环境友好型缓蚀阻垢剂生物降解性能研究

第32卷第9期2014年9月

河南科学

HENAN SCIENCE

Vol.32No.9

Sep.2014

文章编号：1004-3918（2014）09-1842-03DOI：10.13537/j.issn.1004-3918.2014.09.035

环境友好型缓蚀阻垢剂生物降解性能研究

陈燕敏，孙彩霞，徐会武

（河南省科学院能源研究所有限公司，郑州450008）

摘要：采用CO2生成量法（GB/T20778—2006）对笔者之前报道过的两种无磷缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸（PASP）复配物和聚环氧琥珀酸（PESA）复配物的生物降解性能进行了评价.结果表明，聚天冬氨酸复配物和聚环氧琥珀酸复配物28d的生物降解率分别达到了77.6%和76.8%，属于易降解类环境友好型缓蚀阻垢剂.

关键词：环境友好；生物降解；二氧化碳生成量

中图分类号：TQ085+.4文献标识码：A

Performance of Biodegradation of Environment-friendly Corrosion and

Scale Inhibitor

Chen Yanmin，Sun Caixia，Xu Huiwu

（Energy Research Institute Co.Ltd.，Henan Academy of Sciences，Zhengzhou450008，China）

Abstract：The biodegradability of two non-phosphorus corrosion and scale inhibitors，polyaspartic acid（PASP）composite and polyepoxysuccinic acid（PESA）composite，which were previously reported by the authors，are evaluated further by production of carbon dioxide test.The results show that the PASP composite and PESA composite both have excellent biodegradability and their biodegradation rates after28days reaches77.6%and76.8%，respectively. The two water treatment agents are easily degradable and environment-friendly corrosion and scale inhibitors.

Key words：environment-friendly；biodegradation；production of carbon dioxide test

20世纪70年代以来，循环水处理剂得到了快速发展，从无机盐类到有机类、高分子有机类，从高磷到低磷、无磷，从有毒、低毒到环境友好［1-4］.水处理剂药品在减少工业排放、节约工业用水、维持水质稳定、减少腐蚀和结垢、确保装置安全生产等方面都起到了至关重要的作用［5］.

目前，工业水处理剂所用的药剂大多数为含磷化合物，使用后排放环境造成水体富营养化污染，为环境不可接受的污染物.随着水资源的危机和人们环保意识的提高，日益严格的环保法推动了低磷、无磷配方和生物降解水处理剂的迅速发展［6-8］.

笔者之前报道了两种无磷缓蚀阻垢剂（聚天冬氨酸复配物和聚环氧琥珀酸复配物）的缓蚀和阻垢性能［9-11］，本文接着以甘氨酸为参比物来评价两种复合缓蚀阻垢剂的生物降解性能，并与几种单组分的生物降解性能进行了对比.

1实验部分

1.1试剂及主要仪器

试剂：聚天冬氨酸（PASP）、聚环氧琥珀酸（PESA），天津五福同泰化工有限公司；聚丙烯酸（PAA）、水解聚马来酸酐（HPMA）、苯并三氮唑（BTA），河南省清水源科技股份有限公司；氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钡收稿日期：2014-07-02

基金项目：河南省引智项目（20104100126）

作者简介：陈燕敏（1983-），女，河南安阳人，助理研究员，博士，主要从事化学清洗与水处理技术研究.

2014年9月

（Ba （OH ）2）、磷酸二氢钾（KH 2PO 4）、磷酸氢二钾（K 2HPO 4）、磷酸氢二钠（Na 2HPO 4·2H 2O ）、氯化铵（NH 4Cl ）、硫酸镁（MgSO 4·7H 2O ）、氯化钙（CaCl 2·2H 2O ）、氯化铁（FeCl 3·6H 2O ）、盐酸（HCl ）均为分析纯；水为GB/T 6682三级且不含CO 2；活性污泥取自本市东风渠.主要仪器：85-2A 数显恒温测速磁力搅拌器，金坛市白塔新宝仪器厂.

1.2生物降解性能测试1.

2.1

试验装置

试验装置如图1所示，采用三级吸收CO 2装置.第一、二级均用10mol/L 的NaOH 溶液

500mL 进行吸收，第三级用0.0125mol/L 的Ba （OH ）2溶液100mL 进行吸收，

既可以检验前两级吸收效果，又可以彻底吸收CO 2，然后经水洗瓶洗涤，防止碱液进入生物反应瓶.生物降解过程中所生成的CO 2也采用三级吸收装置，三级均用0.025mol/L 的Ba （OH ）2标准溶液100mL 进行吸收.通常在试验刚开始时，

需要每隔一天更换一次后吸收装置，用0.05mol/L 的HCl 标准溶液滴定，当试验达到平台区时只需每五天滴定一次.

1.气体流量计；

2.CO 2一级NaOH 吸收瓶；

3.CO 2二级NaOH 吸收瓶；

4.CO 2三级Ba （OH ）2吸收瓶；

5.水洗瓶；

6.生化反应瓶；

7.恒温加热搅拌；

8.CO 2一级吸收瓶；

9.CO 2二级吸收瓶；10.CO 2三级吸收瓶

图1实验装置

Fig.1The equipment of experiment

1.2.2

分析步骤在试验过程中，当装置图中8号瓶中由于吸收了CO 2而产生BaCO 3沉淀使溶液变浑浊，而

9号瓶尚未浑浊时，拆下离生化反应瓶最近的8号吸收瓶，用盐酸标准溶液滴定.吸收瓶拆下后，立即用塞子密封以避免吸收空气中的CO 2.顺次前移剩余两个吸收瓶，并在最后再新连接一个装有Ba （OH ）2标准溶液的吸收瓶.

以完全相同的方法处理装有待测物、参比物和空白的试验瓶.

吸收瓶拆下后，立即用盐酸标准溶液滴定全部（100mL ）体积的Ba （OH ）2标准溶液，

并记录中和所需的盐酸标准滴定溶液的体积，计算吸收瓶所吸收的CO 2的质量m t （mg ），见公式（1）：m t =(V 0-V t )cM /2，

（1）

式中：V 0为实验开始时Ba （OH ）2标准溶液所耗盐酸标准滴定溶液的体积值，mL ；V t 为t 时刻时Ba （OH ）2标准溶液所耗盐酸标准滴定溶液的体积值，mL ；C 为盐酸标准滴定溶液的实际浓度值，mol/L ；M 为CO 2摩尔质量的数值，g/mol （M =44.0）.

实验容器产生的CO 2理论值ThCO 2（mg ）

按公式（2）计算：ThCO 2=ρc V L M 1/M 2，

（2）

式中：ρc 为实验容器中待测物有机碳质量浓度值（由待测物储备液计算出），mg/L ；V L 为实验容器中待测溶液体积值，mL ；M 1为CO 2的相对分子质量M 1=44.0；M 2为C 的相对原子质量M 2=12.0.

参比物溶液的ThCO 2计算方法同上.生物降解率D m （%）由公式（3）得出：

D m =()∑m Tt -∑m Bt /ThCO 2×100，

（3）

式中：∑m Tt 为从实验开始至t 时刻待测物容器中所产生的CO 2质量总值，mg ；

∑m Bt 为从实验开始至t 时刻空白容器中所产生的CO 2质量总值，mg .1.2.3

生物介质

将8.50g 磷酸二氢钾、21.75g 磷酸氢二钾、33.40g 磷酸氢二钠、0.50g 氯化铵溶于水稀释至

1L （溶液a ）；称取22.50g 硫酸镁溶于水中，稀释至1L （溶液b ）；36.4g 氯化钙溶于水稀释至1L （溶液c ）；0.25g

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空气

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1陈燕敏，等：环境友好型缓蚀阻垢剂生物降解性能研究

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