一種含磷水處理劑組合物及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種含磷水處理劑組合物以及該組合物在工業循環冷卻水中的應用。
【背景技術】
[0002] 在循環冷卻水系統中，主要存在結垢、腐蝕和微生物危害三方面問題。防止系統結 垢和腐蝕最方便且有效的方法是在循環冷卻水中投加緩蝕阻垢劑。目前國內常用于循環冷 卻水處理的緩蝕阻垢劑多為含磷處理劑，隨著人們對含磷化合物導致水體的污染并富營養 化的問題的逐漸認識，國家對磷排放的要求也日益嚴格，低磷配方的開發越來越受到重視。
[0003] 循環冷卻水系統中細菌和藻類的控制，一般通過投加殺菌劑來控制。常用的殺菌 劑分為兩大類，氧化型和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑因其價格低廉而被普遍使用，但其 易受循環冷卻水中pH、有機物、阻垢緩蝕劑等的影響和干擾，使之殺菌效果降低，而且長期 使用，由于微生物產生抗藥性.也將影響殺菌效果，同時該類殺菌劑具有較強的氧化性，容 易氧化其他水處理劑使其失效；非氧化型殺菌劑不以氧化作用殺死水中微生物，而是通過 作用于微生物的特殊部位使之致死，因此，非氧化型殺菌劑不受循環冷卻水中pH、有機物、 阻垢緩蝕劑等的影響和干擾。定期在循環冷卻水中使用非氧化型殺菌劑，可以剝離循環冷 卻水系統中的生物粘泥，同時可防止微生物產生抗藥性，非氧化型殺菌劑可以是氧化型殺 菌劑的輔助殺菌劑，現場一般采用沖擊投加，加藥量較大。其中最常見的非氧化型殺菌劑有 季銨鹽類殺菌劑和異噻唑啉酮，季銨鹽類殺菌劑具有較好的瞬間殺菌效果，但藥效持續時 間短，且剝離后的粘泥微生物不能被徹底殺死，過一段時間又會重新形成粘泥；異噻唑啉酮 瞬間殺菌效果較差，一般要加藥24h才開始見效，投加量大，費用高，長期使用還對循環冷 卻水系統有腐蝕作用。雖然目前還開發了很多新型非氧化型殺菌劑，但還沒有一種非氧化 型殺菌劑能完全替代氧化型殺菌劑。且常見的這幾種非氧化型殺菌劑從開始使用至今已有 幾十年的時間了，更新換代速度緩慢。長期使用過程中微生物容易對其產生抗藥性，需要不 斷加大常用殺菌劑的使用濃度才能繼續保持較好的殺菌效果。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有的水處理劑含磷量大、用量多等缺陷，提供了一種含 磷低且藥劑用量少的含磷水處理劑組合物及其應用。
[0005] 通常，有機膦酸緩蝕劑含有與碳原子相連的膦酸基（一PO3H2)。與早期磷系配方中 的無機聚磷酸鹽相比，有機膦酸具有良好的化學穩定性、不易水解、可耐較高溫、藥劑用量 小等優點，且兼具緩蝕和阻垢雙重功能。有機膦酸是一類陰極型緩蝕劑，同時又是一類非化 學當量阻垢劑，具有明顯的溶限效應。它們對許多金屬離子如Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+等都具有 良好的螯合能力，甚至對一些金屬的無機鹽類如CaC03、CaS04、MgSiO3等也有較好的去活化 作用。但常用有機膦酸不能有效地抑制磷酸鈣垢和鋅垢，且本身易形成有機膦酸垢。多數 有機膦酸緩蝕劑均對氯敏感，易被氧化型殺菌劑氧化。另外，單獨使用有機膦緩蝕劑都存在 總磷偏高的問題。
[0006] 福美系殺菌劑通常用作農藥殺菌劑，常見的有福美鋅、福美雙和福美甲胂。這三種 藥劑用作農藥殺菌劑，殺菌效果好，特別是對藻類殺菌效果較好，但在循環冷卻水系統中應 用較少，主要是由于這幾種藥劑在水中溶解度較低，在循環水處理中的使用受到一定限制。
[0007] 本發明的發明人研究發現，福美系殺菌劑與有機膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物 復配后應用于水處理中，可以有效地解決單獨使用有機膦酸含磷大的缺陷，并且復配后的 藥劑的用量明顯降低，同時又能夠獲得較好的阻垢、緩蝕和殺菌的效果，從而完成本發明。
[0008] 本發明提供了一種含磷水處理劑組合物，其中，該組合物含有福美系殺菌劑、有機 膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物。
[0009] 本發明還提供了該含磷水處理劑組合物在水處理過程中的應用。
[0010] 在本發明中，通過將福美系殺菌劑、有機膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物復配以 得到本發明中的含磷水處理劑組合物，將該組合物應用于工業循環冷卻水處理時，可以獲 得較好的殺菌、緩蝕和阻垢效果，并且含磷量小、藥劑用量少。
[0011] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0012] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0013] 本發明提供了一種含磷水處理劑組合物，其中，該組合物含有福美系殺菌劑、有機 膦酸緩蝕劑和含磺酸基的共聚物。
[0014] 盡管將所述福美系殺菌劑、所述有機膦酸緩蝕劑和所述含磺酸基的共聚物配合使 用就可以用于水處理中，但是為了達到較好的水處理效果，優選情況下，相對于100重量份 的所述含磺酸基的共聚物，所述福美系殺菌劑的含量為16-800重量份，所述有機膦酸緩蝕 劑的含量為8-400重量份。更優選情況下，相對于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所 述福美系殺菌劑的含量為25-300重量份，所述有機膦酸緩蝕劑的含量為40-180重量份。更 進一步優選情況下，相對于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述福美系殺菌劑的含 量為25-100重量份，所述有機膦酸緩蝕劑的含量為40-120重量份。
[0015] 根據本發明的含磷水處理劑組合物，所述福美系殺菌劑具有較強的殺菌作用，因 此本發明的組合物中所述福美系殺菌劑可以為本領域常規的福美系殺菌劑。優選情況下， 所述福美系殺菌劑為福美鋅、福美雙和福美甲胂中的一種或多種。其中，福美鋅的化學名為 二甲基二硫代氨基甲酸鋅，其分子式為C6H12N2S4Zn;福美雙的化學名為N，N'-四甲基二硫 雙硫羰胺，其分子式為C6H12N2S4;福美甲胂的化學名為N，N-二甲基二硫代氨基甲酸甲胂，其 分子式為C7H15AsN2S4。由于福美系殺菌劑在水中的溶解度較低，因此，配藥時可先用少量乙 醇和/或丙酮溶解。
[0016]根據本發明的含磷水處理劑組合物，所述有機膦酸緩蝕劑具有優良的緩蝕性能， 因此，本發明的組合物中的所述有機膦酸緩蝕劑可以為本領域常規的有機膦酸緩蝕劑，優 選情況下，所述有機膦酸緩蝕劑為羥基乙叉二膦酸01EDP)、氨基三甲叉膦酸（ATMP)、2-膦 酸基-1，2, 4-三羧酸丁烷（PBTCA)、羥基膦酸基乙酸（HPAA)、乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP)、二 乙烯三胺五甲叉膦酸（DTPMPA)、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦 酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸中的一種或多種。更優選情況下，所述有機膦酸緩蝕劑為羥基 乙叉二膦酸OffiDP)、氨基三甲叉膦酸（ATMP)、2_膦酸基-1，2, 4-三羧酸丁烷（PBTCA)和羥 基膦酸基乙酸（HPAA)中的一種或多種。
[0017] 根據本發明的含磷水處理劑組合物，所述含磺酸基的共聚物具有阻垢分散性能， 尤其是當該共聚物為含有磺酸基、羧酸基和膦酸基中一種或多種的二元共聚物和/或三元 共聚物時，因此，本發明的組合物中所述含磺酸基的共聚物可以優選的所述二元共聚物為 丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPS)，優選的所述三元共聚物為 丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2 '-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AM/AMPS)、丙烯酸/ 丙烯酸酯/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/丙烯酸酯/AMPS)、丙烯酸/馬 來酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/馬來酸/AMPS)、丙烯酸/馬來酸酐 /2-甲基-2 '-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/馬來酸酐/AMPS)和丙烯酸/2-丙烯酰 胺基-2-甲基丙膦酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPP/AMPS)中的一 種或多種，其中，所述丙烯酸酯優選為丙烯酸C1-C8烷基或羥烷基酯，更優選為丙烯酸甲酯 (MA)、丙烯酸乙酯（EA)或丙烯酸羥丙酯（HPA)。
[0018] 本發明的含磷水處理劑組合物還可以含有雜環化合物。當所述含磷水處理劑組合 物含有雜環化合物時，該含磷水處理劑組合物特別適合用于對銅材設備的工業循環冷卻水 進行處理。優選情況下，相對于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述雜環化合物的含 量為10-50重量份。所述雜環化合物可以為本領域常規使用的各種雜環化合物，優選情況 下，所述雜環化合物為巰基苯并噻唑和/或苯并三氮唑。
[0019] 本發明的含磷水處理劑組合物還可以含有鋅鹽。當所述含磷水處理劑組合物含有 鋅鹽時，該含磷水處理劑組合物特別適用于對較強腐蝕性的循環冷卻水的處理。優選情況 下，相對于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述鋅鹽的含量為12-300重量份，更優選 為12-35重量份。所述鋅鹽可以為本領域常規使用的各種鋅鹽，優選情況下，所述鋅鹽為硫 酸鋅和/或氯化鋅。
[0020] 在本發明中，所述含磷水處理劑組合物還可以含有水。所述含磷水處理劑組合物 中的水含量可以根據常規的水處理劑的濃度而確定。當所述含磷水處理劑組合物含有水 時，所述含磷水處理劑組合物優選以水溶液的形式存在，該水溶液的濃度可以為水處理過 程中的水處理劑的實際應用的有效濃度，也可以為比實際應用有效濃度更濃的濃度，并且 在實際應用過程中稀釋至相應的有效濃度。
[0021] 本發明還提供了上述含磷水處理劑組合物在水處理過程中的應用。<