無磷緩蝕阻垢劑的研究及其應(yīng)用

段麗菊，要曉麗

(1.山東師范大學(xué)，山東 濟(jì)南250014；2. 山東化友水處理技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250409)

無磷緩蝕阻垢劑的研究及其應(yīng)用

段麗菊1，要曉麗2

(1.山東師范大學(xué)，山東 濟(jì)南250014；2. 山東化友水處理技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250409)

山東某化工廠循環(huán)水系統(tǒng)一直采用含磷配方的阻垢劑，后續(xù)污水處理困難，并且不滿足環(huán)保的要求，為了解決這一問題，本文針對(duì)該廠的水質(zhì)指標(biāo)對(duì)無磷緩蝕阻垢劑進(jìn)行了篩選試驗(yàn)，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(xié)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(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況良好，具有顯著的環(huán)境效益。

無磷；阻垢劑；緩蝕劑；研究

在工業(yè)生產(chǎn)中，循環(huán)冷卻水的用量很大，我國又屬于缺水國家，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，循環(huán)水用量的增加非常大，水資源危機(jī)和水環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，已成為制約地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素之一[1]。近年來，磷系水處理劑因化學(xué)穩(wěn)定性好，和其它水處理藥劑復(fù)合使用有很好的協(xié)同效應(yīng)，并兼具緩蝕阻垢作用，適用面非常廣泛，但是磷的排放會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，甚至?xí)l(fā)大面積赤潮等水質(zhì)故障事件，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，因此國家限磷和禁磷的呼聲越來越高，為了保護(hù)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(huán)水系統(tǒng)，一直使用含磷系列的緩蝕阻垢劑，導(dǎo)致該系統(tǒng)磷含量超標(biāo)，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(shù)有限公司相關(guān)技術(shù)人員針對(duì)其水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了藥劑篩選試驗(yàn)，最終確定了最佳的加藥方案，通過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期的效果。

1 系統(tǒng)介紹

該廠有兩套循環(huán)水系統(tǒng)，一循保有水量為4000m3，循環(huán)量為27000m3/h，補(bǔ)水量400-500m3/h。二循保有水量為3000m3，循環(huán)量為7600m3/h，補(bǔ)水量150-200m3/h。二者濃縮倍數(shù)均為3-4倍，換熱設(shè)備材質(zhì)主要為碳鋼、銅等。補(bǔ)水水質(zhì)指標(biāo)見下表1。

表1 循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水水質(zhì)報(bào)告

用結(jié)垢指數(shù)判斷不同濃縮倍數(shù)時(shí)循環(huán)水的結(jié)垢傾向列于下表2。

表2 循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水濃縮倍數(shù)討論報(bào)告

表2(續(xù))

由表2看出，該水質(zhì)補(bǔ)充水當(dāng)濃縮倍數(shù)達(dá)到4.0時(shí)L.S.I為2.45，且R.S.I接近3.7，表明濃縮倍數(shù)超過4.0時(shí),即使在較低的溫度下都處于結(jié)垢狀態(tài)。

2 室內(nèi)篩選試驗(yàn)

針對(duì)該廠存在的問題，現(xiàn)場(chǎng)取水樣分析水質(zhì)指標(biāo)，根據(jù)其水質(zhì)指標(biāo)配水進(jìn)行室內(nèi)靜態(tài)阻垢篩選試驗(yàn)。

2.1 碳酸鈣阻垢率試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)條件：濃縮倍數(shù)：2.5；pH值控制7.5～8.5運(yùn)行；試驗(yàn): 溫度80℃；試驗(yàn)周期: 24h；藥劑：緩蝕阻垢劑GN-2010、GN-2112、GN-2015；碳酸鈣阻垢率試驗(yàn)按GB/T 16632-2008標(biāo)準(zhǔn)。相同濃縮倍數(shù)下使用緩蝕阻垢劑阻垢率見表3。

表3 相同濃縮倍數(shù)下使用緩蝕阻垢劑阻垢率 %

從表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在相同的濃縮倍數(shù)下藥劑GN-2112的阻垢性能最優(yōu)。

2.2 旋轉(zhuǎn)掛片緩蝕試驗(yàn)(執(zhí)行GB/T 18175-2014標(biāo)準(zhǔn))

試驗(yàn)條件：根據(jù)某化工廠水質(zhì)指標(biāo)配水，自然pH值；試驗(yàn)溫度40℃；試驗(yàn)周期72h;20號(hào)碳鋼標(biāo)準(zhǔn)掛片, 試片表面積28cm3;藥劑：GN-2112。不同濃縮倍數(shù)下GN-2112緩蝕速率見表4。

表4 不同濃縮倍數(shù)下GN-2112緩蝕速率

從試驗(yàn)結(jié)果來看，使用GN-2112,pH值在7.5～8.5條件下運(yùn)行，當(dāng)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(shí)驗(yàn)條件下加入緩蝕增效劑GN-2115 10 mg/L，緩釋速率數(shù)據(jù)如表5。

表5 不同濃縮倍數(shù)下GN-2112緩蝕速率

從試驗(yàn)結(jié)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(yùn)行，其緩釋率在90%以上，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 阻垢率驗(yàn)證試驗(yàn)(執(zhí)行GB/T 16632-2008標(biāo)準(zhǔn))

實(shí)驗(yàn)條件：pH值控制7.5～8.5運(yùn)行；試驗(yàn): 溫度80℃；試驗(yàn)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(shù)下使用緩蝕阻垢劑阻垢率見表6。

從表6試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著水濃縮倍數(shù)的增大，其阻垢效果逐漸降低。在4.0倍濃縮，適當(dāng)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(shù)下使用緩蝕阻垢劑阻垢率 %

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及結(jié)論

根據(jù)室內(nèi)篩選試驗(yàn)，最終確定使用無磷緩蝕阻垢劑GN-2112和緩蝕增效劑GN-2115，現(xiàn)場(chǎng)首先按系統(tǒng)保有水量一次性投加GN-2112 40 mg/L，GN-2115 10 mg/L，每天按補(bǔ)水量補(bǔ)加藥劑，也可計(jì)算出24h的加藥量，一天分三次加入，每班一次。

某化工廠現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)水系統(tǒng)已經(jīng)使用該藥劑三個(gè)月，檢修時(shí)打開換熱器未發(fā)現(xiàn)有大面積腐蝕，未出現(xiàn)點(diǎn)蝕，也沒有明顯結(jié)垢，使用情況良好。

[1] 路 柱.水處理藥劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002:1-7.

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

(本文文獻(xiàn)格式：段麗菊，要曉麗.無磷緩蝕阻垢劑的研究及其應(yīng)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