聚天冬氨酸与含磷阻垢剂复配产品的阻垢性能
聚天冬氨酸是近年来引起人们重视的绿色化学
产品,它无毒,进入环境中能完全生物降解。在工
业水处理中,聚天冬氨酸可以用作阻垢剂。但
实验研究表明,聚天冬氨酸本身的阻垢效果还达不
到现在市售磷系阻垢剂如羟基亚乙基二膦酸
(HEDP) 、氨基三亚甲基膦酸(ATMP) 、2 - 膦酸丁烷
- 1 ,2 ,4 - 三羧酸(PBTCA) 等的水平,还不能直接取
代这些阻垢剂。我们研究了聚天冬氨酸与这些市售
的含磷阻垢剂复配产品的阻垢性能,探索了用聚天
冬氨酸部分取代磷系阻垢剂的可能性。
1 实验
1. 1 实验试剂
聚天冬氨酸的方法合成,相
对分子质量5 000。HEDP、ATMP,PBTCA为市售的
阻垢剂,质量分数均为50%。其他试剂均为分析纯试剂。
1. 2 阻碳酸钙垢性能的测试
阻碳酸钙垢性能测试参考GB/16632—1996:水处理剂阻垢性能的测定———碳酸钙沉淀法。钙离子质量浓度为240mg/L,碳酸氢根离子质量浓度为732mg/L。将含有阻垢剂的试液浸入80℃的恒温水浴中,恒温放置6h。冷却至室温后过滤,移取滤液40mL,加5mL氢氧化钾溶液调节pH,用标准EDTA溶液滴定未沉淀的钙离子。
2 结果与讨论
图1 到图3 分别示出了PASP (聚天冬氨酸) 与
市售阻垢剂HEDP,ATMP,PBTCA以及聚天冬氨酸与这些阻垢剂复配产品的阻垢率测试结果。聚天冬氨
酸具有良好的阻垢性能,随着加入量增加,阻垢率也
增加。在投加质量浓度为5～20 mg/ L 时,阻垢率可
以达到70 %～80 %。
图1表明,常用的阻垢剂HEDP投加质量浓度为2.5～20mg/L时,阻垢率在80%,几乎不变。在低加入量时,阻垢率远高于聚天冬氨酸。但用聚天
冬氨酸取代50 %质量的HEDP ,阻垢率基本接近纯
HEDP。说明用聚天冬氨酸可以取代50 %质量的
HEDP。
图2 的结果表明,在本工作使用的测试条件下,ATMP 在低加入量(2.5mg/L)时的阻垢率略高,在高
加入量时显著高于聚天冬氨酸。用聚天冬氨酸取代
50 %质量的ATMP,在总投加质量浓度为2. 5～10
mg/L 时,其阻垢率与纯ATMP接近。说明在低于10
mg/ L 的使用量时,可以用聚天冬氨酸取代50%质量
的ATMP。但在高加入量(20 mg/ L) 时,其阻垢率明
显低于纯ATMP。
图3 示出了聚天冬氨酸与另一种常用阻垢剂
PBTCA 复配的实验结果。图3 的结果表明, PBTCA
的阻垢率显著高于聚天冬氨酸。用聚天冬氨酸取代
50 %质量的PBTCA ,在总投加质量浓度< 10 mg/ L
时,其阻垢率与纯PBTCA 接近。说明在低于10 mg/
L 的使用量时,可以用聚天冬氨酸取代50 %质量的
PBTCA。同ATMP 一样,在高加入量(20 mg/ L) 时,其
复配产品的阻垢率明显低于纯PBTCA。
3 结论
在总投加质量浓度<10mg/L时,用质量分数50%的聚天冬氨酸与50%的HEDP或ATMP,PBTCA复配产品的阻碳酸钙垢性能分别与100%的HEDP或ATMP,PBTCA 的性能一致,说明用聚天冬氨酸可以取代这些含磷阻垢剂的50%。在总用量接近20mg/L时,用聚天冬氨酸也可以取代50%的HEDP。
当然,水处理剂除阻垢外,还需要分散和缓蚀等
性能。从分散和缓蚀等性能方面考虑,能否用聚天
冬氨酸部分取代HEDP,ATMP ,PBTCA
等几种含磷水
处理剂还需要进一步研究。
