[发明专利]一种反渗透/纳滤系统复合阻垢剂

说明书

技术领域：

本发明涉及一种水处理药剂，特别涉及一种能够减轻反渗透膜/纳滤膜/超滤膜系统结垢和污染的复合阻垢剂。

背景技术：

反渗透、纳滤、超滤都是一种典型膜分离操作单元，已被广泛应用于生活饮用水净化、电子行业超纯水生产、化工、电力、纺织、冶金等行业工艺用水的生产过程中，在水处理领域占有十分重要的地位。目前工业废水污染了我们的水源，自然界水源供给无法满足因人口膨胀和工业增长的需求，因此反渗透、纳滤、超滤作为废水深度处理技术和水资源回用技术在废水处理方面也得到了广泛的应用。反渗透、纳滤、超滤也是海水淡化的主要技术手段。

在反渗透、纳滤、超滤水处理工艺中，膜污染是影响反渗透系统工作效率和运行寿命的关键因素。在水中，某些阴阳离子结合形成难溶盐，在经过反渗透、纳滤、超滤膜后浓缩，难溶盐浓度超过饱和度时会在膜表面结垢。反渗透、纳滤、超滤系统中经常遇到的难溶盐是CaCO₃、CaSO₄、铁和硅，还有一些不常遇到的也可以结垢的CaF₂、BaSO₄和SrSO₄等盐类。硫酸盐在大多数原水中大量存在，其浓度会因人工加入用来调节pH值的硫酸而增加，BaSO₄和SrSO₄的溶解度比CaSO₄低，并且它们结垢后很难再溶解。生物污染主要是指微生物以反渗透膜为载体借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长，在反渗透膜表面形成生物膜层。结垢和细菌污染都会造成反渗透、纳滤、超滤膜在系统运行过程中，进水中的细菌、微粒、胶体粒子或溶质大分子与其不断发生物理、化学作用，或者因浓差极化使某些溶质在膜表面浓度超过其溶解度，再加上机械作用使得在膜面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜通量与分离特性明显下降，造成不可逆的膜污染。

膜污染主要可以分为化学污染和生物污染。反渗透系统化学污染主要是膜元件内沉积碳酸盐垢以及因水中Fe、Sr、Ba含量超标引起膜元件中毒。而生物污染主要是指微生物以反渗透膜为载体借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长，在反渗透膜表面形成生物膜层，导致反渗透系统进出水间压差迅速增大，产水量与脱盐率快速下降，同时污染产品水。

对于微生物污染，大多采用消毒处理，降低进水中的微生物种群数量和生物活性。而对于无机垢，可以采用加阻垢剂的办法解决。一种良好的阻垢剂不仅能够稳定进水中的无机成垢离子，而且可以影响无机成垢离子结晶过程，减小垢与反渗透膜之间的作用力，使其随浓缩水流走。

美国专利5256303公开了一种用于反渗透系统的复合阻垢剂，其组分包括有机膦类和丙烯酸共聚物类，能够抑制反渗透膜表面硫酸钙的沉积。美国专利5358640公开了一种复合阻垢剂，其成分包括水溶性有机膦、丙烯酰胺聚合物、苛性碱和水。能够减轻反渗透系统中硫酸钙和碳酸钙沉积污染。但这两种阻垢剂的缺点是使用条件受限、易造成污染。

发明内容：

针对现有用于反渗透/纳滤系统的复合阻垢剂使用条件受限、易造成污染的缺陷，本发明提供一种反渗透/纳滤系统复合阻垢剂，可以用于反渗透、纳滤工艺，减轻膜污染，提高反渗透、纳滤系统运行效率，延长运行寿命。

一种反渗透/纳滤系统复合阻垢剂，由以下方法制成：组分1：环糊精溶液，重量百分含量2～10％；组分2：氨基三甲叉膦酸ATMP，马来酸酐-丙烯酸共聚物MA-AA，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA，羟基乙叉二膦酸HEDP中至少一种或几种混合物，总重量百分含量80～90％；组分3：2，2-二溴-3-氰基丙酰胺DBNPA，重量百分含量1％～10％；组分1、组分2、组分3重量百分含量总和为100％，首先组分2和组分3混合，再和组分1融合在一起。

制备方法：

组分1配制：配制环糊精溶液，环糊精溶液的质量浓度为25-40％；

组分2配制：氨基三甲叉膦酸(ATMP)，马来酸酐-丙烯酸共聚物(MA-AA)，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，羟基乙叉二膦酸(HEDP)中至少一种或几种混合物，搅拌均匀；

组分3配制：2，2-二溴-3-氰基丙酰胺(DBNPA)加入反应器中，搅拌均匀，

将配制好的组分2和组分3倒入反应器中，搅拌均匀，然后倒入组分1(环糊精溶液)，选择包和条件为：搅拌时间3～5h，温度50～70℃，即制得反渗透/纳滤系统复合阻垢剂。三种组分所占重量百分比为，组分1：2～10％；组分2：80～90％，组分3：1～10％。