聚环氧琥珀酸阻垢性能的稳定性

Posted 2023-01-12 浓度

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张冰如李风亭赵艳
低磷、无磷的绿色水处理剂己成为困内外水处理剂研制方面的热点课题及发展的方向。我们实验室研制的聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无磷、无氮、生物可降解的绿色环保型阻垢剂，对聚环氧琥珀酸(PESA)的阻垢性能的研究已经表明
PESA对CaCO3、BaSO4、SrSO4、CaF2垢具有优良的阻垢性能，对CaSO4-2H2O垢具有一定的阻垢效果，并且与PBTCA有很好的协同作用。本文的研究中，我们对PESA的阻垢性能的稳定性进行了综合研究，研究表明PESA对钙离子浓度、碱度、
氧化性杀菌剂二氧化氯及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性。
1实验部分
1.1静态阻垢实验
为了考察PESA的阻垢功能的稳定性，我们将表l所示的各种阻垢剂按1.2
中的实验方法进行静态阻垢实验，以便综合评价这些阻垢剂对钙离子浓度、碱度、pH的稳定性。
用去离子水配制500mL含一定浓度的阻垢剂、Ca2+、HCO3-的溶液，并用NaOH调节pH为一定值，然后置于恒温水浴中，在一定温度下保温一定时间后，冷却，用O，22p.m的微孔过滤器过滤，用EDTA法测定Ca2+离子浓度，同时做空白实验。
2结果与讨论
2.1低中碱度下对Ca2+离子的容忍性
低碱度下静态阻垢的实验条件为：HCO3500mg/L(CaCO3计)、阻垢剂浓度l0mg/L、温度80℃、溶液pH9.0，时间16h，实验结果表明，在钙离子浓度为250mg/L(CaCO3计)时，所有的阻垢剂的阻垢率都为100%。随着钙离子浓度的增加，阻垢剂的阻垢率都下降，但下降程度不同。
在中等碱度下，随着钙离子浓度的增高，PESA对钙离子具有较高的稳定性，
优于PAA、AA/AmPS、HEDP。与PBTCA相比，在低钙离子浓度下，其阻垢率不如PBTCA，但当Cas>1250mg/L(CaCO3计)时，PESA的阻垢率优于PBTCA。
2.2高碱度下Ca2+离子的稳定性
高碱度下静态阻垢的实验条件为：HCO3—750mg/L(CaC03计)、阻垢剂浓度
lOmg/L、温度80℃、溶液pH9.0，时间l6h，实验结果表明，在钙离子浓度为250mg/L(CaCO3计)时，所有的阻垢剂的阻垢率都为100%。随着钙离子浓度的增加，PESA、PBTCA下降比较缓慢，其阻垢率明显优于其它阻垢剂；在低钙离子浓度下，其阻垢率不如PBTCA，但当Ca≥l250mg/L(CaCO3计)时，PESA阻垢率优于PBTCA。PAA在Ca>750mg/L(CaCO3计)时，其阻垢率不如AAMPS。HEDP阻垢率迅
速下降：当Ca2+为2000mg/L(CaCO3计)时，其阻垢率仅为20%。因此从实验结果可以看出，在较高的碱度下，随着钙离子浓度的增高，PESA对钙离了也具有较高的容忍力。
2.3低碱度下阻垢剂浓度对阻垢率的影响
低碱度下阻垢剂浓度对阻垢率影响的静念阻垢的灾验条件为：Cal000mg/L
(CaCO3讣)、HCO3500mg/L(CaCO3讣)、温度80℃、溶液pH9.0，时间16h，结果
表明随着阻垢剂浓度的增加，阻垢剂的阻垢率也增加，但HEDP当阻垢剂浓度≥8m譬/L时，其阻垢率开始下降，并随着阻垢剂浓度的增加而下降：PAA当阻垢剂浓
度>l0mg/L时，其阻垢率丌始下降，并随着阻垢剂浓度的增加而下降。AA/AMPS
在低浓度时其阻垢率不如PAA，但在高浓度的阻垢率下，其阻垢率优于PAA。PESA
在低浓度时，其阻垢率最低，但随着其浓度的增加，阻垢率迅速增加，在12mg/L时其阻垢率甚至超过PBTCA。
2.4高碱度下阻垢剂浓度对阻垢率的影响
高碱度下阻垢荆浓度对阻垢率影响的静态阻垢的实验条件为：Ca21000mg/L(CaCO3计)、HCO3—750mg/L(CaCO3计)、80℃、溶液pH9.0，时间l6h。结果表明随着阻垢剂浓度的增加，阻垢荆的阻垢率也增加，但HEDP当阻垢剂浓度>6mg/L时，其阻垢率开始下降，并随着阻垢剂浓度的增加而下降：PAA当阻垢剂浓度增加时，其阻垢率增加的趋势缓慢，当阻垢剂浓度>10mg/L时，其阻垢率开始下降，并随着阻垢剂浓度的增加而下降。AA/AMPS在低浓度时其阻垢率不如PAA，但在高浓度的阻垢率下，其阻垢率优于PAA。PESA在低浓度时，比如4mg/L时，其阻垢率最低，但随着其浓度的增加，阻垢率迅速增16"2005Na2加，在12mg/L时其阻垢率甚至超过PBTCA。而PBTCA则当其浓度>l0mg/L，阻垢率下降较快。
综上所述，不论是在低碱度，还是高碱皮下，PESA在高钙离予浓度下都具有
极优异的阻垢率，表明PESA对钙离了具有较高的容忍力，在高离了条件优于PBTCA和AA/AMPS。AA/AMPS。另外PESA在低浓度时的阻垢率，虽不如HEDP、PAA、AA，AMPS在高阻垢剂浓度下阻垢率大大优于HEDP、PAA、AA/AMPS，甚至优于PBTCA。这说明PESA适应于高钙离予的水质条件。
2.5对碱度的稳定性
碱度的容忍性实验的条件为：Ca1000mg/L(CaCO3计)、阻垢剂浓度10mg/L、温度8O℃、溶液pH9.0，时间16h，实验结果可以看出在碱度为250mg/L(CaCO3讣)时，所有的阻垢剂的阻垢率都为l00%。随着碱度的增加，阻垢剂的阻垢率都下降，但下降程度不同。
随着碱度的增加PESA、PBTCA下降的趋势比较缓慢，当碱度>750mg/L
(CaCO3计)时，PESA的阻垢率大于PBTCA。AA/AMPS在碱度≥750mg/L(CaCO3计)时，其阻垢率优于PAA。HEDP则随着碱度的增加，阻垢率迅速下降；当碱度为1250mg/L(Ca～O3计)时，其阻垢率仅为8%。因此PESA对碱度的容忍力，优于PAA、AMAMPS、HEDP，在高碱度时优于PBTCA。
2.6铁离子的稳定性
铁离了存在下CaCO，的静态阻垢实验：Cal000mg/L(CaCO3讣)、HCO3—500
mg/L(CaCO3计)、阻垢剂浓度6mg/L、温度80℃、溶液pH9.0，时间16h，铁离子以加入一定量的硫酸亚铁铵来调节。实验表明，在10mg/L的铁离子浓度下，PSEA可维持原来阻垢率的5l%，PBTCA可维持原来阻垢率的52%，AA，AMPS可维持原来阻垢率的36%，PAA与髓DP则很低，分别可维持原来阻垢率的l4%、l2%。
2.7锰离子的容忍性
锰离子存在下，CaCO3的静态阻垢的实验条件：Ca1000mg/L(CaCO3计)、HCO3～500mg/L(CaCO3计)、阻垢剂浓度6mg/L、温度80℃、溶液pH9.0，时间16h。锰离子以加入一定量的MnfNO3)2，再加入等当量的H2O2，然后再调节pH。实验结果可以看出在10mg/L的铁离子浓度下，PSEA可维持原来阻垢率的47%，PBTCA可维持原来阻垢率的44%，AA/AMPS可维持原来阻垢率的30%，PAA可维持原来阻垢率的23%，HEDP可维持原来阻垢率的19%。
2.8氧化性杀菌剂的容忍性
氧化性杀菌剂选择二氧化氯。在二氧化氯存在下，CaCO3的静态阻垢的实验条件：Ca2+1000mg/L(CaCO3计)、HCO3—500mg/L(CaCO3计)、阻垢剂浓度6mg/L、温度80℃、溶液pH9.0，时间16h。实验结果可以看出，在10mg/L的二氧化氯浓度下，PSEA、PBTCA基本上可维持原来的阻垢率，AA/AMPS可维持原来阻垢率的96%，PAA可维持原来阻垢率的95%，HEDP可维持原来阻垢率的76%。实验结果说明PESA对氧化性杀菌剂具有容忍力。