小时，即得产品。应用试验及结果l.试验样品来源见表l表l试验样品来源<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2.阻碳酸,丐试验2.l试验用水配水Ca2+240ppm，HC03—732ppm。2.2试验条件水温80士rC，时间10h，药剂用量4ppm。2.3试验方法见GB16632—19962.4试验计算公式:阻垢率=(C-C)/(C「C。)X腿C:试验结束后实测Ca2+的浓度C,:空白样的Ca"的浓度C。原水中的Ca2+的浓度2.5试验结果见表2。3.阻硫酸,丐试验3.l试验用水:配水Ca2+240卯m，S042—400ppm。3.2试验条件水温80士rC，时间10h，药剂用量4卯m。3.3试验方法按GB16632—1996阻碳酸钙方法来做3.4试验计算公式:阻垢率=(C-C。)/(d-C。)X画C:试验结束后实测012+的浓度C1:空白样的Ca"的浓度C。原水中的Ca"的浓度3.5试验结果见表2。4.分散氧化铁性能试验4.l试验用水配水Ca2+60ppm，Fe"0卯m。4.2试验条件:药剂用量4ppm。4.3试验方法配制C,60ppm及FeS'10ppm的水溶液500mL，置于1000mL烧杯中，加入4ppm阻垢剂，边搅拌边用0.5g/L四硼酸钠调节pH值。当pH值达到8.77并稳定后，强烈搅拌15分钟，然后在5(TC水浴中静置5小时，取上层清液，用分光光度计(420nm)测透光率。透光率越小，说明药剂分散性能越好。4.4试验结果见表2。5.与絮凝剂兼容性试验与絮凝剂聚合氯化铝(PAC)进行兼容性试验，试验结果见表2。表2试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从上表可以看出，本发明的实施例l、实施例2、实施例3的产品ME200的实际应用效果，完全达到了本发明对反渗透膜阻垢性和分散性的要求。权利要求1、一种反渗透膜阻垢剂，其特征是包括有机膦酸、磺酸盐共聚物、pH值调节剂以及去离子水，各组分的重量百分比为有机膦酸25-50％，磺酸盐共聚物20-40％，pH值调节剂5-15％，其余为去离子水。2、如权利要求l所述的反渗透膜阻垢剂，其特征是所说的有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、二乙烯三胺五业甲基膦酸(DETPMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)中的一种或二种。3、如权利要求l所述的反渗透膜阻垢剂，其特征是所说的磺酸盐共聚物选自AA/AHPS磺酸盐共聚物、羧酸盐一磺酸盐一非离子三元共聚物中的一种。4、如权利要求l所述的反渗透膜阻垢剂的制备方法，其特征是将去离子水、pH值调节剂、有机磷酸和磺酸盐共聚物按比例依次加入容器内，在室温下搅拌1—1.5小时，即得产品。全文摘要一种反渗透膜阻垢剂及其制备方法，涉及水处理，反渗透膜用阻垢剂各组分按重量百分比为有机膦酸25-50％，磺酸盐共聚物20-40％，pH值调节剂5-15％，其余为去离子水；其制备方法是将去离子水、pH值调节剂、有机磷酸和磺酸盐共聚物按比例依次加入容器内，在室温下搅拌1-1.5小时，即得产品，能在较宽的给水pH范围内使用，对钙离子浓度、碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性，能同时且有效地控制CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢；与酸相比没有腐蚀性，而且操作安全；可与常用絮凝剂兼容；不易分解，储存期长，属于低磷环保配方，适用于反渗透系统水处理。文档编号B01D65/00GK101352655SQ20081013916公开日2009年1月28日申请日期2008年8月14日优先权日2008年8月14日发明者果喻,李洪社,王丕新申请人:李洪社