[發(fā)明專利]一種反滲透膜阻垢劑及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010276448.8
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN102397753A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 酈和生;王亭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D65/08
• 分類號: B01D65/08;C02F5/14;C02F1/44
• 代理公司: 北京宇生知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11116
• 代理人: 朱小鶯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合阻垢劑及其應(yīng)用，具體地說涉及一種反滲透膜復(fù)合阻垢劑及其在反滲透水處理工藝過程中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

1953年，美國佛羅里達(dá)大學(xué)的Reid等最早提出反滲透海水淡化技術(shù)。1960年，美國加利福尼亞大學(xué)的Loeb和Sourirajan研制出第一張可實用的反滲透膜。從此以后，反滲透膜的開發(fā)開始逐漸發(fā)展起來。膜材料從單一的醋酸纖維素非對稱膜發(fā)展到采用表面聚合技術(shù)制成的交聯(lián)芳香族聚酰胺復(fù)合膜。操作壓力也擴(kuò)展到高壓(海水淡化)膜、中壓(醋酸纖維素)膜、低壓(復(fù)合)膜和超低壓(復(fù)合)膜。膜組件的形式近年來也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。除了傳統(tǒng)的中空纖維式、卷式、管式及板框式以外，又開發(fā)出回轉(zhuǎn)平膜式、浸漬平膜式等。工業(yè)水處理上應(yīng)用最多的是卷式膜，它占據(jù)了絕大多數(shù)陸地水脫鹽和越來越多的海水淡化市場。此外，中空纖維膜在海水淡化應(yīng)用中也占有很高的份額。現(xiàn)在，全世界反滲透膜水處理裝置的能力已達(dá)到每天千萬噸以上。

我國從20世紀(jì)60年代中期開始研制反滲透膜，與國外起步時間相隔不遠(yuǎn)，但由于原材料及基礎(chǔ)工業(yè)條件限制，發(fā)展速度較慢。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國力的提高，反滲透膜的應(yīng)用在我國獲得了很快的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。目前，國內(nèi)反滲透工藝主要用于電子、電力、食品、飲料和化工等領(lǐng)域的純水和超純水制備，少量的用于苦咸水淡化。

反滲透膜分離技術(shù)具有無相變、組件化、流程簡單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優(yōu)點，在工業(yè)水處理中仍有廣闊的應(yīng)用空間。

在反滲透膜分離技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，膜污染問題是影響該技術(shù)可靠性的決定性因素。在膜過濾過程中，水中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)作用或機(jī)械作用而在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積，造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性的不可逆變化的現(xiàn)象稱為膜污染。

反滲透膜的污染大體可分為懸浮顆粒和膠體污染、無機(jī)沉積物污染、有機(jī)物污染和生物污染4類。依反滲透系統(tǒng)的入水水質(zhì)不同，反滲透膜上的主要污染類型也不同，懸浮顆粒、膠體、有機(jī)物及微生物等可通過預(yù)處理去除，但由于反滲透濃水側(cè)各種離子濃度的急劇增加，當(dāng)難溶鹽在反滲透系統(tǒng)內(nèi)被不斷濃縮，其組分離子濃度冪的乘積超過其溶度積時，就會在反滲透膜表面上不斷沉積而結(jié)垢，形成無機(jī)沉積物污染。當(dāng)水源為苦咸水時，CaSO₄、CaCO₃、SiO₂是產(chǎn)生垢類的主要難溶鹽。在中水回用時，由于中水中含有大量的PO₄^3-、Zn²⁺，易形成Ca₃(PO₄)₂和鋅鹽沉淀。當(dāng)反滲透補(bǔ)水為地表水、地下水與再生水混合的復(fù)雜水源時，反滲透膜不但易受到以上無機(jī)沉積物的污染，還容易受到前期絮凝劑殘留的Al³⁺、Fe³⁺所形成的金屬氧化物的污染，金屬氧化物對反滲透膜的傷害往往是不可逆的，因此危害很大。常用的控制結(jié)垢的方法包括加酸、加阻垢劑及酸和阻垢劑混合加入。方法的選擇取決于進(jìn)水水質(zhì)及膜對酸和阻垢劑的兼容性，同時還要考慮成本。

美國專利US4,713,195公開了一種復(fù)合阻垢劑，其包含約10-25重量％的馬來酸(酐)均聚物、約65-75重量％的有機(jī)膦酸鹽和約5-25重量％磺化的苯乙烯-馬來酸(酐)共聚物。該阻垢劑可用于海水蒸餾裝置、反滲透裝置等抑制垢的形成。其缺點在于該復(fù)合阻垢劑投加量大。

CN101423299A公開了一種反滲透膜阻垢劑，該阻垢劑中含有聚合物類阻垢劑，和選自膦羧酸類阻垢劑、有機(jī)膦酸類阻垢劑、助劑的組分。其缺點在于阻垢劑投加量大。

CN101497481A公開了一種反滲透膜用的阻垢劑，配方包括有機(jī)多元膦酸化合物、膦羧酸、丙烯酸二元共聚物以及聚馬來酸化合物和水，有機(jī)多元膦酸化合物1.0-6.0％，膦羧酸2-12％，丙烯酸二元共聚物10-40％，聚馬來酸化合物0.2-2％，其余為水。其缺點在于對鈣堿的容忍度低，不適用于高硬高堿水質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)：由至少一種甲叉型膦羧酸與至少一種有機(jī)膦酸和/或有機(jī)羧酸類聚合物組成的復(fù)合阻垢劑用于反滲透系統(tǒng)中可解決反滲透膜上CaCO₃、CaSO₄的沉積問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種反滲透膜復(fù)合阻垢劑。