在工業(yè)污水處理中阻垢劑的使用是用化學方法和物理方法去除水中雜質(zhì)的過程, 工業(yè)水通常包含冷卻水和鍋爐用水, 研制阻垢劑處理工業(yè)水中的雜質(zhì)。重復運用循環(huán)冷卻水可以具體提高工業(yè)用水的使用效率, 但是重復運用循環(huán)水會出現(xiàn)鹽積累的問題, 鹽的積累會污染和腐蝕換熱設備, 降低傳熱效率, 提高設備維護成本, 存在一定的安全隱患。物理除垢和化學除垢是常用的除垢方法。物理除垢法是運用機械方法除去污垢的過程?；瘜W除垢法是使用化學方法去除污垢, 預防生垢的過程。包含阻垢劑法、離子交換法、石灰軟化法等。阻垢劑法是向工業(yè)水中加入阻垢劑去除污垢的過程, 阻垢劑法的優(yōu)點有操作簡單、設備簡潔、成本低廉低等, 目前在生產(chǎn)中運用廣泛。

阻垢劑的阻垢原理是凝聚和分散的機理、絡合和增溶的機理、晶格畸變的機理。絡合增溶應用在中低硬度水之中, 凝聚分散用于高硬度水, 晶格畸變用于高硬度高垢水。

1、凝聚分散

陰離子阻垢劑在水中分解成大量的陰離子, 陰離子和CaCO₃晶體相撞時, 產(chǎn)生反應物理化學, 并且CaCO₃晶體的表面形成雙電層同時帶負電。大部分的污垢也帶負電, 遇到CaCO₃微晶會產(chǎn)生互斥現(xiàn)象, 污垢晶粒在水中處于懸浮狀態(tài)。阻垢劑以鏈狀結(jié)構(gòu)的形式存在于水中, 吸附相同種類電荷的微晶, 并且相同種類的電荷產(chǎn)生排斥力。在水中形成較小的晶體, CaCO₃微晶穩(wěn)定存在于水中。凝聚分散類阻垢劑包括聚丙烯阻垢劑、有機磷酸鉀類阻垢劑。聚丙烯類阻垢劑在金屬表面形成薄膜, 膜和晶體結(jié)合后在水中沉淀。膜的厚度達到一定數(shù)值時就會發(fā)生破裂, 破裂后將膜上的污垢一起帶走。膜不斷破裂、形成, 在水中形成相對穩(wěn)定的環(huán)境。有機磷酸阻垢劑是通過在生長核附近聚集阻垢劑而形成的擴散層, 并且構(gòu)建雙電層以阻礙離子結(jié)垢形成和分子聚集。

2、晶格畸變

晶格畸變是阻垢劑官能團與金屬離子產(chǎn)生螯合反應。在晶格生長期間, 阻垢劑離子分布在晶格中, 晶格變形, 晶體內(nèi)的應力變大。晶體破裂, 阻礙了污垢的生長, 將CaCO₃污垢變成軟垢, 隨著水流沖走, 阻礙污垢繼續(xù)生長。晶格畸變類的阻垢劑是有機磷酸阻垢劑。向水中加入有機磷酸阻垢劑, 有機磷酸被CaCO₃晶體的增長點吸附, 有機磷酸和鈣離子反應形成螯合物, 改變了晶體的生長方向, 導致晶體生長扭曲, 抑制晶體不斷生長, 抑制污垢的形成, 減少水中污垢的含量。

3、絡合增溶

絡合增溶的工作原理是阻垢劑與Mg²⁺、Ca²⁺形成螯合物并溶于水中, 增加水內(nèi)Mg²⁺、Ca²⁺的含量, 增加了水中CaCO₃的溶解度, 水中污垢的沉積降低。絡合增溶阻垢劑包含一些有機磷酸鹽阻垢劑、亞硝酸鹽阻垢劑。一些磷酸鹽阻垢劑不僅與Mg²⁺、Ca²⁺形成穩(wěn)定的絡合物, 與CaCO₃晶體中的Ca²⁺也形成穩(wěn)定的絡合物, 阻礙其他CaCO₃晶體排列在晶體中。亞硝酸鹽類除垢劑絡合增溶的效果非常顯著, 但是亞硝酸鹽類阻垢劑本身具有一定的毒性, 含有人體致癌成分, 目前已經(jīng)禁止使用。

工業(yè)用水中使用阻垢劑, 應先考慮水質(zhì)條件, 選擇合適的功能基團, 再選擇合適的阻垢劑。綠色環(huán)保類阻垢劑和功能全面的阻垢劑是未來的發(fā)展方向, 使用阻垢劑時在保證環(huán)保的同時, 還要具備滅菌、阻垢、抗腐蝕等功效。進一步研究成本低廉、環(huán)保能力強的符合阻垢劑, 符合社會發(fā)展的需求。

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