幾種環保型阻垢劑的阻垢性能比較

商洪濤 胡丹梅

（1.上海電力學院環境與化學工程學院，中國 上海200090；2.上海電力學院能源與機械工程學院，中國 上海200090）

幾種環保型阻垢劑的阻垢性能比較

商洪濤1胡丹梅2

（1.上海電力學院環境與化學工程學院，中國 上海200090；2.上海電力學院能源與機械工程學院，中國 上海200090）

工業水處理系統中，阻垢劑對減輕污垢的形成有著重要的作用。但是常規的阻垢劑大都含磷且用量大，不可避免的會造成各種環境問題。因此，應用效率高且可生物降解的綠色水處理劑成為當今水處理劑研究的一個趨勢。本文對聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸等幾種環保型阻垢劑的應用條件及復配使用性能等進行了一系列實驗研究。研究表明這些環保型阻垢劑較常規阻垢劑具有較好的阻垢性能。

阻垢劑；碳酸鈣沉積法；阻垢性能

工業用水系統中，污垢的形成是除材料和設備腐蝕以外的第二大主要危害。我國廣泛應用的水處理阻垢劑是有機磷酸類阻垢劑。此類化合物性能穩定，耐高溫，但不能有效地抑制磷酸鈣垢和鋅垢。目前聚天冬氨酸和聚環氧琥珀酸等新型綠色聚合物阻垢劑越來越受到大家的關注。這些阻垢劑除了具有一般水溶性聚合物的性質外，最大的特點是無毒、不破壞生態環境。本文對幾種環保型阻垢劑的應用條件及復配使用等進行了一系列實驗研究，為新型環保阻垢劑應用于我國的工業生產提供了依據。

1 實驗部分

1.1 碳酸鈣沉積法原理

以碳酸氫根離子和鈣離子的配制成試液，在加熱條件下，促使碳酸氫根加速分解為碳酸鈣，達到平衡后，測定試液中的鈣離子濃度，鈣離子濃度愈大，則水處理劑的阻垢性能愈好。

1.2 試劑材料

硼砂緩沖溶液；乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)標準滴定溶液；碳酸氫鈉標準溶液；氯化鈣標準溶液；1%PESA；1%PASP；1%HPMA；1% EDTMPS

1.3 儀器設備

恒溫水浴：溫度可控制在（80±1）℃；錐形瓶：250mL，配有裝了直徑5～10mm，長約300mm玻璃管的膠塞；1L，500mL，250mL容量瓶

1.4 分析步驟

分別取250mL（用250mL容量瓶移取）置于六個潔凈的250mL錐形瓶中，再將錐形瓶浸入80±1℃的恒溫水浴中（試液的液面不得高于水浴的液面），恒溫放置10h。取出后，冷卻至室溫，用中速定量濾紙過濾。各移取25.00mL濾液分別置于250mL錐形瓶中，加水約80mL，加5mL氨-氯化銨緩沖溶液及3～5滴鉻黑T指示劑。用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫色變成純藍色即為終點。以百分率表示水處理劑的相對阻垢性能。

2 結果與討論

2.1 四種阻垢劑（PESA；PASP；HPMA；EDTMPS）的阻垢性能比較

我們在80℃下對不同濃度的幾種阻垢劑的靜態阻垢效果進行了研究，結果見表1。由表可知：幾種阻垢劑對碳酸鈣垢都有較強的阻垢性能，其中PESA的阻垢效果最好，最佳加藥濃度為15mg/L（HPMA為20mg/L）。

表1 不同濃度阻垢劑的靜態阻垢效果

2.2 復配阻垢劑的阻垢性能研究

考慮到成本和環保因素，我們選擇了PESA和不含磷的HPMA在不同濃度下進行了靜態阻垢復配實驗。PESA+HPMA的幾個復配濃度分別是5mg/L+10mg/L、7.5mg/L+7.5mg/L、10mg/L+5mg/L。阻垢率（%）分別是60.09、60.80、70.36。由此，我們選擇了PESA+HPMA（10mg/L+ 5mg/L）作為以下研究的復配濃度。

2.3 阻垢劑在不同溫度下的阻垢性

表2為不同溫度下的靜態阻垢結果。由表可知：當溫度在25℃時，各個阻垢劑的阻垢效果都達到了90%以上，但隨著溫度的上升，PESA下降的速度最慢，到了80℃，其阻垢率還高達90%以上，這證明PESA是一種耐高溫、阻垢性能優異的水處理劑。

表2 不同溫度下PESA的靜態阻垢效果

2.4 阻垢劑在不同鈣離子濃度下的阻垢性能

表3是鈣離子濃度（mg/L）分別為120、240、480、720的實驗條件下，不同阻垢劑的阻垢性能差異，由表可知：幾種阻垢劑隨著鈣離子濃度的增加，阻垢率都隨之下降，都不適合在高鈣濃度環境下進行水處理。

表3 不同鈣離子濃度下的靜態阻垢結果

2.5 阻垢劑在不同pH值的靜態阻垢效果

表4是pH值分別為7、9、10的實驗條件下的阻垢性能。由表可知在pH=7的時候，各阻垢劑的阻垢效果都較好。但隨著pH值的增大，阻垢率都在不斷下降。這說明這幾種阻垢劑都不適合在高堿性條件下進行水處理。

表4 不同pH值下的阻垢結果

3 結論

（1）PESA具有很好的熱穩定性。體系溫度升高至80℃時，阻垢效果仍很明顯。

（2）PESA及PASP都不適合高鈣及高堿性水的處理。

（3）PESA和HPMA具有良好的協同增效作用，兩者復配使用，提高了阻垢效果，又降低了有機膦酸鹽類阻垢劑的使用量。

［1］魏剛，許亞男.阻垢劑的可生物降解性研究[J].北京化工大學學報，2001，28(1): 59-62.

［2］熊蓉春，周慶.綠色阻垢劑聚環氧琥珀酸的緩蝕協同效應[J].化工學報，2003，54 (9):1323-132.

［3］霍宇凝，劉珊，陸柱.新型水處理劑聚天冬氨酸的研究[J].華東理工大學學報，2000，26(3):298-300.

［責任編輯：李書培］