Ricerca sull'applicazione di MGDA-3NA nel trattamento delle acque

1. Introduzione

Con il rapido sviluppo dell'industrializzazione e dell'urbanizzazione, l'inquinamento delle acque è diventato sempre più grave, in particolare i danni causati dagli ioni di metalli pesanti, dalle incrostazioni di calcio e magnesio e dagli inquinanti organici ai corpi idrici. I metodi tradizionali di trattamento delle acque come la precipitazione chimica, lo scambio ionico e la separazione a membrana soffrono di bassa efficienza, costi elevati e inquinamento secondario. In questo contesto, gli agenti chelanti ecologici, grazie alla loro elevata efficienza e biodegradabilità, sono diventati un punto caldo della ricerca. MGDA-3NA (sale trisodico dell'acido diacetico della metilglicina), come nuovo agente chelante verde, presenta ampie prospettive di applicazione nel trattamento delle acque grazie alla sua eccellente capacità di complessatura degli ioni metallici, biodegradabilità e compatibilità ambientale.

2. Proprietà chimiche di MGDA-3NA

MGDA-3NA è un agente chelante dell'acido aminocarbossilico con la formula chimica * * C7H8NNa3O6 * *. La sua struttura molecolare contiene tre gruppi di acidi carbossilici e un gruppo amminico, in grado di formare complessi stabili e idrosolubili con ioni metallici attraverso la coordinazione multidentata. Le sue caratteristiche includono:

Elevata capacità chelante: la sua costante di complessazione per ioni metallici come Ca² MOELLER, Mg² MOELLER, Fe³ MOELLER, Cu² MOELLER e Pb² MOELLER è significativamente superiore a quella degli agenti chelanti tradizionali come EDTA e NTA.

Biodegradabilità: nel test standard OCSE 301B, si biodegrada oltre l '80% entro 28 giorni, significativamente superiore all'EDTA (che è praticamente non degradabile).

Resistenza alle alte temperature e ampia adattabilità al pH: rimane stabile entro un intervallo di pH di 2-12, rendendolo adatto al trattamento di acque reflue acide o alcaline.

3. Applicazioni principali di MGDA-3NA nel trattamento delle acque

3,1 Rimozione di metalli pesanti dalle acque reflue industriali

La contaminazione da metalli pesanti è un problema importante nelle acque reflue di industrie come la galvanica, l'estrazione mineraria e la produzione di batterie. MGDA-3NA può convertire ioni di metalli pesanti liberi (come Cd² MOELLER, Hg² MOELLER e Ni² MOELLER) in complessi solubili attraverso la chelazione, che possono quindi essere rimossi tramite precipitazione o separazione a membrana. Ad esempio:

Trattamento galvanico delle acque reflue: l'aggiunta di MGDA-3NA (0.5-2 g / L) può raggiungere un tasso di rimozione degli ioni di rame di oltre il 95% e ridurre il volume dei fanghi del 30%.

Vantaggi comparativi: Rispetto all'EDTA, MGDA-3NA è più efficiente a bassi dosaggi e i residui possono essere successivamente degradati attraverso il trattamento biologico, prevenendo l'accumulo ambientale a lungo termine.

3,2 Inibizione della corrosione e della scala

Nei sistemi circolanti di acqua di raffreddamento e acqua di caldaia, gli ioni di calcio e magnesio formano facilmente calcare carbonato o solfato. MGDA-3NA raggiunge l'inibizione dinamica della scala chelando Ca² MOELLER / Mg² MOELLER e impedendo la crescita della nucleazione cristallina:

Dati sperimentali: a 80C e una concentrazione di Ca² MOELLER di 500 mg / L, 10 mg / L di MGDA-3NA hanno ridotto il ridimensionamento del 90%.

Effetto sinergico: la combinazione con l'acido poliacrilico (PAA) migliora ulteriormente l'inibizione delle incrostazioni e prolunga la durata delle apparecchiature.

3,3 Detergente e trattamento delle acque reflue di stampa e tintura

I detergenti tradizionali phosphorus-containing possono facilmente portare all'eutrofizzazione dei corpi idrici. MGDA-3NA, come agente chelante senza fosforo, può sostituire STPP (tripolifosfato di sodio):

Decolorazione delle acque reflue di stampa e tintura: il complesso formato da MGDA-3NA e Fe² MOELLER catalizza HO₂ per produrre radicali idrossilici, degradando i coloranti azoici (come Reactive Black 5) con un'efficienza di decolorazione superiore all '85%.

Bassa tossicità biologica: i suoi prodotti di degradazione sono significativamente meno tossici per i microrganismi acquatici rispetto alla NTA.

3,4 Risanamento del suolo e trattamento delle acque reflue radioattive

Liquidificazione del suolo: le soluzioni MGDA-3NA possono estrarre Cd e Pb da terreni contaminati, con un'efficienza di estrazione del 20% -40% superiore a quella dell'acido citrico.

Trattamento dei rifiuti nucleari: MGDA-3NA ha una forte capacità di chelazione per i metalli radioattivi come l'uranio (UO² MOELLER) e il plutonio (PuCercaPrezzi), riducendo la loro migrazione nell'ambiente.

4. Analisi dei benefici ambientali ed economici

Benefici ambientali: MGDA-3NA ha un LD50 (dose orale nei ratti) di> 2000 mg / kg, rendendolo una sostanza a bassa tossicità. I suoi prodotti di degradazione sono CO2 e acqua.

Confronto dei costi: sebbene il suo prezzo unitario sia leggermente superiore a quello dell'EDTA, il suo utilizzo è ridotto del 30% -50%, con conseguenti minori costi complessivi di trattamento.

5. Sfide e prospettive

Attualmente, la promozione di MGDA-3NA è limitata da:

1. Alte concentrazioni possono interferire con il successivo trattamento biochimico;

2. Efficienza di chelazione inadeguata per alcuni metalli delle terre rare (come La MOELLER).

Le direzioni di ricerca future includono la modifica per migliorare la selettività, lo sviluppo di formulazioni complesse e l'ottimizzazione dei parametri di processo.

6. Conclusione

MGDA-3NA è diventato un prodotto chimico chiave nel settore del trattamento delle acque grazie alla sua elevata efficienza, compatibilità ambientale e multifunzionalità. Con l'inasprimento delle normative ambientali e lo sviluppo della chimica verde, la sua applicazione nella bonifica delle acque reflue di metalli pesanti, nei sistemi idrici circolanti e nella bonifica del suolo si espanderà ulteriormente, fornendo un supporto tecnico chiave per lo sviluppo sostenibile.