申請(qǐng)日2013.10.25
公開(kāi)(公告)日2014.02.26
IPC分類號(hào)A01N47/44; A01P1/00; A01P13/00; C11D1/50; C02F1/50; C02F5/12; A01N37/30; C11D3/32; C11D3/26; A01N43/80; A01N37/34; A01N33/18; C11D3/34
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水處理用生物粘泥剝離劑，其特征在于：按重量百分比由以下組分組成：烷基聚六亞甲基鹽酸胍5-30%、異噻唑啉酮1-10%、有機(jī)溴1-10%、溶劑5-40%，余量為水;其中烷基聚六亞甲基鹽酸胍的結(jié)構(gòu)如(I)所示：權(quán)利要求書(shū)
1.一種水處理用生物粘泥剝離劑，其特征在于：按重量百分比由以下組分組成：
烷基聚六亞甲基鹽酸胍2-35%、異噻唑啉酮1-10%、有機(jī)溴1-10%、溶劑1-40%，余量 為水;
其中所述的烷基聚六亞甲基鹽酸胍為(I)所示結(jié)構(gòu)：
其重均分子量為Mw=12000-20000， 分子量分布為D=1.0-1.2;
所述的異噻唑啉酮為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮以質(zhì)量比 為2.5-4：1的混合物;所述有機(jī)溴為2,2-二溴-3-氮川丙酰胺、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、2,2- 二溴-2-硝基乙醇和2,2-二溴-丙二酰胺的一種或多種;所述的溶劑為乙醇、乙二醇、二甘醇、 聚乙二醇200、異丙醇中的一種或一種以上醇溶劑混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用生物粘泥剝離劑，其特征在于，所述的的烷基聚六亞 甲基鹽酸胍的重均分子量為Mw=13000-16000，分子量分布為D=1.02-1.06。
3.一種如權(quán)利要求1所述的生物粘泥剝離劑的制備方法，其特征在于：
1)向裝有冷凝器和氨氣回收裝置的反應(yīng)瓶中，加入二胺和溶劑，然后在室溫-120℃時(shí)， 向反應(yīng)瓶中滴加鹵代烴，滴加完畢后30-120℃保溫反應(yīng)1-5h，再加入鹽酸胍，升溫到 60-120℃反應(yīng)2-6h，再升溫到140-200℃反應(yīng)4-10h后，制得烷基聚六亞甲基鹽酸胍;其中 物料投加摩爾比為：鹵代烴：二胺：鹽酸胍=0.01-1.2：1：0.5-2.5;
2)在室溫條件下，將制得的烷基聚六亞甲基鹽酸胍和水加入反應(yīng)釜中，加酸調(diào)節(jié)至pH 值≤6后，再加入醇溶劑、異噻唑啉酮和有機(jī)溴，攪拌均勻后制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物粘泥剝離劑在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 中的應(yīng)用，其中所述生物粘泥剝離劑的加藥濃度一般為10～100mg/L。
說(shuō)明書(shū)
一種水處理用生物粘泥剝離劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水處理用生物粘泥剝離劑及其制備方法。
背景技術(shù)
工業(yè)循環(huán)冷卻水在循環(huán)使用過(guò)程中，細(xì)菌集聚形成菌落，附著在金屬壁上，微生物本身不僅分泌粘液構(gòu)成沉積物，而且也可附在水相的懸浮雜質(zhì)上形成粘泥團(tuán)。在粘泥團(tuán)的周圍和粘泥團(tuán)的下方形成氧的濃差電池，引起嚴(yán)重的局部腐蝕。生物粘泥除了加速垢下腐蝕外，有些細(xì)菌在代謝過(guò)程中，生成的分泌物還會(huì)直接構(gòu)成腐蝕。隨著高濃縮倍率技術(shù)的推廣應(yīng)用，因菌藻滋生形成的生物粘泥等導(dǎo)致的腐蝕、堵塞、影響換熱等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，對(duì)這種生物粘泥的抑制剝離需求非常迫切。
現(xiàn)有生物粘泥剝離劑如季銨鹽和各種高表面活性的滲透劑等，投加量大，泡沫極其豐富，給現(xiàn)場(chǎng)的使用帶來(lái)極大的不便，同時(shí)殺菌效果不佳或者毒性較大。因此，開(kāi)發(fā)具有極其高效粘泥剝離效果、毒性低甚至無(wú)毒、高效滅菌、環(huán)境友好的水處理用生物粘泥剝離劑，成為迫切需求。
異噻唑啉酮和有機(jī)溴類殺菌劑均具有性能優(yōu)異的殺菌滅藻效果，還具有一定的粘泥剝離效果，但由于價(jià)格較貴，單獨(dú)使用成本較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新型水處理用生物粘泥剝離劑，其具有了優(yōu)異的粘泥滲透剝離功能和高效殺菌效果，可應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的生物粘泥的剝離和菌藻控制。
聚六亞甲基鹽酸胍產(chǎn)品具有環(huán)境友好、殺菌高效、無(wú)泡、耐溫性好、抗藥性佳等特點(diǎn)，目前被廣泛用于化妝品、環(huán)境消毒、洗滌劑等領(lǐng)域，在工業(yè)水處理中也被用做殺菌劑。但聚六亞甲基鹽酸胍對(duì)藻類的殺滅作用不是很好，對(duì)生物粘泥沒(méi)有滲透剝離效果。因此，本發(fā)明采用向聚六亞甲基鹽酸胍分子中引入長(zhǎng)碳鏈的方式合成一種烷基聚六亞甲基鹽酸胍，進(jìn)一步增強(qiáng)產(chǎn)品的表面活性，從而使烷基聚六亞甲基鹽酸胍具備了優(yōu)異的粘泥滲透剝離功能和高效殺菌效果。
本發(fā)明為一種水處理用生物粘泥剝離劑，其特征在于：按重量百分比由以下組分組成：
烷基聚六亞甲基鹽酸胍5-30%、異噻唑啉酮1-10%、有機(jī)溴1-10%、溶劑5-40%，余量為水;
其中烷基聚六亞甲基鹽酸胍的結(jié)構(gòu)如(I)所示：
其重均分子量為Mw=12000-20000，優(yōu)選為Mw=13000-16000;分子量分布為D=1.0-1.2，優(yōu)選為D=1.02-1.06。
所述的異噻唑啉酮為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮以質(zhì)量比為2.5-4：1的混合物;所述有機(jī)溴為2，2-二溴-3-氮川丙酰胺、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇和2,2-二溴-2-硝基乙醇的一種或多種;所述的溶劑為乙二醇、乙醇、二甘醇、聚乙二醇200、丙三醇和異丙醇中的一種或一種以上醇溶劑混合，其中：
5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的分子結(jié)構(gòu)式如(II)所示：
2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的分子結(jié)構(gòu)式如(III)所示：
2，2-二溴-3-氮川丙酰胺的分子結(jié)構(gòu)式如下(IV)所示：
2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇分子結(jié)構(gòu)式如下(V)所示：
2,2-二溴-2-硝基乙醇分子結(jié)構(gòu)式如下(VI)所示：
2,2-二溴-丙二酰胺分子結(jié)構(gòu)式如下(VII)所示：
本發(fā)明還提供了一種制備本發(fā)明所述的水處理用生物粘泥剝離劑的制備方法，其特征在于：
1)向裝有冷凝器和氨氣回收裝置的反應(yīng)瓶中，加入二胺和溶劑，然后在室溫～120℃時(shí)，向反應(yīng)瓶中滴加鹵代烴，滴加完畢后30～120℃保溫反應(yīng)1～5h，再加入鹽酸胍，升溫到60～120℃反應(yīng)2～6h，再升溫到140～200℃反應(yīng)4～10h后，制得烷基聚六亞甲基鹽酸胍;其中物料投加摩爾比為：鹵代烴：二胺：鹽酸胍=0.01～1.2：1：0.5～2.5;
2)在室溫條件下，將烷基聚六亞甲基鹽酸胍和水加入反應(yīng)釜，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至≤6，再加入所述溶劑，攪拌均勻后，加入異噻唑啉酮和有機(jī)溴，攪拌全溶后制得。
本發(fā)明的生物粘泥剝離劑在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用，其中所述生物粘泥剝離劑的加藥濃度一般為10～100mg/L，具體視在水系統(tǒng)中的使用濃度視水中細(xì)菌及管壁上的生物粘泥情況而定，加藥方式一般采用沖擊式加藥方式。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：本發(fā)明研究開(kāi)發(fā)的水處理用粘泥剝離劑，采用了烷基聚六亞甲基鹽酸胍組份，烷基聚六亞甲基鹽酸胍在聚六亞甲基鹽酸胍化合物分子中接入長(zhǎng)碳鏈，使得分子結(jié)構(gòu)中既含有多個(gè)胍基又含有長(zhǎng)碳鏈結(jié)構(gòu)，而胍基具有很高的活性，使聚合物成正電性，易被通常呈負(fù)電性的生物粘泥、各類細(xì)菌、吸附，長(zhǎng)碳鏈親油基團(tuán)的引入則可以使藥劑對(duì)菌體、粘泥的滲透溶解、纏繞、包裹作用大大增強(qiáng)，從而使生物粘泥得到剝離和殺菌效率得到提高。同時(shí)本發(fā)明采用了烷基聚六亞甲基鹽酸胍與異噻唑啉酮、有機(jī) 溴復(fù)配組合，該復(fù)配產(chǎn)品可大大增強(qiáng)任一單一組份的殺菌和粘泥剝離性能。更為重要的是，本發(fā)明所用烷基聚六亞甲基鹽酸胍、異噻唑啉酮和有機(jī)溴組份均為可完全生物降解或在天然水體環(huán)境中無(wú)有害殘余的藥劑，比季銨鹽類的剝離劑具有環(huán)境友好、使用安全、低泡等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明開(kāi)發(fā)的水處理用粘泥剝離劑既具有了聚合有機(jī)胍的殺菌高效、抑菌時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)抗藥性等特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中的生物粘泥可進(jìn)行有效的剝離清潔，非常適合于工業(yè)循環(huán)冷卻水中的粘泥清潔和剝離，是一種高效的環(huán)境友好型生物粘泥剝離劑。
