CN102718330A - 环保型有机银复合循环水处理剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型有机银复合循环水处理剂及其应用，该水处理剂为含有组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的液态水溶液组合物；该水处理剂的应用方法为将所述水处理剂加入一定体积的工业用水中；与现有技术相比，本发明采用了环保的组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂作为循环水处理剂有效成分，不变色不沉淀且可以长期维持缓蚀、杀菌效果，无需添加其他阻垢剂、缓蚀剂和杀菌、杀藻剂，环保节能，是磷基水处理剂的换代产品，是企业实施节能减排的最佳选择。
Description
技术领域
本发明涉及复合循环水处理剂及应用，特别涉及环保型有机银复合循环水处理剂及其应用。
背景技术
工业冷却循环水系统普遍存在水垢、污垢、腐蚀、菌藻、管网腐蚀和浓缩倍数的控制问题，一般采用添加缓蚀阻垢剂和杀菌剂等化学药剂，就是所谓的循环水处理药剂。目前的工业循环水处理剂较多采用含有机膦酸的磷系除垢剂，但有机膦酸含磷较高，会导致水域富营养化，促进藻类生长，出现磷垢、赤潮等现象；另外，杀菌剂较多采用异塞唑啉类、氯制剂、季铵盐等杀菌剂，但它们具有极强的刺激性、腐蚀性和毒性，损害人体健康和污染环境。
聚羧酸类阻垢剂是无磷、无毒、无公害的环保型产品，阻垢分散性能好，如聚丙烯酸钠（PAAS），可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢，PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，从而达到阻垢目的；丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）的共聚物（AA/AMPS），分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，并且分散性能优良，特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质，是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一；聚环氧琥珀酸或聚环氧琥珀酸钠（PESA），对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂，PESA还具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂；聚天冬氨酸或聚天冬氨酸钠（PASP），具有可完全生物降解的特性，对离子有极强的螯合能力，具有缓蚀与阻垢双重功效，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果，对碳酸钙的阻垢率可达100%。
组氨酸银配合物具有杀菌、杀藻、缓蚀的作用，是对人体和环境无害的环保型产品，但其在溶于水的状态下稳定性差，易发生变色、沉淀，从而影响其杀菌杀藻和缓蚀的效果。
因此，若能使组氨酸银配合物在水溶状态下长期稳定，不发生变色、沉淀，则将其用于循环水处理就具有杀菌杀藻和缓蚀两种功能，环保、节能减排等，因此具有广泛的应用前景和应用价值。
另外，目前的现有技术中还未见将组氨酸银配合物用于循环水处理的应用和报道，更未见组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的同时用于循环水处理的应用和报道。
发明内容
本发明鉴于上述问题，提供一种含有不发生变色及沉淀、可以长期维持缓蚀效果及杀菌活性的组氨酸银配合物的液体复合工业循环水处理药剂，以及该药剂的应用。
本发明人等为了解决所述问题进行了实验研究，结果发现，通过在作为有效成分的组氨酸银配合物的水溶液中加入选自聚羧酸类阻垢剂中的一种或多种，可以解决所述问题，直至完成本发明。而且聚羧酸类阻垢剂本身具有防垢阻垢的特点，因此，将组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂同时用于循环水处理可以集防垢除垢、缓蚀、杀菌灭藻等功能一体，无需再使用其他阻垢剂、缓蚀剂和杀菌、杀藻剂，环保节能，是磷基水处理剂的换代产品，是企业实施节能减排的最佳选择。
本发明的第一个方面是提供一种环保型有机银复合循环水处理剂，是含有组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的液态水溶液组合物。
进一步地，所述组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在所述液态水溶液组合物中的质量分数分别为0.5-10%和10-50%，优选为5%和30%。
进一步地，所述聚羧酸类阻垢剂为聚羧酸盐、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物（AA/AMPS）、马来酸-丙烯酸共聚物（MA-AA）、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物（POCA）、聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠等中的任意一种或任意几种的组合。
本发明的第二个方面是提供环保型有机银复合循环水处理剂的应用，即将含有组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的水处理剂加入工业用水中。
进一步地，所述水处理剂加入工业用水中要求组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的两者组合物在工业用水中的浓度为20-60ppm。
与现有技术相比，本发明采用了环保的组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂作为循环水处理剂，其中聚羧酸类阻垢剂使组氨酸银配合物在水溶状态下性质稳定不发生变色及沉淀从而可以长期维持组氨酸银配合物的缓蚀效果及杀菌活性，但是聚羧酸类阻垢剂对组氨酸银配合物的这种作用原理尚未明确，本发明人等只能推断聚羧酸类有助于水溶液中组氨酸银配合物的稳定化或惰性化。另外，组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂同时用于循环水处理可以集防垢除垢、缓蚀、杀菌灭藻等功能一体，无需再使用其他阻垢剂、缓蚀剂和杀菌、杀藻剂，环保节能，是磷基水处理剂的换代产品，是企业实施节能减排的最佳选择。
具体实施方式
下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。本发明不限于下述实施方式或实施例，凡不违背本发明精神所做出的修改及变形，均应包括在本发明范围之内。
本发明一种环保型有机银复合循环水处理剂是含有组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的液态水溶液组合物，其中组氨酸银配合物与聚羧酸类阻垢剂的组合能起到循环水处理要求的防垢除垢、缓蚀、杀菌灭藻关键作用，当然向其中添加其它成分如抗氧化剂、光稳定剂、表面活性剂、助溶剂、甚至其他类型的阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂、杀藻剂等等也是可以的，从而起到增加其他作用效果或增强本身具有的作用效果的作用。
本发明水处理剂中组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂优选的质量分数分别为0.5-10%和10-50%，进一步优选的质量分数分别为5%和30%。当然所述范围以外的组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的质量分数也是可以的，但是质量分数太低会使溶剂增加而不易储存、质量分数太高会使溶解困难或不充分；另外，该范围的质量分数水处理效果较好，质量分数分别为5%和30%时效果更好。
作为本发明所使用的聚羧酸类阻垢剂可以为聚羧酸盐、聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸钠PAAS、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物AA/AMPS、马来酸-丙烯酸共聚物MA-AA、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物POCA、聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠等中的任意一种或任意几种的组合，均能起到本发明的作用效果。
本发明应用上述环保型有机银复合循环水处理剂的方法，是将含有组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的水处理剂加入工业用水中。所述水处理剂加入工业用水中要求组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的两者组合物在所述工业用水中的浓度为20-60ppm，当然该范围以外的浓度也是可以的，但浓度太低作用效果较差，浓度太高又浪费试剂，根据具体的不同应用的工业用水水质在20-60ppm浓度范围选择，比如对于水质很差的选择较高浓度则效果较好。
本发明所述的组氨酸银配合物是通过将组氨酸和含银化合物如氯化银、硝酸银、乳酸银、氧化银等中的一种或几种的组合加入水中得到，其中组氨酸相对于银的含量的比例为银1摩尔组氨酸大于等于1摩尔；本发明涉及的其余试剂均为常规市售产品。
实施例1：
水处理剂的制备：将2.86g组氨酸，2.14g氧化银，30g聚丙烯酸加入65g水中，混合均匀即为本发明复合循环水处理剂，则组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在水处理剂中的质量分数分别为5%和30%。
实施例2：
水处理剂的制备：将2.2g组氨酸，2.8g乳酸银，15g聚丙烯酸钠，15g丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物加入65g水中，混合均匀即为本发明复合循环水处理剂，则组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在水处理剂中的质量分数分别为5%和30%。
实施例3：
水处理剂的制备：将2.39g组氨酸，2.61g硝酸银，10g聚丙烯酸钠，10g丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物，5g聚环氧琥珀酸、5g聚天冬氨酸钠加入65g水中，混合均匀即为本发明复合循环水处理剂，则组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在水处理剂中的质量分数分别为5%和30%。
实施例4：
水处理剂的制备：将5.2g组氨酸，4.8g氯化银，10g聚羧酸钠加入80g水中，混合均匀即为本发明复合循环水处理剂，则组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在水处理剂中的质量分数分别为10%和10%。
实施例5：
水处理剂的制备：将5.725g组氨酸，4.275g氧化银，5g丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物、5g马来酸-丙烯酸共聚物加入80g水中，混合均匀即为本发明复合循环水处理剂，则组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在水处理剂中的质量分数分别为10%和10%
实施例6：
水处理剂的制备：将0.22g组氨酸，0.28g乳酸银，25g聚环氧琥珀酸，25g膦酰基羧酸共聚物加入49.5g水中，混合均匀即为本发明复合循环水处理剂，则组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在水处理剂中的质量分数分别为0.5%和50%。
效果实施例1：腐蚀试验
试验水质：Ca2+600mg/L（以CaCO3计），HCO3 -400mg/L（以CaCO3计），PH=9
参照国家标准GB/T 18175-2000，采用上述实施例1~6复合水处理剂和对照试剂加入实验水质，且使组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂两者组合物在实验水质中的浓度为20ppm，然后进行旋转挂片腐蚀试验，在恒温水浴锅中，40℃，转速80/分，运行72小时进行腐蚀试验。对照试剂为：仅含5%组氨酸银配合物的水溶液。
实验结果见下表：
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 对照 |
| 缓蚀率（%） | 98.38 | 98.99 | 99.73 | 95.88 | 96.55 | 92.23 | 81.12 |
效果实施例2：静态阻垢实验
试验水质：Ca2+600mg/L（以CaCO3计），HCO3 -400mg/L（以CaCO3计），PH=9
参照GB/T16632-1996标准，采用上述实施例1~6的复合水处理剂加入实验水质，且使组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂两者组合物在实验水质中的浓度为20ppm，然后在恒温水浴锅中80℃恒温20小时，实验结果见下表：
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 阻垢率（%） | 98.78 | 98.99 | 99.53 | 95.25 | 96.55 | 99.99 |
效果实施例3：聚羧酸类阻垢剂对组氨酸银配合物稳定化作用实验
将实施例1~6的水处理剂和对照试剂投入到50ml的三角瓶中，密封，在荧光灯照射、25℃下放置1天，目视评价外观。对照试剂为仅含5%组氨酸银配合物的水溶液。评价标准如下：
A：均一透明
B：微浊或有沉淀物或变色
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 对照 |
| 外观 | A | A | A | A | A | A | B |
效果实施例4：杀菌实验
在加入有10ml营养肉汤（NB）液体培养基的试管中，接种白金耳绿农杆菌，在120rpm、30℃下预培养24小时。将0.5ml该培养液的100倍稀释液加入到含有9ml NB培养基的试管中，然后加入实施例1~6的水处理剂，然后在30℃下培养48小时，肉眼观察培养液并向含有琼脂的培养基进行接种，确认有无繁殖。通过肉眼观察和向培养基进行接种判定。
+：有白金耳绿农杆菌
-：无白金耳绿农杆菌
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种环保型有机银复合循环水处理剂，其特征在于，所述水处理剂为包含组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的液态水溶液组合物。
2.根据权利要求1所述的环保型有机银复合循环水处理剂，其特征在于：所述组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在所述液态水溶液组合物中的质量分数分别为0.5-10%和10-50%。
3.根据权利要求2所述的环保型有机银复合循环水处理剂，其特征在于，所述组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂在所述液态水溶液组合物中的质量分数分别为5%和30%。
4.根据权利要求1-3任一所述的环保型有机银复合循环水处理剂，其特征在于：所述聚羧酸类阻垢剂为聚羧酸盐、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物、马来酸-丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物、聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸和聚天冬氨酸钠中的任意一种或任意几种的组合。
5.如权利要求1-4任一所述环保型有机银复合循环水处理剂的应用，其特征在于：将所述水处理剂加入工业用水中。
6.根据权利要求5所述的环保型有机银复合循环水处理剂的应用，其特征在于：所述水处理剂加入工业用水中要求组氨酸银配合物和聚羧酸类阻垢剂的两者组合物在所述工业用水中的浓度为20-60ppm。
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