[发明专利]一种无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法

说明书

本发明涉及水处理技术领域，具体为一种无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法。本发明的无磷反渗透膜阻垢剂包括以下质量分数的原料：聚天冬氨酸10‑15%、聚环氧琥珀酸50‑65%、壳聚糖15‑20%、聚丙烯酸5‑10%、阴离子表面活性剂1‑5%、二(五甲基环戊二烯)基锌3‑5%。本发明的无磷反渗透膜阻垢剂能够对含有多种重金属的工业以及生活废水进行脱盐处理，且对钙离子、钡离子、镁离子、铜离子具有较高的阻垢率。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种无磷反渗透膜阻垢剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，污水排放量不断增长，人们生活用的水资源越来越匮乏，同时也面临着大量水资源存在污染的问题。目前反渗透法和离子交换法在水处理中应用非常广泛。反渗透法因为其结构紧凑、成本低廉、二次污染小、出水稳定、自动化程度高等特点备受人们青睐。

在反渗透系统运行中，反渗透膜结垢严重影响着反渗透装置的运行效率，例如能耗增加、膜寿命缩短、出水水质低、出水量少等。为了减缓结垢现象，需要在反渗透系统中加入一定量的阻垢剂。目前常采用的阻垢剂主要有以下几类：

1）聚磷酸盐类阻垢剂

阻垢机理主要是分子中的部分官能团通过静电力吸附在晶体（晶核）表面的活性点上，以此减缓晶体的生长，使许多晶体保持在微晶状态，增加其溶解度。但是该类阻垢剂存在阈值效应，当磷浓度高时，易产生磷酸钙沉淀，同时磷浓度高也使得系统中菌藻滋生，造成反渗透膜污染严重；

2）有机膦酸类阻垢剂

阻垢机理主要是通过减缓晶格生长和晶格畸变从而实现阻垢的作用。但是当水中含有铁或其他悬浮固体时，其阻垢效果会在一定程度上变差；

3）羧酸类聚合物、磺酸类共聚物阻垢剂

阻垢机理主要是其含有大量的氢键，对多种垢具有较好的分散能力，同时水溶性好，其与Ca²⁺等反应生成溶于水的络合物，从而有效碳酸钙等生成。

4）膦酸类聚合物

其分子结构中同时含有膦酸基团和羧酸基团，其对多种金属离子具有良好都螯合能力，因此能够有效抑制无机盐垢的生成，同时还具有一定的缓蚀能力和高分散能力。

5）环境友好型阻垢剂

聚氨基酸类阻垢剂（聚天冬氨酸等）其具有生物降解和络合增溶、分散等功能，其热稳定性能好，可用于高温水处理系统。聚环氧琥珀酸阻垢剂是一种无磷、无氮且具有生物及降解能力的缓蚀阻垢剂。烷基环氧羧酸盐阻垢剂在碱性水处理中就有良好的阻垢效果，能够有效抑制碳酸钙和氢氧化锌的产生。

随着阻垢剂研究地不断深入，研究人员发现阻垢剂单体之间存在一定的协同作用，因此复合型阻垢剂越来越备受青睐。

中国专利CN101948189B中公开了一种无磷无磷反渗透膜阻垢剂，所述阻垢剂含有以下组分：羧酸类聚合物5%-20%，磺酸类共聚物6%-36%，聚氨基酸5%-15%，双十八烷基二甲基溴化铵0.1%-20%，余量为去离子水。其制备方法为，将所述羧酸类聚合物、磺酸类共聚物、聚氨基酸和去离子水于室温下加入容器内，搅拌至均一透明溶液即得。该无磷无磷反渗透膜阻垢剂可高效防止无机垢和胶体垢在反渗透膜上的沉积，在使用过程中能保证pH值在2~7范围内，且无毒、与常用絮凝剂兼容性好、与酸相比对膜不产生任何损害。

在中国专利CN104874294B中公开了环保型复合阻垢剂，其是由单宁、溴化十二烷基苄基铵、柠檬酸钠、聚天冬氨酸、锌盐、石酒酸钾钠构成。该阻垢剂具有优异的阻硫酸钙垢性能，同时还能稳定碳酸钙垢，在高硬水中具有良好的阻垢性能，并能提高水处理系统中的抑菌能力，提高出水量和出水质量。

锌盐与其他缓蚀剂复合使用时，能够加速缓蚀剂的成膜速度，取得较好的缓蚀作用。但是目前采用锌盐复合的阻垢剂虽然对碳酸钙、硫酸钙等具有较强的阻垢率，但是阻垢效果仍差强人意，同时对铜离子、镁离子等金属的阻垢效果欠佳。因此对于同时含有多种金属离子的工业废水的脱盐效果欠佳。

发明内容