新型緩蝕阻垢劑的開發(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,但在運行過程中由于空氣污染、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,細菌和溶解氧含量大大增加,導致循環(huán)冷卻水出現(xiàn)嚴重的結垢、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,甚至嚴重威脅生產(chǎn)的正常進行。磷系水處理劑容易滋生菌藻、污染環(huán)境;硅系易結垢;全有機配方費用較高。隨著人類環(huán)保意識的日益增強,“綠色阻垢劑”的概念已被提出并成為21世紀水處理劑的發(fā)展方向。聚環(huán)氧琥珀酸(PESA 就是近年來逐步發(fā)展起來的新一代無磷、易生物降解的高效綠色阻垢劑,但單一PESA 的緩蝕性能一般,而同時添加阻垢劑、緩蝕劑又會造成生產(chǎn)成本的提高。這一嚴峻的

2、現(xiàn)實表明迫切需要開發(fā)一種能夠同時滿足阻垢、緩蝕要求的新型復合水處理劑。1實驗部分1.1PESA 的合成PESA 的合成采用一釜多步串聯(lián)反應。首先向裝有恒溫攪拌器、溫度計及冷凝裝置的四口燒瓶中的顏料廢水時,聚合物質(zhì)量分數(shù)為15%的共混膜截留率達到了85.8%,符合一般超濾的要求;(3CN 來源廣泛,價格低廉,作為制膜材料有廣闊的應用前景。參考文獻1邱運仁,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 .膜科學與技術,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 .膜科學與技術,1997,17(5:200-204.4欒壽亭,付崇祿.精制殼聚糖的生產(chǎn)及測定方法的研究J .皮革化工,2001(3:30-33.5楊冬梅,冷延國,黃明智.甲殼素脫乙酰反應的研究J .化學工業(yè)與工程,2000,17(8:204-207.作者簡介羅黎敏(1978,2004年畢業(yè)于北京林業(yè)大學,碩士。電話:136*,E-mail :elsa-luo 。收稿日期2005-09-27!新型緩蝕阻垢劑的開發(fā)陳云嫩1,李建軍2(1.江西理工大學,江西贛州341000;2.江蘇蘇凈集團有限公司,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。通過旋轉掛片法和碳酸鈣沉積法對水處理劑復合配方進行了篩選,找到緩蝕阻垢劑最佳配方,并驗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。關鍵詞聚環(huán)氧琥珀酸鈉;緩蝕阻垢;生物降解性中圖分類號TQ085+.412文獻標識碼A文章編號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測定澄清液中鈣含量,以評定藥劑的阻垢性能。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復配,4#具有最佳復配比,表現(xiàn)最佳阻垢率96.21%。2

8、.2緩蝕性能評定由于復合藥劑必須兼顧緩蝕性能,表2為旋轉掛片失重法緩蝕實驗結果。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)水為研究對象, 試驗結果如圖1所示。圖1濃縮倍數(shù)與腐蝕速率的關系加入適量馬來酸酐,并依次加入去離子水、NaOH 、Na 2WO 4、H 2O 2等,溫度保持70反應2h 。當溫度升至95時,加入Ca (OH 2,并恒溫攪拌一定時間,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驗在查閱大量文獻的基礎上,本著陽極型緩蝕劑和陰極型緩蝕劑相復配,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 一起進行研究,從而篩選出幾組無磷無氮、高效低劑量的復合配方。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阻垢性能測定(1采用靜態(tài)阻垢試驗法(GB 166321996進行阻垢性能測定;(2儀器設備:酸度計pHS-3C 型,精度±0.02;電熱恒溫水浴鍋HH S21-6型,精度1;標準試片:A3鋼片,規(guī)格50mm ×25mm ×2mm ;(3試驗條件:試驗

10、溫度(80±1,試驗周期72h 。試驗前后Ca 2+用EDTA 標準溶液標定。阻垢率按下式計算: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用水Ca 2+質(zhì)量濃度,mg/L ;X 0試驗前配制的CaCl 2標準溶液中Ca 2+質(zhì)量濃度,mg/L 。1.4緩蝕性能測定(1采用旋轉掛片失重法(HG/T 21591991進行緩蝕性能測定;(2儀器:ZJ 型浸漬腐蝕試驗儀(化工部光明化工研究院生產(chǎn);(3試驗用水:江西理工大學自來水(總硬度700mg/L ,Ca 2+500mg/L ,分別加入定量的水質(zhì)穩(wěn)定劑;(4試驗溫度:45

11、;(5旋轉速度:80r /min ;(6試驗時間:72h 。腐蝕率和緩蝕率分別依據(jù)下式計算: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 試驗時間,h ;8760與1年相當?shù)男r數(shù),h /a ;10與1cm 相當?shù)暮撩讛?shù),mm/cm 。W 2=y 0-y 1y 0×100%式中:y 0試片空白試驗的腐蝕率,mm/a ;W 2緩蝕率,%。2實驗結果與討論2.1阻垢性能評定表1為靜態(tài)阻垢試驗結果

12、。實驗配制初始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)阻垢性能實驗結果試驗號空白16.2187.2589.7888.3696.2185.5690.0588.2187.93產(chǎn)品開發(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時腐蝕速率明顯提高。4#藥劑在濃縮倍數(shù)K3時,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K=4時,掛片腐蝕速率達到最大值,但當K> 4時金

13、屬的腐蝕速率又開始下降。3結語(1由馬來酸酐熱縮聚,堿水解制得的聚環(huán)氧琥珀酸(PESA溶液與其他緩蝕劑復配成8種水處理藥劑,生產(chǎn)工藝簡單,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,技術可靠,生產(chǎn)過程無三廢排放,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,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K=4時,掛片腐蝕速率達到最大值,但當K>4時金屬的腐蝕速率又開始下降。(48種水處理藥劑均以無

14、毒無刺激的PESA為主要成分,產(chǎn)品中無磷、易生物降解,有利于環(huán)境保護。參考文獻1李燕.鎢酸鹽復配水處理緩蝕劑的協(xié)同作用及復配增效機理研究D.華東理工大學博士學位論文,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:江蘇科學出版社,1991:88-95.4金熙.工業(yè)水處理技術問答及常用數(shù)據(jù)M.北京:化學工業(yè)出版社,1997:502-510.5王超.綠色化學與阻垢緩蝕劑J.化學與粘合,2001(4:171-173.試驗號掛片編號始重/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旋轉掛片法實驗結果作者簡介陳云嫩(1970,2003年畢業(yè)于江西理工大學,碩士,現(xiàn)為在職博士生,副教授。電話:0797-*。收稿日期2005-10-15(修改稿""""""""&

16、quot;"""""""""""""""""""""""""""""""""""""揚子石化國家“863”計劃:處理石化廢水PTA廢水中由于含有苯環(huán)類大分子物質(zhì),普通微生物難以降解,傳統(tǒng)技術處理成本居高不下,成為困擾國內(nèi)外石化企業(yè)

17、的一大難題。揚子石化公司經(jīng)多年的研究與實踐,采用了厭氧工藝等國家專利技術,在PTA廢水處理方面處于國內(nèi)領先水平。為了進一步提高PTA廢水處理水平,創(chuàng)造更好的社會環(huán)境效益和更大的企業(yè)經(jīng)濟效益。揚子石化公司與南京大學、香港大學、國家環(huán)保總局南京環(huán)境科學研究所聯(lián)合承擔了國家“863”計劃跨界融合構建基因工程菌處理石化廢水的研究(2001AA214191。課題運用了基因工程,融合3個跨界親株微生物,構建出了特殊菌株。經(jīng)過合作四方為期4a的刻苦攻關,該項目逐步建立了基因表達、營養(yǎng)條件、工藝操作三項優(yōu)化調(diào)控技術,對二甲苯、苯甲酸、鄰苯二甲酸、4-羧基苯甲醛和對苯二甲酸5種有機污染物的降解率分別達到86%、94%、99%、97%和94%;總有機碳去除率達到94%。