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反渗透膜用药剂的制备及其性能研究

周伟生  
【摘要】: 本文对膜法污水处理系统的反渗透膜用阻垢剂、清洗剂和杀菌剂进行了研究开发,研制出了适合于该系统的阻垢剂、清洗剂和杀菌剂。并且通过实验室组装的反渗透设备和现场反渗透装置对这些反渗透膜用药剂进行了研究并找出了一些规律。主要进行了以下几方面的研究。 首先,利用溶液聚合的方法以次亚磷酸、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了含磺酸基的膦酰基羧酸共聚物(POCA)。以丙烯酸为单体通过均聚反应合成了低分子量的聚丙烯酸。并研究了他们的聚合规律。利用合成出的低分子量的聚丙烯酸和含磺酸基的膦酰基羧酸共聚物(POCA)与HEDP、ATMP等水处理药剂进行了复配,研制出反渗透阻垢剂TSM-1和TSM-2。对TSM-1和TSM-2静态阻CaCO_3、CaSO_4、BaSO_4、SrSO_4垢和分散氧化铁的性能进行了研究,并与美国King Lee公司的PTP-0100、PTP-2000和Polymer Tech.Co.,Ltd.的Trispe 1000反渗透阻垢剂进行了性能对比。实验表明TSM-1和TSM-2的性能已达到或超过国外同类产品的水平。 其次,研制了酸性清洗剂TSM-3和碱性清洗剂TSM-4,并且利用TSM-3和TSM-4对工程运行中的反渗透膜进行了常规在线清洗和离线清洗,对清洗工艺进行了研究和探索,实验表明清洗效果良好。清洗剂的性能达到或超过了国外同类药剂水平。 然后,研制了一种复合性杀菌剂TSM-5,这种杀菌剂通过有机溴及溶剂与异噻唑啉酮的复合使各种药剂产生协同效应,增强了杀菌效果及对生物粘泥的渗透和剥离效果,复合后的杀菌剂能穿透粘附在设备、管道、水箱表面的生物粘液膜,抑制和杀灭粘膜下的微生物。杀菌剂TSM-5属于非氧化型杀菌剂,具有广谱、高效、低毒对环境安全的优点,是较为理想的反渗透杀菌剂。其性能超过国外同类药剂水平。 最后,以马来酸酐为原料,采用水和碱使之水解生成马来酸,再利用催化剂进行环氧化反应,生成聚环氧琥珀酸(PESA)。PESA分子式是一种无磷、非氮的螯合结构,在阻垢性能和生物降解性方面都取得了突破进展。利用实验室反渗透膜评价装置对其阻碳酸钙垢和硫酸钙垢进行了评价,并与国外用于反渗透膜专用阻垢剂聚丙烯酸进行了阻碳酸钙垢和硫酸钙垢的对比研究。实验表明PESA阻CaCO_3效果优于国外聚丙烯酸样品,阻CaSO_4效果比国外聚丙烯酸样品略差。


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