[发明专利]一种反渗透高硅阻垢剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种反渗透高硅阻垢剂及其制备方法，所述反渗透高硅阻垢剂主要由以下原料制得：以质量份数计，水溶性超支化聚合物20‑40份、马来酸‑丙烯酸共聚物10‑15份、AA‑AMPS‑TBAM共聚物5‑10份和水适量。本发明的反渗透高硅阻垢剂对环境影响小，易降解，微生物不易产生抗药性。

技术领域

本发明涉及阻垢剂制备领域，具体而言，涉及一种反渗透高硅阻垢剂及其制备方法。

背景技术

随着淡水资源的日益匮乏，简单、高效而经济的反渗透水处理被越来越多地应用于海水及苦咸水淡化、超纯水制备、废水处理等领域，成为促进水资源利用良性循环的首选工艺及技术保障。

硅元素在自然界中分布比较广泛，一般很少以单质的形式存在，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。硅在地壳中的含量约为27.6％，是地壳中第二丰富元素。硅在水中的存在形态是复杂多样的，主要有可溶性硅酸(H4SiO₄)，聚硅酸[(SiO₂)m(H₂O)n]，硅胶(直径5nm的聚硅酸)和二氧化硅(直径O.45μm的二氧化硅)。

硅垢的主要成分是硅酸盐垢和胶体硅垢。当溶液中单硅酸的浓度过饱和时，就会发生硅酸的自聚合反应。溶液温度或者矿物质浓度的改变，会促使凝胶脱水生成无定型二氧化硅，最终形成晶体二氧化硅。在pH值较高时，电离的硅酸与单硅酸和多价的阳离子如镁离子和钙离子等发生反应，生成溶解度很低的硅酸盐垢。

在反渗透系统中，浓水中的二氧化硅浓度经常会远远超过它溶解度，给反渗透系统带来很大的结垢和沉积的风险。与常见的碳酸钙等无机垢，或是有机物微生物引起的有机垢相比，硅垢通常很难清洗。硅结垢严重的时候需要氢氟酸类的危险化学品，在严酷条件下清洗才能恢复膜通量。清洗后的反渗透膜脱盐率通常会有大幅度下降。

传统阻垢剂对无机垢是有效的，但对硅垢往往效果不明显。此外，目前国内应用于反渗透系统的阻垢剂中含磷的阻垢剂占据了一半，但由于含磷的阻垢剂容易引起水体的富营养化以及赤潮危害。所以，必须开发一种环保、绿色、高效、低毒、无公害的阻垢剂来有效阻止硅垢的形成。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种反渗透高硅阻垢剂，该反渗透高硅阻垢剂效果好、稳定性好、有一定的抗氯性和抗氧化性，对环境影响小，易降解，微生物不易产生抗药性。

本发明的第二目的在于提供上述反渗透高硅阻垢剂的制备方法，该制备方法操作简单，操作条件温和，无污染，无三废排出，安全环保。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种反渗透高硅阻垢剂，主要由以下原料制得：以质量份数计，水溶性超支化聚合物20-30份、马来酸-丙烯酸共聚物10-15份、AA-AMPS-TBAM共聚物5-10份和水适量。

优选地，作为进一步可实施的方案，以质量份数计，水溶性超支化聚合物25-30份、马来酸-丙烯酸共聚物12-14份、AA-AMPS-TBAM共聚物6-8份和水适量。

优选地，作为进一步可实施的方案，以质量份数计，水溶性超支化聚合物27份、马来酸-丙烯酸共聚物13份、AA-AMPS-TBAM共聚物7份和水适量。

优选地，作为进一步可实施的方案，所述水溶性超支化聚合物为季戊四醇四((N,N-二(2-氨基乙基))-3-氨基丙酸酯)。

其中，水溶性超支化聚合物的制备方法包括如下步骤：

S1：伯氨基保护反应：在惰性气体保护下，将二乙烯三胺及伯氨基保护剂4-甲基-2-戊酮混合，进行脱水反应。在理论量的水生成后，结束反应，冷却至室温，得到二乙烯三胺的伯氨基被保护的产物—仲胺前驱体溶液；