应用化工技术毕业论文工业水处理剂.doc

枣庄职业学院毕业设计（论文） 1 枣庄职业学院 毕 业论 文 工业水处理剂 姓 名 张景 系 部 化工系 专 业 应用化工技术 班 级 08 高职化工二班 学 号 200803010123 指导老师 岳红 2011 年 5 月 枣庄职业学院毕业设计（论文） 2 摘要摘要 水处理剂指用于水处理的化学药剂，通常指用于污水处理的化学药剂。 广 泛应用于化工、石油、轻工、日化、纺织、印染、建筑、冶金、机械、医药卫生、 交通、城乡环保等行业，以达到节约用水和防止水源污染的目的。 包括冷却水和锅 炉水的处理、海水淡化、膜分离、生物处理、絮凝和离子交换等技术所需的药剂。 如缓蚀剂、阻垢分散剂、杀菌灭藻剂等。 关键词关键词 水处理药剂 有机磷 聚合物 杀菌剂 枣庄职业学院毕业设计（论文） 3 目 录 前言4 4 一、有机磷4 4 1.1、有机磷 atmp 的性质与用途 5 1.2 有机磷 atmp 的要求指标5 1.3 有机磷 atmp 的应用5 二、聚合物二、聚合物6 6 2.1 聚合物 hpma 的性能6 2.2 聚合物 hpma 的质量指标7 2.3 聚合物 hpma 的用途7 三、杀菌剂三、杀菌剂 7 7 3.1 杀菌剂 1227 的性能8 3.2 杀菌剂 1227 的用途8 3.3 杀菌剂 1227 技术指标8 四、水处理剂的发展前景 9 9 参考文献1010 致 谢1111 枣庄职业学院毕业设计（论文） 4 工业水处理剂 前言前言 水处理剂是指用于水处理的化学药剂，广泛应用于化工、石油、轻工、日化、 纺织、印染、建筑、冶金、机械、医药卫生、交通、城乡环保等行业，以达到节约 用水和防止水源污染的目的。泰和中的水处理剂大概分为：有机磷（如 atmphedpdtpmpedtpmpaedtmps） 、聚合物（如 hpmapaapaas三元 共聚物、四元共聚物等） 、杀菌剂（如1227） 。水处理剂是通过物理的、化学的手段， 去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。水处理药剂包括絮凝剂、缓蚀剂、 阻垢剂、杀生剂、分散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及 离子交换树脂等。本文将对有机磷、聚合物和杀菌剂作系统地介绍。 一、一、有机磷有机磷 有机磷是一种工业水处理的阻垢剂，阻垢剂是一类能阻止水中致垢盐类在设备 表面沉积的物质。一般认为，阻垢剂起阻垢作用是因为它对水中金属离子有螯合作 用、对微晶有吸附分散作用和晶格畸变作用。 经过半个多世纪的发展，阻垢剂的研究开发和应用已取得一定的成果。近年来， 阻垢剂的品种丰富多样，在工业水处理及环保要求的推动下，阻垢剂朝着多功能、 高效、环保的方向发展 1.11.1、有机磷有机磷 atmpatmp 的性质与用途的性质与用途 无水处理剂产品 atmp 具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中 成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。 atmp 在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果 atmp 用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属 设备或管路腐蚀和结垢的作用。 atmp 在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。 atmp 固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严 寒地区。由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。 枣庄职业学院毕业设计（论文） 5 1.21.2 有机磷有机磷 atmpatmp 的要求指标的要求指标 与无机絮凝剂相比，合成有机高分子絮凝剂用量少，絮凝速度快，受共存盐类、 介外 观 ：无色或淡黄色透明液体 ，固体为白色结晶性粉末 活性组分(以 atmp 计) % 50.0 （固体 95.0 ），氨基三甲叉磷酸含量% 40.0 （固体 80.0 ），亚磷酸(以 po33-计) % 5.0 （固体 3.5） ，磷酸(以 po43-计) % 1.0 （固体 0.8），ph 值(1%水溶液) ：1.5-2.5（固体2.0 ） 氯化物(以 cl-计)% 3.5 或 2.0 ，fe（以 fe3+计）含量 ppm 20.0 密度(20) g/cm3 1.28 或 1.30 。 1.31.3 有机磷有机磷 atmpatmp 的应用的应用 氨基三甲叉膦酸(atmp)不易水解，耐高温，低毒或无毒，对碳酸盐的防垢效果 特别好，且具有一定的缓蚀性能，可作为硬度大、矿化度高、水质条件恶劣等用水 系统的阻垢剂，如工业循环冷却水、油田注水、印染用水等。atmp 的合成方法较多， 适合于工业生产的合成方法主要有2种，为亚磷酸（或三氯化磷）与铵盐、甲醛在酸 性介质中一步合成。该方法具有原料易得、合成方法简单、成本低和产品质量稳定 等优点，适合工业化生产。 水处理剂产品 atmp 常与其它有机磷酸、聚羧酸或盐等复配成有机碱性水处理剂， 用于各种不同水质条件下的循环冷却水系统。有机磷是利用生物技术，从微生物或 其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效、能自然降解的新型水处理剂 。 二、二、聚合物聚合物 聚合物阻垢剂具有阻垢效果好、热稳定性高、用量少等优点，被广泛应用于石 化、化肥、电力等冷却水系统。聚合物阻垢剂经历了天然高分子聚合物、均聚物、 二元及多元共聚物、环境友好聚合物的发展历程。由于羧基是阻碳酸钙、硫酸钙垢 的主要官能团，而羟基、酰胺基等有利于阻磷酸钙垢，磺酸基能有效分散金属氧化 物、稳定锌和有机磷酸。因此人们利用具有不同官能团的单体或它们的不同配比， 共聚成具有多种水处理功能的共聚物，从而陆续开发出了一系列二元、三元甚至四 元共聚物。 2.12.1 聚合物聚合物 hpmahpma 的性能的性能 氯气是 hpma 水解聚马来酸酐 hydrolyzed polymaleic anhydride 别名： 聚 马来酸 【 cas 】 26099-09-02 。一、产品特性 hpma 是一种低分子量聚电解质， 一般相对分子量为 400800 ，无毒，易溶于水，化学稳定性及热稳定性高，分解温 度在 330 以上。在高温（ 350 ）和高 ph 下有明显的溶限效应。 hpma 适用于碱性水质或同其它药物复配使用。 hpma 在 300 以下对碳酸盐仍有良好 的阻垢分散效果，阻垢时间可达 100h 。由于 hpma 阻垢性能和耐高温性能优异， 枣庄职业学院毕业设计（论文） 6 因此在海水淡化的闪蒸装置中和低压锅炉、蒸汽机车、原油脱水、输水输油管线及 工业循环冷却水中得到广泛使用。另外 hpma 有一定的缓蚀作用，与锌盐复配效 果更好。 hpma 还可用于水泥外加剂。 羧酸类聚合物阻垢剂是丙烯酸(aa)、马来酸或马来酸酐(ma)，引发剂作用下， 通过均聚或与其他单体共聚形成的一类水溶性高分子化合物。该类阻垢剂中的羧基 官能团对 ca2+，mg2+，ba2+，fe3+等离子具有较强的螯合能力，不仅有分散、凝聚 作用，还能在无机垢结晶过程中干扰晶格的正常排列，从而起到阻垢作用。20 世纪 80 年代中期，国内丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物开发成功，奠定了我国水溶性聚合物 水处理剂的基础。 2.22.2 聚合物聚合物 hpmahpma 的质量指标的质量指标 与无机絮凝剂相比，合成有机高分子絮凝剂用量少，絮凝速度快，受共存盐类、 介质符合 gb /t 10535-1997 ；外 观 ：浅黄色至棕红色透明液体；固体含量 48.0； 溴值 mg/g 80.0；平均分子量 450 ；ph（1水溶液） 3.0； 密度（20）g/cm3 1.18。 2.32.3 聚合物聚合物 hpmahpma 的用途的用途 有机膦酸和聚羧酸是工业水处理中较为常用的水处理剂。但随着工业处理及环 保要求的提高，综合了有机膦酸和聚羧酸两者优点，具有多项水处理功能的膦基羧 酸聚合物正逐步发展。该类共聚物具有优良的阻碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙垢的性能， 而且还具有较好的稳定锌离子和分散氧化铁能力，是一种综合性能较好的水质稳定 剂。 hpma 通常以 1-15ppm 与有机磷酸盐复合，用于循环冷却水、油田注水、原油 脱水处理及低压锅炉的炉内处理，具有良好的抑制水垢生成和剥离老垢的作用，阻 垢率可达 98% 。 hpma 与锌盐复配时，能有效地防止碳钢的腐蚀。 三、三、杀菌剂杀菌剂 杀生剂是在循环冷却水系统中，用以杀死微生物（菌藻）以阻止其大量繁殖致 使冷却水系统中的金属设备发生腐蚀及事故，影响正常运行的水处理药剂。根据杀 生机制分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。杀菌剂1227具有广谱、高效的杀菌灭 藻能力，能有效控制水中菌藻繁殖和粘泥生长，并具有良好的粘泥剥离作用和一定 的分散、渗透作用，同时1227还具有一定的去油、除臭能力和缓蚀作用。在水产养 殖、工业冷却水中，能控制水体中菌藻的生长1227毒性小，无积累性毒性，易溶于 水，并不受水硬度影响，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷 却水系统中，以控制循环冷却水系统中菌藻滋生。 枣庄职业学院毕业设计（论文） 7 3.1 杀菌剂杀菌剂 1227 的性能的性能 1.1227 是无色粘稠透明液体，在水中离解产生阳离子活性基团，具有杀菌、乳 化、抗静电、柔软等性能。具有广谱、高效的杀菌灭藻能力对杀灭硫酸盐还原菌有 特效 。 2.可溶于水，使用方便，不受水的硬度影响，而且具有很强的粘泥剥离作用。 3.毒性小、无累积性毒性，不象氯气处理后水中含有残余氯，造成二次污染。 4.对用氯气无法控制的系统中，本系列产品可以有效地控制藻类繁殖和粘泥的 增长。 5.1227 在不同的 ph 值范围内，杀菌灭藻的能力均有效，即它在酸性和碱性的 条件下均可使用。 6.具有分散和渗透的作用 ,能渗透并除去粘泥和剥离附着的藻类,并具有去油能 力，兼有清洗油污作用。 3.23.2 杀菌剂杀菌剂 12271227 的用途的用途 多功能水处理剂是水处理药剂研究的一个重要方面，这类新型水处理技术的出 现，将开拓水处十二烷基二甲基苄基氯化铵广泛用于工厂循环冷却水、发电厂用水、 造纸厂、油田油井注水系统医 疗器械和创面消毒，也用于游泳池、洗衣房和公共场 所的卫生消毒洗涤，食品工业设备清洗。 1.1227 作为消毒杀菌剂:用于手术前医务 人员双手浸泡消毒。创口感染的洗涤消毒医疗器械消毒剂等。 2.1227 作为杀菌灭 藻剂:在工业水处理方面用于工厂循环冷却水、发电厂用水、油田油井注水系统。 3.1227 作为匀染剂：可作为纺织印染行业的杀菌防霉剂及柔软剂、抗静电剂、乳化 剂、调理剂。 4.在其他方面的应用：谷物仓库、禽畜栏舍、蚕室以及蘑菇、白木耳 等经济作物的养殖场所和器具。 3.33.3 杀菌剂杀菌剂 12271227 的技术指标的技术指标 水化学杀生剂是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的，浓度为 0.5mg/l 时，即能有效地抑制冷却水系统中的藻类、真菌和细菌，具有广谱高效、 作用时间长(0.5mg/l 的加入量，使用5周后仍有效)、低毒、ph 使用范围广、配伍性 混溶性好、不起泡沫，并能阻止粘泥生成等优点。国外已广泛应用于冷却水处理中。 杀生剂因其成本低，毒性小，且兼具缓蚀性。故得到广泛的应用，但使用中还存在 易产生抗药性、费用增加，起泡，加重腐蚀等问题。 1227组成：十二-十四烷基二甲苄基氯化铵，外观: 无色至淡黄色粘稠透明液体 活性物含量，% 451.0 ，游离胺含量，% 1.5 ，色度，hazen 100 。 四、处理剂的发展前景四、处理剂的发展前景 水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中必须用的化学试剂。目前我 枣庄职业学院毕业设计（论文） 8 国水处理剂品种已基本配套并满足要求，生产能力大于市场需求，但我国水处理剂 在产量、品种、质量应用于技术服务等方面，同我国相比存在一定差距，结合行业 和当前国民经济特点提出了一些对策及建议。 我国的水处理剂生产是从 20 世纪 70 年代引进大化肥装置和石油化工装置配套 引进的，主要用于装置的循环水的处理；其间，我国水处理剂发展出现了一个小高 潮，许多乡镇企业依托大专院校和科研院所生产了一批水处理药剂。经过多年发展， 我国在此领域取得了一定成绩，到 2008 年为止，我国水处理产品已逾百余种，但和 国外发达国家相比，目前我国的水处理产品仍然存在着产品品种少、系列化水平低、 专用品少、质量参差不齐等缺点。在污水处理剂方面，国内的起步则较晚，主要是 近几年才有所发展和创新，但发展势头较强。现在，许多水处理技术工作者都把创 新方向着力向污水处理剂研发发展，通过国外技术的消化吸收和自主创新，也取得 了一批科研成果，正逐步向现实生产转化。目前，国内污水处理剂的生产主要以有 机絮凝剂为主，缺少专用的产品和规模化生产装置，产品的标准化程度也不高。但 另一方面来说，我国污水处理剂的发展虽然起步晚，但我们可以在国外成熟工艺技 术条件下实现跨越式发展，发挥后发优势，利用当代最新科学技术成果，在水处理 剂市场上有所作为。 一个时期以来，我国从大的政策上推行科学发展战略，其中“节能减排”是其 重要的组成部分。在节水治污方面也不断有大的政策出台，如新的生活饮用水卫 生标准和 1985 年的老标准相比， ，就把水的安全卫生指标由 35 项增加到 106 项。 在国家“十一五”规划当中，明确指出将城市污水的处理率由目前的不足 30提高 到 2010 年的 70。为此，全国将新建污水处理厂 1000 多座。总投资将在 4000 亿 元左右。城市污水处理费用的按量征收等因素决定，未来几年我国水务市场年增长 将保持在 l5左右。由于之前相继发生的“松花江污染事件”和“牡丹江污染事件” ，还有“太湖蓝藻爆发”等国内外影响巨大的水污染事件的发生，国家必将加大水 污染治理的力度；现代社会与工业的快速发展和水资源匮乏、污染加剧的严峻形势 都在极大地促进水处理化学品新产品、新技术的出现和产业规模的不断扩大。所以， 优惠的政策环境、巨大的市场空间，将为国内外水处理化学品生产企业提供巨大的 商机。 目前世界上水处理工业市场销售额达 300 多亿美元，其中美国是世界上最大的 水处理剂消耗国，其次是日本和西欧。近年来，随着我国水处理行业的发展和生产 技术的不断完善，这些工业发达的国家开始转移水处理剂的生产，更多的从我国进 口，如美国的 ge 和纳尔科化学(nalco)，因此，这也给了国内水处理企业一个巨大 的商机。 枣庄职业学院毕业设计（论文） 9 参考文献参考文献 1李本高、王建军、龙军，工业水处理技术，中国石化出版社，2008. 枣庄职业学院毕业设计（论文） 10 致致 谢谢 本论文是在我的指导老师岳红老师的亲切