低磷环保型水处理剂研究

张志明(遂昌县环境保护监测站，浙江 遂昌 323300)

低磷环保型水处理剂研究

张志明(遂昌县环境保护监测站，浙江 遂昌 323300)

随着我国环保事业的不断发展，对于低磷环保型水处理剂的要求也越来越高，如何对低磷环保型水处理剂进行科学合理的配置已经成为环保工作人员十分重要的研究课题之一，本文对低磷环保型水处理剂具体配制方法以及在配制过程中所需要注意的有关问题进行了详细的阐述与分析。

阻垢缓蚀;低磷环保;水处理剂

当前我国在生态环境维护方面的体现出来的问题十分严重，城市居民对于环境问题的重视程度不断提高。政府以及有关部门需要综合运用各种手段对所存在的环境污染问题进行科学有效的治理。根据相关法律法规的要求，工业企业所排放的污水中，磷元素的含量需要严格控制在1．0 mg/L范围以内。因此，当前我国在潜水磷元素含量的控制方面进一步加强了研究工作，通过无磷或低磷污水处理剂，能够对工业企业确磷元素的排放量进行有效的控制，另外一方面，也能够最大程度上降低污水处理环节所花费的资金投入水平。另外，对于工业污水磷元素进行控制也能够对相关的生产机构设备起到良好的保护作用，使工业企业的正常生产不受到有害元素的干扰。

经大量的实验研究发现，选取膦羟基乙酸与聚天冬氨酸等物质作为阻垢剂能够有效改善处理剂的应用性能。聚天冬氨酸中不包含任何形式的磷元素，该物质自身也具有比较良好的分散性能与螯合性能，同时也具有比较强的热稳定性，是一种比较高效的分散阴垢均聚物。膦羟基乙酸物质内容所含有的磷元素也相对比较低，缓蚀方面的功能也比较突出，相比于以往所采用的有机多元磷酸处理剂来说，在阻垢能力方面的优势也比较突出，属于有机膦羧酸型水质稳定剂的一种。经实验研究发现，若单独使用膦羟基乙酸或聚天冬氨酸其中的一种，所收到的污水处理效果十分有限，同时所需要投入的药物使用量也相对较大，不符合污水处理工作在经济性方面的要求。这就需要在膦羟基乙酸在聚天冬氨酸基础上，两种物质所形成的混合物进行专门的优化与处理，生成一种新型的水处理剂。比如在两种物质的混合物中加入一定量的膦羟基乙酸或聚天冬氨酸，对原有药物进行复配处理，能够将其特有的协同增效功能最大程度上发挥出来。相关的实验研究可以通过动态模拟法、旋转挂片法以及静态法对具体的配置方法进行研究与分析。(图1)

1 实验准备

1.1 试剂与仪器

本次实验研究所采用的有关试剂分别为，聚丙烯酸类阻垢分散剂、乙醛、亚磷酸二乙酯、氢氧化钠水溶液、磷酸以及天冬氨酸等；

本次实验研究所采用的有关仪器分别为动态模拟试验装置、旋转挂片腐蚀仪、恒温水浴槽、电动搅拌器以及烧杯等。

1.2 聚天冬氨酸的制取

选取聚天冬氨酸药物15g，将其置于浇杯中，另称取浓度为88%的磷酸共计5ml，将其置于浇杯中，对烧杯中的药物进行热缩聚处理，热缩聚处理环境温度需要严格控制在220℃～260℃之间。对烧杯中的混合物质完成热缩聚处理后，将混合物溶于氢氧化钠水溶液中，所选取的氢氧化钠水溶液浓度需要控制在7%～9%之间，对混合物进行水解处理，完成水解操作后，溶解物的pH值大约在9～10之间，所得到了最终溶液在外观表现上为红棕色液体，该液体即为聚天冬氨酸盐溶液，可以应用一接下来的实验工作中。

1.3 膦羟基乙酸的制取

称取亚磷酸二乙酯，将其溶入乙醛溶液中，所选用的乙醛溶液浓度为45%～55%，称取重量为220g，总共所需要的反应时间为2小时左右。在反应完成后需要对其进行加热处理，加热所需要的温度为90℃～110℃，加热时间为4～5小时，所得到了最终溶液在外观表现上为棕色液体，该液体即为膦羟基乙酸溶液，可以应用一接下来的实验工作中。

1.4 低磷环保型水处理剂的制取

经以往的实验研究发现，单独使用膦羟基乙酸或聚天冬氨酸所取得的污水处理效果并不理想。因此，污水处理溶液的制作需要综合考虑到水处理剂在经济效益、环保性能以及阻垢缓蚀效果等方面的要求，将以上实验中所制取的膦羟基乙酸和聚天冬氨酸进行复配处理，所需要使用到的复配药物为聚丙烯酸类阻垢分散剂，配置比例为1：3：1，均匀搅拌复配药物，所得到了最终溶液在外观表现上为红棕色黏稠透明液体，该液体即为膦羟基乙酸溶液，可以应用一接下来的实验工作中。

2 实验研究及结果

2.1 阻垢性能实验

本次实验研究所采用的实验方法为碳酸钙沉积法，采用该实验方法能够对各方面的实验数据进行准确的测定。所选用的配制水结构以钙离子为主，钙离子离子浓度以碳酸钙计为240 mg/L，碳酸氢根离子浓度以碳酸钙计为240mg/L，实验水衡温75℃，经过8～10小时的反应时间后，可能将其浓缩2倍，通过EDTA络全滴定法对钙离子浓度进行测定。

2.2 实验研究结果

2.2.1 表态阻垢实验结果

当药物投入剂量为6mg/L时，阻垢率为85.40%；当药物投入剂量为8mg/L时，阻垢率为95.62%；当药物投入剂量为10mg/L时，阻垢率为96.52%；当药物投入剂量为12mg/L时，阻垢率为96.60%；当药物投入剂量为14mg/L时，阻垢率为97.82%；当药物投入剂量为16mg/L时，阻垢率为98.40%；当药物投入剂量为18mg/L时，阻垢率为98.42%。

2.2.2 旋转挂片腐蚀实验结果

当药物投入剂量为0mg/L时，阻垢率为0.825mm/a；当药物投入剂量为2mg/L时，阻垢率为0.215mm/a；当药物投入剂量为4mg/L时，阻垢率为0.095mm/a；当药物投入剂量为6mg/L时，阻垢率为0.028mm/a；当药物投入剂量为8mg/ L时，阻垢率为0.012mm/a；当药物投入剂量为10mg/L时，阻垢率为0.009mm/a。

2.2.3 动态模拟实验结果

当浓缩倍数为1.0倍时阻垢率为99.95%，腐蚀率为0.0281mm/a，黏附率为3.25mcm；当浓缩倍数为1.5倍时阻垢率为99.50%，腐蚀率为0.0132mm/a，黏附率为4.50mcm；当浓缩倍数为2.0倍时阻垢率为98.61%，腐蚀率为0.0122mm/ a，黏附率为6.34mcm；当浓缩倍数为2.5倍时阻垢率为96.82%，腐蚀率为0.011 6mm/a，黏附率为8.32mcm；当浓缩倍数为3.0倍时阻垢率为90.43%，腐蚀率为0.0108mm/a，黏附率为12.45mcm；

3 结语

根据动态模拟实验、旋转挂片腐蚀实验与静态阻垢实验结果表明，以聚天冬氨酸和膦羟基乙酸为主体,然后掺入聚丙烯酸类阻垢分散剂等进行复配,开发出的低磷环保型水处理剂具有良好的阻垢缓蚀性能。

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