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水处理阻垢剂正趋于绿色环保理念转变

发布时间:2019/06/11 点击量:

水是人类的生存之本,水资源的污染随着社会的进步,国内石油、化工工业的高速发展,石化、钢铁等行业大型、超大型换热设备的投入使用日趋严重,因此提高水的重复利用率,对水处理剂的要求也越来越高。目前国内已研究了磷系、钼系、硅系、钨系等其他一系列接近国际水平的水处理阻垢剂。
  目前,随着对阻垢剂的环保要求日渐提高,水处理阻垢剂正趋于绿色环保理念转变。
  以天然聚合物阻垢剂为例:用于研制阻垢剂的天然高分子主要有木质素、单宁、腐殖酸钠、壳聚糖、淀粉、纤维素等。但由于它们投加量大、费用高、杂质含量高、高温高压条件下稳定性差,目前只有小型的水处理系统仍在使用,以及应用于复合配方中。但因为天然聚合物的无毒或毒性低的性质,近年来对其进行改性与其它聚合物复配的研究,现在用的大多为磺化木质素和壳聚糖,通过改性, 阻垢性能得到了很大提高。
  木质素分子中含有醚键、碳碳双键、苯甲醇羟基、酚羟基、羰基和苯环等,这些基团可发生烷基化、羟甲基化、酯化、酰化等反应。这些基团中氧原子上的未共用电子对能与金属离子形成配位键,生成木质素的金属螯合物,从而具有阻垢性能。木质素经过化学改性,可进一步提高其阻垢性能,如经烷基化改性后的木素磺酸盐对Ca2 +的螯合能力能从40 mg/g 增加到146 mg/g ,可用作循环冷却水系统中的阻垢剂。
  壳聚糖是甲壳素脱除乙酰基后的产物,在pH<9.8的条件下,具有良好的阻垢性能,壳聚糖对CaCO3晶核和晶体的活性点有特殊的吸附能力,这会引起晶体变形而无法正常生长,使CaCO3晶体无法形成。此外,壳聚糖分子结构中的- NH2基团对Ca2+有较高的容忍度。若将壳聚糖与丙烯酸共聚进行改性,其阻垢性能会更好。如壳聚糖与丙烯酸的共聚物,其阻垢性能优于壳聚糖;对木质素、单宁改性可得到具有阻垢、缓蚀、絮凝、杀菌作用的多功能水处理剂。淀粉和纤维素都属于碳水化合物中的多聚糖类。
  由于分子中含有大量羟基,经羧甲基化后,CH2OH 基团变成CH22OCH2COONa,成为羧甲基淀粉和羧甲基纤维素(CMC) ,因而对Ca2 + ,Mg2 + 等盐垢晶体生长有一定的抑制作用,可作为阻垢分散剂使用。氧化淀粉属于羧基型鳌和剂,淀粉葡萄糖单元上的羧基在水中能捕捉Ca2+、Mg2+并迅速储存起来,可以有效的降低体系中水的硬度。利用其好的悬浮分散能力和螯合能力,以及易被微生物降解等性质来达到防止污垢再沉积,提高洗涤和阻垢效果,以避免对环境污染的目的,因此也被称为绿色阻垢剂。
  开发具有缓蚀和阻垢双重功效的绿色水处理剂也有着重大的经济效益和社会效益。

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