【正文】 。因此急需開發(fā)低磷或無磷的新型綠色阻垢劑。 因此低磷、無磷 且 可生物降解性能好的阻垢劑已成為近年來國內(nèi)外水處理劑研制方面的熱點課題。 聚環(huán)氧琥珀酸是 20 世紀(jì) 90 年代初美國 Betz 實驗室首先開發(fā)出來的一種無磷無氮的“綠色”水處理劑，它是在聚馬來酸類阻垢劑 的分子中插入氧原子，使其既具有良好的阻垢性能，對鈣、鎂、鐵等離子的鰲合力強，又無磷、無氮、且易生物降解，適用于高堿高固水系，可用于鍋爐水處理、冷卻水處理、污水處理、海水淡化、膜分離等。同濟大學(xué)的張冰如、李鳳亭，南京理工大學(xué)的夏明珠、雷武、呂志芳等人也對聚環(huán)氧琥珀酸做了一些研究。 20 世紀(jì) 80 年代末美國專利 US 4， 846， 650 利用兩步法合成了 PESA，即：在水溶液中先行合成環(huán)氧琥珀酸鹽 ,再用丙酮使其沉淀干燥后得到固體產(chǎn)物，配成一定濃度的溶液，在一定溫度下，用 Ca(OH)2 引發(fā)聚合得到聚環(huán)氧琥珀酸鹽。而且，通過形成不同的氧濃差電池，垢會引起嚴(yán)重的局部腐蝕而造成金屬表面穿孔。盡管這些氟化物粉末可溶于噴淋的冷卻水中形成溶液，但溶液會不斷飛濺到噴嘴圍欄的內(nèi)壁和 12 噴嘴的外表面，并很快沉積在噴嘴和管道的內(nèi)側(cè)和外圍，而且在噴射水流動慢和熱輻射強的區(qū)域尤甚。這種方法具有零排放的特點，因此工廠不想或者 不能向下水道系統(tǒng)排放污水時常采用這種設(shè)備。 本課題研究內(nèi)容 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境要求的提高，對水處理技術(shù)提出了更高的要求。 14 2 試 驗 試驗 試劑 表 藥劑名稱 化學(xué)純度 生產(chǎn)廠家 無水氯化鈣 分析純 天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠 無水碳酸鈉 分析純 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司 馬來酸酐 分析純 天津市永大化學(xué)試劑有限公司 鎢酸鈉 分析純 天津市永大化學(xué)試劑有限公司 雙氧水 30% 天津市福晨化學(xué)試劑廠 氫氧化鈉 分析純 天津市永大化學(xué)試劑有限公司 無水甲醇 分析純 天津市永大化學(xué)試劑有限公司 氫氧化鈣 分析純 天津市巨星圣源化學(xué)試劑有限公司 試驗 儀器 表 儀器名稱 型號 生產(chǎn)廠家 數(shù)字恒溫水浴鍋 HH2 型 江蘇省金壇市原華儀器制造有限公司 精密定時電動攪拌器 JJ1 型 常州市華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司 電導(dǎo)率儀 DDS11A 型 上海雷磁儀器廠 循環(huán)水式真空泵 SHZD(III) 型 鞏義市予華儀器責(zé)任有限公司 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 DHG9203 型 上海一恒科技有限公司 電子 天平 TG328B 型 上海精密科學(xué)儀器有限公司 精密酸度計 PHS2C 型 上海精科雷磁有限公司 試驗方法 聚環(huán)氧琥珀酸的合成 及紅外表征 由馬來酸酐在氫氧化鈉堿性條件下水解得馬來酸鹽，在鎢酸鈉作為催化劑條件下，用雙氧水進行環(huán)氧化，得到環(huán)氧琥珀酸鹽，再以氫氧化鈣復(fù)配物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，得到聚環(huán)氧琥珀酸鹽。 （ 7）保持 65℃下反應(yīng) ，使馬來酸鈉活化成環(huán)氧琥珀酸鈉。 改變 溫度 （ 30℃ 、 35℃ 、 40℃ 、 45℃ 、 50℃ ）重復(fù)以上實驗。此時 PESA 即使有分散和吸附作用 ,也不是影響碳酸鈣結(jié)垢過程的主要因素。 溫度變化時 ,PESA 影響碳酸鈣結(jié)垢過程的控制過程發(fā)生改變。 宋老師還積極幫助我們查找資料，并向我們提供了有利于論文寫作的建議和意見，指導(dǎo)我們論文寫作的方向和框架，并對論文原稿進行逐字批閱，指出其中的謬誤之處。工業(yè)水處理， 20xx， 21（ 3）：2325 [3]徐菊春 ，王慧龍等。工業(yè)循環(huán)冷卻水緩蝕阻垢劑的發(fā)展?fàn)顩r [J]。上海：華東理工大學(xué)出版社， 24 外文資料 Experimental study on scale inhibition performance of a green scale inhibitor polyaspartic acid QUAN ZhenHua?, CHEN YongChang, WANG XiuRong , SHI Cheng, LIU YunJie amp。 and the heat flux was 4210 /Wm? The heat transfer equilibrium was needed before the experiment, which means that the inlet and outlet temperatures of the solution at the test section and the wall temperature varied within 177。 it was taken out for cooling at room temperature and the solution was filtrated. The 2+Ca concentration of the filtrate was measured by the EDTA titration. The scale inhibition ratio is used to show the effects of the scale inhibitor by following eq. (1). A higher scale inhibition ratio indicates much better scale inhibition performance. In the following static experiments, the effects of solution temperature and hardness on the scale inhibition performance were studied. The 2+Ca concentration of the solutions was 600 mg/L (as CaCO3) and the pH was about . The experiments were carried out under different solution temperatures and PASP concentrations with 10 h running for 26 each test. The scale inhibition ratios versus PASP concentrations were calculated under different solution temperature conditions. To validate the scale inhibition performance under a higher hardness condition, the solution was confected at a 2+Ca concentration of 800 mg/L and pH . Then it was put into water baths of 30 and 60℃ for 10 h, respectively. The curves of the scale inhibition ratio versus the PASP concentration were obtained under different solution hardness conditions. Experimental results and discussion Effect of solution temperature on scale inhibition performance. Figure 1 shows the effect of the solution temperature on scale inhibition performance. When the solution temperatures are 30 and 60℃ ， the scale inhibition ratios exceed 90% with only 3 mg/L PASP used and the scale inhibition performance was excellent. When the solution temperature reaches 80℃ , the scale inhibition rate decreases and 9 mg/L PASP is needed to get a scale inhibition ratio of 50%. From the figures, it is shown that the solution temperature has an effect on the scale inhibition performance of PASP. Thus, PASP as a scale inhibitor fits to application in industrial cooling water systems。聚環(huán)氧琥珀酸的合成劑性能評定 [J]。 20xx， 26（ 9）：13 [4]張冰如，李風(fēng)亭。 我還要感謝學(xué)校在給我們精心準(zhǔn)備藥品和器械設(shè)備下，大大支持我們的實驗操作和給予我們更多時間上和實驗室的方便。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15時間溶液電導(dǎo)率0mL 21 結(jié)論 (1) PESA延長了碳酸鈣的結(jié)垢誘導(dǎo)期 ,是一種良好的碳酸鈣阻垢劑。 , PESA 對碳酸鈣結(jié)垢的影響 圖 2 50℃碳酸鈣結(jié)垢時間與電導(dǎo)率的關(guān)系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15時間溶液電導(dǎo)率空白PESA11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15時間溶液電導(dǎo)率空白PESA 18 隨著溫度升高 ,兩曲線下降趨勢先下降后上升 ,說明碳酸鈣結(jié)垢過程轉(zhuǎn)為由擴散反應(yīng)所控制 空白曲線始終在下面 ,表明此過程 PESA依然起減緩反應(yīng)速率的作用。 重復(fù)以上試驗，測定不加 PESA 時不同溫度下電導(dǎo)率隨時間的變化值。恒溫控制反應(yīng)時間，聚合 。 （ 2）將裝有冷凝管、電動攪拌器、滴液漏斗和溫度計（ 0～ 200℃）的 250ml 的四口 燒瓶置于恒溫水浴鍋中。 國外制備聚環(huán)氧琥珀酸通常是采用以環(huán)氧琥珀酸為起始原料的一步合成法，或者采 用以馬來酸酐為起始原料的兩步合成法。是一種不含磷酸和磷酸鹽的低劑量阻垢方法。美國專利 5705077 中，通過加入聚環(huán)氧玻拍酸防止氟化垢的生成。因此，防止管道和造紙設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢對于這些系統(tǒng)經(jīng)濟又有效地運行是十分重要的。在惡劣的水質(zhì)中仍能控制垢和污泥的形成。Gamble Company 公司和 Betz 公司分別于上世紀(jì)年 80 代末和 90 年代初所研究的。由于其制造工藝清潔，利用后的 PESA 能被微生物或真菌高效、穩(wěn)定地降解為環(huán)境無害的最終產(chǎn)物，因此，被認(rèn)為是一種“環(huán)境友好”的綠色化學(xué)。 綠色水處理劑 人們在綠色化學(xué)概念的基礎(chǔ)上提出了“綠色水處理劑”的概念，所謂綠色水處理劑是指其制造過程是清潔的，在使用過程中對人體健康和環(huán)境沒有危害，可以生物降解為對環(huán)境無害的水處理劑。 原因是丙烯酸價格比較便宜，容易得到，也易與其它單體共聚。 （ 4）電導(dǎo)率法 電導(dǎo)率是測定水中溶解鹽類多少的一種指標(biāo)。動態(tài)法是在模擬換熱器運行工況條件下操作并對操作參數(shù)進行精確控制，通 過檢測垢厚、傳熱溫差及污垢熱阻等因素，得出阻垢劑對傳熱面的抑制效果。在一定溫度和 pH條件下，經(jīng)過一定時間，使碳酸鈣或硫酸鈣沉淀完全。雙電層作用機理對有機膦酸鹽類阻垢劑的作用， Gill 等人提出了雙電層作用機理。阻垢劑的阻垢機理歸納起來主要有以下幾種觀點： （ 1） 晶格畸變作用 碳酸鈣微晶成長時按照一定的晶格排列，結(jié)晶致密而堅硬。此共聚物對抑制碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、磷酸鈣垢以及硅垢具有很好的效果 ,并可與其他藥劑配合使用 ,共聚物濃度一般在 ～ 25mg/L 左右。該共聚物對于 3CaCO 垢、 4CaSO 、3 4 2Ca (PO ) 垢及硅垢有較好作用 ,并可與水處理系統(tǒng)中的其他藥劑匹配使用。聚丙烯酸型阻垢劑毒性較小 ,價格便宜 ,具有溶限效應(yīng) ,阻垢效果較好 ,用藥量低 （ 1mg/L 的聚丙烯酸能鰲合 45mg/L 的2+Ca ） ,幾乎沒有排放污染問題。 （ 1） 天然聚合物阻垢 劑 天然聚合物阻垢劑主要包括木質(zhì)素、單寧、淀粉、甲殼素、腐植酸等及其衍生物。添加阻垢劑已經(jīng)成為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中控制結(jié)垢的主要手段。通過改變?nèi)芤簻囟?、阻垢劑濃度測定溶液的電導(dǎo)率隨時間的變化