一種循環冷卻水生物粘泥剝離劑及剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法
【專利摘要】本發明公開了一種循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述生物粘泥剝離劑含有聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、生物表面活性劑和滲透劑。本發明還提供一種利用本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法，該方法包括將所述循環冷卻水生物粘泥剝離劑投入到循環冷卻水中。本發明提供的生物粘泥剝離劑可有效剝離循環冷卻水系統的設備和管道內壁上沉積的生物粘泥，且由于采用可生物降解、環境友好型的生物表面活性劑替代部分化學合成表面活性劑，在減少化學合成表面活性劑用量的同時能夠達到較好的生物粘泥剝離效果，可減少對環境的二次污染。
【專利說明】一種循環冷卻水生物粘泥剝離劑及剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生物粘泥剝離劑及剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法，具體地，涉及一種適合于循環冷卻水的可有效剝離循環冷卻水系統中的粘泥且環保的生物粘泥剝離劑及將其剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法。
【背景技術】
[0002]在工業冷卻水的處理中，經常遇到腐蝕、結垢、粘泥問題。隨著水處理技術的提高，大部分冷卻水的緩蝕、阻垢問題得到了較好的解決，但系統的粘泥和菌藻問題較突出，特別在物料泄漏的情況下，粘泥往往剝離不好。微生物粘泥一旦大量形成，不僅會降低換熱器和冷卻塔的冷卻作用、惡化水質，而且還會引起冷卻水系統中設備的腐蝕和降低水質穩定劑的緩蝕、阻垢和殺生作用，直接影響并危害生產，帶來經濟損失。許多工廠冷卻水系統中，污泥已成為主要問題之一。
[0003]近年來對污泥的剝離已引起高度重視。目前，雖然粘泥剝離劑品種較多，但其粘泥剝離性能及環保效益仍不能滿足當前水處理的要求。國外對粘泥剝離劑方向的研究主要側重于開發環境友好型、可生物降解型、低成本的水處理劑。
[0004]國內循環水用粘泥剝離劑多為陽離子型表面活性劑，其剝離效果不錯，但存在一些缺陷，例如，在使用過程中會對其它水處理劑產生影響，同時，還存在用量大，且容易對環境造成二次污染等問題。隨著人類環保意識的增強以及現代生物技術的進步，生物表面活性劑工業的發展受到了極大的推動，發展越來越迅速，并有逐步取代化學合成表面活性劑的趨勢。
[0005]生物表面活性劑是微生物在代謝過程中分泌出的具有一定表面活性的產物，具有獨特的兩親分子結構。生物 表面活性劑與化學合成表面活性劑性能相似，其具有和化學合成表面活性劑相同的降低表面界面張力、潤濕和穿透性、乳化分散性等的性能。除此之外，生物表面活性劑與化學合成表面活性劑相比，還有許多優勢，例如，可生物降解，不會造成再污染；無毒或低毒；可以用工業廢物生產，有利于環境污染治理；具有更好的環境相容性等。生物表面活性劑替代化學合成表面活性劑應用于工業循環冷卻水粘泥剝離，具有廣闊的應用前景。
[0006]CN1853473A提出了一種對于微生物粘泥能夠進行有效剝離的殺菌滅藻劑，其含有異噻唑啉酮、氯化十二烷基二甲基芐基銨、聚丙烯酸。該殺菌滅藻劑均為化學合成藥劑，且一般以較高的劑量使用。
[0007]CN101849547A公開了一種高效殺菌劑，是含有異噻唑啉酮、三羥甲基硝基甲烷和二溴乙醇三種主要組分的水劑產品，在低劑量時即具有良好的微生物殺滅和粘泥剝離效果，可在工業循環水和膜清洗兩個不同領域應用。其缺點在于三羥甲基硝基甲烷在微堿性溶液中會緩慢分解放出甲醛，使用壽命縮短，所以不太適用于微堿性的循環水中。
[0008]現有的粘泥剝離劑為了去除循環冷卻水系統中的粘泥，需要使用大量的化學合成表面活性劑，而且還對環境造成嚴重的污染，隨著人類環保意識的增強，亟需開發出一種可有效剝離循環冷卻水系統中的粘泥且環保的粘泥剝離劑。

【發明內容】

[0009]本發明的目的在于為了克服現有技術中存在的上述問題，提供一種可有效剝離循環冷卻水系統的設備和管道內壁上沉積的生物粘泥的粘泥剝離劑。
[0010]為達到上述目的，本發明提供了一種適合于循環冷卻水生物粘泥剝離劑，包括聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、生物表面活性劑和滲透劑。
[0011]此外，本發明還提供一種利用本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法，該方法包括將所述循環冷卻水生物粘泥剝離劑投入到循環冷卻水中。
[0012]本發明的生物粘泥剝離劑通過聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑和生物表面活性劑的協同作用進行生物粘泥剝離，添加的滲透劑的強效滲透作用能夠增強聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑和生物表面活性劑的粘泥剝離效果。通過三者的聯合作用，使得生物粘泥的剝離更加徹底，從而減少生物粘泥在循環冷卻水系統的設備和管道內壁上的沉積。
【具體實施方式】
[0013]根據本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述生物粘泥剝離劑含有聚氧乙烯醚型非離子表面 活性劑、生物表面活性劑和滲透劑。
[0014]根據本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，以所述生物粘泥剝離劑的總重量為基準，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑的含量為10-30重量％ ;所述生物表面活性劑的含量為30-60重量％ ;所述滲透劑的含量為20-40重量％。優選地，以所述生物粘泥剝離劑的總重量為基準，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑的含量為12-29重量％ ;所述生物表面活性劑的含量為32-58重量％ ;所述滲透劑的含量為22-39重量％。
[0015]本發明對聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、生物表面活性劑和滲透劑的使用形式沒有特別要求，可以是溶液形式，也可以是固體粉末形式。根據本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑為化學合成的表面活性劑，優選地，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑為長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚；所述長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚的通式為R1O (CH2CH2O)mH，其中R1為Cltl-C2tl的烷基，m為6-40的整數，優選R1為C12-C18的烷基，m為8-35的整數。脂肪醇聚氧乙烯醚的具體實例可以但不限于為:平平加0_8 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(8)醚)、平平加0-10 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(10)醚)、平平加0_15 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(15)醚)、平平加0-20 (C12-C18脂肪醇聚氧乙烯(20)醚)、平平加0-30 (C12-CliJg肪醇聚氧乙烯(30)醚)等；所述烷基酚聚氧乙烯醚的通式為R2C6H4O (CH2CH2O)nH,其中，R2為C6-C14的烷基，η為3_30的整數，優選R2為C8-C12的烷基，η為10-20的整數。所述烷基酚聚氧乙烯醚的具體實例可以但不限于為:0Ρ-3 (辛烷基酚聚氧乙烯(3)醚)、0Ρ-6 (辛烷基酚聚氧乙烯(6)醚)、0Ρ-10 (辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚)、0Ρ-20 (辛烷基酚聚氧乙烯(20)醚)、0Ρ-30 (辛烷基酚聚氧乙烯(30)醚)、ΝΡ-4 (壬烷基酚聚氧乙烯(4)醚)、ΝΡ-6 (壬烷基酚聚氧乙烯(6)醚)、ΝΡ-10 (壬烷基酚聚氧乙烯(10)醚)、ΝΡ-21 (壬烷基酚聚氧乙烯(21)醚)、ΝΡ-30 (壬烷基酚聚氧乙烯(30)醚)。[0016]根據本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，所述生物表面活性劑包括許多不同的種類。依據它們的化學組成可分為糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物以及全胞表面脂質等五大類。本發明中的生物表面活性劑主要起剝離、分散生物粘泥的作用。由于糖脂生物表面活性劑有良好的滲透性、分散性和抑菌性能，因此，本發明優選使用糖脂生物表面活性劑。所述糖脂生物表面活性劑的具體實例有:鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂、甘露糖赤蘚糖醇脂、纖維二糖脂，即，可以選自上述生物表面活性劑中的一種或多種。更優選地，所述糖脂生物表面活性劑選自鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤蘚糖醇脂中的一種或多種。
[0017]根據本發明的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，滲透劑能夠提高粘泥剝離效果，充分發揮粘泥剝離劑各組分間的協同效應。考慮到與生物表面活性劑的相互作用以及滲透效果，本發明所述滲透劑優選為不含陽離子的滲透劑，優選地，所述滲透劑選自順丁烯二酸二異辛酯磺酸鈉和/或水溶性氮酮。
[0018]本領域的技術人員公知的是，商品名稱為鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤蘚糖醇脂的表面活性劑各自為有效成分為鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤蘚糖醇脂的產品，其中的有效成分的含量由于生產廠家的不同存在高低不同。商品名稱為滲透劑T為有效成分為順丁烯二酸二異辛酯磺酸鈉的產品，其中的有效成分的含量由于生產廠家的不同存在高低不同。水溶性氮酮為有效成分為1-正十二烷基氮雜環庚-2-酮的產品，其中的有效成分的含量由于生產廠家的不同存在高低不同。不論上述商購產品中的有效成分的高低存在何種不同，本發明中的聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、生物表面活性劑和滲透劑均以其中的有效成分來計量其在循環冷卻水生物粘泥剝離劑的百分含量。
[0019]本發明還提供一種剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法，該方法包括將本發明提供的循環冷卻水生物粘泥剝離劑投入到循環冷卻水中。
[0020]根據本發明的方法，所述循環冷卻水生物粘泥剝離劑可以直接投入到循環冷卻水中，如果商購得到的聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、生物表面活性劑和滲透劑商品中的有效成分含量過高而不易將各種成分進行混合的話，可以加入一定量的水使各個組分混合均勻后再投入到循環冷卻水中 ，這樣，能夠使所述生物粘泥剝離劑迅速均勻地分散到所述循環冷卻水中。其中，用于溶解各組分的所述水的用量可以根據實際需要進行調整，并不受特別的限制。此外，根據本發明的方法，對于所述水沒有特別的限制，可以是本領域中常用的各種形式的水，例如:自來水、純凈水、蒸餾水、去離子水等等，考慮到所述水中所含有的離子對所述生物粘泥剝離劑中的成分可能產生影響，本發明中優選使用去離子水。
[0021]本發明提供的循環冷卻水生物粘泥剝離劑可以應用于各種循環冷卻水系統中，優選情況下，本發明的生物粘泥剝離劑特別適用于對pH值為7-9 ;優選為pH值為7.5-8.5的弱堿性循環冷卻水系統中，用于對循環冷卻水系統的設備和管道進行有效的生物粘泥剝離。
[0022]根據本發明的剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法，本發明對生物粘泥剝離劑的投入量沒有特別要求，優選地，以每升的循環冷卻水為基準，所述生物粘泥剝離劑的投入量為10-80mg，進一步優選為 20-50mg。
[0023]多糖含量的測定采用蒽酮硫酸法，具體操作步驟如下:吸取ImL待測溶液置于試管中，浸于冰水中冷卻，再加入4mL蒽酮試劑(稱取蒽酮0.2g，加IOOmL濃度為98.08重量％的濃硫酸溶解即得。當日配制使用)，沸水浴中煮沸lOmin，取出用自來水冷卻后在620nm的波長處測定吸光度，然后根據測得的吸光度值由標準曲線計算出待測溶液的多糖含量。
[0024]核酸含量的測定采用定磷法，其原理是根據核酸分子中含有一定比例的有機磷，通過測定核酸中有機磷的量便可求得核酸的量。有機磷含量為總磷含量與正磷含量的差值。其中，總磷含量的測定按照鍋爐用水和冷卻水分析方法GB/T 6913.2-1986進行，正磷含量的測定按照鍋爐用水和冷卻水分析方法GB/T 6913.1-1986進行。
[0025]本發明實施例中所使用的各種試劑如下表1所示: [0026]表1
[0027]
【權利要求】
1.一種循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其特征在于，所述生物粘泥剝離劑含有聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、生物表面活性劑和滲透劑。
2.根據權利要求1所述的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，以所述生物粘泥剝離劑的總重量為基準，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑的含量為10-30重量％ ;所述生物表面活性劑的含量為30-60重量％ ;所述滲透劑的含量為20-40重量％。
3.根據權利要求2所述的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，以所述生物粘泥剝離劑的總重量為基準，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑的含量為12-29重量％ ;所述生物表面活性劑的含量為32-58重量％ ;所述滲透劑的含量為22-39重量％。
4.根據權利要求1-3中的任意一項所述的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑為長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚。
5.根據權利要求4所述的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚的通式為R1O (CH2CH2O)mH,其中，R1為Cltl-C2tl的烷基，m為6_40的整數，優選R1為C12-C18的烷基，m為8-35的整數；所述烷基酚聚氧乙烯醚的通式為R2C6H4O(CH2CH2O)nH,其中，R2為C6-C14的烷基，η為3-30的整數，優選R2為C8-C12的烷基，η為10-20的整數。
6.根據權利要求1-3中的任意一項所述的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述生物表面活性劑為糖脂類生物表面活性劑，優選為鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂和甘露糖赤蘚糖醇脂和纖維二糖脂中的至少一種。
7.根據權利要求1-3中任意一項所述的循環冷卻水生物粘泥剝離劑，其中，所述滲透劑選自順丁烯二酸二異辛酯磺酸鈉和/或水溶性氮酮。
8.—種剝離循環冷卻水系統中粘泥的方法，該方法包括將權利要求1-7中的任意一項所述的循環冷卻水生物粘`泥剝離劑投入到循環冷卻水中。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，相對于每升的循環冷卻水，所述生物粘泥剝離劑的投入量為10-80mg，優選為20-50mg。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述循環冷卻水的pH值為7-9。
【文檔編號】C11D3/34GK103771593SQ201210404913
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優先權日:2012年10月23日
【發明者】魏新, 胡艷華, 酈和生, 王洪英 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院