影響循環水處理劑阻垢分散效果的主要因素（一）

近年來，不同類型的水處理劑和配方不斷涌現，為了限度地發揮水處理劑的作用，了解和研究水處理劑的適用條件和作用機理尤為重要。不少從事水處理技術研究和應用的技術人員對聚磷酸鹽、有機磷酸鹽和羧酸類聚合物等阻垢分散劑作過較為深入的研究，對這些阻垢分散劑的正確使用和新型阻垢分散劑的開發起到了促進作用。但是，對阻垢劑和復合緩蝕阻垢劑在使用中對阻碳酸鈣和磷酸鈣的阻垢分散性能影響因素尚缺少系統的研究，表現出同一種藥劑在不同的循環水系統或在同一個循環水系統不同的時期處理效果相差甚遠。為解釋水處理劑在實際使用中出現的一些異?，F象，正確掌握水處理劑的使用條件，有必要對目前常規使用的幾種典型的水處理劑的影響因素作較為系統的研究。

本文通過核磁共振儀(NMR)儀對國內外在中國使用的9種典型的水處理劑的主要成分進行分析，由主要成分確定藥劑類型；用靜態阻垢試驗方法研究藥劑濃度、濁度、鐵離子、鈣硬和堿度以及殺菌劑等因素對這些藥劑阻垢分散性能的影響，發現上述5個主要影響因素對不同類型藥劑的阻垢分散性能影響是不大相同的。

1  試驗方法

1.1  水質與藥劑

水質：自來水鈣硬100mg/L，堿度135mg/L)。
藥劑：水處理劑全部取自循環水現場。

1.2　試驗方法

分析方法：試驗用水處理劑的主要成分分析采用瑞士Buuk公司生產的300M核磁共振儀(NMR)。
阻垢方法：阻碳酸鈣垢按照中石化《冷卻水分析和試驗方法》中的401法。
阻磷酸鈣垢按照中石化《冷卻水分析和試驗方法》中的402法。

2　阻垢分散劑的分類

對取自現場的35個國內外水處理劑樣品，首行理化指標分析，進行初步分類，再用核磁共振和離子色譜對主要成分和結構進行鑒定，歸結為9種類型具體如表1所示。第1類至第3類為共聚物型阻垢分散劑，第4類至第9類均為復合型緩蝕阻垢劑；進一步比較可以看出，第4類至第6類主要成分是單元高分子聚合物，第7類至第9類均含多元高分子共聚物。

3　阻垢分散效果的影響因素

3.1  藥劑濃度的影響

藥劑濃度是影響效果的主要因素之一。表2是藥劑在各自推薦藥劑濃度范圍的阻垢分散效果。結果表明：9種不同類型藥劑在３個濃度條件下對碳酸鈣均有阻垢效果。在相同濃度下，復合劑的阻垢率大于單劑的阻垢率，主要是復合劑中的其它組分和聚合物之間存在協同作用。在一般條件下，HEDP與聚合物存在明顯的協同效果。對聚合物單劑，含羥磺酸基團的阻垢效果優于其它類型效果，主要是因聚合物中的磺酸基團是強極性基團，有較強的分散作用。但對阻磷酸鈣的情況與阻碳酸鈣明顯不同，1、4和7三類幾乎沒有阻磷酸鈣的作用，其它六類在低濃度下阻垢效果很差，隨濃度升高，阻垢效果明顯增加，如第2、3、8和9四類。這種現象說明阻磷酸鈣的作用機理與阻碳酸鈣的作用機理是不相同的。王京等認為：阻垢劑對阻碳酸鈣垢主要靠增溶和致畸，使碳酸鈣不易形成晶體和晶體增大。但對阻磷酸鈣不同，由于磷酸鈣溶度積極小，極易形成晶體，阻垢劑對磷酸鈣的增溶作用微不足道，只有那些能夠分散已經形成晶體的阻垢分散劑，才能顯示阻止磷酸鈣形成水垢的作用，因此，對磷酸鈣起作用主要靠藥劑的分散能力。在一般條件下，含羥基、磺酸基的聚合物有較好的分散作用，因而表現出較好的阻磷酸鈣的效果。

3.2  濁度的影響

表3是濁度對9類藥劑阻碳酸鈣垢和阻磷酸鈣垢效果影響的結果。表3數據說明，濁度對第3、4、和7三類藥劑的阻碳酸鈣垢效果基本無影響，對第5、6、8和9四類藥劑阻碳酸鈣垢效果有負面影響，且隨濁度增加，這些藥劑阻碳酸鈣垢效果下降，但對第1和2兩類藥劑阻碳酸鈣垢效果有增效作用，隨濁度升高阻碳酸鈣垢效果有所增加。比較這些差異可以看出，單劑的阻碳酸鈣垢效果受濁度的影響較小，多數復合劑阻碳酸鈣垢效果受濁度的影響較大；濁度對阻磷酸鈣垢效果的影響大于阻碳酸鈣垢效果，如第2、3、8和9四類藥劑，阻磷酸鈣垢效果隨濁度的增加而大幅度下降，在使用時應控制循環水的濁度在10mg/L以內。這個現象也說明藥劑的阻碳酸鈣主要是增溶和致畸作用，阻磷酸鈣垢主要是分散作用。

表3 不同濁度下藥劑的阻垢分散效果