低磷環保型水處理劑研究

張志明(遂昌縣環境保護監測站，浙江 遂昌 323300)

低磷環保型水處理劑研究

張志明(遂昌縣環境保護監測站，浙江 遂昌 323300)

隨著我國環保事業的不斷發展，對于低磷環保型水處理劑的要求也越來越高，如何對低磷環保型水處理劑進行科學合理的配置已經成為環保工作人員十分重要的研究課題之一，本文對低磷環保型水處理劑具體配制方法以及在配制過程中所需要注意的有關問題進行了詳細的闡述與分析。

阻垢緩蝕;低磷環保;水處理劑

當前我國在生態環境維護方面的體現出來的問題十分嚴重，城市居民對于環境問題的重視程度不斷提高。政府以及有關部門需要綜合運用各種手段對所存在的環境污染問題進行科學有效的治理。根據相關法律法規的要求，工業企業所排放的污水中，磷元素的含量需要嚴格控制在1．0 mg/L范圍以內。因此，當前我國在潛水磷元素含量的控制方面進一步加強了研究工作，通過無磷或低磷污水處理劑，能夠對工業企業確磷元素的排放量進行有效的控制，另外一方面，也能夠最大程度上降低污水處理環節所花費的資金投入水平。另外，對于工業污水磷元素進行控制也能夠對相關的生產機構設備起到良好的保護作用，使工業企業的正常生產不受到有害元素的干擾。

經大量的實驗研究發現，選取膦羥基乙酸與聚天冬氨酸等物質作為阻垢劑能夠有效改善處理劑的應用性能。聚天冬氨酸中不包含任何形式的磷元素，該物質自身也具有比較良好的分散性能與螯合性能，同時也具有比較強的熱穩定性，是一種比較高效的分散陰垢均聚物。膦羥基乙酸物質內容所含有的磷元素也相對比較低，緩蝕方面的功能也比較突出，相比于以往所采用的有機多元磷酸處理劑來說，在阻垢能力方面的優勢也比較突出，屬于有機膦羧酸型水質穩定劑的一種。經實驗研究發現，若單獨使用膦羥基乙酸或聚天冬氨酸其中的一種，所收到的污水處理效果十分有限，同時所需要投入的藥物使用量也相對較大，不符合污水處理工作在經濟性方面的要求。這就需要在膦羥基乙酸在聚天冬氨酸基礎上，兩種物質所形成的混合物進行專門的優化與處理，生成一種新型的水處理劑。比如在兩種物質的混合物中加入一定量的膦羥基乙酸或聚天冬氨酸，對原有藥物進行復配處理，能夠將其特有的協同增效功能最大程度上發揮出來。相關的實驗研究可以通過動態模擬法、旋轉掛片法以及靜態法對具體的配置方法進行研究與分析。(圖1)

1 實驗準備

1.1 試劑與儀器

本次實驗研究所采用的有關試劑分別為，聚丙烯酸類阻垢分散劑、乙醛、亞磷酸二乙酯、氫氧化鈉水溶液、磷酸以及天冬氨酸等；

本次實驗研究所采用的有關儀器分別為動態模擬試驗裝置、旋轉掛片腐蝕儀、恒溫水浴槽、電動攪拌器以及燒杯等。

1.2 聚天冬氨酸的制取

選取聚天冬氨酸藥物15g，將其置于澆杯中，另稱取濃度為88%的磷酸共計5ml，將其置于澆杯中，對燒杯中的藥物進行熱縮聚處理，熱縮聚處理環境溫度需要嚴格控制在220℃～260℃之間。對燒杯中的混合物質完成熱縮聚處理后，將混合物溶于氫氧化鈉水溶液中，所選取的氫氧化鈉水溶液濃度需要控制在7%～9%之間，對混合物進行水解處理，完成水解操作后，溶解物的pH值大約在9～10之間，所得到了最終溶液在外觀表現上為紅棕色液體，該液體即為聚天冬氨酸鹽溶液，可以應用一接下來的實驗工作中。

1.3 膦羥基乙酸的制取

稱取亞磷酸二乙酯，將其溶入乙醛溶液中，所選用的乙醛溶液濃度為45%～55%，稱取重量為220g，總共所需要的反應時間為2小時左右。在反應完成后需要對其進行加熱處理，加熱所需要的溫度為90℃～110℃，加熱時間為4～5小時，所得到了最終溶液在外觀表現上為棕色液體，該液體即為膦羥基乙酸溶液，可以應用一接下來的實驗工作中。

1.4 低磷環保型水處理劑的制取

經以往的實驗研究發現，單獨使用膦羥基乙酸或聚天冬氨酸所取得的污水處理效果并不理想。因此，污水處理溶液的制作需要綜合考慮到水處理劑在經濟效益、環保性能以及阻垢緩蝕效果等方面的要求，將以上實驗中所制取的膦羥基乙酸和聚天冬氨酸進行復配處理，所需要使用到的復配藥物為聚丙烯酸類阻垢分散劑，配置比例為1：3：1，均勻攪拌復配藥物，所得到了最終溶液在外觀表現上為紅棕色黏稠透明液體，該液體即為膦羥基乙酸溶液，可以應用一接下來的實驗工作中。

2 實驗研究及結果

2.1 阻垢性能實驗

本次實驗研究所采用的實驗方法為碳酸鈣沉積法，采用該實驗方法能夠對各方面的實驗數據進行準確的測定。所選用的配制水結構以鈣離子為主，鈣離子離子濃度以碳酸鈣計為240 mg/L，碳酸氫根離子濃度以碳酸鈣計為240mg/L，實驗水衡溫75℃，經過8～10小時的反應時間后，可能將其濃縮2倍，通過EDTA絡全滴定法對鈣離子濃度進行測定。

2.2 實驗研究結果

2.2.1 表態阻垢實驗結果

當藥物投入劑量為6mg/L時，阻垢率為85.40%；當藥物投入劑量為8mg/L時，阻垢率為95.62%；當藥物投入劑量為10mg/L時，阻垢率為96.52%；當藥物投入劑量為12mg/L時，阻垢率為96.60%；當藥物投入劑量為14mg/L時，阻垢率為97.82%；當藥物投入劑量為16mg/L時，阻垢率為98.40%；當藥物投入劑量為18mg/L時，阻垢率為98.42%。

2.2.2 旋轉掛片腐蝕實驗結果

當藥物投入劑量為0mg/L時，阻垢率為0.825mm/a；當藥物投入劑量為2mg/L時，阻垢率為0.215mm/a；當藥物投入劑量為4mg/L時，阻垢率為0.095mm/a；當藥物投入劑量為6mg/L時，阻垢率為0.028mm/a；當藥物投入劑量為8mg/ L時，阻垢率為0.012mm/a；當藥物投入劑量為10mg/L時，阻垢率為0.009mm/a。

2.2.3 動態模擬實驗結果

當濃縮倍數為1.0倍時阻垢率為99.95%，腐蝕率為0.0281mm/a，黏附率為3.25mcm；當濃縮倍數為1.5倍時阻垢率為99.50%，腐蝕率為0.0132mm/a，黏附率為4.50mcm；當濃縮倍數為2.0倍時阻垢率為98.61%，腐蝕率為0.0122mm/ a，黏附率為6.34mcm；當濃縮倍數為2.5倍時阻垢率為96.82%，腐蝕率為0.011 6mm/a，黏附率為8.32mcm；當濃縮倍數為3.0倍時阻垢率為90.43%，腐蝕率為0.0108mm/a，黏附率為12.45mcm；

3 結語

根據動態模擬實驗、旋轉掛片腐蝕實驗與靜態阻垢實驗結果表明，以聚天冬氨酸和膦羥基乙酸為主體,然后摻入聚丙烯酸類阻垢分散劑等進行復配,開發出的低磷環保型水處理劑具有良好的阻垢緩蝕性能。

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