[发明专利]无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理，具体说是一种无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法。

背景技术

反渗透(RO)脱盐技术广泛应用于纯水制备、电站锅炉补给水处理、工业 废水处理及饮用水处理等多种领域。相对于传统的脱盐技术，反渗透脱盐技术 具有系统简单，操作方便，系统占地面积小，能耗低，产品水质稳定，无再生 废液排放，运行费用经济等突出优点，因此反渗透的应用领域得到不断的扩展。 此外，随着膜分离技术的发展、预处理技术的改进、能量回收系统的开发以及 对高、低盐度进水的广泛适用性，反渗透系统脱盐成本逐年明显下降，从而反 渗透工艺在经济、技术上的竞争力不断增强，将成为21世纪脱盐领域的主导高 新技术之一。

但是反渗透系统在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗 粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安 全稳定的运行。在反渗透脱盐过程中，一旦发生污堵、结垢，将导致膜通量和 产水效率的降低，增加供水压力，减少膜通量，最终引起膜严重损害，降低膜 使用寿命。这些污染也将增加膜的清洗次数，造成无计划的停工，增加操作成 本。这些问题可以通过添加反渗透阻垢剂的方法控制。反渗透膜阻垢剂通过延 缓和扭曲盐晶体成长来控制沉淀的过程，使晶体在形成过程中发生畸变，从而 无法生成致密的结晶。同时，它还具有分散作用，防止颗粒聚集成足以沉积下 来的大颗粒。

传统的阻垢分散方式——六偏磷酸钠加酸，存在着多种缺陷：药剂易分解、 临界饱和指数低(LSI＜0.50)、分散阻垢效果差等。而且由于反渗透浓缩快、浓 差极化现象严重，这种方法已基本上被淘汰。近年来，有机磷酸类反渗透膜用 阻垢剂发展极为迅速，它们具有能在较宽的给水pH范围内使用，对钙离子浓度、 碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性，能有效地控制CaCO₃、CaSO₄、 BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢，可有效的分散氧化铁，操作安全，不易分解， 储存期长等优点，但是磷是细菌和藻类的营养源，一方面含磷类阻垢剂会向反 渗透系统加药箱，输水管和RO系统内部提供细菌和微生物生长所需的含磷营养 物质，从而导致膜系统存在生物污染和细菌超标的隐患；另一方面含磷类阻垢 剂易与水中的离子发生反应而导致在膜元件上产生磷酸盐沉淀污染；三是水中 含的磷随着浓水排放，对环境水源造成污染。因此，开发无磷的新型绿色反渗 透膜阻垢剂已成为21世纪反渗透膜阻垢剂的发展方向，是目前研究的难点和热 点。

目前无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法，国内尚无相关专利。本发明提供 的无磷反渗透膜阻垢剂，与目前市场上现有的含磷类反渗透膜阻垢剂相比具有 更好的控制CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢的性能，可以在LSI＞3.0 的情况下仍不结垢；具有更好的分散氧化铁的性能；并且不含磷，消除了膜系 统生物污染和细菌超标的一大隐患，而且避免了磷酸盐沉淀污染的发生和对环 境水源的污染。

发明内容

本发明为解决上述缺点，提供一种能在较宽的给水pH范围内使用，对钙离 子浓度、碱度、及铁、锰等金属离子具有较好的稳定性；能同时且有效地控制 CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢；与酸相比没有腐蚀性，而且 操作安全；可与常用絮凝剂兼容；产品不易分解，储存期长；可消除膜系统生 物污染和细菌超标的隐患；避免磷酸盐沉淀污染和的绿色环保型无磷反渗透膜 阻垢剂及其制备方法。

本发明的技术方案是，无磷反渗透膜用阻垢剂包括AL-one、阻垢分散剂磺 酸盐共聚物、pH值调节剂以及水，各组分的重量百分比为：

AL-one          50-90％，

磺酸盐共聚物    5-20％，

pH值调节剂      0.5-1.5％，

其余为去离子水。

AL-one为一种由丙烯酸、马来酸、磺酸盐等组成的四元共聚物。