无磷缓蚀阻垢剂的研究及其应用

段丽菊，要晓丽

(1.山东师范大学，山东 济南250014；2. 山东化友水处理技术有限公司，山东 济南 250409)

无磷缓蚀阻垢剂的研究及其应用

段丽菊1，要晓丽2

(1.山东师范大学，山东 济南250014；2. 山东化友水处理技术有限公司，山东 济南 250409)

山东某化工厂循环水系统一直采用含磷配方的阻垢剂，后续污水处理困难，并且不满足环保的要求，为了解决这一问题，本文针对该厂的水质指标对无磷缓蚀阻垢剂进行了筛选试验，最终确定了采用无磷缓蚀阻垢剂GN-2112和无磷缓蚀增效剂GN-2115协同使用的加药方案，并确定了最佳投加浓度及配比，与含磷系列配方相比，现场运行情况良好，具有显著的环境效益。

无磷；阻垢剂；缓蚀剂；研究

在工业生产中，循环冷却水的用量很大，我国又属于缺水国家，随着我国工业的快速发展，循环水用量的增加非常大，水资源危机和水环境污染越来越严重，已成为制约地方经济发展的因素之一[1]。近年来，磷系水处理剂因化学稳定性好，和其它水处理药剂复合使用有很好的协同效应，并兼具缓蚀阻垢作用，适用面非常广泛，但是磷的排放会引起水体富营养化，甚至会爆发大面积赤潮等水质故障事件，严重影响生态环境，因此国家限磷和禁磷的呼声越来越高，为了保护有限的水资源，含磷药剂必将受到限制[2]。

山东某化工厂的循环水系统，一直使用含磷系列的缓蚀阻垢剂，导致该系统磷含量超标，加大了污水处理难度，为了解决这一问题，山东化友水处理技术有限公司相关技术人员针对其水质指标进行了药剂筛选试验，最终确定了最佳的加药方案，通过现场运行，达到了预期的效果。

1 系统介绍

该厂有两套循环水系统，一循保有水量为4000m3，循环量为27000m3/h，补水量400-500m3/h。二循保有水量为3000m3，循环量为7600m3/h，补水量150-200m3/h。二者浓缩倍数均为3-4倍，换热设备材质主要为碳钢、铜等。补水水质指标见下表1。

表1 循环系统补水水质报告

用结垢指数判断不同浓缩倍数时循环水的结垢倾向列于下表2。

表2 循环水系统补充水浓缩倍数讨论报告

表2(续)

由表2看出，该水质补充水当浓缩倍数达到4.0时L.S.I为2.45，且R.S.I接近3.7，表明浓缩倍数超过4.0时,即使在较低的温度下都处于结垢状态。

2 室内筛选试验

针对该厂存在的问题，现场取水样分析水质指标，根据其水质指标配水进行室内静态阻垢筛选试验。

2.1 碳酸钙阻垢率试验

实验条件：浓缩倍数：2.5；pH值控制7.5～8.5运行；试验: 温度80℃；试验周期: 24h；药剂：缓蚀阻垢剂GN-2010、GN-2112、GN-2015；碳酸钙阻垢率试验按GB/T 16632-2008标准。相同浓缩倍数下使用缓蚀阻垢剂阻垢率见表3。

表3 相同浓缩倍数下使用缓蚀阻垢剂阻垢率 %

从表3试验数据可以看出，在相同的浓缩倍数下药剂GN-2112的阻垢性能最优。

2.2 旋转挂片缓蚀试验(执行GB/T 18175-2014标准)

试验条件：根据某化工厂水质指标配水，自然pH值；试验温度40℃；试验周期72h;20号碳钢标准挂片, 试片表面积28cm3;药剂：GN-2112。不同浓缩倍数下GN-2112缓蚀速率见表4。

表4 不同浓缩倍数下GN-2112缓蚀速率

从试验结果来看，使用GN-2112,pH值在7.5～8.5条件下运行，当药剂浓度为50 mg/L是其缓蚀率在90%以下，考虑和缓蚀增效剂GN-2115一起使用。

同样实验条件下加入缓蚀增效剂GN-2115 10 mg/L，缓释速率数据如表5。

表5 不同浓缩倍数下GN-2112缓蚀速率

从试验结果来看，使用GN-2112 40 mg/L、GN-2115 10 mg/L，pH值在7.5～8.5条件下运行，其缓释率在90%以上，达到国家标准。

2.3 阻垢率验证试验(执行GB/T 16632-2008标准)

实验条件：pH值控制7.5～8.5运行；试验: 温度80℃；试验周期: 24h；

药剂：缓蚀阻垢剂GN-2112 40 mg/L、GN-2115 10 mg/L, 不同浓缩倍数下使用缓蚀阻垢剂阻垢率见表6。

从表6试验数据可以看出，随着水浓缩倍数的增大，其阻垢效果逐渐降低。在4.0倍浓缩，适当控制其pH值在7.5～8.5，其阻垢率仍在90%以上，药剂阻垢性能良好。

表6 不同浓缩倍数下使用缓蚀阻垢剂阻垢率 %

3 现场应用及结论

根据室内筛选试验，最终确定使用无磷缓蚀阻垢剂GN-2112和缓蚀增效剂GN-2115，现场首先按系统保有水量一次性投加GN-2112 40 mg/L，GN-2115 10 mg/L，每天按补水量补加药剂，也可计算出24h的加药量，一天分三次加入，每班一次。

某化工厂现场循环水系统已经使用该药剂三个月，检修时打开换热器未发现有大面积腐蚀，未出现点蚀，也没有明显结垢，使用情况良好。

[1] 路 柱.水处理药剂[M].北京：化学工业出版社,2002:1-7.

[2] 陈博武.无磷循环冷却水处理药剂的研究与开发[J].石油化工技术与经济，2011,27(1):28-31.

(本文文献格式：段丽菊，要晓丽.无磷缓蚀阻垢剂的研究及其应用[J].山东化工，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

段丽菊(1964—)，女，教授，水处理药剂研究。

TQ317;TQ085.412

A

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