無磷緩蝕阻垢劑的研究及其應用

段麗菊，要曉麗

(1.山東師范大學，山東 濟南250014；2. 山東化友水處理技術有限公司，山東 濟南 250409)

無磷緩蝕阻垢劑的研究及其應用

段麗菊1，要曉麗2

(1.山東師范大學，山東 濟南250014；2. 山東化友水處理技術有限公司，山東 濟南 250409)

山東某化工廠循環水系統一直采用含磷配方的阻垢劑，后續污水處理困難，并且不滿足環保的要求，為了解決這一問題，本文針對該廠的水質指標對無磷緩蝕阻垢劑進行了篩選試驗，最終確定了采用無磷緩蝕阻垢劑GN-2112和無磷緩蝕增效劑GN-2115協同使用的加藥方案，并確定了最佳投加濃度及配比，與含磷系列配方相比，現場運行情況良好，具有顯著的環境效益。

無磷；阻垢劑；緩蝕劑；研究

在工業生產中，循環冷卻水的用量很大，我國又屬于缺水國家，隨著我國工業的快速發展，循環水用量的增加非常大，水資源危機和水環境污染越來越嚴重，已成為制約地方經濟發展的因素之一[1]。近年來，磷系水處理劑因化學穩定性好，和其它水處理藥劑復合使用有很好的協同效應，并兼具緩蝕阻垢作用，適用面非常廣泛，但是磷的排放會引起水體富營養化，甚至會爆發大面積赤潮等水質故障事件，嚴重影響生態環境，因此國家限磷和禁磷的呼聲越來越高，為了保護有限的水資源，含磷藥劑必將受到限制[2]。

山東某化工廠的循環水系統，一直使用含磷系列的緩蝕阻垢劑，導致該系統磷含量超標，加大了污水處理難度，為了解決這一問題，山東化友水處理技術有限公司相關技術人員針對其水質指標進行了藥劑篩選試驗，最終確定了最佳的加藥方案，通過現場運行，達到了預期的效果。

1 系統介紹

該廠有兩套循環水系統，一循保有水量為4000m3，循環量為27000m3/h，補水量400-500m3/h。二循保有水量為3000m3，循環量為7600m3/h，補水量150-200m3/h。二者濃縮倍數均為3-4倍，換熱設備材質主要為碳鋼、銅等。補水水質指標見下表1。

表1 循環系統補水水質報告

用結垢指數判斷不同濃縮倍數時循環水的結垢傾向列于下表2。

表2 循環水系統補充水濃縮倍數討論報告

表2(續)

由表2看出，該水質補充水當濃縮倍數達到4.0時L.S.I為2.45，且R.S.I接近3.7，表明濃縮倍數超過4.0時,即使在較低的溫度下都處于結垢狀態。

2 室內篩選試驗

針對該廠存在的問題，現場取水樣分析水質指標，根據其水質指標配水進行室內靜態阻垢篩選試驗。

2.1 碳酸鈣阻垢率試驗

實驗條件：濃縮倍數：2.5；pH值控制7.5～8.5運行；試驗: 溫度80℃；試驗周期: 24h；藥劑：緩蝕阻垢劑GN-2010、GN-2112、GN-2015；碳酸鈣阻垢率試驗按GB/T 16632-2008標準。相同濃縮倍數下使用緩蝕阻垢劑阻垢率見表3。

表3 相同濃縮倍數下使用緩蝕阻垢劑阻垢率 %

從表3試驗數據可以看出，在相同的濃縮倍數下藥劑GN-2112的阻垢性能最優。

2.2 旋轉掛片緩蝕試驗(執行GB/T 18175-2014標準)

試驗條件：根據某化工廠水質指標配水，自然pH值；試驗溫度40℃；試驗周期72h;20號碳鋼標準掛片, 試片表面積28cm3;藥劑：GN-2112。不同濃縮倍數下GN-2112緩蝕速率見表4。

表4 不同濃縮倍數下GN-2112緩蝕速率

從試驗結果來看，使用GN-2112,pH值在7.5～8.5條件下運行，當藥劑濃度為50 mg/L是其緩蝕率在90%以下，考慮和緩蝕增效劑GN-2115一起使用。

同樣實驗條件下加入緩蝕增效劑GN-2115 10 mg/L，緩釋速率數據如表5。

表5 不同濃縮倍數下GN-2112緩蝕速率

從試驗結果來看，使用GN-2112 40 mg/L、GN-2115 10 mg/L，pH值在7.5～8.5條件下運行，其緩釋率在90%以上，達到國家標準。

2.3 阻垢率驗證試驗(執行GB/T 16632-2008標準)

實驗條件：pH值控制7.5～8.5運行；試驗: 溫度80℃；試驗周期: 24h；

藥劑：緩蝕阻垢劑GN-2112 40 mg/L、GN-2115 10 mg/L, 不同濃縮倍數下使用緩蝕阻垢劑阻垢率見表6。

從表6試驗數據可以看出，隨著水濃縮倍數的增大，其阻垢效果逐漸降低。在4.0倍濃縮，適當控制其pH值在7.5～8.5，其阻垢率仍在90%以上，藥劑阻垢性能良好。

表6 不同濃縮倍數下使用緩蝕阻垢劑阻垢率 %

3 現場應用及結論

根據室內篩選試驗，最終確定使用無磷緩蝕阻垢劑GN-2112和緩蝕增效劑GN-2115，現場首先按系統保有水量一次性投加GN-2112 40 mg/L，GN-2115 10 mg/L，每天按補水量補加藥劑，也可計算出24h的加藥量，一天分三次加入，每班一次。

某化工廠現場循環水系統已經使用該藥劑三個月，檢修時打開換熱器未發現有大面積腐蝕，未出現點蝕，也沒有明顯結垢，使用情況良好。

[1] 路 柱.水處理藥劑[M].北京：化學工業出版社,2002:1-7.

[2] 陳博武.無磷循環冷卻水處理藥劑的研究與開發[J].石油化工技術與經濟，2011,27(1):28-31.

(本文文獻格式：段麗菊，要曉麗.無磷緩蝕阻垢劑的研究及其應用[J].山東化工，2017，46(10)：115-116,119.)

Research and Application of Non-phosphorus-Scale Corrosion Inhibitor

DuanLiju，YaoXiaoli

(1.Shandong Normal University,Jinan 250014,China;2.Shandong Huayou Water Treatement Technology Co.,Ltd.,Jinan 250409,China)

The chemical plant of shandong always use phosphorus-Scale Corrosion Inhibitor for ciralating water system,The subsequent wastewater treatment is difficult, and does not meet the requirements of environmental protection. In order to solve this problem, this paper screened out non phosphorus corrosion inhibitor based on the quality index of this plantand.ultimately determine the dosing regimen using non phosphorus corrosion inhibitor GN-2112 and non phosphorus corrosion synergists GN-2115 system, and determine the the optimal dosage and ratio, compared with phosphorus series formula, running well and has significant environmental benefits.

non-phosphorus；scale - inhibiting；corrosion Inhibitor；application

2017-03-07

段麗菊(1964—)，女，教授，水處理藥劑研究。

TQ317;TQ085.412

A

1008-021X(2017)10-0115-02