[发明专利]一种无磷水处理剂组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无磷水处理剂组合物以及该组合物在循环冷却水处理中的应用。

背景技术

在循环冷却水系统中，主要存在结垢、腐蚀和微生物危害三方面问题。防止系统结垢和腐蚀最方便且有效的方法是在循环冷却水中投加缓蚀阻垢剂。目前国内常用于循环冷却水处理的配方多为膦系配方，主要为含有膦酸基(—PO₃H₂)直接与碳原子相连的缓蚀阻垢剂，常称之为有机膦酸。与早期磷系配方中的无机聚磷酸盐相比，有机膦酸具有良好的化学稳定性、不易水解、可耐较高温度、用量小等优点，且兼具缓蚀和阻垢双重功能。但常用有机膦不能有效地抑制磷酸钙垢和锌垢，且本身易形成有机膦酸垢。另外，含磷化合物对水体的污染并导致水体富营养化问题使人们逐渐认识到控制含磷化合物排放的重要性。世界范围内很多河流、湖泊已经因为排入大量的磷导致水生植物生长失控，水中溶氧耗尽，最终水质恶化，水生动植物绝迹。随着环保意识的提高，环保法规的进一步严格，近年我国许多地方已经开始限制含磷产品的使用，因此低磷、无磷水处理剂的开发已经成为研究热点。

循环冷却水系统中细菌和藻类的控制，一般通过投加杀菌剂来控制。常用的杀菌剂分为两大类，氧化型和非氧化型杀菌剂。氧化型杀菌剂因其价格低廉而被普遍使用，但其易受循环冷却水中pH、有机物、阻垢缓蚀剂等因素的影响和干扰，使之杀菌效果降低，而且长期使用，微生物产生抗药性.也将影响杀菌效果，同时该类杀菌剂具有较强的氧化性，容易氧化其他水处理剂使其失效；非氧化型杀菌剂不以氧化作用杀死水中微生物，而是通过作用于微生物的特殊部位使之致死。因此，非氧化型杀菌剂不受循环冷却水中pH、有机物、阻垢缓蚀剂等因素的影响和干扰。非氧化型杀菌剂还可以是氧化型杀菌剂的辅助杀菌剂，定期在循环冷却水中使用非氧化型杀菌剂，可以剥离循环冷却水系统中的生物粘泥，同时可防止微生物产生抗药性，现场一般采用冲击投加，加药量较大。其中最常见的非氧化型杀菌剂有季铵盐类杀菌剂和异噻唑啉酮，季铵盐类杀菌剂具有较好的瞬间杀菌效果，但药效持续时间短；异噻唑啉酮瞬间杀菌效果较差，一般要加药24h才开始见效，投加量大，费用高，长期使用还对循环冷却水系统有腐蚀作用。虽然目前开发了很多新型非氧化型杀菌剂，但还没有一种非氧化型杀菌剂能完全替代氧化型杀菌剂。且常见的这几种非氧化型杀菌剂从开始使用至今已有几十年的时间了，更新换代速度缓慢，长期使用过程中微生物容易对其产生抗药性，需要不断加大常用杀菌剂的使用浓度才能继续保持较好的杀菌效果。

发明内容

本发明的目的在于克服采用现有的水处理剂对循环冷却水进行处理的过程中需要使用含磷组分，或者不使用含磷组分所获得的水处理效果较差的缺陷，提供一种无磷水处理剂组合物及其应用。

通常，葡萄糖酸盐、硅酸盐和硼酸盐均为无毒、价廉的缓蚀剂，使用中不会对人类和环境造成任何直接或间接的危害，但均未广泛应用于循环冷却水处理中，其原因是葡萄糖酸盐单独使用需要的剂量较高，其本身也是微生物的营养源，容易引起微生物的大量繁殖；硅酸盐和硼酸盐各自单独使用缓蚀效果不理想。袁万钟等发表的《硼砂-葡萄糖酸钠缓蚀剂在中性介质中对碳钢的协同缓蚀作用》以葡萄糖酸钠和四硼酸钠复配作为碳钢缓蚀剂，仅使用这两种缓蚀剂，使用的有效浓度达到1000mg/L，浓度较高，而且配方不具有阻垢性能，使用于循环冷却水处理有缺陷。

苯酰胺类杀菌剂通常用作农作物杀菌剂，常见的有甲霜灵、恶霜灵、苯霜灵和甲呋酰胺。苯酰胺类杀菌剂用作农药杀菌剂，杀菌效果好，但很少用于循环冷却水系统，主要是由于这几种药剂在水中的溶解度较低，在循环冷却水处理中的使用受到一定限制。

本发明的发明人研究发现，通过将苯酰胺类杀菌剂、含磺酸基的无磷共聚物以及选自葡萄糖酸盐、硅酸盐和硼酸盐的所述缓蚀剂复配使用，苯酰胺类杀菌剂、含磺酸基的无磷共聚物以及选自葡萄糖酸盐、硅酸盐和硼酸盐的所述缓蚀剂之间可以发挥协同作用，不仅能够显著降低药剂的用量，而且还可以在不需要引入含磷组分的情况下获得较好的缓蚀、阻垢和杀菌效果，从而完成了本发明。

本发明提供了一种无磷水处理剂组合物，其中，该组合物含有苯酰胺类杀菌剂、含磺酸基的无磷共聚物和缓蚀剂，所述缓蚀剂为硼酸盐、葡萄糖酸盐和硅酸盐中的一种或多种。

本发明还提供了该无磷水处理剂组合物在工业水处理过程中的应用。