几种环保型阻垢剂的阻垢性能比较

商洪涛　胡丹梅

【摘 要】工业水处理系统中，阻垢剂对减轻污垢的形成有着重要的作用。但是常规的阻垢剂大都含磷且用量大，不可避免的会造成各种环境问题。因此，应用效率高且可生物降解的绿色水处理剂成为当今水处理剂研究的一个趋势。本文对聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸等几种环保型阻垢剂的应用条件及复配使用性能等进行了一系列实验研究。研究表明这些环保型阻垢剂较常规阻垢剂具有较好的阻垢性能。

【关键词】阻垢剂；碳酸钙沉积法；阻垢性能

工业用水系统中，污垢的形成是除材料和设备腐蚀以外的第二大主要危害。我国广泛应用的水处理阻垢剂是有机磷酸类阻垢剂。此类化合物性能稳定，耐高温，但不能有效地抑制磷酸钙垢和锌垢。目前聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸等新型绿色聚合物阻垢剂越来越受到大家的关注。这些阻垢剂除了具有一般水溶性聚合物的性质外，最大的特点是无毒、不破坏生态环境。本文对几种环保型阻垢剂的应用条件及复配使用等进行了一系列实验研究，为新型环保阻垢剂应用于我国的工业生产提供了依据。

1 实验部分

1.1 碳酸钙沉积法原理

以碳酸氢根离子和钙离子的配制成试液，在加热条件下，促使碳酸氢根加速分解为碳酸钙，达到平衡后，测定试液中的钙离子浓度，钙离子浓度愈大，则水处理剂的阻垢性能愈好。

1.2 试剂材料

硼砂缓冲溶液；乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准滴定溶液；碳酸氢钠标准溶液；氯化钙标准溶液；1%PESA；1%PASP；1%HPMA；1%EDTMPS

1.3 仪器设备

恒温水浴：温度可控制在（80±1）℃；锥形瓶：250mL，配有装了直径5～10mm，长约300mm玻璃管的胶塞；1L，500mL，250mL容量瓶

1.4 分析步骤

分别取250mL（用250mL容量瓶移取）置于六个洁净的250mL锥形瓶中，再将锥形瓶浸入80±1℃的恒温水浴中（试液的液面不得高于水浴的液面），恒温放置10h。取出后，冷却至室温，用中速定量滤纸过滤。各移取25.00mL滤液分别置于250mL锥形瓶中，加水约80mL，加5mL氨-氯化铵缓冲溶液及3～5滴铬黑T指示剂。用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫色变成纯蓝色即为终点。以百分率表示水处理剂的相对阻垢性能。

2 结果与讨论

2.1 四种阻垢剂（PESA；PASP；HPMA；EDTMPS）的阻垢性能比较

我们在80℃下对不同浓度的几种阻垢剂的静态阻垢效果进行了研究，结果见表1。由表可知：几种阻垢剂对碳酸钙垢都有较强的阻垢性能，其中PESA的阻垢效果最好，最佳加药浓度为15mg/L（HPMA为20mg/L）。

2.2 复配阻垢剂的阻垢性能研究

考虑到成本和环保因素，我们选择了PESA和不含磷的HPMA在不同浓度下进行了静态阻垢复配实验。PESA+HPMA的几个复配浓度分别是5mg/L+10mg/L、7.5mg/L+7.5mg/L、10mg/L+5mg/L。阻垢率（%）分别是60.09、60.80、70.36。由此，我们选择了PESA+HPMA（10mg/L+5mg/L）作为以下研究的复配浓度。

2.3 阻垢剂在不同温度下的阻垢性

2.4 阻垢剂在不同钙离子浓度下的阻垢性能

2.5 阻垢剂在不同pH值的静态阻垢效果

3 结论

（1）PESA具有很好的热稳定性。体系温度升高至80℃时，阻垢效果仍很明显。

（2）PESA及PASP都不适合高钙及高碱性水的处理。

（3）PESA和HPMA具有良好的协同增效作用，两者复配使用，提高了阻垢效果，又降低了有机膦酸盐类阻垢剂的使用量。

【参考文献】

[1]魏刚，许亚男.阻垢剂的可生物降解性研究[J].北京化工大学学报，2001，28（1）：59-62.

[2]熊蓉春，周庆.绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的缓蚀协同效应[J].化工学报，2003，54（9）：1323-132.

[3]霍宇凝，刘珊，陆柱.新型水处理剂聚天冬氨酸的研究[J].华东理工大学学报，2000，26（3）：298-300.

[责任编辑：李书培]