无磷、非氮、易生物降解的新型绿色环保水处理剂

Posted 2023-01-13 配方

篇首语：爱情不是终点，陪伴才是归宿。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了无磷、非氮、易生物降解的新型绿色环保水处理剂相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

陈伟(南京市化学工业研究设计院)
关于聚环氧琥珀酸(PESA)
聚环氧琥珀酸(英文缩写PESA)是九十年代初美国Betz实验室首先开发并现阶段已商品化的一种无磷、非氮的“绿色"水处理剂。它具有缓蚀、阻垢双重功能。同时，具有生物降解性能好，适用于高碱、高固水系，应用范围广泛的特点。随着无磷、无氮的“绿色"水处理剂在国外的开发与应用成功，自九十年代末，在我国一些高等院校也相继对这类化学水处理剂进行了专项研究，并取得了一些成果。其研究成果表明：诸如PESA、PASP等这类共聚化合物确实具有缓蚀、阻垢双重功效。同时，具有生物降解性能好、对环境界面优良、与现在所适用的大多数含磷阻垢剂相比，性能上相当，完全可以替代含磷药剂，实现水处理药剂为无磷或低磷化的要求。因此，国家在新近公布的提倡开发各类环保产品的计划中，在水处理药剂的产品开发计划中也特别提到了这类无磷阻垢缓蚀剂开发的意义。因此，可以说，无磷水处理剂的开发与应用，属国家重点提倡开发与应用的环保性产品，具有广阔的开发应用前景。目前，国外PESA已经实现商品化，其产品不仅在本国广泛应用，而且已进入国际市场，据悉国内已有注重环保事业的知名企业在本企业的大型水处理系统推广应用(其中包含宝钢)，同时，国外将该产品作为洗涤剂中的非磷络合剂得以广泛应用。随着国内磷排放的逐步立法限制，有理由相信这类产品将得到广泛的应用。
目前我院PESA研究进展
鉴于国内外对新型水处理药剂研究的发展趋势，以及环境保护呼声的日益高涨的要求。作为一直长期从事水处理研究与开发的科研单位，有义务及必要从事这方面的研究，以满足和适应市场及环保的要求。自2002年以来，我院开展了聚环氧琥珀酸(PESA)阻垢缓蚀剂项目的研究，并取得了一些成果。经过近一年的研究与开发，我们已完成了实验室小试、工业化扩试。并对其综合性能进行了评定，同时，与国外样品及其它现用含磷产品进行了对比评定，其结论如下：
.其阻垢性能达到了与国外样品的同等水平。
.从红外结构谱图分析与国外样品基本一致。
.与含磷阻垢剂在同等药量的条件下，其阻垢性能优于大部分现有单一产品。完全可以替代含磷阻垢剂。
.以该均聚物为主体的无磷缓蚀阻垢药剂的典型配方研制完成。下面需针对不同水质、工艺条件进行运行实验。
现将其评定数据及结果呈现如下：
1.根据最佳工艺线路合成的产物(PESA，25%)，小试产品、扩试产品进行阻垢性能评定。对比样品为HEDP(50%)，PBTCA(50%)，进口PESA样品。
◆药剂的有效浓度分别为2.5mg/L、5.0mg/L、7.5mg/L。
◆实验水质：配置成Ca2+为280mg/L(以CaCO33计)HCO3-为280mg/L(以CaCO33计)的实验用水。
◆参照中石化总公司《冷却水分析和试验方法》中401法进行。
80℃蒸发浓缩至原重量的一半(CN=2.0)。10小时冷却至室温过滤，用EDTA滴定法测定试液中的钙离子浓度。同时进行不加药剂的空白试验。

无磷缓蚀剂配方的研究成果简介
目前国内常用的缓蚀阻垢剂为磷系配方，包括聚磷酸盐、磷酸脂和有机膦酸、有机膦羧酸，其中有机膦酸是有效的兼有缓蚀和阻垢双重功能的水处理剂。据统计；全国每年用于缓蚀阻垢剂生产的磷近10万吨，这些磷化合物最终将作为废物排放，对环境造成污染。随着环保意识的增强，环保部门已对磷的使用有了限制。因此开发无磷或低磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理药剂方面的重要课题。
我院以钼酸盐与PESA为主剂，配以其它一些添加剂，研制出完全无磷配方ZH251NS。以下是该配方缓蚀性能部分研制实验报告。
●试验仪器
RCC——1型旋转挂片腐蚀仪，烧杯、移液管等玻璃仪器。
●实验水质

●试验条件
试验体积2L，旋转速度90转，采用Ⅰ型挂片于60℃水裕运转96小时。
●实验材质
2片碳钢，一片紫铜。
为了提高配方保险系数，造旋转挂片试验中未考虑预膜处理。
●试验步骤
1.试件的处理
试验前试片处理：蒸馏水洗无水乙醇擦洗无水乙醇浸泡冷风吹干放入干燥器备用称重
试验后试片处理：物理除锈水洗酸洗中和蒸馏水洗无水乙醇浸泡冷风吹干放入干燥器称重
●缓蚀试验数据处理结果

●电化学试验
在旋转挂片失重法试验同时，进行了腐蚀电化学试验。
1.试验仪器
腐蚀测试仪
2.试验水质同上
3.试验条件
试验体积2L，旋转速度90转，采用Ⅰ型挂片于60℃水浴密闭运转198小时。
实验材质：2片碳钢，一片紫铜，以及碳钢电极。
4.试验步骤
a.电极的前处理参照试件的处理方法；
b.将电极旋于碳头上，再把碳头置于试液中，其余试验步骤同旋转挂片失重法。
●腐蚀电化学试验数据处理结果

注：附DCI一04和配方一的腐蚀监测曲线。
从实验曲线可以看出，随着实验试件的延长，两个配方的腐蚀率差距增大，说明配方一药剂试件停留时间长于DCI—04。

综合以上试验结果，可以看出配方一从缓蚀角度略优于现用配方DCI—04(含磷配方)，且具有药剂停留时间长的特点。完全达到了无磷绿色环保水处理药剂的目标要求。