多功能阻垢緩蝕劑在水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用

董兆祥董鋼胡鵬（邯鄲市奧博水處理有限公司056002）

1.前言

我國的水資源相當(dāng)緊缺，節(jié)水減排已成為國家的基本政策。奧博公司將多年研制成功的多功能阻垢緩蝕劑推向市場后，解決了處理效果與節(jié)水減排相對立的矛盾，在多個水處理領(lǐng)域、多種水質(zhì)情況下，展現(xiàn)了非凡的處理效果，受到了用戶的一致好評。

2.多功能阻垢緩蝕劑研制

2.1 研制背景

我國的水資源相當(dāng)匱乏，水資源人均占有量是世界平均水平的四分之一；我國又是水資源利用相當(dāng)浪費的國家，萬元GDP的耗水量是世界平均水平的四倍。在諸多的水處理工作中，人們把節(jié)水與處理效果相對立，其結(jié)果是既沒節(jié)水又沒有獲得好的處理效果。另外，水處理劑性能單一、品種多、用量大、操作繁瑣等，也使得水處理工作費用高效果差。基于以上三種原因，奧博公司的技術(shù)人員著手進(jìn)行研究，企圖創(chuàng)造出一種用途廣、節(jié)水顯著，既能阻垢除垢，又能緩蝕預(yù)膜的藥劑。

2.2 研制過程

在查閱了大量的資料后，把具有螯合性能、分散性能、緩蝕性能、預(yù)膜性能、絡(luò)合性能、改變晶格性能、淤渣調(diào)節(jié)性能、滲透性能等方面的單體藥劑進(jìn)行了疏理和優(yōu)選。將優(yōu)選出的單體進(jìn)行多品種、多劑量的配比組合篩選，又將篩選出的配方進(jìn)行多種水質(zhì)、多種用途的模擬試驗。將篩選出的多功能阻垢緩蝕劑用于工業(yè)性試驗，進(jìn)行修改和驗證，在經(jīng)過十余年的千余次試驗后，最終研制出了多領(lǐng)域、多功能的水處理藥劑，實現(xiàn)了節(jié)水與處理效果相統(tǒng)一的理想效果。

3.多功能阻垢緩蝕劑的性能

3.1 優(yōu)異的螯合性能

在高堿度、高硬度水質(zhì)作為循環(huán)水的補充水時，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)是只能低倍率運行，倍率稍高就需加酸調(diào)整PH值和堿度。而多功能阻垢緩蝕劑由于其具有優(yōu)異的螯合性能，加入循環(huán)水后，能把水中的Ca2+、Mg2+螯合住，不與HCO3-結(jié)合，故不能形成CaCO3垢。未能參與結(jié)垢反應(yīng)的HCO3-在水中成了多余成份，受熱后，兩個HCO3-可形成一個H2O,一個CO2，一個CO32-。正是有此特性，故高堿度高硬度水質(zhì)作為循環(huán)水的補充水時，不論倍率多高，勿需加酸，系統(tǒng)也不會出現(xiàn)結(jié)垢問題。

3.2 顯著的晶格扭曲性能

循環(huán)水中的結(jié) 垢物質(zhì)，如：CaCO3、CaSO4、CaCl2、MgCO3、MgSO4等，在水中的溶解度不是無限的。即使使用了很好的阻垢劑，提高了結(jié)垢物質(zhì)的溶解度，但是隨著溫度的升高，PH值的提高，濃度的提高，到了超飽和狀態(tài)時，還是一定要結(jié)晶析出的。在結(jié)垢物質(zhì)的結(jié)晶析出過程中，多功能阻垢緩蝕劑參與其中，使結(jié)晶析出的晶體改變了形態(tài)，比如將CaCO3的六面體，變成了CaCO3的多面體，將方解石變成了文石，俗稱水渣。水渣沒有平面，不具有附著能力，因而在高硬度、高倍率、高溫水中，只要使用了多功能阻垢緩蝕劑，就不會出現(xiàn)結(jié)垢的問題。

3.3 特殊的緩蝕預(yù)膜性能

循環(huán)水中的腐蝕性離子，如Cl-、SO42-和溶解氧，在水溫升高和濃度增大的情況下，對設(shè)備具有很強的腐蝕性。因此，水質(zhì)控制“標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定了循環(huán)水Cl-＜700mg/L。但是，由于缺水和水質(zhì)惡化的原因，有的企業(yè)的循環(huán)水Cl-高達(dá)2000-4000mg/L。由于多功能阻垢緩蝕劑中緩蝕預(yù)膜性能特殊，能夠絡(luò)合水中微量的三價金屬離子（Al3+、Fe3+)在換熱設(shè)備上預(yù)膜，故長期使用，系統(tǒng)設(shè)備卻是不腐蝕。

3.4 超強的分散性能

在已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢和腐蝕的循環(huán)水系統(tǒng)中，適當(dāng)增加多功能阻垢緩蝕劑的用量，就能把系統(tǒng)多年積存的老垢緩慢去除。在腐蝕的系統(tǒng)中，往往是銹斑、銹泡、銹瘤阻塞換熱管，造成粘泥滯留，影響換熱效果。當(dāng)使用多功能阻垢緩蝕劑后，銹斑、銹瘤就會逐漸脫落，直至系統(tǒng)內(nèi)無垢無腐蝕跡象。因為多功能阻垢緩蝕劑具有這種特性，所以免除了許多循環(huán)水系統(tǒng)停產(chǎn)后清洗預(yù)膜的工藝。

3.5 多領(lǐng)域的適應(yīng)性能

多功能阻垢緩蝕劑還具有分散泥沙、清洗油污的作用。在新的循環(huán)水系統(tǒng)啟用時，傳統(tǒng)的作法是堿洗除油、酸洗除銹、沖洗除沙土，而后是調(diào)PH值預(yù)膜。而運用多功能阻垢緩蝕劑，則是一劑多用途，在不用調(diào)PH值的情況下，既除油、除銹，又除泥土，還能在設(shè)備上預(yù)膜。

在城市冬季供暖系統(tǒng)，普遍的補充水為軟水，運行幾年后，系統(tǒng)管路腐蝕嚴(yán)重，穿孔，影響供暖效果。運用多功能阻垢緩蝕劑后，供暖的補充水可直接采用自來水，藥劑將自來水中的超飽和的陰陽離子螯合后變成水渣，從加熱器底部排污門排出，使供暖水得到質(zhì)量提升，并且在設(shè)備內(nèi)壁預(yù)膜，可使供暖系統(tǒng)十多年不出現(xiàn)結(jié)垢腐蝕問題。

在中低壓鍋爐水處理方面，傳統(tǒng)的作法是補充軟水后，對鍋爐水進(jìn)行PH值和堿度的控制。由于軟水中存有殘留硬度和全部陰離子，無論控制程度如何，鍋爐結(jié)垢和腐蝕是不可避免的。運用多功能阻垢緩蝕劑，100ppm的用量可將老垢逐漸溶化，變成水渣后從底部排污門排出，隨后在腐蝕的設(shè)備表面進(jìn)行預(yù)膜，得到了除垢預(yù)膜的效果。在除垢完畢后，藥量改為50ppm，可使中低壓鍋爐達(dá)到長期不結(jié)垢不腐蝕的效果。

4.運用多功能阻垢緩蝕劑的成功案例

4.1 在高Cl-、高PH值水質(zhì)作為循環(huán)水補水的系統(tǒng)中使用

內(nèi)蒙建元焦化公司于2012年的7月份，發(fā)生了嚴(yán)重的水荒，城市自來水停供，神華煤礦疏干水和本公司深井水水質(zhì)太差，已經(jīng)造成了循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢，無奈之下，只好悶火限產(chǎn)。危難之際，引進(jìn)了多功能阻垢緩蝕劑及其處理技術(shù)，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。建元焦化的補充水為三種水質(zhì)：

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以上三種水源在實際使用過程中，水質(zhì)不穩(wěn)、水量不穩(wěn)，以Cl-為代表的濃縮倍率無法考核，就只能以補充水總量除以總排污量來考核濃縮倍率。在將近半年的時間里，倍率按4倍控制，藥量按系統(tǒng)水量投加，運行效果良好，不僅除掉了老垢，而且系統(tǒng)沒有腐蝕跡象，每月進(jìn)行的換熱器檢查證實了這一點。后來改為黃河水后，建議運行倍率為8倍，目前運行正常。

滄州中鐵裝備材料制造有限公司是一家大型的鋼鐵企業(yè)，地址黃驊港區(qū)域，循環(huán)冷卻水全部采用地表水，總堿140mg/L，總硬320mg/L，Cl-226-600mg/L，PH值7.5-8.25。采用多功能阻垢緩蝕劑處理后，甲醇廠濃縮倍率達(dá)到8.0，焦化廠濃縮倍率達(dá)到12.0，煉鐵廠濃縮倍率達(dá)到6.0，有時循環(huán)水Cl-高達(dá)2000mg/L以上，由于預(yù)膜速度大于Cl-的腐蝕速度，循環(huán)水系統(tǒng)運行正常。

4.2 在高堿度、高硬度水質(zhì)作為循環(huán)水補水的系統(tǒng)中使用

邯鄲陸順焦化廠投產(chǎn)十年來，深井水是循環(huán)水的唯一補充水源，堿度為300-410mg/L，硬度為900-1200mg/L，PH值7.80。由于水量不足，循環(huán)水的濃縮倍率曾要求達(dá)到4.0-6.0倍。因為藥劑的性能優(yōu)異，循環(huán)水的初冷器、終冷器沒有進(jìn)行過拆卸清洗，沒有進(jìn)行過換管，現(xiàn)依然運行正常。

山東石橫特鋼地處礦區(qū)，深井水與礦井疏干水的水質(zhì)差別不大，堿度200mg/L，硬度1020mg/L，Ca2+156mg/L，Cl-121mg/L，PH值8.05。采用多功能阻垢緩蝕劑處理后，2＃高爐汽機系統(tǒng)、100萬噸焦化系統(tǒng)、8MW余熱發(fā)電機系統(tǒng)的循環(huán)水濃縮倍率由1.8提高到3.2-3.5，在大量節(jié)水的基礎(chǔ)上，達(dá)到了設(shè)備不結(jié)垢不腐蝕。

4.3 在循環(huán)冷卻水零排放系統(tǒng)中的運用

河南寶舜化工科技有限公司二期工程由于循環(huán)水倍率高造成嚴(yán)重的系統(tǒng)結(jié)垢，經(jīng)常停產(chǎn)檢修或清洗。自2012年10月2日始，運用多功能阻垢緩蝕劑技術(shù)，安裝了循環(huán)水旁濾器，實行了循環(huán)水系統(tǒng)零排放。一年半時間過去了，循環(huán)水系統(tǒng)每天只補水、加藥，過濾器每周反洗一次，循環(huán)水系統(tǒng)運行正常，多次打開換熱器檢查，無結(jié)垢和腐蝕問題發(fā)生。

新興鑄管鋼格部的循環(huán)水系統(tǒng)沒有排污設(shè)施，也沒有旁濾裝置，運用多功能阻垢緩蝕劑10年了，每天補水、加藥，也不檢測水質(zhì)，更不控制指標(biāo)，每年的“五一”、“十一”春節(jié)放長假期間，停產(chǎn)后換水清池，保持了系統(tǒng)長期不結(jié)垢不腐蝕。

4.4 在城市供暖系統(tǒng)中的運用

邯鄲市峰峰礦區(qū)熱力公司為了降低供暖成本，將供暖系統(tǒng)的補充水由軟水改為深井水。十年來，按照每補充一噸井水加50克多功能阻垢緩蝕劑的辦法，適時在加熱器的底部進(jìn)行排污，將藥劑與水中結(jié)垢物質(zhì)形成的水渣排出系統(tǒng)，確保了供暖系統(tǒng)運行正常，沒有出現(xiàn)供暖管道和暖氣片腐蝕和結(jié)垢的問題。

沙河市冬季供暖由迎新電廠承擔(dān)，按照峰峰熱力公司的辦法進(jìn)行運行，三年來供暖系統(tǒng)運行正常。

4.5 在中低壓鍋爐系統(tǒng)中的運用

河南寶舜化工6噸鍋爐、漳南焦化10噸鍋爐、久鵬制藥10噸鍋爐、常州泡沫廠10噸鍋爐等，結(jié)垢后不停爐用藥劑除垢，除垢結(jié)束后，降低藥量進(jìn)行阻垢緩蝕，效果很好。

邢臺鋼鐵公司煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐煙道是汽化冷卻，由于水質(zhì)不佳，造成煙道結(jié)垢和腐蝕。采用多功能阻垢緩蝕劑處理后，老垢除掉了，新垢沒產(chǎn)生；腐蝕的氧化鐵垢排出了系統(tǒng)，又預(yù)上了一層防腐膜；用戶對處理效果非常滿意。

5.結(jié)束語：

解決循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問題，解決城市供暖系統(tǒng)存在的問題，解決中低壓鍋爐運行中存在的問題，根本的問題在于藥劑配方創(chuàng)新，控制技術(shù)創(chuàng)新。多功能阻垢緩蝕劑的運用，解決了結(jié)垢、腐蝕、浪費水之間的矛盾，實現(xiàn)了除垢、阻垢、緩蝕、預(yù)膜與節(jié)水減排等項功效最佳效果的統(tǒng)一，對未來的水處理工作具有榜樣的意義。