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1、棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 1棗莊職業(yè)學院畢 業(yè)論 文工業(yè)水處理劑姓 名 張景 系 部 化工系 專 業(yè) 應用化工技術 班 級 08 高職化工二班 學 號 200803010123 指導老師 岳紅 2011 年 5 月棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 2摘要摘要 水處理劑指用于水處理的化學藥劑，通常指用于污水處理的化學藥劑。 廣泛應用于化工、石油、輕工、日化、紡織、印染、建筑、冶金、機械、醫(yī)藥衛(wèi)生、交通、城鄉(xiāng)環(huán)保等行業(yè)，以達到節(jié)約用水和防止水源污染的目的。 包括冷卻水和鍋爐水的處理、海水淡化、膜分離、生物處理、絮凝和離子交換等技術所需的藥劑。 如緩蝕劑、阻垢分散劑、殺菌滅藻劑等。關鍵詞關鍵詞 水處
2、理藥劑 有機磷 聚合物 殺菌劑棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 3目 錄前言.4 4一、有機磷.4 41.1、有機磷 ATMP 的性質與用途 .51.2 有機磷 ATMP 的要求指標.51.3 有機磷 ATMP 的應用.5二、聚合物二、聚合物.6 62.1 聚合物 HPMA 的性能.62.2 聚合物 HPMA 的質量指標.72.3 聚合物 HPMA 的用途.7三、殺菌劑三、殺菌劑 .7 73.1 殺菌劑 1227 的性能.83.2 殺菌劑 1227 的用途.83.3 殺菌劑 1227 技術指標.8四、水處理劑的發(fā)展前景 .9 9參考文獻.1010致 謝.1111 棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 4工
3、業(yè)水處理劑前言前言水處理劑是指用于水處理的化學藥劑，廣泛應用于化工、石油、輕工、日化、紡織、印染、建筑、冶金、機械、醫(yī)藥衛(wèi)生、交通、城鄉(xiāng)環(huán)保等行業(yè)，以達到節(jié)約用水和防止水源污染的目的。泰和中的水處理劑大概分為：有機磷（如ATMPHEDPDTPMPEDTPMPAEDTMPS） 、聚合物（如 HPMAPAAPAAS三元共聚物、四元共聚物等） 、殺菌劑（如1227） 。水處理劑是通過物理的、化學的手段，去除水中一些對生產、生活不需要的物質的過程。水處理藥劑包括絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑、分散劑、清洗劑、預膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂等。本文將對有機磷、聚合物和殺菌劑作系統(tǒng)地
4、介紹。一、一、有機磷有機磷有機磷是一種工業(yè)水處理的阻垢劑，阻垢劑是一類能阻止水中致垢鹽類在設備表面沉積的物質。一般認為，阻垢劑起阻垢作用是因為它對水中金屬離子有螯合作用、對微晶有吸附分散作用和晶格畸變作用。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，阻垢劑的研究開發(fā)和應用已取得一定的成果。近年來，阻垢劑的品種豐富多樣，在工業(yè)水處理及環(huán)保要求的推動下，阻垢劑朝著多功能、高效、環(huán)保的方向發(fā)展1.11.1、有機磷有機磷 ATMPATMP 的性質與用途的性質與用途無水處理劑產品 ATMP 具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸變作用?？勺柚顾谐晒耕}類形成水垢，特別是碳酸鈣垢的形成。 ATMP 在水中化學性質穩(wěn)定，不易水解。在水
5、中濃度較高時，有良好的緩蝕效果ATMP 用于火力發(fā)電廠、煉油廠的循環(huán)冷卻水、油田回注水系統(tǒng)?？梢云鸬綔p少金屬設備或管路腐蝕和結垢的作用。 ATMP 在紡織印染等行業(yè)用作金屬離子螯合劑，也可用于金屬表面處理劑等。ATMP 固體為結晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于運輸和使用，尤其適用于冬季嚴寒地區(qū)。由于純度較高，可用作紡織印染行業(yè)的金屬螯合劑及金屬表面處理劑。 棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 51.21.2 有機磷有機磷 ATMPATMP 的要求指標的要求指標與無機絮凝劑相比，合成有機高分子絮凝劑用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介外 觀 ：無色或淡黃色透明液體 ，固體為白色結晶性粉末 活性組分(以
6、ATMP 計) % 50.0 （固體 95.0 ），氨基三甲叉磷酸含量% 40.0 （固體 80.0 ），亞磷酸(以 PO33-計) % 5.0 （固體 3.5） ，磷酸(以PO43-計) % 1.0 （固體 0.8），PH 值(1%水溶液) ：1.5-2.5（固體2.0 ） 氯化物(以 Cl-計)% 3.5 或 2.0 ，F(xiàn)e（以 Fe3+計）含量 ppm 20.0 密度(20) g/cm3 1.28 或 1.30 。1.31.3 有機磷有機磷 ATMPATMP 的應用的應用氨基三甲叉膦酸(ATMP)不易水解，耐高溫，低毒或無毒，對碳酸鹽的防垢效果特別好，且具有一定的緩蝕性能，可作為硬度大、
7、礦化度高、水質條件惡劣等用水系統(tǒng)的阻垢劑，如工業(yè)循環(huán)冷卻水、油田注水、印染用水等。ATMP 的合成方法較多，適合于工業(yè)生產的合成方法主要有2種，為亞磷酸（或三氯化磷）與銨鹽、甲醛在酸性介質中一步合成。該方法具有原料易得、合成方法簡單、成本低和產品質量穩(wěn)定等優(yōu)點，適合工業(yè)化生產。水處理劑產品 ATMP 常與其它有機磷酸、聚羧酸或鹽等復配成有機堿性水處理劑，用于各種不同水質條件下的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。有機磷是利用生物技術，從微生物或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效、能自然降解的新型水處理劑 。二、二、聚合物聚合物聚合物阻垢劑具有阻垢效果好、熱穩(wěn)定性高、用量少等優(yōu)點，被廣泛應用于石化、化肥、電力
8、等冷卻水系統(tǒng)。聚合物阻垢劑經(jīng)歷了天然高分子聚合物、均聚物、二元及多元共聚物、環(huán)境友好聚合物的發(fā)展歷程。由于羧基是阻碳酸鈣、硫酸鈣垢的主要官能團，而羥基、酰胺基等有利于阻磷酸鈣垢，磺酸基能有效分散金屬氧化物、穩(wěn)定鋅和有機磷酸。因此人們利用具有不同官能團的單體或它們的不同配比，共聚成具有多種水處理功能的共聚物，從而陸續(xù)開發(fā)出了一系列二元、三元甚至四元共聚物。2.12.1 聚合物聚合物 HPMAHPMA 的性能的性能氯氣是 HPMA 水解聚馬來酸酐 Hydrolyzed Polymaleic Anhydride 別名： 聚馬來酸 【 CAS 】 26099-09-02 。一、產品特性 HPMA 是一
9、種低分子量聚電解質，一般相對分子量為 400800 ，無毒，易溶于水，化學穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性高，分解溫度在 330 以上。在高溫（ 350 ）和高 PH 下有明顯的溶限效應。 HPMA 適用于堿性水質或同其它藥物復配使用。 HPMA 在 300 以下對碳酸鹽仍有良好的阻垢分散效果，阻垢時間可達 100h 。由于 HPMA 阻垢性能和耐高溫性能優(yōu)異，棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 6因此在海水淡化的閃蒸裝置中和低壓鍋爐、蒸汽機車、原油脫水、輸水輸油管線及工業(yè)循環(huán)冷卻水中得到廣泛使用。另外 HPMA 有一定的緩蝕作用，與鋅鹽復配效果更好。 HPMA 還可用于水泥外加劑。羧酸類聚合物阻垢劑是丙烯酸(AA
10、)、馬來酸或馬來酸酐(MA)，引發(fā)劑作用下，通過均聚或與其他單體共聚形成的一類水溶性高分子化合物。該類阻垢劑中的羧基官能團對 Ca2+，Mg2+，Ba2+，F(xiàn)e3+等離子具有較強的螯合能力，不僅有分散、凝聚作用，還能在無機垢結晶過程中干擾晶格的正常排列，從而起到阻垢作用。20 世紀80 年代中期，國內丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物開發(fā)成功，奠定了我國水溶性聚合物水處理劑的基礎。2.22.2 聚合物聚合物 HPMAHPMA 的質量指標的質量指標與無機絮凝劑相比，合成有機高分子絮凝劑用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質符合 GB /T 10535-1997 ；外 觀 ：淺黃色至棕紅色透明液體；固體含量
11、48.0； 溴值 mg/g 80.0；平均分子量 450 ；pH（1水溶液） 3.0；密度（20）g/cm3 1.18。2.32.3 聚合物聚合物 HPMAHPMA 的用途的用途有機膦酸和聚羧酸是工業(yè)水處理中較為常用的水處理劑。但隨著工業(yè)處理及環(huán)保要求的提高，綜合了有機膦酸和聚羧酸兩者優(yōu)點，具有多項水處理功能的膦基羧酸聚合物正逐步發(fā)展。該類共聚物具有優(yōu)良的阻碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣垢的性能，而且還具有較好的穩(wěn)定鋅離子和分散氧化鐵能力，是一種綜合性能較好的水質穩(wěn)定劑。 HPMA 通常以 1-15ppm 與有機磷酸鹽復合，用于循環(huán)冷卻水、油田注水、原油脫水處理及低壓鍋爐的爐內處理，具有良好的抑制水垢
12、生成和剝離老垢的作用，阻垢率可達 98% 。 HPMA 與鋅鹽復配時，能有效地防止碳鋼的腐蝕。三、三、殺菌劑殺菌劑殺生劑是在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，用以殺死微生物（菌藻）以阻止其大量繁殖致使冷卻水系統(tǒng)中的金屬設備發(fā)生腐蝕及事故，影響正常運行的水處理藥劑。根據(jù)殺生機制分為氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。殺菌劑1227具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，能有效控制水中菌藻繁殖和粘泥生長，并具有良好的粘泥剝離作用和一定的分散、滲透作用，同時1227還具有一定的去油、除臭能力和緩蝕作用。在水產養(yǎng)殖、工業(yè)冷卻水中，能控制水體中菌藻的生長1227毒性小，無積累性毒性，易溶于水，并不受水硬度影響，因此廣泛應用于石油、化工
13、、電力、紡織等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中菌藻滋生。棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 73.1 殺菌劑殺菌劑 1227 的性能的性能1.1227 是無色粘稠透明液體，在水中離解產生陽離子活性基團，具有殺菌、乳化、抗靜電、柔軟等性能。具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力對殺滅硫酸鹽還原菌有特效 。 2.可溶于水，使用方便，不受水的硬度影響，而且具有很強的粘泥剝離作用。 3.毒性小、無累積性毒性，不象氯氣處理后水中含有殘余氯，造成二次污染。 4.對用氯氣無法控制的系統(tǒng)中，本系列產品可以有效地控制藻類繁殖和粘泥的增長。 5.1227 在不同的 PH 值范圍內，殺菌滅藻的能力均有效，即它在酸性和
14、堿性的條件下均可使用。 6.具有分散和滲透的作用 ,能滲透并除去粘泥和剝離附著的藻類,并具有去油能力，兼有清洗油污作用。3.23.2 殺菌劑殺菌劑 12271227 的用途的用途多功能水處理劑是水處理藥劑研究的一個重要方面，這類新型水處理技術的出現(xiàn)，將開拓水處十二烷基二甲基芐基氯化銨廣泛用于工廠循環(huán)冷卻水、發(fā)電廠用水、造紙廠、油田油井注水系統(tǒng)醫(yī) 療器械和創(chuàng)面消毒，也用于游泳池、洗衣房和公共場所的衛(wèi)生消毒洗滌，食品工業(yè)設備清洗。 1.1227 作為消毒殺菌劑:用于手術前醫(yī)務人員雙手浸泡消毒。創(chuàng)口感染的洗滌消毒醫(yī)療器械消毒劑等。 2.1227 作為殺菌滅藻劑:在工業(yè)水處理方面用于工廠循環(huán)冷卻水、發(fā)
15、電廠用水、油田油井注水系統(tǒng)。 3.1227 作為勻染劑：可作為紡織印染行業(yè)的殺菌防霉劑及柔軟劑、抗靜電劑、乳化劑、調理劑。 4.在其他方面的應用：谷物倉庫、禽畜欄舍、蠶室以及蘑菇、白木耳等經(jīng)濟作物的養(yǎng)殖場所和器具。3.33.3 殺菌劑殺菌劑 12271227 的技術指標的技術指標水化學殺生劑是通過斷開細菌和藻類蛋白質的鍵而起殺生作用的，濃度為0.5mg/L 時，即能有效地抑制冷卻水系統(tǒng)中的藻類、真菌和細菌，具有廣譜高效、作用時間長(0.5mg/L 的加入量，使用5周后仍有效)、低毒、pH 使用范圍廣、配伍性混溶性好、不起泡沫，并能阻止粘泥生成等優(yōu)點。國外已廣泛應用于冷卻水處理中。殺生劑因其成本
16、低，毒性小，且兼具緩蝕性。故得到廣泛的應用，但使用中還存在易產生抗藥性、費用增加，起泡，加重腐蝕等問題。1227組成：十二-十四烷基二甲芐基氯化銨，外觀: 無色至淡黃色粘稠透明液體 活性物含量，% 451.0 ，游離胺含量，% 1.5 ，色度，Hazen 100 。四、處理劑的發(fā)展前景四、處理劑的發(fā)展前景水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中必須用的化學試劑。目前我棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 8國水處理劑品種已基本配套并滿足要求，生產能力大于市場需求，但我國水處理劑在產量、品種、質量應用于技術服務等方面，同我國相比存在一定差距，結合行業(yè)和當前國民經(jīng)濟特點提出了一些對策及建議。我國的水處
17、理劑生產是從 20 世紀 70 年代引進大化肥裝置和石油化工裝置配套引進的，主要用于裝置的循環(huán)水的處理；其間，我國水處理劑發(fā)展出現(xiàn)了一個小高潮，許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)依托大專院校和科研院所生產了一批水處理藥劑。經(jīng)過多年發(fā)展，我國在此領域取得了一定成績，到 2008 年為止，我國水處理產品已逾百余種，但和國外發(fā)達國家相比，目前我國的水處理產品仍然存在著產品品種少、系列化水平低、專用品少、質量參差不齊等缺點。在污水處理劑方面，國內的起步則較晚，主要是近幾年才有所發(fā)展和創(chuàng)新，但發(fā)展勢頭較強?，F(xiàn)在，許多水處理技術工作者都把創(chuàng)新方向著力向污水處理劑研發(fā)發(fā)展，通過國外技術的消化吸收和自主創(chuàng)新，也取得了一批科研成果，
18、正逐步向現(xiàn)實生產轉化。目前，國內污水處理劑的生產主要以有機絮凝劑為主，缺少專用的產品和規(guī)模化生產裝置，產品的標準化程度也不高。但另一方面來說，我國污水處理劑的發(fā)展雖然起步晚，但我們可以在國外成熟工藝技術條件下實現(xiàn)跨越式發(fā)展，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，利用當代最新科學技術成果，在水處理劑市場上有所作為。一個時期以來，我國從大的政策上推行科學發(fā)展戰(zhàn)略，其中“節(jié)能減排”是其重要的組成部分。在節(jié)水治污方面也不斷有大的政策出臺，如新的生活飲用水衛(wèi)生標準和 1985 年的老標準相比， ，就把水的安全衛(wèi)生指標由 35 項增加到 106 項。在國家“十一五”規(guī)劃當中，明確指出將城市污水的處理率由目前的不足 30提高到 2
19、010 年的 70。為此，全國將新建污水處理廠 1000 多座。總投資將在 4000 億元左右。城市污水處理費用的按量征收等因素決定，未來幾年我國水務市場年增長將保持在 l5左右。由于之前相繼發(fā)生的“松花江污染事件”和“牡丹江污染事件”，還有“太湖藍藻爆發(fā)”等國內外影響巨大的水污染事件的發(fā)生，國家必將加大水污染治理的力度；現(xiàn)代社會與工業(yè)的快速發(fā)展和水資源匱乏、污染加劇的嚴峻形勢都在極大地促進水處理化學品新產品、新技術的出現(xiàn)和產業(yè)規(guī)模的不斷擴大。所以，優(yōu)惠的政策環(huán)境、巨大的市場空間，將為國內外水處理化學品生產企業(yè)提供巨大的商機。目前世界上水處理工業(yè)市場銷售額達 300 多億美元，其中美國是世界上
20、最大的水處理劑消耗國，其次是日本和西歐。近年來，隨著我國水處理行業(yè)的發(fā)展和生產技術的不斷完善，這些工業(yè)發(fā)達的國家開始轉移水處理劑的生產，更多的從我國進口，如美國的 GE 和納爾科化學(NALCO)，因此，這也給了國內水處理企業(yè)一個巨大的商機。棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 9參考文獻參考文獻 1李本高、王建軍、龍軍，工業(yè)水處理技術，中國石化出版社，2008.棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 10致致 謝謝本論文是在我的指導老師岳紅老師的親切關懷與細心指導下完成的。從論文的選題、實驗方案的設計、結果分析到論文的撰寫，無不傾注了岳老師的大量心血和辛勤汗水。岳老師深厚的理論基礎、豐富的實踐經(jīng)驗、嚴謹求實的
21、治學態(tài)度，讓我受益非淺。此外，在生活上岳老師也給予我很大的關懷，在實驗階段為我解決了很多疑難問題，她循循善誘的教導和不拘一格的思路都給予了我很大的幫助。在此還要特別感謝化驗室陳茂良班長，他在我實驗階段和論文撰寫階段都給予我很大的幫助和指導，陳班長開拓創(chuàng)新的學者風范、博大的胸懷和誠懇的為人，值得我終生學習。感謝棗莊職業(yè)學院化工系的同學們，我們親如兄弟姐妹，在學習和生活中相互給予的幫助和支持。衷心感謝我的父母，感謝他們一直以來給予我的最無私、最偉大的愛，他們的理解和支持是我不斷努力的原動力，是我力量的源泉。在此文論完成之際，謹向三年來給予我關心的良師益友和親人們致以最誠摯的謝謝。棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 11畢業(yè)論文（設計）成績評定表畢業(yè)論文（設計）成績評定表姓 名張景學號200803010123專業(yè)應用化工技術畢業(yè)論文（設計）題目工業(yè)水處理劑指導教師評價指導教師評價： 建議成績 ： 指導教師簽名： 年 月 日評閱教師評價評閱教師評價：建議成績: 評閱教師簽名： 年 月 日答辯小組評價答辯小組評價（未參加答辯的不填寫）： 建議成績: 答辯小組組長簽名： 年 月 日畢業(yè)設計（論文）總評成績（畢業(yè)設計（論文）總評成績（優(yōu)、良、中、及格、不及格）：）：棗莊職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 12 系（部）主任： 年 月 日
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