新型緩蝕阻垢劑的開(kāi)發(fā)

1、工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)雖然可以節(jié)約大量水資源,但在運(yùn)行過(guò)程中由于空氣污染、水溫升高、濃縮倍數(shù)的提高、工藝介質(zhì)泄漏等因素的影響,細(xì)菌和溶解氧含量大大增加,導(dǎo)致循環(huán)冷卻水出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢、腐蝕和菌藻滋生等弊端,使系統(tǒng)的換熱效率大為降低,檢修頻繁,甚至嚴(yán)重威脅生產(chǎn)的正常進(jìn)行。磷系水處理劑容易滋生菌藻、污染環(huán)境;硅系易結(jié)垢;全有機(jī)配方費(fèi)用較高。隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng),“綠色阻垢劑”的概念已被提出并成為21世紀(jì)水處理劑的發(fā)展方向。聚環(huán)氧琥珀酸(PESA 就是近年來(lái)逐步發(fā)展起來(lái)的新一代無(wú)磷、易生物降解的高效綠色阻垢劑,但單一PESA 的緩蝕性能一般,而同時(shí)添加阻垢劑、緩蝕劑又會(huì)造成生產(chǎn)成本的提高。這一嚴(yán)峻的

2、現(xiàn)實(shí)表明迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠同時(shí)滿(mǎn)足阻垢、緩蝕要求的新型復(fù)合水處理劑。1實(shí)驗(yàn)部分1.1PESA 的合成PESA 的合成采用一釜多步串聯(lián)反應(yīng)。首先向裝有恒溫?cái)嚢杵?、溫度?jì)及冷凝裝置的四口燒瓶中的顏料廢水時(shí),聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的共混膜截留率達(dá)到了85.8%,符合一般超濾的要求;(3CN 來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉,作為制膜材料有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1邱運(yùn)仁,張啟修.聚乙烯醇-醋酸纖維素共混超濾膜的制備與性能研究J .現(xiàn)代化工,2001,21(10:28-31.2續(xù)曙光,李娜.再生纖維素超濾膜的研制及其耐污染性研究J .膜科學(xué)與技術(shù),2000,20(4:12-14.3方軍.殼聚糖-醋酸纖維素共混膜的

3、制備及其滲透氣體化性能J .膜科學(xué)與技術(shù),1997,17(5:200-204.4欒壽亭,付崇祿.精制殼聚糖的生產(chǎn)及測(cè)定方法的研究J .皮革化工,2001(3:30-33.5楊冬梅,冷延國(guó),黃明智.甲殼素脫乙酰反應(yīng)的研究J .化學(xué)工業(yè)與工程,2000,17(8:204-207.作者簡(jiǎn)介羅黎敏(1978,2004年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué),碩士。電話(huà):136*,E-mail :elsa-luo 。收稿日期2005-09-27!新型緩蝕阻垢劑的開(kāi)發(fā)陳云嫩1,李建軍2(1.江西理工大學(xué),江西贛州341000;2.江蘇蘇凈集團(tuán)有限公司,江蘇蘇州215000摘要聚環(huán)氧琥珀酸(PESA 是新一代可生物降解的綠色阻

4、垢劑。研制了一種以PESA 為主要成分的緩蝕阻垢劑。通過(guò)旋轉(zhuǎn)掛片法和碳酸鈣沉積法對(duì)水處理劑復(fù)合配方進(jìn)行了篩選,找到緩蝕阻垢劑最佳配方,并驗(yàn)證得知不同濃縮倍數(shù)下該水處理劑的緩蝕阻垢性能都較好。關(guān)鍵詞聚環(huán)氧琥珀酸鈉;緩蝕阻垢;生物降解性中圖分類(lèi)號(hào)TQ085+.412文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1005-829X (200602-0059-03Abstract :Polyepoxysuccinic acid (PESA is a new kind of biodegradable scale inhibitor.A corrosion and scale inhibitor ,which mainly co

5、nsists of PESA ,is manufactured.Compound prescriptions of water treatment agents are screened by rotary coupon corrosion test and calcium carbonate precipitation method ,respectively.The best prescription of corrosion and scale inhibitor has been found ,and test and verify experimental result shows

6、that at different concentration multiple the sifted prescription has excellent performance of corrosion and scale inhibition.Key words :polyepoxysuccinic acid ;corrosion and scale inhibition ;biodegradableManufacture of new scale and corrosion inhibitorChen Yunnen 1,Li Jianjun 2(1.Jiangxi University

7、 of Science and Technology ,Ganzhou 341000,China ;2.Jiangsu Sujing Group Limited Company ,Suzhou 215000,China 第26卷第2期2006年2月工業(yè)水處理Industrial Water Treatment59測(cè)定澄清液中鈣含量,以評(píng)定藥劑的阻垢性能。從表1可以看出,以上各藥劑均表現(xiàn)出較好的阻垢性能,阻垢率都在85%以上,而且4#和6#達(dá)到90%以上,高于其他傳統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定劑。4#和6#具有相近的組成,主要由PESA 與Na 2WO 4復(fù)配,4#具有最佳復(fù)配比,表現(xiàn)最佳阻垢率96.21%。2

8、.2緩蝕性能評(píng)定由于復(fù)合藥劑必須兼顧緩蝕性能,表2為旋轉(zhuǎn)掛片失重法緩蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表2可以看出,以上各藥劑均表現(xiàn)出較高的緩蝕性能,4#和6#的緩蝕率超過(guò)96%。為了考察4#和6#藥劑在不同濃縮倍數(shù)中的緩蝕性能,以不同濃縮倍數(shù)的模擬循環(huán)水為研究對(duì)象, 試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。圖1濃縮倍數(shù)與腐蝕速率的關(guān)系加入適量馬來(lái)酸酐,并依次加入去離子水、NaOH 、Na 2WO 4、H 2O 2等,溫度保持70反應(yīng)2h 。當(dāng)溫度升至95時(shí),加入Ca (OH 2,并恒溫?cái)嚢枰欢〞r(shí)間,直至溶液黏度變大且逐漸變?yōu)榈S色為止。1.2新型水處理劑的配制實(shí)驗(yàn)在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本著陽(yáng)極型緩蝕劑和陰極型緩蝕劑相復(fù)配,鈍化膜

9、型緩蝕劑和吸附膜型緩蝕劑相協(xié)同的原則,選取工業(yè)品的鎢酸鈉(Na 2WO 4、苯甲酸鈉(NaBz 、硫酸鋅(ZnSO 4、苯并三唑(BTA 這4種藥劑與PESA 一起進(jìn)行研究,從而篩選出幾組無(wú)磷無(wú)氮、高效低劑量的復(fù)合配方。根據(jù)不同的要求,按一定比例配制成1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#等8種藥劑待用。1.3阻垢性能測(cè)定(1采用靜態(tài)阻垢試驗(yàn)法(GB 166321996進(jìn)行阻垢性能測(cè)定;(2儀器設(shè)備:酸度計(jì)pHS-3C 型,精度±0.02;電熱恒溫水浴鍋HH S21-6型,精度1;標(biāo)準(zhǔn)試片:A3鋼片,規(guī)格50mm ×25mm ×2mm ;(3試驗(yàn)條件:試驗(yàn)

10、溫度(80±1,試驗(yàn)周期72h 。試驗(yàn)前后Ca 2+用EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。阻垢率按下式計(jì)算:阻垢率=X 2-X 1X 0-X 1×100%式中:X 1,X 2未加入水處理劑和加入水處理劑的試驗(yàn)用水Ca 2+質(zhì)量濃度,mg/L ;X 0試驗(yàn)前配制的CaCl 2標(biāo)準(zhǔn)溶液中Ca 2+質(zhì)量濃度,mg/L 。1.4緩蝕性能測(cè)定(1采用旋轉(zhuǎn)掛片失重法(HG/T 21591991進(jìn)行緩蝕性能測(cè)定;(2儀器:ZJ 型浸漬腐蝕試驗(yàn)儀(化工部光明化工研究院生產(chǎn);(3試驗(yàn)用水:江西理工大學(xué)自來(lái)水(總硬度700mg/L ,Ca 2+500mg/L ,分別加入定量的水質(zhì)穩(wěn)定劑;(4試驗(yàn)溫度:45

11、;(5旋轉(zhuǎn)速度:80r /min ;(6試驗(yàn)時(shí)間:72h 。腐蝕率和緩蝕率分別依據(jù)下式計(jì)算:y 1=8760×(m-m 0×10s ××t式中:y 1試片腐蝕率,mm/a ;m 0試片酸洗空白試驗(yàn)的質(zhì)量損失,g ;m 試片的質(zhì)量損失,g ;s 試片表面積,cm 2;試片密度,g/cm 3;t 試驗(yàn)時(shí)間,h ;8760與1年相當(dāng)?shù)男r(shí)數(shù),h /a ;10與1cm 相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù),mm/cm 。W 2=y 0-y 1y 0×100%式中:y 0試片空白試驗(yàn)的腐蝕率,mm/a ;W 2緩蝕率,%。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1阻垢性能評(píng)定表1為靜態(tài)阻垢試驗(yàn)結(jié)果

12、。實(shí)驗(yàn)配制初始CaCO 3質(zhì)量濃度為240mg/L 、HCO 3-質(zhì)量濃度為732mg/L 的水濃縮,濃縮倍數(shù)為2.0倍,分別加入等量藥劑,表1靜態(tài)阻垢性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)號(hào)空白16.2187.2589.7888.3696.2185.5690.0588.2187.93產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工業(yè)水處理2006-02,26(260由圖1可以看出,兩種藥劑在不同濃縮倍數(shù)下的腐蝕速率趨勢(shì)不同。6#藥劑在較低濃縮倍數(shù)(K2下其腐蝕速率較低,而K>2時(shí)腐蝕速率明顯提高。4#藥劑在濃縮倍數(shù)K3時(shí),隨著濃縮倍數(shù)的不斷提高,掛片的腐蝕速率幾乎不變,即處于較低的水平;當(dāng)K=4時(shí),掛片腐蝕速率達(dá)到最大值,但當(dāng)K> 4時(shí)金

13、屬的腐蝕速率又開(kāi)始下降。3結(jié)語(yǔ)(1由馬來(lái)酸酐熱縮聚,堿水解制得的聚環(huán)氧琥珀酸(PESA溶液與其他緩蝕劑復(fù)配成8種水處理藥劑,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,技術(shù)可靠,生產(chǎn)過(guò)程無(wú)三廢排放,工業(yè)生產(chǎn)前景廣闊。(2初始CaCO3質(zhì)量濃度為240mg/L、HCO3-為732mg/L的水濃縮,濃縮倍數(shù)為2.0倍,8種水處理藥劑均表現(xiàn)出較好的阻垢性能和緩蝕性能,其中4#藥劑阻垢率96.21%,緩蝕率97.02%。(34#藥劑在濃縮倍數(shù)K3時(shí),隨著濃縮倍數(shù)的不斷提高,掛片的腐蝕速率幾乎不變,即處于較低的水平;當(dāng)K=4時(shí),掛片腐蝕速率達(dá)到最大值,但當(dāng)K>4時(shí)金屬的腐蝕速率又開(kāi)始下降。(48種水處理藥劑均以無(wú)

14、毒無(wú)刺激的PESA為主要成分,產(chǎn)品中無(wú)磷、易生物降解,有利于環(huán)境保護(hù)。參考文獻(xiàn)1李燕.鎢酸鹽復(fù)配水處理緩蝕劑的協(xié)同作用及復(fù)配增效機(jī)理研究D.華東理工大學(xué)博士學(xué)位論文,2001:102-103.2熊蓉春,魏剛,周娣,等.綠色阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉的合成J.工業(yè)水處理,1999,19(3:11-13.3龍荷云.循環(huán)冷卻水處理M.南京:江蘇科學(xué)出版社,1991:88-95.4金熙.工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答及常用數(shù)據(jù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997:502-510.5王超.綠色化學(xué)與阻垢緩蝕劑J.化學(xué)與粘合,2001(4:171-173.試驗(yàn)號(hào)掛片編號(hào)始重/g終重/g失重/g 腐蝕率/(mma-1緩蝕率/%

15、1045104618.492217.940218.490817.93910.00140.001110481049105018.345518.818917.768918.676818.342718.815917.765518.67350.00280.00300.00340.00336#7# 8#0.02420.029092.7991.32表2旋轉(zhuǎn)掛片法實(shí)驗(yàn)結(jié)果作者簡(jiǎn)介陳云嫩(1970,2003年畢業(yè)于江西理工大學(xué),碩士,現(xiàn)為在職博士生,副教授。電話(huà):0797-*。收稿日期2005-10-15(修改稿""""""""&

16、quot;"""""""""""""""""""""""""""""""""""""揚(yáng)子石化國(guó)家“863”計(jì)劃:處理石化廢水PTA廢水中由于含有苯環(huán)類(lèi)大分子物質(zhì),普通微生物難以降解,傳統(tǒng)技術(shù)處理成本居高不下,成為困擾國(guó)內(nèi)外石化企業(yè)

17、的一大難題。揚(yáng)子石化公司經(jīng)多年的研究與實(shí)踐,采用了厭氧工藝等國(guó)家專(zhuān)利技術(shù),在PTA廢水處理方面處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。為了進(jìn)一步提高PTA廢水處理水平,創(chuàng)造更好的社會(huì)環(huán)境效益和更大的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。揚(yáng)子石化公司與南京大學(xué)、香港大學(xué)、國(guó)家環(huán)?？偩帜暇┉h(huán)境科學(xué)研究所聯(lián)合承擔(dān)了國(guó)家“863”計(jì)劃跨界融合構(gòu)建基因工程菌處理石化廢水的研究(2001AA214191。課題運(yùn)用了基因工程,融合3個(gè)跨界親株微生物,構(gòu)建出了特殊菌株。經(jīng)過(guò)合作四方為期4a的刻苦攻關(guān),該項(xiàng)目逐步建立了基因表達(dá)、營(yíng)養(yǎng)條件、工藝操作三項(xiàng)優(yōu)化調(diào)控技術(shù),對(duì)二甲苯、苯甲酸、鄰苯二甲酸、4-羧基苯甲醛和對(duì)苯二甲酸5種有機(jī)污染物的降解率分別達(dá)到86%、94%、99%、97%和94%;總有機(jī)碳去除率達(dá)到94%。