低磷高效水处理剂研究进展(综述)
含磷废水处理技术研究进展
含磷废水处理技术研究进展废水污染是当前全球环境问题的关键之一。
废水中的磷元素含量过高会引起水体富营养化的问题，对水生态系统和人类健康构成威胁。
因此，研究和开发高效的含磷废水处理技术是解决这一问题的关键。
目前，含磷废水处理技术主要集中在化学法、生物法和物理法三个方面。
化学法主要包括沉淀法、吸附法和络合沉淀法，生物法主要包括生物吸附法、生物吸收法和生物膜法，物理法主要包括离子交换法、电化学法和膜分离法。
下面将对这些技术进行详细介绍。
化学法是目前最常用的废水处理技术之一。
其中，沉淀法是一种常见的含磷废水处理方法，通过加入化学药剂形成磷酸钙或磷酸铁等沉淀物，从而实现磷的去除。
吸附法是另一种常用的化学处理方法，利用吸附介质如活性炭、聚合物树脂等吸附磷元素。
络合沉淀法结合了沉淀法和吸附法的优点，能够有效去除废水中的磷元素。
生物法是一种环境友好型的废水处理技术。
生物吸附法是利用微生物的吸附能力去除废水中的磷元素，通过固定化微生物在载体上，提高吸附效率。
生物吸收法通过利用适宜的微生物菌株进行废水处理，菌株可以吸收环境中的磷元素，并将其转化为有机磷。
生物膜法是一种较新的废水处理技术，通过生物膜的形成和生物转化作用，实现磷的去除和回收。
物理法是一组利用物理原理实现废水处理的技术。
离子交换法是一种常见的物理处理方法，通过离子交换树脂吸附污水中的磷元素。
电化学法是利用电化学反应去除废水中的磷元素，通过电极间的氧化还原反应将磷转化为不溶性沉淀物。
膜分离法是利用半透膜将废水中的磷分离出来，通常包括微滤、超滤和反渗透等不同的过程。
除了上述传统的含磷废水处理技术外，近年来还出现了一些新的研究进展。
例如，光催化技术利用特定光源激发催化剂，氧化磷元素并实现去除废水中的磷。
植物修复技术则利用人工湿地和水生植物来吸收和转化废水中的磷元素。
总之，含磷废水治理是一项有挑战性的任务。
各种废水处理技术各具特点，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的技术。
低C-N比污水脱氮除磷技术应用研究进展
低C-N比污水脱氮除磷技术应用探究进展随着城市的快速进步和人口的增加，污水处理成为一项重要的环境保卫工作。
污水中的氮、磷等营养物质的过量排放对水环境造成了严峻的污染，导致水体富营养化的加剧。
因此，实现污水的高效脱氮除磷成为了当前污水处理领域的探究热点。
低C/N比污水是指污水中的有机物质含量较低，而氮磷含量相对较高的一种污水。
这种污水的处理难度较大，传统的生物脱氮除磷方法往往效果不佳。
因此，近年来，人们开始探究和应用一些新的技术手段，以提高矮C/N比污水的处理效果。
一种常见的低C/N比污水处理技术是改良的生物脱氮除磷工艺。
这种工艺主要利用生物污泥中的异养微生物来完成污水中的脱氮除磷。
通过在污水处理系统中添加适当的碳源，可以增加异养微生物的生长和活性，提高污水中氮磷的转化效率。
探究表明，与传统的生物脱氮除磷工艺相比，改良的生物脱氮除磷工艺具有更好的处理效果和更低的运行成本。
除了改良的生物脱氮除磷工艺，还有一些新型的低C/N比污水处理技术正在被探究和应用。
其中之一是厌氧/好氧-厌氧反硝化除磷工艺。
该工艺利用厌氧反硝化微生物在无氧环境下消耗有机物质并同步去除氮磷，然后在好氧环境下通过好氧反硝化实现氮磷的完全去除。
这种工艺不仅能够高效地处理低C/N比污水，而且还能够实现碳、氮、磷的资源化利用。
此外，一些物理化学方法也被应用于低C/N比污水的处理中。
例如，利用吸附剂可以通过吸附作用将污水中的氮、磷等营养物质去除。
而利用化学沉淀法可以将污水中的氮磷以无机盐的形式沉淀下来，达到脱氮除磷的效果。
这些物理化学方法的优点是处理效果稳定，但运行成本较高，还需要探究如何实现对废水中的有害物质的去除和资源化利用。
综上所述，低C/N比污水脱氮除磷技术的探究进展正朝着高效处理、低成本运营和资源化利用的方向进步。
改良的生物脱氮除磷工艺、厌氧/好氧-厌氧反硝化除磷工艺以及物理化学方法等技术在低C/N比污水处理中发挥着重要作用。
将来的探究还需要进一步完善这些技术，同时探究新的处理方式，以实现污水的高效脱氮除磷，保卫水环境的健康综合来看，低C/N比污水脱氮除磷技术的探究进展乐观向着高效处理、低成本运营和资源化利用的方向进步。
无磷“多功能生物水处理剂”在工业水处理中的应用及发展前景
无磷“多功能生物水处理剂”在工业水处理中的应用及发展前景摘要：如今，工业水处理中的“水资源节约与环境保护”的问题已受到人类广泛关注。
本文引用高效节能环保的“无磷多功能生物水处理剂（下称：无磷生物水处理剂）”产品，探其在工业水处理中的应用及发展前景。
关键词：无磷生物水处理剂；工业水处理；发展前景1. 无磷生物水处理剂在水处理中的应用概述1.1在工业水处理中的应用意义安全稳定可靠的水系必须要做到：①对电厂循环冷却水处理：防垢防腐防菌防藻防生物黏泥防失水、②对工业锅炉（或其它换热设备）水处理：防垢防腐、③对高纯水膜件设备水处理：防垢防腐防菌防藻。
当水系设备结有：碳酸盐水垢1mm时，增加能耗10%～12%；当水垢达到3mm时，增加能耗约26%左右。
当水系设备结有：菌藻黏泥等污垢时：垢厚：1mm时，增加能耗8%～10%；在循环冷却水处理设备发生结垢腐蚀问题时，冷却水管线、冷暖气设备都可能会出现泄漏问题，更换时的资金投入较大，并且误正常生产。
为了延长换热设备、管线使用寿命，减少维修量，须贯彻实施节电、节水、节煤工作；在工业锅炉内水处理发生结垢腐蚀问题时，易造成爆管甚至爆炸事故；在工业高纯水膜组件设备水系上发生黏泥污垢腐蚀问题时，膜组件设备出水即会逐渐减少甚至停止，严重时会造成膜件损坏更换。
1.2在工业水处理中的应用更突显环保意义与应用之优势在水处理剂配方中为克服金属结垢腐蚀的困难达到水质软化防腐的目的多含有膦（或：磷）物质单体，虽然它对金属防腐及阻垢效果良好，但对环境的破坏不容忽视。
当磷污染的水溢出水系时带来的危害：（1）.①增加了水中菌藻类生长的磷营养素；②菌藻繁殖死亡后又成为水中细菌营养，菌藻繁殖更快；③大量繁殖的菌藻使水缺氧致鱼类死亡；④菌藻释放毒素使水毒化.鱼类携带毒素通过食物链给人类，重会致人死亡。
(2). 循环水常用磷系阻垢剂杀菌剂时，磷酸盐水解成正磷酸盐，水系易菌藻繁殖成污垢。
传统法杀菌剂有毒，藻尸成菌藻营养，且腐蚀设备。
新型低磷水处理剂HB-987的研制及性能研究
随着全 球环境 问题 的 日益严 重 ， 求 阻 垢 剂 向 要 无毒 害的无 磷 、 磷 新 型高 效 的 环境 友 好 型 绿色 阻 低 垢 剂 的方 向发 展【 。河北 省某制 药企业 循环 水 量为 】 ］ ２０ ０ｍ ｈ 换 热设 备 为铜材列 管式换 热 器 ， ０ ／ ， 循环 水 系统补水 为地 下水 ， 该水属 高硬 度 、 碱度水 质 。十 高
ａ ｅ ｓ Ｔｈｅ ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆｃ ｒ ｉ ｎｄ ｓ ａ ｅ ｉ ｂｉｉ ｇ ｎｔ ． ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｏｒｏｓｏｎ ａ ｃ ｌ ｎｈｉ ｔｏｎ ｗｅｒ ｎｖｅ ｔｇ ｔ ｄ ｂｙ ｌｍ ｉｅ ａ ｂ ｎａ ｅ ｈ ｒ ｎｅ ｓ ｍｅ ｈ ｄ ｎｄ ｒ ａ ｙ ｅｉ ｓｉ ａ ｅ ｉ ｔ ｄ ｃ ｒ ｏ ｔ ａ ｄ ｓ ｔ ｏ ａ ｏｔ ｒ
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废水化学除磷的现状与进展
废水化学除磷的现状与进展一、本文概述随着工业化的快速发展，水体中的磷污染问题日益严重，已成为全球关注的环境问题。
磷是生物生长的重要元素，但过量的磷会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，消耗水中的溶解氧，导致水生生物死亡，破坏生态平衡。
因此，废水中的磷去除成为环保领域的重要研究课题。
本文将对废水化学除磷的现状与进展进行概述，分析当前废水除磷技术的优缺点，探讨新型除磷技术的发展趋势，以期为未来废水处理技术的发展提供参考。
废水化学除磷技术是通过向废水中投加化学药剂，使磷与药剂发生化学反应，生成难溶性的磷酸盐沉淀，从而达到去除磷的目的。
这种方法操作简便，去除效率高，是目前工业废水处理中常用的除磷方法之一。
然而，化学除磷技术也存在一些问题，如药剂投加量大，产生大量污泥，容易造成二次污染等。
因此，研究新型高效、低耗、环保的废水除磷技术具有重要的现实意义。
近年来，随着科学技术的进步，新型废水除磷技术不断涌现，如生物除磷、膜分离除磷、吸附除磷等。
这些技术各具特点，为废水除磷提供了新的解决方案。
本文将对这些新型除磷技术进行详细介绍，并分析其在实际应用中的优势和局限性。
结合国内外废水除磷技术的研究现状和发展趋势，对废水化学除磷的未来发展方向进行展望，以期为我国废水处理技术的进步提供有益参考。
二、废水化学除磷的基本原理废水化学除磷是一种通过向废水中投加化学药剂，使磷元素转化为不溶性或难溶性的化合物，从而实现磷的去除和废水净化的方法。
其基本原理主要包括沉淀法、吸附法和离子交换法等。
沉淀法：沉淀法是目前应用最广泛的废水化学除磷方法之一。
通过向废水中投加含有钙、铁、铝等金属离子的药剂，如石灰、氯化铁、聚合氯化铝等，与废水中的磷酸盐发生化学反应，生成不溶性的磷酸盐沉淀，如羟基磷灰石、磷酸铁、磷酸铝等。
这些沉淀物可以通过沉淀、过滤等方式从废水中分离出来，从而实现磷的去除。
吸附法：吸附法是利用吸附剂的吸附作用，将废水中的磷酸盐吸附在吸附剂表面，从而实现磷的去除。
废水除磷工艺技术研究进展
废水除磷工艺技术研究进展废水除磷工艺技术研究进展废水除磷技术是处理废水中磷污染的关键环节，其研究进展对于提高废水处理效率、降低环境污染、保护水资源具有重要意义。
本文从废水除磷的原理、工艺流程、现有技术和研究进展等方面进行综述，旨在为读者全面了解废水除磷工艺技术的现状和前景提供参考。
废水中的磷污染既来源于农业、工业废水的排放，也来源于城市生活污水的产生。
这些含有大量磷的废水如果未经处理直接排放，将对水体生态系统造成极大破坏。
因此，研发高效可行的除磷工艺技术对于环境保护至关重要。
目前，废水除磷技术主要包括化学法、生物法和物理法。
其中，化学法是最常用的废水除磷技术之一。
化学法通过添加化学药剂与废水中的磷发生反应，使其转化为难溶性的磷盐沉淀物。
常用的化学药剂有铝盐、铁盐、聚合氯化铝等。
生物法则是利用微生物对废水中的磷进行吸附和转化，具有去除效果好、运行成本低的优点。
物理法则是通过物理吸附、化学吸附等方式将废水中的磷污染物吸附在吸附剂上，达到除磷的效果。
除了传统的废水除磷技术，近年来，一些新型的除磷技术也得到了研究和应用。
例如，吸附剂法利用具有高比表面积和孔隙结构的吸附剂吸附磷，具有较高的除磷效率和较低的运行成本。
同时，一些新型的生物法技术也取得了显著进展。
例如，微藻技术利用微藻对废水中的磷进行吸收和转化，将其转化为生物量，具有高效和可持续的特点。
此外，复合除磷技术也逐渐成为研究热点，如化学-生物复合法、物理-生物复合法等。
尽管废水除磷技术已经取得了一些进展，但仍面临一些挑战。
首先，传统的化学法在除磷过程中会产生大量的污泥，处理污泥对后续处理造成了困扰。
其次，生物法的除磷效果受到废水中有机物、温度和pH等因素的影响，因此需要进一步改进和优化。
此外，新型的除磷技术在规模化应用上还存在一些问题，如工程经济性、运行稳定性等。
因此，今后在废水除磷技术的研究中，需要进一步探索新型的、高效的、可持续的除磷技术。
例如，结合生物法和化学法的优势，在工程实践中建立化学-生物复合系统，既能提高除磷效果，又能减少污泥产生。
化学除磷的研究进展
化学除磷的研究进展化学除磷是一种通过化学方法去除水体中磷元素的技术。
由于磷元素在自然界中的循环过程中容易导致水体富营养化，从而引发水藻过度生长和水质恶化等问题，因此研究并开发高效、经济、生态友好的化学除磷技术具有重要意义。
目前，化学除磷的研究进展主要集中在以下几个方面。
首先，固体吸附剂的发展。
固体吸附剂是一种通过静态或动态吸附的方式将水中的磷元素吸附到固体表面上，从而实现磷的去除。
目前已经研究开发出多种高效的固体吸附剂，如铁基吸附剂、锰基吸附剂、炭基吸附剂等。
这些吸附剂具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效地吸附磷元素，并具有良好的再生性能。
其次，化学沉淀法的研究。
化学沉淀法是通过加入适当的化学试剂，使磷元素和试剂发生反应生成难溶的磷化物沉淀物，然后将沉淀物从水体中去除。
常用的化学沉淀试剂有氢氧化铁、氧化铝、聚合硅酸铝等。
研究者们不断改进试剂的选择和使用条件，提高了沉淀效果和除磷效率。
另外，化学还原法的研究也有所发展。
化学还原法是指通过还原剂将水中的磷元素还原为氢氧化物沉淀，然后去除沉淀物。
常用的还原剂有亚硫酸盐、亚硝酸盐等。
化学还原法不仅能去除水中的磷元素，还能去除氮元素，具有较好的综合除污效益。
此外，还有一些新型的化学除磷技术也得到了一定的研究。
例如，光催化技术结合光催化剂和紫外光照射，形成一种高级氧化物体系，能够将水中的磷元素转化为无机磷酸盐或沉淀物，达到除磷的目的。
电化学技术利用电化学反应将溶液中的磷元素还原为沉积物。
这些新技术在实际应用中的去除磷效果得到了一定的验证，但仍需要进一步的研究和改进。
总而言之，化学除磷技术作为一种重要的水处理技术，有着广阔的发展前景。
在今后的研究中，需要进一步提高除磷效率，降低成本，并且考虑到环境和资源的可持续利用，实现高效、经济、生态友好的水体除磷工艺。
含磷废水处理技术的研究进展
金属磷酸盐，用 M3+ 代表 Fe3+和 Al3+，则其反应方 程式如下：
M3+ +（HnPO4）(3-n)- → MPO4↓+ nH+ 当用钙盐[6]做沉淀剂时，Ca2+与废水中的磷酸 盐发生反应，其反应方程式如下： 5Ca2+ + 7OH- + 3H2PO4- → Ca5（OH）（PO4）3↓ + 6H2O Ca2+ + HPO42- → CaHPO4↓ 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3（PO4）2↓ 1.2 化学沉淀法特点 化学沉淀法除磷具有工艺流程简单，除磷效率 高，操作方便等优点，但采用该方法除磷需要投加 大量的化学药剂，运行成本较高，残留金属离子的 浓度也较高，出水色度增加，且会产生大量的化学 污泥，如处置不当可能会带来二次污染[7]。 1.3 化学沉淀法除磷技术发展现状 高伟胜[8]采用氯化钙沉淀法处理高浓度含磷废 水，考察了氯化钙投加量、pH值、反应温度及反 应时间对除磷效果的影响。结果表明，氯化钙具有 较好的除磷效果，在氯化钙的投加量满足 n（Ca）∶ n（P）=1.5∶1，pH 值为 9.5，反应温度为 25 ℃，反 应时间为 30 min 的条件下，总磷的去除率达到了 99.9 %。
采用镁盐作为沉淀剂去除和回收废水中的磷是 近年来的一个研究热点。该方法是通过向含磷废水 中投加镁盐和铵盐，使其与废水中的磷酸盐发生反 应生成难溶的复盐磷酸铵镁从而达到除磷的目的。 该方法可以同时去除和回收废水中的磷，沉淀产物 可用作缓释肥，可以实现废物的资源化利用。
2 吸附法
2.1 吸附法原理 吸附法是依靠某些多孔或比表面积大的固体吸
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低磷高效水处理剂研究进展雷 玲1,2 俞 斌1(1南京工业大学应用化学系,江苏南京210009;2南京化工职业技术学院化工系,江苏南京210048)摘要 有机膦酸类缓蚀阻垢剂广泛应用于循环冷却水中。
概要评述了低磷高效有机膦水处理剂的研制及应用进展,低磷水处理剂包括有机膦羧酸、含磺酸基的有机膦酸、含醚有机膦酸、含膦羧酸聚合物等类型,并对阻垢剂今后的研究工作提出了几点建议。
关键词 水处理剂 有机膦酸 缓蚀阻垢剂收稿日期:2004-08-25作者简介:雷玲(1965～),女,在读硕士生,讲师。
The Development in the Study of Low Phosphoric and H igh E fficientW ater T reatment AgentsLei Ling 1,2 Y u Bin 1(1Department of Applied Chemistry ,Nanjing University of T echnology ,Jiangsu Nanjing 210009;2Department of Chemical Engineering ,Nanjing C ollege of Chemical T echnology ,Jiangsu Nanjing 210048)Abstract Phosphonate corrosion and scale inhibitors are extensively applied in circulating cooling water.This paper is a review on the progress in the preparation and application of the phosphonate water treatment agents.They include phospho 2no carboxylic acid phosphonate ,ether -containing phosphonate ,phosphono carboxylic acid polymer.Finally ,s ome advices on scale inhibitors research are produced.K ey w ords water treatment agents phosphonate corrosion and scale inhibitors 以羟基乙叉二膦酸(HE DP )和氨基三甲叉膦酸(AT MP )为代表的有机多元膦酸是目前广泛使用的一类水处理剂,它们较好解决了冷却水系统产生碳酸钙垢的问题,对金属的水腐蚀也有一定的缓蚀能力,C —P 键的存在使其化学性能稳定,不易水解,且具有明显溶限效应和良好的协同效应。
但是有机多元膦酸不能有效地抑制磷系和磷锌系水处理配方中产生的磷酸钙垢、锌垢和其他垢类。
近年来,人们研制开发了一系列磷含量低、且阻垢缓蚀性能更加优异的水处理剂,它们不仅能抑制CaC O 3、CaS O 4、Ca 3(PO 4)2垢,还能抑制锌垢、铁垢、硅垢等垢类。
1有机膦羧酸1.1 2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(P BTC A )有机膦羧酸分子中同时含有膦酸基(—PO 3H 2)和羧酸基(—C OOH )两种基团,其缓蚀阻垢性能比有机多元膦酸更为优越,其中应用较多的是2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(P BTC A )。
与有机膦酸HE DP 、AT MP 相比,P BTC A 具有以下优点:①化学稳定性好,不易分解,耐高温,耐强酸碱和耐氧化剂作用,与氧化性杀菌剂如次氯酸钠、氯气等同时使用;②P BTC A 对Ca 2+容忍度大大提高,P BT 2C A 加量6×10-6～10-5,在高硬、高碱、高温、高pH值、高浓缩倍数的水质条件下使用,仍可达到很好的阻垢效果[1];③P BTC A 对锌盐的溶解量高,稳定性好,与锌盐复配可以获得十分良好的缓蚀效果[2]。
④P BTC A 含磷量低(仅为1115%),投药量少,不受环境排放的限制,是国内目前较为先进的循环冷却水处理药剂之一。
德国Bayer 公司最早在20世纪70年代合成了—22—P BTC A,并于20世纪80年代后期开始推广应用于水处理中。
我国最早于1988年由汪祖模等[3]以反丁烯二酸二乙酯、亚磷酸二乙酯及丙烯酸乙酯为原料在试验室成功合成了P BTC A,但未投入工业应用。
1992年韩应琳等[4]成功开发出一种方便、经济的P BTC A 合成工艺,选用亚磷酸二甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、丙烯酸甲酯为原料,采用自制的催化剂,合成出P BTC A,总收率高达93%以上,并投入批量生产。
此外,杨亚玲[5]、殷德宏[6]等对P BTC A的合成也作了类似研究。
由于顺丁烯二酸二甲酯和反丁烯二酸二乙酯来源困难且价格较高,致使P BTC A产品价格偏高,推广应用较为困难。
何思列[7]利用苯酐副产物顺酐转位生成的反丁烯二酸二甲酯以及亚磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯为原料成功合成了P BTC A,较大幅度地降低了生产成本,并使这一合成技术工业化,获得了国家专利[8]。
1.2 羟基膦酸基乙酸(HPA)20世纪80年代后期,国外成功开发了羟基膦酸基乙酸(HPA)、2-羟基-2-膦酸基丙酸(DHHPA)、3 -羟基-3-膦酸基丁酸(HP BA)等,都具有优良的阻垢缓蚀作用。
国内于20世纪90年代后期开始研制开发HPA[9],HPA分子式H2O3PCH(OH)C OOH,一般由水合乙醛酸和亚磷酸反应制得HPA。
预计羟基膦羧酸的开发应用将会推动全有机配方更快地发展。
2含磺酸基的有机膦酸 20世纪80～90年代,国内外出现了含磺酸共聚物的开发热潮。
磺酸共聚物分子链中同时含有磺酸和羧酸两种功能基团,其中羧酸基团是阻CaC O3、Ca2 S O4垢的主要官能团,而磺酸基团对Ca3(PO4)2垢有很好抑制能力,且能有效地分散氧化铁,稳定锌离子和有机膦酸[10],而且药效持久,不易结胶,因而迅速发展。
韩应琳等[11]将磺酸基团引入有机膦酸分子中,合成了二甲叉膦酸氨基甲磺酸(DPAMS),分子简式(CH2PO3H2)2NCH2S O3H。
它充分利用了膦酸基对碳酸钙螯合能力强,磺酸基对铁、锌、磷酸钙螯合能力强,亲水性好的功能,改善了有机膦酸不足之处。
实验结果表明,DPAMS在阻碳酸钙垢、磷酸钙垢,稳定锌和分散氧化铁等方面效果优于有机膦酸AT MP。
DPAMS的生产工艺简单、原料易得、成本低、产率高,适合工业化生产。
崔小明[12]以牛磺酸、甲醛和三氯化磷为原料,合成了膦磺酸阻垢分散剂Y SS-97,并对其阻垢分散性能进行了评定。
结果表明,Y SS-97在阻碳酸钙垢、磷酸钙垢、稳定锌盐和分散氧化铁等方面的性能均优于氨基三甲叉膦酸(AT MP)和磺酸盐共聚物AA/ AMPS,是一种性能优良的阻垢分散剂,具有良好的开发应用前景。
王振宇等[13]以膦酸二甲酯基丁二酸二乙酯为原料,经过烃化、磺化和水解3步反应,合成了不同碳链长度的含磺酸基的有机膦羧酸系列化合物,实验结果表明,合成的含磺酸基的有机膦酸化合物阻磷酸钙垢性能明显好于P BTC A,阻碳酸钙垢、稳定锌和耐氯性能与P BTC A相当。
3含醚有机膦酸 进入20世纪90年代,以多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPE MP)为代表的新型含醚有机膦酸的发展,聚醚基被引入有机膦酸,使其性能有了突破性进展。
多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPE MP)分子结构式如下:NPO3H2CH2PO3H2CH2CHCH3CH2(OCH2—CH2)n—N2PO3H2CH2PO3H2 (其中n=2～3,相对分子质量在600左右)PAPE MP是作为优异的碳酸钙阻垢剂引入冷却水处理领域的。
PAPE MP具有极高的钙容忍度,与常用有机膦酸AT MP、E DT MP等比较,PAPE MP对Ca2 C O3、CaS O4的阻垢能力大大提高,并且对垢类还有很好的分散能力,这使得它特别适用于高浓缩倍数水的运行[14];它能很好地稳定铁、锰、锌等金属离子,也可以有效地控制硅垢的形成[15]。
以含醚有机膦酸PAPE MP为主剂复配的水处理剂SPC-680可作为高硬度、高碱度、高pH的循环冷却水系统优良的阻垢缓蚀剂和分散剂[15]。
4含膦羧酸聚合物 含膦羧酸聚合物大都是由无机单体次磷酸盐(可兼起引发剂作用)与某些有机单体共聚而成,有机单体可以是丙烯酸、马来酸或者是带磺酸基的单体AMPS等。
按膦基所处的位置,含膦羧酸聚合物可分—32—为两类,一类被称为膦酸亚基聚羧酸或膦基聚羧酸(简称PC A),其特点是膦基=PO(OH)处于分子链中间位置,以膦基聚马来酸为例结构如下:(CHC OOH—CHC OOH)m—PO(OH)—(CHC OOH—CHC OOH)n 20世纪80年代,国外研究发现膦基聚合物与丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物复配使用,对抑制CaC O3、CaS O4及Ca3(PO4)2等垢,以及分散粘泥和氧化铁有协同效应。
目前膦基聚丙烯酸和膦基聚马来酸已应用于油田水处理。
刁月民等[16]以水解聚马来酸、丙烯酸和次磷酸共聚一步合成了膦酸化马来酸/丙烯酸共聚物,具有阻垢、缓蚀的双重功效。
何焕杰等[17]以丙烯酸、马来酸酐与次磷酸盐共聚,制备了膦基丙烯酸/马来酸酐共聚物阻垢剂ZPS-01,用作油田污水阻垢剂,配伍性好,效果佳。
崔小明[18]以异丙烯膦酸(IPPA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为单体,水为溶剂,过硫酸钠为引发剂合成了IPPA/AA/HPA 三元共聚物(即Y SS-95),具有优良的阻垢分散性能及很好的缓蚀功能,是应用前景广阔的新型高效水质稳定剂。
另一类含膦聚合物称为膦酰基羧酸共聚物(简称POC A),其特点是膦酰基—PO3H2处于分子链的一端,具有如下结构:H2O3P—(CH2—CHC OOH)X—(R)y—H其中R可以是不饱和羧酸(酯或盐),诸如丙烯酸酯或带磺酸基的单体等。
POC A相对分子质量在2000以上。
膦酰基羧酸共聚物(POC A)由美国FMC 公司于20世纪90年代开发,据报道,POC A在冷却水中既有良好的碳酸钙和磷酸钙阻垢能力,又有好的颗粒分散性及一定的缓蚀作用。
它有很高的钙容忍度;在水中几乎不与氯起作用,且磷含量低(<3%),是一种多功能的水处理剂。
南京理工大学夏明珠等人[19]以亚磷酸、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸(AMPS)为原料,合成的含磺酸基的膦酰基羧酸共聚物属于POC A型。
另据报道[20],2002年南京理工大学研制开发的新型水处理剂(POC A)取得中试成功,产品经检验,各项技术指标均达到设计要求。