污水处理论文

常州纺织服装职业技术学院

毕业设计（论文）说明书作者：李津学号： 2008091013

系部：纺织化学工程系

专业：环境监测与治理技术专业

题目：对水处理剂-氨基三亚甲基磷酸的测试与研究

评阅者：孙爱华讲师

(姓名) (专业技术职务)

2011 年 5 月常州

1 引言

水资源是人类不可缺少的资源之一。我国是水资源比较丰富的国家之一，淡水资源总量位居世界第五，然而由于人口众多，我国人均占有水资源量仅2340m3,约为世界人均占有水量的四分之一。同时由于人口的不断激增和工业的发展对水资源过度使用并造成严重的污染，我国已成为水资源短缺和污染比较严重的国家之一。据报道，我国全国多年平均降水量仅相当于全球平均值的80%比亚洲多年平均值740mm还少近100mm，全国多年平均水资源总量大约占全球的6%，加上降雨量在季节和地域上的分布不均匀、水源污染等，造成人、水、地三者分布不协调，更加剧了供水的尖锐矛盾。再加上近年来，随着我国经济的高速发展和人们

生活水平的不断提高，我国工业的淡水耗量急速增加。耗水量高，重复利用率低，污染严重已成为我国工业系统水资源利用的突出问题。所以，降低工业淡水耗量成了刻不容缓的工作，污水处理剂在其中起着至关重要的作用。

1.1 我国污水处理剂的发展状况

我国的水处理剂生产是从20世纪70年代引进大化肥装置和石油化工装置配套引进的，主要用于装置的循环水的处理。其间，我国水处理剂发展出现了一个小高潮，许多乡镇企业依托大专院校和科研院所生产了一批水处理药剂。经过多年发展，我国在此领域取得了一定成绩，到目前为止，我国水处理产品已逾百余种，年产量约20万吨，产值10亿元以上。但和国外发达国家相比，目前我国的水处理产品仍然存在着产品品种少、系列化水平低、专用品少、质量参差不齐等缺点。在污水处理剂方面，国内的起步则较晚，主要是近几年才有所发展和创新，但发展势头较强。现在，许多水处理技术工作者都把创新方向着力向污水处理剂研发发展，通过国外技术的消化吸收和自主创新，也取得了一批科研成果，正逐步向现实生产转化。目前，国内污水处理剂的生产主要以有机絮凝剂为主，缺少专用的产品和规模化生产装置，产品的标准化程度也不高。但另一方面来说，我国污水处理剂的发展虽然起步晚，但我们可以在国外成熟工艺技术条件下实现跨越式发展，发挥后发优势，利用当代最新科学技术成果，在污水处理剂市场上有所作为。

1.2 江海化工集团有限公司污水处理剂的产品状况

江苏江海化工集团是一家大型省级集团企业，集生产、科研、销售、经营、服务为一体，从总量达6万吨级的水处理剂原料亚磷酸二甲酯、三氯化磷、亚磷酸生产到6万吨系列循环水水处理剂终端产品形成了产业链，是国内最大的集水处理药剂生产研发、服务的企业。

江海化工是电力进网产品和中石油一级网络供应商，其中HEDP、PBTCA、PAA、等近10个产品被中石化连续12年推荐使用。为了适应日趋复杂的水处理技术提升的需要，江海技术中心不断开发和推出节能型、环保型的新品来满足广大用户的需求。现已形成批量生产的产品有：有机膦酸类、聚羧酸类及磺酸盐共聚物、化学清洗剂、缓蚀剂、缓蚀阻垢剂、清洗、预膜、消泡剂、杀菌灭藻剂、絮凝剂、

油絮凝剂类等十大系列，100多个产品的水处理药剂品种。其中主要产品均采用国际标准或国家标准生产。

江海化工开发的新一代可容忍总硬、总碱达1300-1700mg/L的JH-500分散性阻垢剂系列产品已向客户推广使用；新一代低磷、无磷环保型配方也逐步向客户推广使用。

目前，江海化工已拥有一大批知名客户。遍及国内的冶金、石油、石化、电力、化工、化肥等大型工业领域，拥有吉化公司、镇海炼化、广石化、九江炼化、金陵石化、安庆石化、济南炼油厂、荆门炼油厂、上海天源集团、张家口发电厂、兴澄特钢、杭钢、萍钢、天脊化肥集团等一大批国内知名客户。其中ATMP、HEDP、PBTCA、DTPMP、HPMA等产品远销俄罗斯、中东、欧、美及东南亚几十个国家和地区。

本文以实习单位江海化工集团有限公司的水处理剂产品之一--氨基三亚甲基磷酸（ATMP）为主要研究对象，对ATMP进行合成，并对产品基本指标进行测试和性能分析。

2 氨基三亚甲基磷酸的基本信息

Amino Trimethylene pHospHonic Acid

别名：氨基三亚甲基膦酸【CAS】6419-19-8；

分子式：N(CH

2PO

3

H

2

)

3

；

相对分子质量：299.05；

结构式：

3氨基三亚甲基磷酸的合成

3.1实验所需原料和仪器设备

(1)原料(均为分析纯)：三氯化磷、甲醛、亚磷酸

(2)仪器设备：工业反应釜、温度计、回流冷凝器、恒压分液漏斗、酸度计、恒温水浴锅

3.2合成工艺

将所需的原料三氯化磷、亚磷酸、甲醛等依次加入到工业反应釜中，搅拌加热到85℃，慢慢加入甲醛，在搅拌速度控制在30转，40min内加完，之后，在108℃～ 110 ℃下反应3h，停止加热，降温到70℃，放出产品。

3.3合成工艺的优缺点

（1）优点：产率高。

（2）缺点：反应时间长、设备腐蚀严重、要回收副产物盐酸、生产规模受制于副产物盐酸的利用程度。

4 氨基三亚甲基磷酸的质量指标测试

4.1 质量指标标准

表1 氨基三亚甲基磷酸的质量指标标准（国标）

4.2 质量指标测试

4.2.1测试选材

选取本公司2011年五月份生产的氨基三亚甲基磷酸（氨基三亚甲基膦酸有国内和出口两种）进行质量指标测试，一共取六天的样分别为（5.4国内）,（5.7出口），(5.15国内),（5.18出口），（5.20国内），（5.22出口）。

4.2.2 质量指标的测试内容

（1）国内：活性组份含量%（以ATMP计）、亚磷酸含量%(以PO

3

3-计)、磷酸含量%(以

PO

43-计)、氯化物含量%(以Cl-计)、钙螯合值mgCaCO

3

/g、 pH(1%水溶液)、密度

（20℃）g/cm3、三甲叉 %；

（2）出口：活性组份含量%（以ATMP计）、亚磷酸含量%(以PO

3

3-计)、磷酸含量%(以

PO

43-计)、氯化物含量%(以Cl-计)、钙螯合值mgCaCO

3

/g、 pH(1%水溶液)、密度

（20℃）g/cm3、铁离子含量 ppm；

4.2.3 质量指标的测试方法

（1）活性组分

a、实验仪器、药品：饱和硼砂溶液、紫脲酸铵、硫酸铜标准试剂、自动搅拌机、pH计

b、实验步骤：称取5g试样于500ml用量瓶中稀释至500ml，移取20ml稀释试样于烧杯中稀释至100ml，放入转子，放在自动搅拌机上使其搅拌，用饱和硼砂溶液调节pH至8.5，加入少量紫脲酸铵呈淡紫色，用硫酸铜标准溶液滴定成亮黄色，期间保持pH为8.5