羟基亚乙基二膦酸对抑制CaCO_3垢的稳定性研究_张利

羟基亚乙基二膦酸对抑制CaCO3垢的稳定性研究张利a，张冰如a，b，李风亭a，c（同济大学a.环境科学与工程学院；b.长江水环境教育部重点实验室；c.污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092）腐蚀与结垢是影响工业循环冷却水系统稳定运行最重要的原因之一，必须在系统运行时进行有效的水质稳定处理，即缓蚀、阻垢、杀菌灭藻等［1－2］。水处理药剂HEDP（羟基亚乙基二膦酸盐）是当前工业上使用较为广泛的一种有机膦酸类阻垢剂［3－6］，在系统中会形成白色絮状物———有机膦酸垢［7－8］。郭桂芬［9］以及南京大学的庄瑞舫等试验指出，HEDP与溶液中大量的Ca2＋会形成膦酸－钙絮状物而沉积；庄柯等［10］研究表明在低Ca2＋浓度时，HEDP因具有较大的吸附稳定能，所以它与碳酸钙晶体吸附得较为牢固，阻垢效果较好，但当溶液中Ca2＋浓度较大时，由于晶体增长点较多，单点的强吸附不能很好的阻止结垢，HEDP等有机膦药剂在使用过程中，其阻垢性能在达到一定程度时，不再随着药剂量的增大而增大，而是达到一个极限平衡值［8，11］。吕志芳等［12］也采用鼓泡法，在相同试验条件下，对HEDP和其它阻垢药剂的阻碳酸钙垢性能进行了比较，也表现出相同趋势。本文针对有机膦水处理药剂HEDP在实际应用中对碳酸钙的阻垢率不随着药剂量增加而持续上升的现象进行试验研究，采用静态阻垢法测定不同浓度HEDP药剂的阻垢效果，以及溶液中实际残留的HEDP药剂浓度，结果表明大量的HEDP药剂与溶液中的Ca2＋结合生成白色絮状物而沉积，从而为其在实际使用过程中如何控制使用量提供了参考依据。基金项目：上海市科委国际合作项目（200711975）收稿日期：2009-03-17；修回日期：2009-04-09摘要：采用静态阻垢法测定不同浓度的HEDP药剂对碳酸钙垢的阻垢效果，测定阻垢试验的溶液中实际残留的HEDP药剂浓度，考察了不同Ca2+浓度与HEDP的沉积效应，研究结果表明，在低Ca2+浓度时，HEDP药剂对碳酸钙有良好的阻垢效果；在高Ca2+浓度的溶液中，HEDP药剂与溶液中大量的Ca2+结合，形成不溶性有机膦酸盐-钙复合体而沉积，而影响HEDP药效的发挥。关键词：循环冷却水；阻垢剂；羟基亚乙基二膦酸；有机膦酸盐中图分类号：X703.5文献标识码：A文章编号：%1009－2455（2009）04－0063－04StabilityofinhibitionabilityofHEDPtoCaCO3scaleZHANGLia，ZHANGBing-rua，b，LIFeng-tinga，c（a.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,b.KeyLaboratoryofYangtzeRiverWaterEnvironment,MinistryofEducation,c.StateKeyLaboratroyofPollutionControlandResourceReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092,China）Abstract：UsingstaticscaleinhibitionmethodtomeasureinhibitioneffectofHEDPwithdifferentconcentra-tionlevelstoCaCO3scale,theresidualHDPEconcentrationintheexperimentalsolutionwasmeasuredandtherelationshipbetweenCa2+concentrationanddepositioneffectofHEDPwasinvestigated.Theresultsshowedthat,HEDPhadabetterinhibitionperformancetoCaCO3scalewhentheCa2+concentrationwaslow;andinthesolutioncontaininghighconcentrationofCa2+,HEDPhadachemicalcombinationwithabundantCa2+andformedinsolubleorganicphosphonate-calciumcompositesediment,whichimpacttheeffectofHEDP.Keywords：circulatingcoolingwater;scaleinhibitor;HEDP;organicphosphonate!!!!!!!!!!!!!!!!!!设备与材料工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．40No．4Aug.，2009·63·工业用水与废水INDUSTRIAL