[发明专利]一种无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理过程中的反渗透膜阻垢剂及其制备方法，特别涉及一种无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法。

背景技术

反渗透法因具有占地面积小、运行费用低、不存在二次污染、出水稳定、自动化程度高等优点，在水处理技术领域已逐步替代了离子交换法，成为纯水制备的主要技术，并在纯净水处理、医药行业用水、海水淡化、冷却塔补给水、锅炉补给水等行业得到大量的应用。在反渗透系统运行过程中，反渗透膜结垢严重影响着反渗透装置的运行效率，如：使系统运行能耗增加，反渗透膜寿命减短，出水水质变坏等。随着我国城市化不断扩大，工业程度不断深化，工业用水量大大增加，而采用地下水做工业水有一定的限制，故现代火力发电厂锅炉用水大部分将考虑使用处理过的地表水。地表水是一种直接受季节影响的水源，有发生微生物和胶体两方面高度污染的可能性，同时存在无机物和有机物结垢污染，需要的预处理比较复杂，包括消毒、絮凝、助凝、澄清、多介质过滤等。对于生物污染，可以采用合适的杀菌剂、杀菌灯或其他系统解决，而对于无机垢和胶体结垢，则采用投加高效阻垢剂的方法解决。阻垢剂作为用于反渗透水处理系统、阻止污垢在反渗透膜上沉积的一类药剂，市场需求量不断增加，但现在各厂家使用的大部分是国外进口阻垢剂如PTP-0100，MDC220，这些阻垢剂的价格昂贵，大部分含磷量非常高。

近年来，根据单体阻垢剂间的协同效应，对复配阻垢剂的研究越来越多。谢凤龙，海雅玲(国产化反渗透阻垢剂的筛选和分析【J】)选取了国内常用的氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、亚乙基二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)、羟基亚乙基二磷酸(HEDP)、二亚乙基三胺五亚甲基磷酸(DETMP)、2-羟基膦酰基乙酸(PBTC)和聚马来酸(HPMA)6种有机膦酸盐类聚羧酸盐类的阻垢剂单体进行了试验，采用静态EDTA滴定法详细考查了阻垢剂单体的阻垢效果，并根据单体阻垢剂间的协同效应，复配了3个系列的复合配方。王新事，薛爱芹(阻垢剂HZ-1的研制和应用【J】)等研制出一种以有机磷酸为主剂，复配以多种表面活性剂的阻垢剂HZ-1，它既能鳌合钡离子，又能鳌合钙镁离子，既可以阻止碳酸盐垢，又可以阻止硫酸盐垢，是综合性能较好的阻垢剂。但这类膜阻垢剂含磷量高。高磷阻垢剂的使用，不仅会加大处理系统产生反渗透膜微生物污染的可能性，而且还会增加反渗透系统所排放污水的磷浓度，加大对环境的污染程度。

中国发明专利申请公开说明书CN200910020160.1公开了一种无磷反渗透膜阻垢剂，其组分为Al-one(一种由丙烯酸、马来酸、磺酸盐等组成的四元共聚物)、磺酸盐共聚物、pH值调节剂及去离子水组成，能较有效的控制CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢，且不含磷。但不能适应地表水处理中高浓度的无机垢及胶体结垢，阻垢效果仍需增强，同时需要加入pH值调节剂才能保证pH的合适范围。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种适用于地表水预处理中的无磷反渗透膜阻垢剂，可高效防止无机垢和胶体结垢在反渗透膜上的沉积；在使用过程中无需另pH值调节剂就能保证pH值在合适范围内；与常用絮凝剂兼容性好、与酸相比对膜不产生任何损害。

本发明提供的一种无磷反渗透膜阻垢剂，按重量百分比，含有以下组分：

羧酸类聚合物                5％-20％，

磺酸类共聚物                6％-36％，

聚氨基酸                    5％-15％，

双十八烷基二甲基溴化铵      0.1％-20％，

去离子水                    余量。

本发明通过将具有阻垢和分散作用的羧酸类聚合物、磺酸类共聚物以及既能生物降解，又具有鳌合和分散作用的聚氨基酸组合使用，成功的实现了一种适用于地表水预处理中的无磷反渗透膜阻垢剂，可高效防止无机垢和胶体垢(有机/无机混合物、油脂垢等)在反渗透膜上的沉积，无需调节pH而在使用过程中能保证pH值在2～7范围内，且无毒、与常用絮凝剂兼容性好、与酸相比对膜不产生任何损害。

进一步，按重量百分比，所述阻垢剂由以下组分组成：

羧酸类聚合物                10％-20％，

磺酸类共聚物                12％-24％，

聚氨基酸                    5％-15％，