循环水阻垢剂在工业循环冷却水领域应用研究

　　循环水阻垢剂在工业循环冷却水领域应用研究，水是人类赖以生存的基本条件，但世界上水资源是有限的。我国的人均水量仅为世界人均水量的四分之一，水资源更为贫乏。循环水阻垢剂产品随着工业的高速发展，应用行业日益广泛，水的生态平衡受到严重破坏。

　　中国的循环冷却水的浓缩倍率普遍不高，所以提高循环冷却倍率是工业节约用水的一个有效手段，但循环冷却水浓缩倍率的提升，会带来沉积、腐蚀、菌藻滋生等一系列问题，这需要稳定循环冷却水水质，循环水阻垢剂以满足节水目标。为解决水资源危机，适应可持续发展，必须合理节约用水。循环水阻垢剂工业用水中的冷却水用量占总用水量的６０－８０重量％，循环水阻垢剂节约工业用水的主要目标是循环使用冷却水，尽可能地提高重复利用率，同时减少排污。但在冷却水使用过程中，随着不断地循环和浓缩，水中矿物质的含量也会不断增加，加剧了管道和设备腐蚀与结垢问题，所以必须往冷却水中加入水处理剂以改善冷却水的质量，从而保证设备安全运行。

    目前，对水处理剂中阻垢缓蚀剂研究最为活跃的是有机磷酸阻垢缓蚀剂和共聚物阻垢分散剂。有机磷酸化合物特别是有机多元磷酸及其盐具有化学性能稳定、耐较高温度和较高ｐＨ以及明显的＂溶限效应＂和＂协同效应＂等特点，因此它的出现使水处理技术向前迈进了一大步，是目前广泛使用的一类水处理剂，如ＡＴＭＰ，ＨＥＤＰ、ＰＢＴＣＡ等。

    但是有机磷酸化合物不能有效地抑制磷酸钙垢、停垢以及解决氧化铁沉淀等问题，且本身易形成有机磷酸垢。另外，由于含磷水处理剂降解释放出无机磷，使循环水排水中含磷而造成环境污染，且随着人们环保意识的加强和相应环境法规的日趋严格，环保部门开始限制对磷的使用，例如德国要求磷的排放小于等于１ｍｇ／Ｌ，所以有机磷酸化合物的应用受到了限制。因此开发低磷或无磷的新型绿色阻垢缓蚀剂己成为国内外水处理剂方面研究的重要课题。

　　在工业循环冷却水处理领域，水质结垢和对设备的腐蚀的程度随着循环冷却水水质及补充水质的不同而变化。对于循环冷却水系统，冷却水在不断循环使用过程中，由于无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的飘落，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生严重的水垢附着、设备腐蚀和菌藻微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等危害，而循环水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题，循环水阻垢剂保证循环冷却水系统即使在高浓缩倍数下也能安全正常运行。

　　提高工业循环冷却水的浓缩倍数特别是把浓缩倍数提高到6倍以上(高浓缩倍数)时，会大大降低工业循环冷却水的用水量，但是随着浓缩倍数的提高，加上因为环境水污染原因导致补充水质的恶化，循环冷却水和缓蚀阻垢药剂在系统中停留时间会变长，各种无机物、有机物物质的浓缩成倍增加、悬浮物也会增多，缓蚀阻垢药剂在系统内的停留时间变长，会因为自身降解、被氧化性杀菌灭藻剂氧化和有机悬浮物的吸附导致在循环水中实际有效浓度下降，降低了缓蚀阻垢剂的缓蚀和阻垢的效果，会危害循环水系统的安全运行，所以需要开发出长效新型缓蚀阻垢剂，保证循环冷却水系统安全经济的运行已成为新技术研发已成为市场热点。

　　循环冷却水系统经常遇到的严重问题是污垢沉积。污垢主要包括水垢、因腐蚀而产生的金属氧化物和因带入泥沙引起的沉积结垢。冷却水中的水垢一般由碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙和硅酸钙(馍)等微溶盐组成。这些盐的溶解度很小，而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降低，因而特别容易沉积在传热面上，影响传热的正常进行，循环水阻垢剂使换热器效率下降，消耗和浪费能量。甚至使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产的能耗增加，产量下降，减少设备的使用寿命，易造成生产安全隐患。此外，污垢还会引起间接腐蚀、滋生微生物和造成输水困难。

     结垢是水中微溶盐结晶沉淀的结果，投加阻垢分散剂可以改变水中微溶盐类的晶体生长过程和结晶形态，使其处于相应过饱和的介稳状态分散在水中，不易附着，就可避免结垢或减轻结垢的程度。

       近年来，随着我国经济的发展和综合国力的提高，反渗透膜的应用在我国获得了很快的发展，应用领域不断扩大。国内反渗透工艺主要用于电子、电力、食品、饮料和化工等领域的纯水和超纯水制备，少量的用于苦咸水淡化。目前，国内的反渗透阻垢剂品种不一，有机膦含量较多，而且反渗透系统必须严格控制温度和PH值。产品性能与国外相比还有一定差距。国内的反渗透装置也大多采用进口阻垢剂。

     使用低硬度水质做系统补充水，提高循环冷却水浓缩倍率的工业循环冷却水技术，是近年来节约工业用水的新发展的重要手段之一。低硬度水质由于其硬度极低，水垢少的特性，被锅炉、冶金、电厂、空调等密闭循环冷却系统广泛的使用，近年来随着环保力度的升级也逐渐在敞开式循环冷却系统中使用。但其水质本身由于超低硬、低碱的特性，表现出强腐蚀性，对管道和换热器的腐蚀严重。

    循环水阻垢剂在工业循环冷却水领域应用研究现有处理方法主要：使用金属盐类缓蚀剂为主，辅以磷系药剂等，由于使用金属盐化合物，导致成本高居不下，排污污染严重。配合使用磷系配方，无法达到我国限磷、禁磷的环境保护政策要求。缓蚀剂的效果也均不能满足现场工业应用。循环水阻垢剂能够满足低硬度水质需求的无磷缓蚀阻垢剂，乃市场所需。