一種低磷水處理劑組合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低磷水處理劑組合物以及該組合物在工業(yè)循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，主要存在結(jié)垢、腐蝕和微生物危害三方面問(wèn)題。防止系統(tǒng)結(jié) 垢和腐蝕最方便且有效的方法是在循環(huán)冷卻水中投加緩蝕阻垢劑。目前國(guó)內(nèi)常用于循環(huán)冷 卻水處理的緩蝕阻垢劑多為含磷處理劑，隨著人們對(duì)含磷化合物導(dǎo)致水體污染并富營(yíng)養(yǎng)化 問(wèn)題的逐漸認(rèn)識(shí)，國(guó)家對(duì)磷排放的要求也日益嚴(yán)格，低磷配方的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視。
[0003] 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中細(xì)菌和藻類(lèi)的控制，一般通過(guò)投加殺菌劑來(lái)控制。常用的殺菌 劑分為兩大類(lèi)，氧化型和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑因其價(jià)格低廉而被普遍使用，但 其易受循環(huán)冷卻水中pH、有機(jī)物、阻垢緩蝕劑等因素的影響和干擾，使之殺菌效果降低，而 且長(zhǎng)期使用，微生物易產(chǎn)生抗藥性.也將影響殺菌效果，同時(shí)該類(lèi)殺菌劑具有較強(qiáng)的氧化 性，容易氧化其他水處理劑使其失效；非氧化型殺菌劑不以氧化作用殺死水中微生物，而是 通過(guò)作用于微生物的特殊部位使之致死，因此，非氧化型殺菌劑不受循環(huán)冷卻水中pH、有機(jī) 物、阻垢緩蝕劑等因素的影響和干擾。定期在循環(huán)冷卻水中使用非氧化型殺菌劑，可以剝離 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的生物粘泥，同時(shí)可防止微生物產(chǎn)生抗藥性，非氧化型殺菌劑可以是氧 化型殺菌劑的輔助殺菌劑，現(xiàn)場(chǎng)一般采用沖擊投加，加藥量較大。其中最常見(jiàn)的非氧化型殺 菌劑有季銨鹽類(lèi)殺菌劑和異噻唑啉酮，季銨鹽類(lèi)殺菌劑具有較好的瞬間殺菌效果，但藥效 持續(xù)時(shí)間短，且剝離后的粘泥微生物不能被徹底殺死，過(guò)一段時(shí)間又會(huì)重新形成粘泥；異噻 唑啉酮瞬間殺菌效果較差，一般要加藥24h才開(kāi)始見(jiàn)效，投加量大，費(fèi)用高，長(zhǎng)期使用還對(duì) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有腐蝕作用。雖然目前還開(kāi)發(fā)了很多新型非氧化型殺菌劑，但還沒(méi)有一 種非氧化型殺菌劑能完全替代氧化型殺菌劑。且常見(jiàn)的這幾種非氧化型殺菌劑從開(kāi)始使用 至今已有幾十年的時(shí)間了，更新?lián)Q代速度緩慢，長(zhǎng)期使用過(guò)程中微生物容易對(duì)其產(chǎn)生抗藥 性，需要不斷加大常用殺菌劑的使用濃度才能繼續(xù)保持較好的殺菌效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的水處理劑含磷量大、用量多等缺陷，提供了一種含 磷低且藥劑用量少的低磷水處理劑組合物及其應(yīng)用。
[0005] 通常，有機(jī)膦酸緩蝕劑含有與碳原子相連的膦酸基（一P03H 2)。與早期磷系配方中 的無(wú)機(jī)聚磷酸鹽相比，有機(jī)膦酸具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、不易水解、可耐較高溫度、藥劑用 量小等優(yōu)點(diǎn)，且兼具緩蝕和阻垢雙重功能。有機(jī)膦酸是一類(lèi)陰極型緩蝕劑，同時(shí)又是一類(lèi)非 化學(xué)當(dāng)量阻垢劑，具有明顯的溶限效應(yīng)。它們對(duì)許多金屬離子如Ca 2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+等都具 有良好的螯合能力，甚至對(duì)一些金屬的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)如CaC0 3、CaS04、MgSi03等也有較好的去活 化作用。但常用有機(jī)膦酸不能有效地抑制磷酸鈣垢和鋅垢，且本身易形成有機(jī)膦酸垢。多 數(shù)有機(jī)膦酸緩蝕劑均對(duì)氯敏感，易被氧化型殺菌劑氧化。另外，單獨(dú)使用有機(jī)膦緩蝕劑都存 在總磷偏高的問(wèn)題。
[0006] 苯酰胺類(lèi)殺菌劑通常用作農(nóng)藥殺菌劑，常見(jiàn)的有甲霜靈、惡霜靈、苯霜靈和甲呋酰 胺。這四種藥劑用作農(nóng)藥殺菌劑，殺菌效果好，但用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)較少，主要是由于這 幾種藥劑在水中溶解度較低，在循環(huán)水處理中的使用受到一定限制。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將苯酰胺類(lèi)殺菌劑與有機(jī)膦酸緩蝕劑和含磺酸基 的共聚物復(fù)配使用，苯酰胺類(lèi)殺菌劑、有機(jī)膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物之間可以發(fā)揮 較好的協(xié)同作用，在應(yīng)用于水處理中藥劑的用量明顯降低，且可以有效地解決單獨(dú)使用有 機(jī)膦酸含磷高的缺陷，同時(shí)又能夠獲得較好的阻垢、緩蝕和殺菌的效果，從而完成本發(fā)明。
[0008] 本發(fā)明提供了一種低磷水處理劑組合物，其中，該組合物含有苯酰胺類(lèi)殺菌劑、有 機(jī)膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物。
[0009] 本發(fā)明還提供了該低磷水處理劑組合物在水處理過(guò)程中的應(yīng)用。
[0010] 在本發(fā)明中，通過(guò)將苯酰胺類(lèi)殺菌劑、有機(jī)膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物復(fù)配 以得到本發(fā)明中的低磷水處理劑組合物，將該組合物應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水處理時(shí)，可以 獲得較好的殺菌、緩蝕和阻垢效果，并且含磷量低、藥劑用量少。
[0011] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供了一種低磷水處理劑組合物，其中，該組合物含有苯酰胺類(lèi)殺菌劑、有 機(jī)膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物。
[0014] 盡管將所述苯酰胺類(lèi)殺菌劑、所述有機(jī)膦酸緩蝕劑和所述含磺酸基的共聚物配合 使用就可以用于水處理中，但是為了達(dá)到較好的水處理效果，優(yōu)選情況下，相對(duì)于100重量 份的所述含磺酸基的共聚物，所述苯酰胺類(lèi)殺菌劑的含量為8-300重量份，所述有機(jī)膦酸 緩蝕劑的含量為8-120重量份。更優(yōu)選情況下，相對(duì)于100重量份的所述含磺酸基的共聚 物，所述苯酰胺類(lèi)殺菌劑的含量為20-130重量份，所述有機(jī)膦酸緩蝕劑的含量為30-100重 量份。更進(jìn)一步優(yōu)選情況下，相對(duì)于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述苯酰胺類(lèi)殺 菌劑的含量為20-90重量份，所述有機(jī)膦酸緩蝕劑的含量為35-70重量份。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的低磷水處理劑組合物，所述苯酰胺類(lèi)殺菌劑具有較強(qiáng)的殺菌作用， 因此本發(fā)明的組合物中所述苯酰胺類(lèi)殺菌劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的苯酰胺類(lèi)殺菌劑，優(yōu)選情 況下，所述苯酰胺類(lèi)殺菌劑為甲霜靈、惡霜靈、苯霜靈和甲呋酰胺中的一種或多種，更優(yōu)選 為甲霜靈。其中，甲霜靈的化學(xué)名為D，L-N- (2, 6-二甲基苯基）-N- (2-甲氧基乙酰）丙氨酸 甲酯，其分子式為C15H21N04 ;惡霜靈的化學(xué)名為2-甲氧基-N_(2_氧代-1，3-惡唑燒_3_基） 乙酰胺-N_(2'，6'-二甲基苯），其分子式為C 14H18N204 ;苯霜靈的化學(xué)名為N-苯乙酰 基-N-2, 6-二甲苯基-DL-丙氨酸甲酯，其分子式為C2QH23N03 ;甲呋酰胺的化學(xué)名為N-苯乙 ?；?N-2, 6-二甲苯基-DL-丙氨酸甲酯，其分子式為C12HnN02。另外，由于苯酰胺類(lèi)殺菌劑 在水中的溶解度較低，因此，配藥時(shí)可先用少量乙醇溶解。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的低磷水處理劑組合物，所述有機(jī)膦酸緩蝕劑具有優(yōu)良的阻垢緩蝕 性能，因此，本發(fā)明的組合物中的所述有機(jī)膦酸緩蝕劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的有機(jī)膦酸緩蝕 劑，優(yōu)選情況下，所述有機(jī)膦酸緩蝕劑為羥基乙叉二膦酸01EDP)、氨基三甲叉膦酸（ATMP)、 2-膦酸基-1，2, 4-三羧酸丁烷（PBTCA)、羥基膦酸基乙酸（HPAA)、乙二胺四甲叉膦酸 (EDTMP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸（DTPMPA)、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺 酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸中的一種或多種。更優(yōu)選情況下，所述有機(jī)膦酸緩 蝕劑為ffiDP、ATMP、PBTCA和HPAA中的一種或多種。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的低磷水處理劑組合物，所述含磺酸基的共聚物具有阻垢分散性能， 尤其是當(dāng)該共聚物為含有磺酸基、羧酸基和膦酸基中一種或多種的二元共聚物和/或三 元共聚物時(shí)，因此，本發(fā)明的組合物中所述含磺酸基的優(yōu)選的所述二元共聚物為丙烯酸 /2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPS)，優(yōu)選的所述三元共聚物為丙烯酸 /丙烯酰胺/2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AM/AMPS)、丙烯酸/丙烯酸 酯/2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/丙烯酸酯/AMPS)、丙烯酸/馬來(lái)酸酐 /2_甲基-2 '-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/馬來(lái)酸酐/AMPS)和丙烯酸/2_丙烯酰 胺基-2-甲基丙膦酸/2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPP/AMPS)中的一 種或多種，其中，所述丙烯酸酯優(yōu)選為丙烯酸C1-C8烷基或羥烷基酯，更優(yōu)選為丙烯酸甲酯 (MA)、丙烯酸乙酯（EA)或丙烯酸羥丙酯（HPA)。
[0018] 本發(fā)明的低磷水處理劑組合物還可以含有雜環(huán)化合物。當(dāng)所述低磷水處理劑組合 物含有雜環(huán)化合物時(shí)，該低磷水處理劑組合物特別適合用于對(duì)銅材設(shè)備的工業(yè)循環(huán)冷卻水 進(jìn)行處理。優(yōu)選情況下，相對(duì)于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述雜環(huán)化合物的含 量為25-180重量份。所述雜環(huán)化合物可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種雜環(huán)化合物，優(yōu)選情況 下，所述雜環(huán)化合物為巰基苯并噻唑和/或苯并三氮唑。
[0019] 本發(fā)明的低磷水處理劑組合物還可以含有鋅鹽。當(dāng)所述低磷水處理劑組合物含有 鋅鹽時(shí)，該低磷水處理劑組合物特別適用于對(duì)較強(qiáng)腐蝕性的循環(huán)冷卻水的處理。優(yōu)選情況 下，相對(duì)于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述鋅鹽的含量為25-180重量份。所述 鋅鹽可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種鋅鹽，優(yōu)選情況下，所述鋅鹽為硫酸鋅和/或氯化鋅。
[0020] 在本發(fā)明中，所述低磷水處理劑組合物還可以含有水。所述低磷水處理劑組合物 中的水含量可以根據(jù)常規(guī)的水處理劑的濃度而確定。當(dāng)所述低磷水處理劑組合物含有水 時(shí)，所述低磷水處理劑組合物優(yōu)選以水溶液的形式存在，該水溶液的濃度可以為水處理過(guò) 程中的水處理劑的實(shí)際應(yīng)用的有效濃度，也可以為比實(shí)際應(yīng)用有效濃度更濃的濃度，并且 在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中稀釋至相應(yīng)的有效