多功能阻垢缓蚀剂在水处理领域的广泛应用

董兆祥董钢胡鹏（邯郸市奥博水处理有限公司056002）

1.前言

我国的水资源相当紧缺，节水减排已成为国家的基本政策。奥博公司将多年研制成功的多功能阻垢缓蚀剂推向市场后，解决了处理效果与节水减排相对立的矛盾，在多个水处理领域、多种水质情况下，展现了非凡的处理效果，受到了用户的一致好评。

2.多功能阻垢缓蚀剂研制

2.1 研制背景

我国的水资源相当匮乏，水资源人均占有量是世界平均水平的四分之一；我国又是水资源利用相当浪费的国家，万元GDP的耗水量是世界平均水平的四倍。在诸多的水处理工作中，人们把节水与处理效果相对立，其结果是既没节水又没有获得好的处理效果。另外，水处理剂性能单一、品种多、用量大、操作繁琐等，也使得水处理工作费用高效果差。基于以上三种原因，奥博公司的技术人员着手进行研究，企图创造出一种用途广、节水显著，既能阻垢除垢，又能缓蚀预膜的药剂。

2.2 研制过程

在查阅了大量的资料后，把具有螯合性能、分散性能、缓蚀性能、预膜性能、络合性能、改变晶格性能、淤渣调节性能、渗透性能等方面的单体药剂进行了疏理和优选。将优选出的单体进行多品种、多剂量的配比组合筛选，又将筛选出的配方进行多种水质、多种用途的模拟试验。将筛选出的多功能阻垢缓蚀剂用于工业性试验，进行修改和验证，在经过十余年的千余次试验后，最终研制出了多领域、多功能的水处理药剂，实现了节水与处理效果相统一的理想效果。

3.多功能阻垢缓蚀剂的性能

3.1 优异的螯合性能

在高碱度、高硬度水质作为循环水的补充水时，传统的水处理技术是只能低倍率运行，倍率稍高就需加酸调整PH值和碱度。而多功能阻垢缓蚀剂由于其具有优异的螯合性能，加入循环水后，能把水中的Ca2+、Mg2+螯合住，不与HCO3-结合，故不能形成CaCO3垢。未能参与结垢反应的HCO3-在水中成了多余成份，受热后，两个HCO3-可形成一个H2O,一个CO2，一个CO32-。正是有此特性，故高碱度高硬度水质作为循环水的补充水时，不论倍率多高，勿需加酸，系统也不会出现结垢问题。

3.2 显著的晶格扭曲性能

循环水中的结 垢物质，如：CaCO3、CaSO4、CaCl2、MgCO3、MgSO4等，在水中的溶解度不是无限的。即使使用了很好的阻垢剂，提高了结垢物质的溶解度，但是随着温度的升高，PH值的提高，浓度的提高，到了超饱和状态时，还是一定要结晶析出的。在结垢物质的结晶析出过程中，多功能阻垢缓蚀剂参与其中，使结晶析出的晶体改变了形态，比如将CaCO3的六面体，变成了CaCO3的多面体，将方解石变成了文石，俗称水渣。水渣没有平面，不具有附着能力，因而在高硬度、高倍率、高温水中，只要使用了多功能阻垢缓蚀剂，就不会出现结垢的问题。

3.3 特殊的缓蚀预膜性能

循环水中的腐蚀性离子，如Cl-、SO42-和溶解氧，在水温升高和浓度增大的情况下，对设备具有很强的腐蚀性。因此，水质控制“标准”中规定了循环水Cl-＜700mg/L。但是，由于缺水和水质恶化的原因，有的企业的循环水Cl-高达2000-4000mg/L。由于多功能阻垢缓蚀剂中缓蚀预膜性能特殊，能够络合水中微量的三价金属离子（Al3+、Fe3+)在换热设备上预膜，故长期使用，系统设备却是不腐蚀。

3.4 超强的分散性能

在已经出现严重结垢和腐蚀的循环水系统中，适当增加多功能阻垢缓蚀剂的用量，就能把系统多年积存的老垢缓慢去除。在腐蚀的系统中，往往是锈斑、锈泡、锈瘤阻塞换热管，造成粘泥滞留，影响换热效果。当使用多功能阻垢缓蚀剂后，锈斑、锈瘤就会逐渐脱落，直至系统内无垢无腐蚀迹象。因为多功能阻垢缓蚀剂具有这种特性，所以免除了许多循环水系统停产后清洗预膜的工艺。

3.5 多领域的适应性能

多功能阻垢缓蚀剂还具有分散泥沙、清洗油污的作用。在新的循环水系统启用时，传统的作法是碱洗除油、酸洗除锈、冲洗除沙土，而后是调PH值预膜。而运用多功能阻垢缓蚀剂，则是一剂多用途，在不用调PH值的情况下，既除油、除锈，又除泥土，还能在设备上预膜。

在城市冬季供暖系统，普遍的补充水为软水，运行几年后，系统管路腐蚀严重，穿孔，影响供暖效果。运用多功能阻垢缓蚀剂后，供暖的补充水可直接采用自来水，药剂将自来水中的超饱和的阴阳离子螯合后变成水渣，从加热器底部排污门排出，使供暖水得到质量提升，并且在设备内壁预膜，可使供暖系统十多年不出现结垢腐蚀问题。

在中低压锅炉水处理方面，传统的作法是补充软水后，对锅炉水进行PH值和碱度的控制。由于软水中存有残留硬度和全部阴离子，无论控制程度如何，锅炉结垢和腐蚀是不可避免的。运用多功能阻垢缓蚀剂，100ppm的用量可将老垢逐渐溶化，变成水渣后从底部排污门排出，随后在腐蚀的设备表面进行预膜，得到了除垢预膜的效果。在除垢完毕后，药量改为50ppm，可使中低压锅炉达到长期不结垢不腐蚀的效果。

4.运用多功能阻垢缓蚀剂的成功案例

4.1 在高Cl-、高PH值水质作为循环水补水的系统中使用

内蒙建元焦化公司于2012年的7月份，发生了严重的水荒，城市自来水停供，神华煤矿疏干水和本公司深井水水质太差，已经造成了循环水系统结垢，无奈之下，只好闷火限产。危难之际，引进了多功能阻垢缓蚀剂及其处理技术，出现了转机。建元焦化的补充水为三种水质：

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以上三种水源在实际使用过程中，水质不稳、水量不稳，以Cl-为代表的浓缩倍率无法考核，就只能以补充水总量除以总排污量来考核浓缩倍率。在将近半年的时间里，倍率按4倍控制，药量按系统水量投加，运行效果良好，不仅除掉了老垢，而且系统没有腐蚀迹象，每月进行的换热器检查证实了这一点。后来改为黄河水后，建议运行倍率为8倍，目前运行正常。

沧州中铁装备材料制造有限公司是一家大型的钢铁企业，地址黄骅港区域，循环冷却水全部采用地表水，总碱140mg/L，总硬320mg/L，Cl-226-600mg/L，PH值7.5-8.25。采用多功能阻垢缓蚀剂处理后，甲醇厂浓缩倍率达到8.0，焦化厂浓缩倍率达到12.0，炼铁厂浓缩倍率达到6.0，有时循环水Cl-高达2000mg/L以上，由于预膜速度大于Cl-的腐蚀速度，循环水系统运行正常。

4.2 在高碱度、高硬度水质作为循环水补水的系统中使用

邯郸陆顺焦化厂投产十年来，深井水是循环水的唯一补充水源，碱度为300-410mg/L，硬度为900-1200mg/L，PH值7.80。由于水量不足，循环水的浓缩倍率曾要求达到4.0-6.0倍。因为药剂的性能优异，循环水的初冷器、终冷器没有进行过拆卸清洗，没有进行过换管，现依然运行正常。

山东石横特钢地处矿区，深井水与矿井疏干水的水质差别不大，碱度200mg/L，硬度1020mg/L，Ca2+156mg/L，Cl-121mg/L，PH值8.05。采用多功能阻垢缓蚀剂处理后，2＃高炉汽机系统、100万吨焦化系统、8MW余热发电机系统的循环水浓缩倍率由1.8提高到3.2-3.5，在大量节水的基础上，达到了设备不结垢不腐蚀。

4.3 在循环冷却水零排放系统中的运用

河南宝舜化工科技有限公司二期工程由于循环水倍率高造成严重的系统结垢，经常停产检修或清洗。自2012年10月2日始，运用多功能阻垢缓蚀剂技术，安装了循环水旁滤器，实行了循环水系统零排放。一年半时间过去了，循环水系统每天只补水、加药，过滤器每周反洗一次，循环水系统运行正常，多次打开换热器检查，无结垢和腐蚀问题发生。

新兴铸管钢格部的循环水系统没有排污设施，也没有旁滤装置，运用多功能阻垢缓蚀剂10年了，每天补水、加药，也不检测水质，更不控制指标，每年的“五一”、“十一”春节放长假期间，停产后换水清池，保持了系统长期不结垢不腐蚀。

4.4 在城市供暖系统中的运用

邯郸市峰峰矿区热力公司为了降低供暖成本，将供暖系统的补充水由软水改为深井水。十年来，按照每补充一吨井水加50克多功能阻垢缓蚀剂的办法，适时在加热器的底部进行排污，将药剂与水中结垢物质形成的水渣排出系统，确保了供暖系统运行正常，没有出现供暖管道和暖气片腐蚀和结垢的问题。

沙河市冬季供暖由迎新电厂承担，按照峰峰热力公司的办法进行运行，三年来供暖系统运行正常。

4.5 在中低压锅炉系统中的运用

河南宝舜化工6吨锅炉、漳南焦化10吨锅炉、久鹏制药10吨锅炉、常州泡沫厂10吨锅炉等，结垢后不停炉用药剂除垢，除垢结束后，降低药量进行阻垢缓蚀，效果很好。

邢台钢铁公司炼钢厂的转炉烟道是汽化冷却，由于水质不佳，造成烟道结垢和腐蚀。采用多功能阻垢缓蚀剂处理后，老垢除掉了，新垢没产生；腐蚀的氧化铁垢排出了系统，又预上了一层防腐膜；用户对处理效果非常满意。

5.结束语：

解决循环冷却水系统存在的问题，解决城市供暖系统存在的问题，解决中低压锅炉运行中存在的问题，根本的问题在于药剂配方创新，控制技术创新。多功能阻垢缓蚀剂的运用，解决了结垢、腐蚀、浪费水之间的矛盾，实现了除垢、阻垢、缓蚀、预膜与节水减排等项功效最佳效果的统一，对未来的水处理工作具有榜样的意义。