摘要：針對再生水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中引起的結(jié)垢問題，進行了碳酸鈣沉積實驗和旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實驗，對所得的結(jié)垢產(chǎn)物的微觀形態(tài)、元素組成以及化合物構(gòu)成，分別采用掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀和X射線衍射儀進行分析，探究復(fù)配藥劑HJ-01在阻垢過程中的機理，并深入分析該藥劑結(jié)構(gòu)中官能團的阻垢特性。  

實驗結(jié)果表明，藥劑HJ-01可以通過在掛片表面形成具有保護作用的薄膜而阻垢，其阻垢機理包括晶格畸變、螯合增溶和分散作用；其中膦酸基（—PO3H2）和羥基（—OH）官能團引起晶格畸變作用；羧基（—COOH）官能團引起螯合增溶作用；而阻垢劑中的鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致分散作用的產(chǎn)生。  

循環(huán)冷卻系統(tǒng)用水量占工業(yè)用水總量的７０％左右，是工業(yè)用水的主要方面。為實現(xiàn)水資源綜合利用、解決缺水國家水資源供需矛盾，將城市再生水回用于工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)已逐漸成為污水再生利用的趨勢。但是再生水水質(zhì)復(fù)雜，回用后是否會引起結(jié)垢加重、并間接引起腐蝕和微生物繁殖等問題尚需深入研究。  

目前，常采用投加阻垢劑的化學(xué)方法抑制結(jié)垢，阻垢劑分為阻垢分散劑和阻垢緩蝕劑，其阻垢機理包括晶格畸變、螯合增溶、凝聚分散、再生自脫膜假說以及雙電層作用等。目前關(guān)于再生水回用循環(huán)冷卻系統(tǒng)時阻垢機理的研究并不多見，本文對研發(fā)的緩蝕阻垢藥劑ＨＪ-01在系統(tǒng)中使用前后結(jié)垢產(chǎn)物形貌變化以及成分進行分析，研究該藥劑的阻垢機理。  

1材料與方法  

1.1再生水水質(zhì)及穩(wěn)定性分析  

天津某再生水廠出水為循環(huán)水補充水，水質(zhì)情況：濁度為２.８１ＮＴＵ、ｐＨ為６.８３、氯化物１８５mg/L、硫酸鹽２７２.７mg/L、ＴＤＳ（total，dissolvedsol-ids）為７９８mg/L、總硬度（以ＣａＣＯ３計）為２８４.２mg/L，其中鈣硬度１２４.６mg/L，總堿度（以ＣａＣＯ３計）為８５.３mg/L，實驗用水是濃縮倍數(shù)為４的再生水，利用常規(guī)穩(wěn)定性指數(shù)對補充水和４倍水穩(wěn)定性做初步判定，結(jié)果見表１。  

再生水原水有腐蝕性，濃縮后會結(jié)垢。循環(huán)冷卻系統(tǒng)中多為濃縮水，故向濃縮水投藥進行實驗。通過初期藥劑篩選實驗，選擇阻垢率高達９８.2％、碳鋼緩蝕率達９６.９％，兼具緩蝕阻垢作用且藥劑成分協(xié)同性好的藥劑ＨＪ-０１，其成分中的鉬酸鈉綠色無污染，在成品藥劑中應(yīng)用較少；成分中的ＰＢＴＣＡ為低磷配方、ＨＰＭＡ為無磷配方，水體中投加不會引起環(huán)境問題，故選用該高效環(huán)境友好型藥劑進行本實驗。循環(huán)冷卻系統(tǒng)的凝汽器管材多為黃銅和不銹鋼，其中也存在易腐蝕的碳鋼材質(zhì)零件，其腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物隨水流動會對凝汽器材質(zhì)產(chǎn)生影響，故實驗?zāi)M了３種材質(zhì)同時存在時，碳鋼材質(zhì)對凝汽器材質(zhì)的影響。  

詳情請點擊下載附件：再生水回用循環(huán)冷卻系統(tǒng)藥劑HJ-01阻垢機理

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