新型缓蚀阻垢剂的开发

1、工业循环冷却水系统虽然可以节约大量水资源,但在运行过程中由于空气污染、水温升高、浓缩倍数的提高、工艺介质泄漏等因素的影响,细菌和溶解氧含量大大增加,导致循环冷却水出现严重的结垢、腐蚀和菌藻滋生等弊端,使系统的换热效率大为降低,检修频繁,甚至严重威胁生产的正常进行。磷系水处理剂容易滋生菌藻、污染环境;硅系易结垢;全有机配方费用较高。随着人类环保意识的日益增强,“绿色阻垢剂”的概念已被提出并成为21世纪水处理剂的发展方向。聚环氧琥珀酸(PESA 就是近年来逐步发展起来的新一代无磷、易生物降解的高效绿色阻垢剂,但单一PESA 的缓蚀性能一般,而同时添加阻垢剂、缓蚀剂又会造成生产成本的提高。这一严峻的

2、现实表明迫切需要开发一种能够同时满足阻垢、缓蚀要求的新型复合水处理剂。1实验部分1.1PESA 的合成PESA 的合成采用一釜多步串联反应。首先向装有恒温搅拌器、温度计及冷凝装置的四口烧瓶中的颜料废水时,聚合物质量分数为15%的共混膜截留率达到了85.8%,符合一般超滤的要求;(3CN 来源广泛,价格低廉,作为制膜材料有广阔的应用前景。参考文献1邱运仁,张启修.聚乙烯醇-醋酸纤维素共混超滤膜的制备与性能研究J .现代化工,2001,21(10:28-31.2续曙光,李娜.再生纤维素超滤膜的研制及其耐污染性研究J .膜科学与技术,2000,20(4:12-14.3方军.壳聚糖-醋酸纤维素共混膜的

3、制备及其渗透气体化性能J .膜科学与技术,1997,17(5:200-204.4栾寿亭,付崇禄.精制壳聚糖的生产及测定方法的研究J .皮革化工,2001(3:30-33.5杨冬梅,冷延国,黄明智.甲壳素脱乙酰反应的研究J .化学工业与工程,2000,17(8:204-207.作者简介罗黎敏(1978,2004年毕业于北京林业大学,硕士。电话:136*,E-mail :elsa-luo 。收稿日期2005-09-27!新型缓蚀阻垢剂的开发陈云嫩1,李建军2(1.江西理工大学,江西赣州341000;2.江苏苏净集团有限公司,江苏苏州215000摘要聚环氧琥珀酸(PESA 是新一代可生物降解的绿色阻

4、垢剂。研制了一种以PESA 为主要成分的缓蚀阻垢剂。通过旋转挂片法和碳酸钙沉积法对水处理剂复合配方进行了筛选,找到缓蚀阻垢剂最佳配方,并验证得知不同浓缩倍数下该水处理剂的缓蚀阻垢性能都较好。关键词聚环氧琥珀酸钠;缓蚀阻垢;生物降解性中图分类号TQ085+.412文献标识码A文章编号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月工业水处理Industrial Water TreatmentVol.26No.2Feb.,200659测定澄清液中钙含量,以评定药剂的阻垢性能。从表1可以看出,以上各药剂均表现出较好的阻垢性能,阻垢率都在85%以上,而且4#和6#达到90%以上,高于其他传统的水质稳定剂。4#和6#具有相近的组成,主要由PESA 与Na 2WO 4复配,4#具有最佳

8、复配比,表现最佳阻垢率96.21%。2.2缓蚀性能评定2.2.1浓缩倍数为2.0时8种药剂的缓蚀性能评定由于复合药剂必须兼顾缓蚀性能,表2为旋转挂片失重法缓蚀实验结果。从表2可以看出,以上各药剂均表现出较高的缓蚀性能,4#和6#的缓蚀率超过96%。2.2.2浓缩倍数对缓蚀性能的影响为了考察4#和6#药剂在不同浓缩倍数中的缓蚀性能,以不同浓缩倍数的模拟循环水为研究对象, 试验结果如图1所示。图1浓缩倍数与腐蚀速率的关系加入适量马来酸酐,并依次加入去离子水、NaOH 、Na 2WO 4、H 2O 2等,温度保持70反应2h 。当温度升至95时,加入Ca (OH 2,并恒温搅拌一定时间,直至溶液黏度

9、变大且逐渐变为淡黄色为止。1.2新型水处理剂的配制实验在查阅大量文献的基础上,本着阳极型缓蚀剂和阴极型缓蚀剂相复配,钝化膜型缓蚀剂和吸附膜型缓蚀剂相协同的原则,选取工业品的钨酸钠(Na 2WO 4、苯甲酸钠(NaBz 、硫酸锌(ZnSO 4、苯并三唑(BTA 这4种药剂与PESA 一起进行研究,从而筛选出几组无磷无氮、高效低剂量的复合配方。根据不同的要求,按一定比例配制成1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#等8种药剂待用。1.3阻垢性能测定(1采用静态阻垢试验法(GB 166321996进行阻垢性能测定;(2仪器设备:酸度计pHS-3C 型,精度±0.02;电热恒温水浴锅H

10、H S21-6型,精度1;标准试片:A3钢片,规格50mm ×25mm ×2mm ;(3试验条件:试验温度(80±1,试验周期72h 。试验前后Ca 2+用EDTA 标准溶液标定。阻垢率按下式计算:阻垢率=X 2-X 1X 0-X 1×100%式中:X 1,X 2未加入水处理剂和加入水处理剂的试验用水Ca 2+质量浓度,mg/L ;X 0试验前配制的CaCl 2标准溶液中Ca 2+质量浓度,mg/L 。1.4缓蚀性能测定(1采用旋转挂片失重法(HG/T 21591991进行缓蚀性能测定;(2仪器:ZJ 型浸渍腐蚀试验仪(化工部光明化工研究院生产;(3试验

11、用水:江西理工大学自来水(总硬度700mg/L ,Ca 2+500mg/L ,分别加入定量的水质稳定剂;(4试验温度:45;(5旋转速度:80r /min ;(6试验时间:72h 。腐蚀率和缓蚀率分别依据下式计算:y 1=8760×(m-m 0×10s ××t式中:y 1试片腐蚀率,mm/a ;m 0试片酸洗空白试验的质量损失,g ;m 试片的质量损失,g ;s 试片表面积,cm 2;试片密度,g/cm 3;t 试验时间,h ;8760与1年相当的小时数,h /a ;10与1cm 相当的毫米数,mm/cm 。W 2=y 0-y 1y 0×100

12、%式中:y 0试片空白试验的腐蚀率,mm/a ;W 2缓蚀率,%。2实验结果与讨论2.1阻垢性能评定表1为静态阻垢试验结果。实验配制初始CaCO 3质量浓度为240mg/L 、HCO 3-质量浓度为732mg/L 的水浓缩,浓缩倍数为2.0倍,分别加入等量药剂,表1静态阻垢性能实验结果试验号空白1#2#3#4#5#6#7#8#实验前Ca 2+/(mg L -1240240240240240240240240240实验后Ca 2+/(mg L -138.9214.4219.4216.6232.4211.0220.0216.3215.7阻垢率/%16.2187.2589.7888.3696.218

13、5.5690.0588.2187.93产品开发工业水处理2006-02,26(260由图1可以看出,两种药剂在不同浓缩倍数下的腐蚀速率趋势不同。6#药剂在较低浓缩倍数(K2下其腐蚀速率较低,而K>2时腐蚀速率明显提高。4#药剂在浓缩倍数K3时,随着浓缩倍数的不断提高,挂片的腐蚀速率几乎不变,即处于较低的水平;当K=4时,挂片腐蚀速率达到最大值,但当K> 4时金属的腐蚀速率又开始下降。3结语(1由马来酸酐热缩聚,碱水解制得的聚环氧琥珀酸(PESA溶液与其他缓蚀剂复配成8种水处理药剂,生产工艺简单,产品质量稳定,技术可靠,生产过程无三废排放,工业生产前景广阔。(2初始CaCO3质量浓度

14、为240mg/L、HCO3-为732mg/L的水浓缩,浓缩倍数为2.0倍,8种水处理药剂均表现出较好的阻垢性能和缓蚀性能,其中4#药剂阻垢率96.21%,缓蚀率97.02%。(34#药剂在浓缩倍数K3时,随着浓缩倍数的不断提高,挂片的腐蚀速率几乎不变,即处于较低的水平;当K=4时,挂片腐蚀速率达到最大值,但当K>4时金属的腐蚀速率又开始下降。(48种水处理药剂均以无毒无刺激的PESA为主要成分,产品中无磷、易生物降解,有利于环境保护。参考文献1李燕.钨酸盐复配水处理缓蚀剂的协同作用及复配增效机理研究D.华东理工大学博士学位论文,2001:102-103.2熊蓉春,魏刚,周娣,等.绿色阻垢

15、剂聚环氧琥珀酸钠的合成J.工业水处理,1999,19(3:11-13.3龙荷云.循环冷却水处理M.南京:江苏科学出版社,1991:88-95.4金熙.工业水处理技术问答及常用数据M.北京:化学工业出版社,1997:502-510.5王超.绿色化学与阻垢缓蚀剂J.化学与粘合,2001(4:171-173.试验号挂片编号始重/g终重/g失重/g 腐蚀率/(mma-1缓蚀率/%空白103018.639518.60230.03720.3354103118.348618.30540.04321#103417.810417.80760.00280.025092.55 103518.238518.23530

16、.00322#103618.207618.20450.00310.026792.04 103718.253818.25050.00333#103818.236418.23340.00300.025192.54 104018.394118.39100.00314#104118.925818.92470.00110.010097.02 104218.107918.10660.00135#104318.849418.84610.00330.029291.30 104418.810318.80660.00371045104618.492217.940218.490817.93910.00140.001

17、10.010496.90 104710481049105018.345518.818917.768918.676818.342718.815917.765518.67350.00280.00300.00340.00336#7# 8#0.02420.029092.7991.32表2旋转挂片法实验结果作者简介陈云嫩(1970,2003年毕业于江西理工大学,硕士,现为在职博士生,副教授。电话:0797-*。收稿日期2005-10-15(修改稿"""""""""""""&q

18、uot;""""""""""""""""""""""""""""""""扬子石化国家“863”计划:处理石化废水PTA废水中由于含有苯环类大分子物质,普通微生物难以降解,传统技术处理成本居高不下,成为困扰国内外石化企业的一大难题。扬子石化公司经多年的研究与实践,采用了厌氧工艺等国家专利技术,在PTA废水处理方面处于国内领先水平。为了进一步提高PTA废水处理水平,创造更好的社会环境效益和更大的企业经济效益。扬子石化公司与南京大学、香港大学、国家环保总局南京环境科学研究所联合承担了国家“863”计划跨界融合构建基因工程菌处理石化废水的研究(2001AA214191。课题运用了基因工程,融合3个跨界亲株微生物,构建出了特殊菌株。经过合作四方为期4a的刻苦攻关,该项目逐步建立了基因表达、营养条件、工艺操作三项优化调控技术,对二甲苯、苯甲酸、邻苯二甲酸、4-羧基苯甲醛和对苯二甲酸5种有机污染物的降解率分别达到86%、