本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反滲透阻垢劑。

背景技術(shù)：

反滲透技術(shù)是利用反滲透膜分離水與水中離子，從而達(dá)到純化水的目的。水在分離過程中，由于水不斷透過反滲透膜，使水中鹽分富集于膜的進(jìn)水側(cè)形成濃水，當(dāng)濃水中微溶鹽分超過其溶度積而沉淀析出，導(dǎo)致污垢產(chǎn)生，從而堵塞反滲透膜。因此為防止反滲透膜被水中鹽分富集成的污垢所污堵，一般采取在反滲透系統(tǒng)進(jìn)水處加入適量阻垢劑(或稱反滲透膜保護(hù)劑)的措施來保護(hù)反滲透膜。

反滲透膜的養(yǎng)護(hù)工作對反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到不可或缺的作用。常規(guī)阻垢劑一般由有機(jī)多元膦酸、有機(jī)膦羧酸、羥基膦酸羧酸等有機(jī)膦化合物和水溶性聚合物或共聚物組成，對一般的碳酸鈣垢處理效果不錯，但是在高硬度(總硬度超過2000mg/l，或鈣硬度超過1000mg/l)、高硫酸根濃度(硫酸根含量超過1000mg/l)水質(zhì)條件下，極易產(chǎn)生硫酸鹽垢物，常規(guī)反滲透阻垢劑效果差強(qiáng)人意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供一種反滲透阻垢劑，解決了現(xiàn)有反滲透阻垢劑對高硬度、高硫酸根濃度水質(zhì)的阻垢效果差的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種反滲透阻垢劑，以100重量份反滲透阻垢劑計(jì)，其重量配比為：多氨基多醚基甲叉膦酸30-50份，丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物30-60份，乙二胺四甲叉膦酸3-5份，水10-20份。

優(yōu)選的，以100重量份反滲透阻垢劑計(jì)，其重量配比為：多氨基多醚基甲叉膦酸40-45份，丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物40-50份，乙二胺四甲叉膦酸5份，水10-15份。

進(jìn)一步地，所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物由丁烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯三種單體聚合得到，所述三種單體的重量比為10-30∶5-10∶10-30。

進(jìn)一步地，所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物通過以下方法制備：

將一定量水加入反應(yīng)釜中，并加熱至60-90℃，加入適量異丙醇，得到反應(yīng)體系；其中，所述水的加量根據(jù)理論固含量19％-38％計(jì)算，所述異丙醇與水的重量比為1∶6-8；

向所述反應(yīng)體系中滴加混合單體和引發(fā)劑，滴加過程體系溫度控制在70-95℃；其中，所述混合單體由丁烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯組成，其重量比為10-30∶5-10∶10-30；

混合單體和引發(fā)劑滴加完畢后，將體系升溫至95-120℃，保溫反應(yīng)5-8小時，得到所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物。

進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過硫酸鹽。

進(jìn)一步地，所述過硫酸鹽為過硫酸銨或過硫酸鉀。

進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑用量為所述混合單體總重量的0.5％-1.5％。

進(jìn)一步地，所述反滲透阻垢劑根據(jù)反滲透系統(tǒng)進(jìn)水量投加，處理噸水投加量為1-10g。

本發(fā)明實(shí)施例中的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明實(shí)施例提供的反滲透阻垢劑，將多氨基多醚基甲叉膦酸、丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、乙二胺四甲叉膦酸和水按照一定比例進(jìn)行復(fù)配，通過配方中各組分的協(xié)同效應(yīng)，解決了現(xiàn)有反滲透阻垢劑對高硬度、高硫酸根濃度水質(zhì)的阻垢效果差的技術(shù)問題，具有低劑量、高效用的阻垢功能，從而確保反滲透膜不被水垢污堵，提高運(yùn)行效率。

(2)本發(fā)明實(shí)施例提供的反滲透阻垢劑，對硬度離子的耐受度極高，實(shí)際應(yīng)用表明在水的鈣離子濃度超過2000mg/l，仍能確保其阻垢效率，對硫酸鹽有極強(qiáng)的阻垢和分散作用，且投加量低，阻垢率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物的制備方法流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供一種反滲透阻垢劑，解決了現(xiàn)有反滲透阻垢劑對高硬度、高硫酸根濃度水質(zhì)的阻垢效果差的技術(shù)問題，適用于高硬度、高硫酸根濃度水質(zhì)反滲透除鹽系統(tǒng)，防止因水中鹽分富集成垢而污堵反滲透膜。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例總體思路如下：

本發(fā)明提供了一種反滲透阻垢劑，以100重量份反滲透阻垢劑計(jì)，其重量配比為：多氨基多醚基甲叉膦酸30-50份，丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物30-60份，乙二胺四甲叉膦酸3-5份，水10-20份。

通過以上內(nèi)容可以看出，由于采用多氨基多醚基甲叉膦酸、丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、乙二胺四甲叉膦酸和水按照一定比例進(jìn)行復(fù)配，其中，多氨基多醚基甲叉膦酸能夠破壞垢物晶體生長、抑制鈣垢沉積；丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物能夠吸附并穩(wěn)定水中易形成膠體的金屬氧化物；乙二胺四甲叉膦酸對硫酸鹽具有很好的阻垢分散作用，通過上述各組分間的協(xié)同效應(yīng)，從而有效解決了現(xiàn)有反滲透阻垢劑對高硬度、高硫酸根濃度水質(zhì)的阻垢效果差的技術(shù)問題，確保反滲透膜不被水垢污堵，提高運(yùn)行效率。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面通過附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案做詳細(xì)的說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對本發(fā)明技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互結(jié)合。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種反滲透阻垢劑，以100重量份反滲透阻垢劑計(jì)，其重量配比為：多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)30-50份，丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物30-60份，乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)3-5份，水10-20份。

優(yōu)選的，所述反滲透阻垢劑的重量配比為：多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)40-45份，丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物40-50份，乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)5份，水10-15份。

其中，多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)對水中的微溶鹽分的析晶有優(yōu)良的延遲作用，破壞垢物晶體的生長，尤其對鈣垢沉積有相當(dāng)好的抑制作用。其生物降解性能按照oecd(officeofeconomiccooperationanddevelopment)301b快速生物降解試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行評定，數(shù)據(jù)表明其使用對環(huán)境無任何有害影響。丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物通過其分子上強(qiáng)負(fù)勢能點(diǎn)對水中易形成膠體的金屬氧化物有極佳的吸附穩(wěn)定能力，并使其分散在反滲透濃水中，以防止其附著于反滲透膜上而造成膜污染。乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)對硫酸鈣和硫酸鋇有極佳的阻垢分散作用。按照上述配比，配方中各組分間能充分發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，使該反滲透阻垢劑具有低劑量、高效用的阻垢功能；并且組合物中磷含量低于15％(以po4^-計(jì))，以降低反滲透濃排水對環(huán)境的富營養(yǎng)化污染。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物由丁烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯三種單體聚合得到，所述三種單體的重量比為10-30∶5-10∶10-30。優(yōu)選的，三種單體的重量比為15-20∶5-8∶15-25。單體配比在上述重量比范圍內(nèi)所合成的阻垢劑，阻垢效率最高，水質(zhì)的適用范圍較廣。

請參閱圖1，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物的制備方法包括以下步驟：

s101：將一定量水加入反應(yīng)釜中，并加熱至60-90℃，加入適量異丙醇，得到反應(yīng)體系；其中，所述水的加量根據(jù)理論固含量19％-38％計(jì)算，所述異丙醇與水的重量比為1∶6-8；

其中，水為聚合反應(yīng)的溶劑，異丙醇用于調(diào)節(jié)聚合物的分子量。

s102：向所述反應(yīng)體系中滴加混合單體和引發(fā)劑，滴加過程體系溫度控制在70-95℃；其中，所述混合單體由丁烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯組成，其重量比為10-30∶5-10∶10-30；

s103：混合單體和引發(fā)劑滴加完畢后，將體系升溫至95-120℃，保溫反應(yīng)5-8小時，得到所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物。

本發(fā)明實(shí)施例中，步驟s102中所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽。具體而言，可選用過硫酸銨或過硫酸鉀。所述引發(fā)劑用量為所述混合單體總重量的0.5-1.5％。在具體實(shí)施過程中，通常將引發(fā)劑配制成水溶液形式進(jìn)行滴加，溶液濃度為本領(lǐng)域常用濃度。

本發(fā)明實(shí)施例在步驟s102中，通過對混合單體和引發(fā)劑的滴加速率的控制，實(shí)現(xiàn)對滴加過程體系溫度的控制。具體而言，滴加速率決定于體系的升溫，因?yàn)榫酆戏磻?yīng)為放熱反應(yīng)，滴加速率越快升溫速度越快，系統(tǒng)溫度越高，為確保滴加過程體系溫度穩(wěn)定在70-95℃，通過滴加速率來控制體系溫度是手段之一。也就說體系溫度低于70℃時滴加速率適量調(diào)快，高于95℃時滴加速率適量調(diào)慢。

使用時，按照上述配比分別稱取多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)、丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)和水，加入反應(yīng)釜中，攪拌、混勻，即得所述反滲透阻垢劑。

將所述反滲透阻垢劑具體應(yīng)用于高硬度、高硫酸根濃度水反滲透系統(tǒng)中，所述反滲透阻垢劑根據(jù)反滲透系統(tǒng)進(jìn)水量投加，處理噸水投加量為1-10g。

為了使本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員能夠進(jìn)一步的了解本發(fā)明實(shí)施例的方案，下面將基于本發(fā)明實(shí)施例所介紹的方案對其進(jìn)行詳細(xì)介紹。

實(shí)施例1

s1：制備丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物：

將105g水加入反應(yīng)釜中，并加熱至60℃，加入17.5g異丙醇，得到反應(yīng)體系；

向所述反應(yīng)體系中滴加混合單體和過硫酸銨水溶液，滴加過程體系溫度控制在70℃；其中，所述混合單體由10g丁烯酸、5g丙烯酰胺和10g丙烯酸羥丙酯組成，過硫酸銨用量為0.125g；

混合單體和引發(fā)劑滴加完畢后，將體系升溫至95℃，保溫反應(yīng)8小時，得到所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物。

s2：稱取35g多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)、40g丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、5g乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)和20g水，加入反應(yīng)釜中，攪拌、混勻，即得所述反滲透阻垢劑。

將制得的反滲透阻垢劑用于高硬度、高硫酸根濃度水反滲透系統(tǒng)中，總硬度為1825mg/l、硫酸根含量為1013mg/l，投加量8mg/l，阻垢率為99.8％。

其中，阻垢率的計(jì)算方法具體為：首先將反滲透濃水的氯離子含量除以反滲透進(jìn)水氯離子含量，得到反滲透系統(tǒng)的濃縮倍率；然后根據(jù)濃縮倍率計(jì)算阻垢率，具體計(jì)算公式見式(1)：

實(shí)施例2

s1：制備丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物：

將150g水加入反應(yīng)釜中，并加熱至70℃，加入25g異丙醇，得到反應(yīng)體系；

向所述反應(yīng)體系中滴加混合單體和過硫酸銨水溶液，滴加過程體系溫度控制在80℃；其中，所述混合單體由30g丁烯酸、5g丙烯酰胺和15g丙烯酸羥丙酯組成，過硫酸銨用量為0.5g；

混合單體和引發(fā)劑滴加完畢后，將體系升溫至100℃，保溫反應(yīng)6小時，得到所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物。

s2：稱取45g多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)、35g丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、5g乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)和15g水，加入反應(yīng)釜中，攪拌、混勻，即得所述反滲透阻垢劑。

將制得的反滲透阻垢劑用于高硬度、高硫酸根濃度水反滲透系統(tǒng)中，總硬度為1936mg/l、硫酸根含量為1013mg/l，投加量8mg/l，阻垢率為99.4％。

實(shí)施例3

s1：制備丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物：

將140g水加入反應(yīng)釜中，并加熱至80℃，加入17.5g異丙醇，得到反應(yīng)體系；

向所述反應(yīng)體系中滴加混合單體和過硫酸銨水溶液，滴加過程體系溫度控制在90℃；其中，所述混合單體由20g丁烯酸、10g丙烯酰胺和30g丙烯酸羥丙酯組成，過硫酸銨用量為0.9g；

混合單體和引發(fā)劑滴加完畢后，將體系升溫至110℃，保溫反應(yīng)6小時，得到所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物。

s2：稱取50g多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)、30g丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、3g乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)和17g水，加入反應(yīng)釜中，攪拌、混勻，即得所述反滲透阻垢劑。

將制得的反滲透阻垢劑用于高硬度、高硫酸根濃度水反滲透系統(tǒng)中，總硬度為1983mg/l、硫酸根含量為1013mg/l，投加量8mg/l，阻垢率為99.7％。

實(shí)施例4

s1：制備丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物：

將70.5g水加入反應(yīng)釜中，并加熱至90℃，加入10.1g異丙醇，得到反應(yīng)體系；

向所述反應(yīng)體系中滴加混合單體和過硫酸鉀水溶液，滴加過程體系溫度控制在95℃；其中，所述混合單體由15g丁烯酸、8g丙烯酰胺和20g丙烯酸羥丙酯組成，過硫酸鉀用量為0.344g；

混合單體和引發(fā)劑滴加完畢后，將體系升溫至120℃，保溫反應(yīng)5小時，得到所述丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物。

s2：稱取30g多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)、57g丁烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羥丙酯共聚物、3g乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)和10g水，加入反應(yīng)釜中，攪拌、混勻，即得所述反滲透阻垢劑。

將制得的反滲透阻垢劑用于高硬度、高硫酸根濃度水反滲透系統(tǒng)中，總硬度為2013mg/l、硫酸根含量為1013mg/l，投加量8mg/l，阻垢率為99.4％。

通過以上內(nèi)容可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的反滲透阻垢劑，對硬度離子的耐受度極高，實(shí)施例1-4的具體應(yīng)用表明在水的鈣離子濃度超過2000mg/l時，仍能確保其阻垢效率，對硫酸鹽有極強(qiáng)的阻垢和分散作用；投加量低：一般投加量為反滲透進(jìn)水量的十萬分之一以下；阻垢率高，阻垢率可達(dá)99.8％以上。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。