申请日2011.12.19
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F5/10; C02F5/14
摘要
本发明为一种中水回用高浓缩倍数循环水处理工艺方法，其特征在于采用一种中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂应用于工业循环冷却水系统，循环水补水为中水水质。通过在水中投加中水回用缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂，循环水自然浓缩，可达到浓缩倍数5倍稳定运行。通过实施高浓缩倍数循环水处理工艺方法，实现工业循环冷却水高浓缩倍数稳定运行。
权利要求书
1.一种中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺方法，其特征在于：
1)适于中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂的制备方法：
所述的中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚天冬 氨酸20～40%、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸20～35%、丙烯酸/丙烯酸羟 丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物15～30%、葡 萄糖酸钠2～5%、苯并三氮唑0.2～3%、乙二胺四乙酸2～5%、硫酸锌1～ 15%，余量为水;
具体制备步骤如下：将聚天冬氨酸、2-膦酸丁烷1、2、4-三羧酸、 丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共 聚物、苯并三氮唑置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制反应温度的 条件范围为40～70℃，控制压力为0.1Mpa，加入葡萄糖酸钠、乙二胺四 乙酸，搅拌均匀，再加入硫酸锌、水，保持40～70℃，搅拌均匀至完全 溶解，得到淡黄色或无色的适于中水回用高浓缩倍率的缓蚀阻垢剂;
2)适于中水回用高浓缩倍率的杀菌灭藻剂的制备方法：
所述的适于中水回用高浓缩倍率的杀菌灭藻剂含有重量百分比含有 多个胍基的有机胍聚合化合物5～30%、异噻唑啉酮1～10%、硝酸铜1～5%、 溴化钠1～20%、余量为水;
具体制备步骤如下：将有机胍聚合化合物置于密闭或压力容器中，搅 拌条件下，控制反应温度的条件范围为40～50℃，控制压力为0.1Mpa， 加入异噻唑啉酮、硝酸铜，搅拌均匀，再加入溴化钠、水，保持40～50 ℃，搅拌均匀至完全溶解，得到黄绿色的适于中水回用高浓缩倍率的杀菌 灭藻剂;
3)中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺：
将制备的适于中水回用的缓蚀阻垢剂与杀菌灭藻剂应用于中水回用 的循环冷却水系统水处理工艺;所述的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂应用于中 水回用工程高COD、BOD的水质特点的水系统;通过在水中投加缓蚀阻垢 剂，水系统中加药浓度为30～60mg/L;在循环水中定期投加杀菌灭藻剂， 加药浓度为80～200mg/L;使循环水在高浓缩倍率5倍下稳定运行;现场 缓蚀阻垢剂投加量通过总磷控制;其有益效果在于：
循环水浓缩倍率控制在5倍;总磷以PO43-计控制在5.0～10.0mg/L; 循环水中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于0.075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于 0.005mm/a、铜合金的腐蚀率小于0.005mm/a、粘附速率小于15mg/cm2· 月、污垢热阻值小于3.44×10-4m2·K/W、异养菌数小于1×105个/mL。
2.按照权利要求1所述的处理工艺方法，其特征在于：
适于中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂的制备方法：
所述的中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚天冬 氨酸20～40%、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸20～35%、丙烯酸/丙烯酸羟 丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物15～30%、葡 萄糖酸钠2～5%、苯并三氮唑0.2～3%、乙二胺四乙酸2～5%、硫酸锌1～ 15%，余量为水;
具体制备步骤如下：将聚天冬氨酸、2-膦酸丁烷1、2、4-三羧酸、 丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共 聚物、苯并三氮唑置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制反应温度的 条件范围为40～70℃，控制压力为0.1Mpa，加入葡萄糖酸钠、乙二胺四 乙酸，搅拌均匀，再加入硫酸锌、水，保持40～70℃，搅拌均匀至完全 溶解，得到淡黄色或无色的适于中水回用高浓缩倍率的缓蚀阻垢剂。
说明书
一种中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺方法
技术领域
本发明属于循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种中水回用高浓缩 倍率循环水处理工艺方法。其中包括一种适用于中水回用高浓缩倍率的缓 蚀阻垢剂的制备方法，一种适用于中水回用高浓缩倍率的高效广谱杀菌灭 藻剂的制备方法，并将两者应用于工业冷却水系统的高浓缩倍率循环冷却 水系统水处理工艺。
背景技术
中水主要是城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在 一定范围内重复使用的非饮用水，其水质标准低于饮用水标准，高于污水 允许排入地面水体排放标准。世界各国对中水回用十分重视，美国、日本、 以色列等国家的中水回用已有相当水平。中水回用可用于城市景观、农业 灌溉、市政园林绿化、车辆冲洗、建筑用水、道路清洗、工业系统用水等 多种途径。
随着新鲜水资源的日益短缺，中水被认为是一种重要的非饮用水资源 而逐渐应用到工业领域中。工业领域是用水大户，城市用水的80%是工 业用水，而工业循环冷却水占到工业用水的60%以上，涉及石化、电力、 化工、冶金等许多行业。中水代替新鲜水回用于循环冷却系统是缓解我国 水资源短缺、提高我国用水效率的一个重要举措。中水回用于循环冷却水 系统时，会加剧系统的微生物滋生、设备腐蚀、悬浮物沉滞等问题。较之 中水的其他用途(直接回用)需要水质稳定技术的支持与保证。
现阶段，工业循环冷却水是各国中水回用方面的研究重点，其中美国、 日本、南非等国在该领域的研究水平处于世界领先行列。美国将城市污 水回用于循环冷却水开始于20世纪30年代，目前很多电厂均用中水代替 新鲜水作为循环系统的补充水，尤其在是美国西南部地区，其利用方式是 将一部分中水与新鲜水混合后回用，或者将其经进一步处理到更优的水质 直接回用，以确保循环冷却系统的安全运行。日本在中水回用于循环冷却 系统方面的研究也起步较早，中水水源大部分取自城市污水厂，规模较大 的有东京污水处理厂、名古屋污水处理厂和长崎污水处理厂中水回用项 目，处理规模分别为4万，1.4万和2万t/d。南非在中水回用方面是很 多国家的典范，如约翰内斯堡的奥兰多电站，凯尔文A.B电站等，都使用 经过二级处理的城市污水作为循环冷却系统的补充水。此外，英国、以色 列等很多国家也相继开展中水回用于循环冷却系统的研究并建设了回用 工程，取得良好效果。
我国的中水回用建设虽然起步较晚，但随着研究的深入和对国外成功 经验的借鉴，中水回用于循环冷却系统的工程也相继建立起来。例如，北 京高碑店污水处理厂中水用于热电厂循环冷却水系统冷却，天津开发区中 水集中处理用于滨海热电厂循环冷却水系统冷却，天津纪庄子污水处理厂 中水用于陈塘庄热电厂循环冷却水系统冷却，太原杨家堡污水处理厂中 水、青岛海泊河中水回用工程、浙能长兴发电有限公司中水综合利用工程 均用于工业系统冷却，淮北市中水回用工程用于大唐虎山发电厂循环冷却 水系统冷却等。企业自身排放水经过深度处理后回用的应用实例也很多， 如北京华能热电厂、大庆油田采油厂、克拉玛依采油厂、燕山石化等很 多工业企业内均已建成了用于循环冷却系统的中水回用工程。
高浓缩倍率循环冷却水处理工艺方法是指循环冷却水的浓缩倍率达 到5倍及以上的水处理工艺方法。因此，开发中水回用于高浓缩倍率(5 倍)循环冷却水系统的水处理工艺方法成为工业循环水处理的发展趋势。
发明内容
本发明为一种中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺方法;其特征在 于：
1)适于中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂的制备方法：
所述的中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚天冬 氨酸20～40%、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸20～35%、丙烯酸/丙烯酸羟 丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物15～30%、葡 萄糖酸钠2～5%、苯并三氮唑0.2～3%、乙二胺四乙酸2～5%、硫酸锌1～ 15%，余量为水;
具体制备步骤如下：将聚天冬氨酸、2-膦酸丁烷1、2、4-三羧酸、 丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共 聚物、苯并三氮唑置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制反应温度的 条件范围为40～70℃，控制压力为0.1Mpa，加入葡萄糖酸钠、乙二胺四 乙酸，搅拌均匀，再加入硫酸锌、水，保持40～70℃，搅拌均匀至完全 溶解，得到淡黄色或无色的适于中水回用高浓缩倍率的缓蚀阻垢剂;
2)适于中水回用高浓缩倍率的杀菌灭藻剂的制备方法：
所述的适于中水回用高浓缩倍率的杀菌灭藻剂含有重量百分比含有 多个胍基的有机胍聚合化合物5～30%、异噻唑啉酮1～10%、硝酸铜1～5%、 溴化钠1～20%、余量为水;
具体制备步骤如下：将有机胍聚合化合物置于密闭或压力容器中，搅 拌条件下，控制反应温度的条件范围为40～50℃，控制压力为0.1Mpa， 加入异噻唑啉酮、硝酸铜，搅拌均匀，再加入溴化钠、水，保持40～50 ℃，搅拌均匀至完全溶解，得到黄绿色的适于中水回用高浓缩倍率的杀菌 灭藻剂;
3)中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺：
将制备的适于中水回用的缓蚀阻垢剂与杀菌灭藻剂应用于中水回用 的循环冷却水系统水处理工艺;所述的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂应用于中 水回用工程高COD、BOD的水质特点的水系统;通过在水中投加缓蚀阻垢 剂，水系统中加药浓度为30～60mg/L;在循环水中定期投加杀菌灭藻剂， 加药浓度为80～200mg/L;使循环水在高浓缩倍率5倍下稳定运行;现场 缓蚀阻垢剂投加量通过总磷控制;其有益效果在于：
循环水浓缩倍率控制在5倍;总磷以PO43-计控制在5.0～10.0mg/L; 循环水中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于0.075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于 0.005mm/a、铜合金的腐蚀率小于0.005mm/a、粘附速率小于15mg/cm2· 月、污垢热阻值小于3.44×10-4m2·K/W、异养菌数小于1×105个/mL。
按照本发明所述的处理工艺方法，其进一步特征在于：
适于中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂的制备方法：
所述的中水回用循环水系统的缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚天冬 氨酸20～40%、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸20～35%、丙烯酸/丙烯酸羟 丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物15～30%、葡 萄糖酸钠2～5%、苯并三氮唑0.2～3%、乙二胺四乙酸2～5%、硫酸锌1～ 15%，余量为水;
具体制备步骤如下：将聚天冬氨酸、2-膦酸丁烷1、2、4-三羧酸、 丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共 聚物、苯并三氮唑置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制反应温度的 条件范围为40～70℃，控制压力为0.1Mpa，加入葡萄糖酸钠、乙二胺四 乙酸，搅拌均匀，再加入硫酸锌、水，保持40～70℃，搅拌均匀至完全 溶解，得到淡黄色或无色的适于中水回用高浓缩倍率的缓蚀阻垢剂。
具体实施方式
实施例1、
按以下重量百分比的物质制备缓蚀阻垢剂：
将聚天冬氨酸20%、2-膦酸丁烷1、2、4-三羧酸20%、丙烯酸/丙烯 酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物25%、苯 并三氮唑1%置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制反应温度的条件 范围为40～70℃，控制压力为0.1Mpa，加入葡萄糖酸钠2%、乙二胺四乙 酸2%，搅拌均匀，再加入硫酸锌10%、水20%，保持40～70℃，搅拌均匀 至完全溶解，得到淡黄色或无色的适于中水回用高浓缩倍率的缓蚀阻垢 剂。
实施例2、
按以下重量百分比的物质制备缓蚀阻垢剂：
将聚天冬氨酸25%、2-膦酸丁烷1、2、4-三羧酸25%、丙烯酸/丙烯 酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物20%、苯 并三氮唑1.5%置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制反应温度的条 件范围为40～70℃，控制压力为0.1Mpa，加入葡萄糖酸钠5%、乙二胺四 乙酸2%，搅拌均匀，再加入硫酸锌12%、水9.5%，保持40～70℃，搅拌 均匀至完全溶解，得到淡黄色或无色的适于中水回用高浓缩倍率的缓蚀阻 垢剂。
实施例3、
按以下重量百分比的物质制备杀菌灭藻剂：
将有机胍聚合化合物10%置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制 反应温度的条件范围为40～50℃，控制压力为0.1Mpa，加入异噻唑啉酮 10%、硝酸铜2%，搅拌均匀，再加入溴化钠10%、水68%，保持40～50℃， 搅拌均匀至完全溶解，得到黄绿色的适于中水回用高浓缩倍率的杀菌灭藻 剂。
实施例4、
按以下重量百分比的物质制备杀菌灭藻剂：
将有机胍聚合化合物25%置于密闭或压力容器中，搅拌条件下，控制 反应温度的条件范围为40～50℃，控制压力为0.1Mpa，加入异噻唑啉酮 5%、硝酸铜4%，搅拌均匀，再加入溴化钠15%、水51%，保持40～50℃， 搅拌均匀至完全溶解，得到黄绿色的适于中水回用高浓缩倍率的杀菌灭藻 剂。
实施例5、
按照本发明所述的中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺方法，其特征 在于在中水回用循环水系统时，实现循环冷却水高浓缩倍率稳定运行。本 发明所述的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂可应用于中水回用工程的高COD、 BOD水质特点的水系统。循环冷却水浓缩倍率控制在5倍时，水中缓蚀阻 垢剂投加浓度为50mg/L，循环水中总磷(以PO43-计)控制在9.0左右mg/L。 杀菌灭藻剂投加浓度为100mg/L。循环水中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于 0.075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0.005mm/a、铜合金的腐蚀率小于0.005 mm/a、粘附速率小于15mg/cm2·月、污垢热阻值小于3.44×10-4m2·K/W、 异养菌数小于1×105个/mL。
实施例6、
按照本发明所述的中水回用高浓缩倍率循环水处理工艺方法，其特征 在于在中水回用循环水系统时，实现循环冷却水高浓缩倍率稳定运行。本 发明所述的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂可应用于中水回用工程的高COD、 BOD水质特点的水系统。循环冷却水浓缩倍率控制在5倍时，补水中中水 回用缓蚀阻垢剂投加浓度为35mg/L，循环水中总磷(以PO43-计)控制在6.0 左右mg/L。杀菌灭藻剂投加浓度为150mg/L。循环水中碳钢挂片和试管的 腐蚀率小于0.075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0.005mm/a、铜合金的腐 蚀率小于0.005mm/a、粘附速率小于15mg/cm2·月、污垢热阻值小于 3.44×10-4m2·K/W、异养菌数小于1×105个/mL。
