本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水是人類賴以生存的基本條件，但世界上水資源是有限的。我國(guó)的人均水量?jī)H為世界人均水量的四分之一，水資源更為貧乏。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水的生態(tài)平衡日益受到嚴(yán)重破壞。為解決水資源危機(jī)，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展，必須合理節(jié)約用水。工業(yè)用水中的冷卻水用量占總用水量的60-80重量％，因此，節(jié)約工業(yè)用水的主要目標(biāo)是循環(huán)使用冷卻水，盡可能地提高重復(fù)利用率，同時(shí)減少排污。但在冷卻水使用過(guò)程中，隨著不斷地循環(huán)和濃縮，水中礦物質(zhì)的含量也會(huì)不斷增加，加劇了管道和設(shè)備腐蝕與結(jié)垢問(wèn)題；另外，現(xiàn)在很多電廠使用中水作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水，這種水中COD較高、腐蝕性強(qiáng)、有機(jī)物含量高易于菌藻繁殖，所以必須往冷卻水中加入一種緩蝕阻垢劑以改善冷卻水的質(zhì)量，從而保證設(shè)備安全運(yùn)行，但是這些化學(xué)藥劑會(huì)增加循環(huán)水中的COD，致使排放受限，如放到環(huán)境當(dāng)中，加重環(huán)境污染?，F(xiàn)有的阻垢緩蝕產(chǎn)品使用濃度高、復(fù)配加量大、不易復(fù)配且難以檢測(cè)和操作、對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)范圍窄且阻垢緩蝕效果差，對(duì)高COD水質(zhì)無(wú)針對(duì)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油1-5份、海金沙20-28份、1,4-丁二醇12-20份、木質(zhì)素磺酸鈉15-23份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯7-15份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油2-4份、海金沙22-26份、1,4-丁二醇14-18份、木質(zhì)素磺酸鈉17-21份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯9-13份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油3份、海金沙24份、1,4-丁二醇16份、木質(zhì)素磺酸鈉19份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯11份。
本發(fā)明另一目的是提供一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑的制備方法，由以下步驟組成：
1）將木質(zhì)素磺酸鈉與其質(zhì)量8倍的去離子水混合，制得木質(zhì)素磺酸鈉溶液；將1,4-丁二醇與其質(zhì)量3倍的去離子水混合，制得1,4-丁二醇溶液；
2）將1,4-丁二醇溶液加熱至68℃，然后加入海金沙，攪拌15-20min后超聲處理33min，超聲功率為700W，制得混合物A；
3）將木質(zhì)素磺酸鈉溶液與環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯混合，在氫氣氛圍下升溫至85℃，并在該溫度下攪拌處理45-50min，制得混合物B；
4）將混合物A與混合物B混合，并在150℃的溫度下攪拌處理15-20min，再加入甲基含氫硅油，并在200℃的溫度下攪拌處理4h即得緩蝕阻垢劑。
本發(fā)明另一目的是提供所述緩蝕阻垢劑在循環(huán)水處理中的應(yīng)用。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述緩蝕阻垢劑的添加量為3-20mg/L循環(huán)水。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述緩蝕阻垢劑的添加量為5-15mg/L循環(huán)水。
當(dāng)緩蝕阻垢劑在水中的添加量在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)時(shí)，表現(xiàn)出更為優(yōu)異的阻垢性能和緩蝕性能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明的緩蝕阻垢劑在各原料的相互作用下對(duì)鈣和堿度容忍度高，耐高濃度的氯離子和硫酸根離子的腐蝕，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)范圍寬，具有優(yōu)良的阻垢緩蝕性能，加量少，阻垢處理過(guò)程簡(jiǎn)單且效果明顯，對(duì)環(huán)境友好，綠色環(huán)保，減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)，同時(shí)還具有殺菌作用，能有效減輕循環(huán)水系統(tǒng)的細(xì)菌腐蝕和菌藻生長(zhǎng)問(wèn)題，從而減少循環(huán)水殺菌滅藻劑的用量，減輕使用殺菌滅藻劑帶來(lái)的二次污染問(wèn)題。本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易操作，易控制，適于工業(yè)化生產(chǎn)，極適用于水質(zhì)為高COD未經(jīng)處理的循環(huán)冷卻水。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
下列實(shí)施例均按照《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范GB50050-2007》、《冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法HG/T2160-91》、《水處理劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法GB/T18175-2000》、《水處理劑阻垢性能的測(cè)定碳酸鈣沉積法GB/T16632-1996》，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬、旋轉(zhuǎn)掛片和靜態(tài)阻垢試驗(yàn)，針對(duì)不同水質(zhì)條件，主要是水質(zhì)堿度、硬度、Cl-和SO42-的不同，分別針對(duì)低堿低硬、中堿中硬、高堿低硬、高堿高硬四種水質(zhì)提供四種實(shí)施方式，調(diào)整阻垢成分和緩蝕成分中各組分的比例，檢驗(yàn)本發(fā)明的阻垢和緩蝕效果。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中，一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油1份、海金沙20份、1,4-丁二醇12份、木質(zhì)素磺酸鈉15份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯7份。
將木質(zhì)素磺酸鈉與其質(zhì)量8倍的去離子水混合，制得木質(zhì)素磺酸鈉溶液；將1,4-丁二醇與其質(zhì)量3倍的去離子水混合，制得1,4-丁二醇溶液。將1,4-丁二醇溶液加熱至68℃，然后加入海金沙，攪拌15min后超聲處理33min，超聲功率為700W，制得混合物A。將木質(zhì)素磺酸鈉溶液與環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯混合，在氫氣氛圍下升溫至85℃，并在該溫度下攪拌處理45min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，并在150℃的溫度下攪拌處理15min，再加入甲基含氫硅油，并在200℃的溫度下攪拌處理4h即得緩蝕阻垢劑。
在下列低堿低硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH7.2、電導(dǎo)率180μs/cm、Ca2+14.2mg/L、Mg2+2.9mg/L、全堿度0.66mmol/L、Cl-7.2mg/L、SO42-3.5mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到6.0倍，得到阻垢率為100％，A3碳鋼緩蝕率0.010mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.00006mm/a、H68銅緩蝕率0.0006mm/a。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中，一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油5份、海金沙28份、1,4-丁二醇20份、木質(zhì)素磺酸鈉23份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯15份。
將木質(zhì)素磺酸鈉與其質(zhì)量8倍的去離子水混合，制得木質(zhì)素磺酸鈉溶液；將1,4-丁二醇與其質(zhì)量3倍的去離子水混合，制得1,4-丁二醇溶液。將1,4-丁二醇溶液加熱至68℃，然后加入海金沙，攪拌20min后超聲處理33min，超聲功率為700W，制得混合物A。將木質(zhì)素磺酸鈉溶液與環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯混合，在氫氣氛圍下升溫至85℃，并在該溫度下攪拌處理50min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，并在150℃的溫度下攪拌處理20min，再加入甲基含氫硅油，并在200℃的溫度下攪拌處理4h即得緩蝕阻垢劑。
在下列中堿中硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH8.2、電導(dǎo)率880μs/cm、Ca2+48.0mg/L、Mg2+35.3mg/L、全堿度2.70mmol/L、Cl-122.6mg/L、SO42-112.5mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到3.5倍，得到阻垢率為100％，A3碳鋼緩蝕率0.012mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.00008mm/a、H68銅緩蝕率0.00075mm/a。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中，一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油2份、海金沙22份、1,4-丁二醇14份、木質(zhì)素磺酸鈉17份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯9份。
將木質(zhì)素磺酸鈉與其質(zhì)量8倍的去離子水混合，制得木質(zhì)素磺酸鈉溶液；將1,4-丁二醇與其質(zhì)量3倍的去離子水混合，制得1,4-丁二醇溶液。將1,4-丁二醇溶液加熱至68℃，然后加入海金沙，攪拌18min后超聲處理33min，超聲功率為700W，制得混合物A。將木質(zhì)素磺酸鈉溶液與環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯混合，在氫氣氛圍下升溫至85℃，并在該溫度下攪拌處理48min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，并在150℃的溫度下攪拌處理18min，再加入甲基含氫硅油，并在200℃的溫度下攪拌處理4h即得緩蝕阻垢劑。
在下列高堿低硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH7.95、電導(dǎo)率1920μs/cm、Ca2+15.5mg/L、Mg2+15.5mg/L、全堿度19.04mmol/L、Cl-112.8mg/L、SO42-122.5mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到3.5倍，得到阻垢率為100％，A3碳鋼緩蝕率0.0142mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.0001mm/a、H68銅緩蝕率0.00080mm/a。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中，一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油4份、海金沙26份、1,4-丁二醇18份、木質(zhì)素磺酸鈉21份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯13份。
將木質(zhì)素磺酸鈉與其質(zhì)量8倍的去離子水混合，制得木質(zhì)素磺酸鈉溶液；將1,4-丁二醇與其質(zhì)量3倍的去離子水混合，制得1,4-丁二醇溶液。將1,4-丁二醇溶液加熱至68℃，然后加入海金沙，攪拌18min后超聲處理33min，超聲功率為700W，制得混合物A。將木質(zhì)素磺酸鈉溶液與環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯混合，在氫氣氛圍下升溫至85℃，并在該溫度下攪拌處理48min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，并在150℃的溫度下攪拌處理18min，再加入甲基含氫硅油，并在200℃的溫度下攪拌處理4h即得緩蝕阻垢劑。
在下列高堿高硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH8.28、電導(dǎo)率4510μs/cm、Ca2+165.5mg/L、Mg2+260.5mg/L、全堿度26.53mmol/L、Cl-1097.2mg/L、SO42-958.7mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到2.4倍，得到阻垢率為99.8％，A3碳鋼緩蝕率0.014mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.00022mm/a、H68銅緩蝕率0.0012mm/a。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中，一種高COD水質(zhì)用緩蝕阻垢劑，由以下按照重量份的原料組成：甲基含氫硅油3份、海金沙24份、1,4-丁二醇16份、木質(zhì)素磺酸鈉19份、環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯11份。
將木質(zhì)素磺酸鈉與其質(zhì)量8倍的去離子水混合，制得木質(zhì)素磺酸鈉溶液；將1,4-丁二醇與其質(zhì)量3倍的去離子水混合，制得1,4-丁二醇溶液。將1,4-丁二醇溶液加熱至68℃，然后加入海金沙，攪拌18min后超聲處理33min，超聲功率為700W，制得混合物A。將木質(zhì)素磺酸鈉溶液與環(huán)氧乙酰蓖麻油酸甲酯混合，在氫氣氛圍下升溫至85℃，并在該溫度下攪拌處理48min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，并在150℃的溫度下攪拌處理18min，再加入甲基含氫硅油，并在200℃的溫度下攪拌處理4h即得緩蝕阻垢劑。
在下列高堿高硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH8.28、電導(dǎo)率4510μs/cm、Ca2+165.5mg/L、Mg2+260.5mg/L、全堿度26.53mmol/L、Cl-1097.2mg/L、SO42-958.7mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到2.4倍，得到阻垢率為99.8％，A3碳鋼緩蝕率0.012mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.00020mm/a、H68銅緩蝕率0.0010mm/a。
對(duì)比例1
除不含有海金沙，其配方及制備過(guò)程與實(shí)施例5一致。
在下列高堿高硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH8.28、電導(dǎo)率4510μs/cm、Ca2+165.5mg/L、Mg2+260.5mg/L、全堿度26.53mmol/L、Cl-1097.2mg/L、SO42-958.7mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到2.4倍，得到阻垢率為52.8％，A3碳鋼緩蝕率0.082mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.0040mm/a、H68銅緩蝕率0.050mm/a。
對(duì)比例2
僅含有海金沙，其制備過(guò)程與實(shí)施例5一致。
在下列高堿高硬水水質(zhì)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：COD40NTU、pH8.28、電導(dǎo)率4510μs/cm、Ca2+165.5mg/L、Mg2+260.5mg/L、全堿度26.53mmol/L、Cl-1097.2mg/L、SO42-958.7mg/L。
將上述緩蝕阻垢劑5ppm投入到上述水質(zhì)中，進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，濃縮到2.4倍，得到阻垢率為10.8％，A3碳鋼緩蝕率0.11mm/a、OCr18Ni9不銹鋼緩蝕率0.013mm/a、H68銅緩蝕率0.075mm/a。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。