反滲透阻垢劑濃縮液立項報告

反滲透阻垢劑濃縮液立項報告阻垢劑濃縮液現(xiàn)狀國內(nèi)市場上現(xiàn)售的阻垢劑濃縮液基本全是上述國外品牌，僅有極少幾家國內(nèi)公司推出了國產(chǎn)阻垢劑濃縮液，濃縮8倍到11倍不等。國外阻垢劑濃縮液的4個品牌分別是PWT、清力、美國威爾和美國陽光。PWT是美國PWT公司采用專利性的Dendrimer樹枝狀聚合物技術(shù)研發(fā)的無磷阻垢劑，其2個型號的阻垢劑均是11倍濃縮。清力進(jìn)入中國市場較早，阻垢劑有標(biāo)準(zhǔn)液和濃縮液，濃縮液有2個型號，一個為酸性，一個為堿性。酸性為無色，8倍濃縮；堿性為棕色，4倍濃縮。美國威爾僅一個型號PTR-0100為8倍濃縮。美國陽光僅有一個型號PH-200為11倍濃縮。立項意義在國外品牌的阻垢劑濃縮液占據(jù)中國市場的前提下，及時開發(fā)出我公司的反滲透阻垢劑濃縮液，不僅能豐富我公司的反滲透產(chǎn)品線，也能領(lǐng)先于其他國內(nèi)水處理公司率先進(jìn)入阻垢劑濃縮液領(lǐng)域，增強(qiáng)我公司市場競爭力。文獻(xiàn)及資料通過專利檢索，無國內(nèi)外相關(guān)專利。學(xué)術(shù)資料未有提及反滲透阻垢劑濃縮液的文章，僅有國外阻垢劑的相關(guān)介紹資料。表1國外阻垢劑濃縮液指標(biāo)品牌型號倍數(shù)外觀密度pH重量PWTTitanASD20011琥珀色1.20±0.051.5～2.522.7SpectraGuard/SC15011無色透明1.40±0.053.0～5.027.3清力PTP-01008無色透明1.45±0.05<2.027.55PTP-20004淺棕色1.25±0.0510.5±0.523.75美國威爾PTR-01008無色或琥珀色1.45±0.052.0±0.527.55美國陽光PH-20011無色到淡黃色1.25±0.052.5±0.525PWT是無磷的，最近兩年才嶄露頭角，其2個型號均是11倍濃縮，都偏酸性，SC150的pH值略高于ASD200，但是兩者的外觀和密度差別較大。清力進(jìn)入中國市場較早，其2個型號一個為酸性，一個為堿性。酸性為無色，8倍濃縮，密度為1.45g/cm3；堿性為棕色，4倍濃縮，密度為1.25g/cm3。美國威爾和美國陽光知名度和市場份額比PWT和清力低很多。探索實驗4.1前期探索實驗利用現(xiàn)有生產(chǎn)KY-311和KY-912的原料，配制了500ml的預(yù)濃縮液，在80℃水浴保溫2小時，然后自然冷卻，制得濃縮液。4.2經(jīng)驗與總結(jié)4.2.1現(xiàn)有原料水含量偏高，增加了濃縮時間。4.2.280℃水浴溫度偏高，導(dǎo)致部分原料揮發(fā)或者發(fā)生化學(xué)變化，增加了產(chǎn)品的不穩(wěn)定性。4.2.3沒有明確的指標(biāo)控制實驗進(jìn)度，僅根據(jù)濃縮后的密度判定是否達(dá)到了濃縮目的，這是不可取的。實施方案5.1預(yù)濃縮液配方及原料5.1.1配方參考國外藥劑，擬在KY-311和KY-912的基礎(chǔ)上做2個8倍的濃縮液配方，一個淺色的（暫命名KY-311N），一個棕色的（暫命名KY-912N）。KY-311N：PBTC53.5%+PS7.5%+T-22539%KY-912N：PBTC53.5%+PS7%+T-22520%+TDA13.5%+片堿6%5.1.2原料應(yīng)選取固含量高，含水分少原料的原料，能提高效率，縮短反應(yīng)時間。5.2工藝在較低的溫度條件下，用抽真空的方法進(jìn)行濃縮。真空度不低于-0.09mPa。依據(jù)原料的揮發(fā)性和化學(xué)穩(wěn)定性，設(shè)定溫度不超過45℃。將體積和反應(yīng)時間作為實驗控制點(diǎn)。5.3濃縮實驗步驟5.3.1取2個1L的燒杯，按照配方配制KY-311N預(yù)濃縮樣。5.3.2測定預(yù)濃縮樣的密度和體積，并做好記錄。5.3.3將預(yù)濃縮樣置于水浴鍋中，設(shè)置溫度為45℃，同時開啟真空泵。5.3.4當(dāng)水溫升至45℃時，記錄時間。5.3.5根據(jù)預(yù)濃縮液的體積，摸索出反應(yīng)時間與濃縮液密度的對應(yīng)關(guān)系。繪制反應(yīng)時間與密度關(guān)系曲線。5.3.6根據(jù)所要達(dá)到的濃縮液密度，暫定為1.25g/cm3，控制合適的反應(yīng)時間，以制得KY-311N。5.3.7按照上述步驟，制得KY-912N，密度為1.4g/cm3，并測試其配伍性和阻垢性能。5.3.8分別將2個濃縮液稀釋8倍，制得標(biāo)準(zhǔn)液，測試其配伍性和阻垢性能。5.4阻垢實驗5.4.1實驗思路利用單膜試驗裝置，以濃水全部回流至原水箱，產(chǎn)水全部接出的方式進(jìn)行濃縮，使原水箱中離子濃度不斷增加，至RO膜濃水側(cè)結(jié)垢。在濃縮過程中，在不同的時間段取原水、濃水和產(chǎn)水測定堿度、鈣硬和氯離子的濃度。取樣時間點(diǎn)以原水箱中水的電導(dǎo)率作為參考值，比如實驗開始時原水箱中水的電導(dǎo)率為800us/cm，取樣測定指標(biāo)。隨著濃縮的進(jìn)行，當(dāng)電導(dǎo)分別為1600us/cm、2000us/cm、2400us/cm、2800us/cm、3200us/cm、3600us/cm和4000us/cm時，在相應(yīng)的時間點(diǎn)上取樣測定指標(biāo)，計算這7個時間點(diǎn)上濃水側(cè)的阻垢率，繪制曲線圖，從曲線圖上判定出濃水側(cè)“鈣硬+堿度=？”時，有結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生。注意：設(shè)定的這幾個取樣點(diǎn)并不是固定不變的，每次測定完一個點(diǎn)，即計算出改點(diǎn)對應(yīng)的阻垢率和“鈣硬+堿度”值，依據(jù)這2個值判定是否有必要繼續(xù)增加取樣時間點(diǎn)。5.4.2影響因素溫度是影響結(jié)垢的重要因素，實驗應(yīng)控制溫度較小的波動。5.4.3數(shù)據(jù)分析依據(jù)（1）濃縮倍數(shù)濃水全部回流，產(chǎn)水全部接出，濃縮倍數(shù)可以用氯離子或者二氧化硅表示。其中，——濃水中氯離子（或二氧化硅）的濃度；——原水中氯離子（或二氧化硅）的濃度；k——濃縮倍數(shù)。（2）阻垢率：阻垢率按下式計算：其中，——濃水中種離子的濃度；——產(chǎn)品水中某種離子的濃度；——原水中某種離子的濃度；k——濃縮倍數(shù)。5.4.4實驗裝置單膜反滲透實驗裝置如圖1所示，主要組成部分為原水箱，加熱和控溫，機(jī)械過濾，保安過濾器和RO膜。多介質(zhì)過濾多介質(zhì)過濾活性炭過濾保安過濾器反滲透膜濃水全部回流原水箱加熱控溫產(chǎn)水全部接出圖1單膜反滲透實驗裝置示意圖（1）實驗用水實驗用水取用本廠自來水，首先按照3ppm的藥劑濃度配制1m3自來水于噸桶中作為補(bǔ)充水待用。原水箱水量維持100L以維持藥劑濃度在同一水平，當(dāng)水量不足100L時，補(bǔ)充噸桶內(nèi)配制了藥劑的水。原水箱上設(shè)計一支連通玻璃管，玻璃管的液位可以直接而方便地表征原水箱中的水量。（2）測定指標(biāo)原水箱中的水、濃水和產(chǎn)水的鈣硬、堿度和氯離子的含量。（3）實驗人員以董敏華為主，化驗室協(xié)助測定水樣指標(biāo)。（4）實驗時間安排一組實驗，實驗時間需要7~8個小時，實驗結(jié)束后化學(xué)清洗需要3小時左右，共計10~12個小時。（5）注意事項考慮到活性炭會吸附阻垢劑，實驗過程中進(jìn)水繞開活性炭過濾器。5.4.3試驗步驟（1）溫度為室溫10℃左右，加藥量為3ppm。（2）實驗開始前，將石英砂過濾器正洗反洗干凈。（3）向原水箱中加注100L本廠自來水（水溫10℃左右），并投加KY-311N的標(biāo)準(zhǔn)液0.3g，濃水管接入原水箱，產(chǎn)水管接入收集容器，作為化學(xué)清洗用水。取原水測定鈣硬、堿度和氯離子。（4）啟動單膜實驗裝置，濃水全部回流，產(chǎn)水全部接出，原水箱中的水不斷濃縮，當(dāng)水量少于100L時，補(bǔ)加噸桶中的水。（5）隨著實驗的進(jìn)行，當(dāng)原水箱中水的電導(dǎo)分別為1600us/cm、2000us/cm、2400us/cm、2800us/cm、3200us/cm、3600us/cm和4000us/cm時，在相應(yīng)的時間點(diǎn)上取原水箱中的水，濃水和產(chǎn)水測定鈣硬、堿度、氯離子和硫酸根離子。（6）根據(jù)水樣測定結(jié)果，計算濃水側(cè)的阻垢率，繪制曲線圖，從曲線圖上找出濃水側(cè)“鈣硬+堿度=？”時，阻垢率<90%，即認(rèn)為達(dá)到了實驗終點(diǎn)。（7）實驗結(jié)束后，對RO膜進(jìn)行化學(xué)清洗，把原水箱清洗干凈，準(zhǔn)備下一組實驗。（8）后續(xù)實驗按照上述步驟依次進(jìn)行。5.5配伍性實驗5.5.1