第七讲 水处理剂的筛选和应用

1、1 1课程教学内容课程教学内容（1）循环冷却水中阻垢剂的筛选（2）循环冷却水中缓蚀剂的筛选（3）循环冷却水中杀生剂的筛选（4）循环冷却水中水质稳定剂的复配2 2课程重点、难点课程重点、难点重点内容：阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂三种水处理剂的筛选方法和机理难点内容：循环冷却水中三种水处理药剂筛选方法的机理3 3课程教学要求课程教学要求（1）掌握阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂的筛选方法1、循环冷却水中阻垢剂的筛选、循环冷却水中阻垢剂的筛选2、循环冷却水中缓蚀剂的筛选、循环冷却水中缓蚀剂的筛选3、循环冷却水中杀生剂的筛选、循环冷却水中杀生剂的筛选4、循环冷却水中水质稳定剂的复配、循环冷却水中水质稳定剂的复配第七讲

2、第七讲 水处理剂的筛选和应用水处理剂的筛选和应用 循环冷却水的处理是一个综合处理的过程，不能片面的处循环冷却水的处理是一个综合处理的过程，不能片面的处理结垢或腐蚀或菌藻滋生的问题。因为这几个方面的问题相理结垢或腐蚀或菌藻滋生的问题。因为这几个方面的问题相互影响、相互渗透，不全面考虑就会顾此失彼。互影响、相互渗透，不全面考虑就会顾此失彼。 由于冷却水的水质变化大，产生的问题是多方面的，所以，由于冷却水的水质变化大，产生的问题是多方面的，所以，目前还没有一个简单定量计算方法来直接算出水处理剂的加目前还没有一个简单定量计算方法来直接算出水处理剂的加入量入量，以及预示各种水处理剂之间的增效作用。对经验

3、丰富，以及预示各种水处理剂之间的增效作用。对经验丰富的技术人员，根据水质条件可提出一个水处理剂配方，但也的技术人员，根据水质条件可提出一个水处理剂配方，但也没有绝对的把握，往往需要配合大量的实验数据才能确定。没有绝对的把握，往往需要配合大量的实验数据才能确定。所以下面简单介绍实验室筛选水处理剂的方法。（所以下面简单介绍实验室筛选水处理剂的方法。（2.6节）节）一、阻垢剂的筛选一、阻垢剂的筛选1、静态阻垢筛选法、静态阻垢筛选法原理原理：各种阻垢剂添加到冷却水中，阻垢机理不完全相同，但：各种阻垢剂添加到冷却水中，阻垢机理不完全相同，但结果都是使易成垢的钙离子尽量保留在水中。因此，若结果都是使易成垢

4、的钙离子尽量保留在水中。因此，若对不加对不加阻垢剂和添加不同阻垢剂的水进行加热，促使碳酸钙析出阻垢剂和添加不同阻垢剂的水进行加热，促使碳酸钙析出，然，然后再测定水中保留的钙离子含量的变化，这个变化范围就可作后再测定水中保留的钙离子含量的变化，这个变化范围就可作为评定阻垢剂效果的依据。若为评定阻垢剂效果的依据。若水中保留的钙离子含量越高，则水中保留的钙离子含量越高，则阻垢效果越好阻垢效果越好，反之效果不好。此法又称，反之效果不好。此法又称碳酸钙沉积法碳酸钙沉积法。 若若在加热过程中向试液中鼓入一定流量的空气在加热过程中向试液中鼓入一定流量的空气，以模拟冷却，以模拟冷却水中的曝气过程，并使试液迅速

5、达到自然平衡水中的曝气过程，并使试液迅速达到自然平衡pH，然后再测水，然后再测水中保留的钙离子的浓度。这种方法称之为中保留的钙离子的浓度。这种方法称之为鼓泡法鼓泡法。 2、极限碳酸盐法、极限碳酸盐法原理原理：冷却水在循环过程中不断浓缩，若水中不析出任何沉淀，：冷却水在循环过程中不断浓缩，若水中不析出任何沉淀，则水中各离子的浓度随浓缩倍数的增长而增长。设则水中各离子的浓度随浓缩倍数的增长而增长。设原水总碱度为原水总碱度为M原原，循环水的总碱度为循环水的总碱度为M循循，当水浓缩至，当水浓缩至K倍时，则倍时，则M循循=KM原原，即直线关系。但冷却水在浓缩过程中，由于水中即直线关系。但冷却水在浓缩过程

6、中，由于水中CO2不断逸出，下不断逸出，下列反应向右移动，列反应向右移动，Ca(HCO3)2=CaCO3 + H2O + CO2 最终最终产生沉淀，产生沉淀，M循循就不再呈直线关系增长就不再呈直线关系增长。刚出现沉淀时所对应的刚出现沉淀时所对应的M循循称极限碳称极限碳酸盐碱度酸盐碱度(即通常称的极限碳酸盐硬度即通常称的极限碳酸盐硬度)。若在水中加入阻垢剂，则若在水中加入阻垢剂，则碳酸钙不易析出碳酸钙不易析出，仍能继续保持直线关系，仍能继续保持直线关系，但当但当K增大到某一值时，增大到某一值时，还是会析出碳酸钙还是会析出碳酸钙，M循不再维持直线关系增长。循不再维持直线关系增长。与此相对应的与此相

7、对应的M循称为加入阻垢剂后的极限碳酸盐碱度循称为加入阻垢剂后的极限碳酸盐碱度。因此，。因此，加入阻垢剂后，加入阻垢剂后，极限碳酸盐碱度愈高，阻垢剂效果越好极限碳酸盐碱度愈高，阻垢剂效果越好。实验方法采用。实验方法采用动态模拟动态模拟浓缩装置浓缩装置。3、称垢重法、称垢重法 极限碳酸盐碱度法极限碳酸盐碱度法虽能对各种阻垢剂或同一阻垢剂不同加入量虽能对各种阻垢剂或同一阻垢剂不同加入量的阻垢效果作出评定，但的阻垢效果作出评定，但不能完全反应水质结垢情况，因为析出不能完全反应水质结垢情况，因为析出的沉淀不一定会在换热器表面结垢的沉淀不一定会在换热器表面结垢。比如水流速度较大，沉淀比。比如水流速度较大，

8、沉淀比较松散，管子表面比较干净，都不易形成垢层。较松散，管子表面比较干净，都不易形成垢层。 称垢重法也是在动态模拟浓缩装置中，循环冷却水在称垢重法也是在动态模拟浓缩装置中，循环冷却水在K倍下运倍下运转转，经过若干时间后，称取铜管上沉淀的垢层重量，经过若干时间后，称取铜管上沉淀的垢层重量，根据垢重的根据垢重的多少评定阻垢剂的效果。多少评定阻垢剂的效果。 此法要注意传热管的表面此法要注意传热管的表面不能产生腐蚀不能产生腐蚀，否则称取的垢重就可，否则称取的垢重就可能包括了腐蚀增重，从而失去阻垢评定的意义。能包括了腐蚀增重，从而失去阻垢评定的意义。二、缓蚀剂的筛选二、缓蚀剂的筛选 对水处理缓蚀效率的评

9、定，最常用的是失重法。当然对水处理缓蚀效率的评定，最常用的是失重法。当然金属表金属表面的腐蚀产物必须清除干净，把金属在单位面积上和单位时间内面的腐蚀产物必须清除干净，把金属在单位面积上和单位时间内失去的重量作为评定金属腐蚀速率的一个指标，即失重法失去的重量作为评定金属腐蚀速率的一个指标，即失重法。1、静态挂片失重法、静态挂片失重法 该法是该法是将金属试片悬挂在静止的水溶液中，称取腐蚀后的金将金属试片悬挂在静止的水溶液中，称取腐蚀后的金属试片失去的重量属试片失去的重量，然后计算出金属试片的腐蚀速率。，然后计算出金属试片的腐蚀速率。 此法此法与实际与实际循环水是流动的循环水是流动的情况有较大出入情

10、况有较大出入，因为流速对腐，因为流速对腐蚀速率影响较大，还有某些缓蚀剂如聚磷酸盐，在静态时的防腐蚀速率影响较大，还有某些缓蚀剂如聚磷酸盐，在静态时的防腐效果远不如动态时好，因此，用这种试验结果来评定缓蚀剂，在效果远不如动态时好，因此，用这种试验结果来评定缓蚀剂，在某些情况下会得出错误的判断某些情况下会得出错误的判断。2、旋转挂片失重法、旋转挂片失重法 在腐蚀微电池的阴极，氧必须通过紧贴金属表面上在腐蚀微电池的阴极，氧必须通过紧贴金属表面上一层静止一层静止液层液层才能扩散到其表面。才能扩散到其表面。静止层愈薄，氧通过量越多，腐蚀越静止层愈薄，氧通过量越多，腐蚀越快。快。对没有搅动的对没有搅动的静

11、止溶液静止溶液来说，来说，静止层可达静止层可达1mm厚厚，而，而有搅有搅动时动时，静止层的厚度，静止层的厚度只有只有0.002mm0.1mm，所以水溶液在搅动，所以水溶液在搅动状态下腐蚀变得严重。为了使腐蚀试验接近生产实际情况，该状态下腐蚀变得严重。为了使腐蚀试验接近生产实际情况，该静态挂片为旋转挂片实验是适宜的。静态挂片为旋转挂片实验是适宜的。 旋转挂片法就旋转挂片法就是将试片固定在试验架上，然后用马达带动试是将试片固定在试验架上，然后用马达带动试验架在水中作旋转运动，旋转速度为验架在水中作旋转运动，旋转速度为0.30.5m/S，也可选择与生也可选择与生产实际相近的水流速。产实际相近的水流速

12、。三、杀生剂的筛选三、杀生剂的筛选1、杀生效果的筛选、杀生效果的筛选 实验室中通常实验室中通常以杀死细菌总数的百分率以杀死细菌总数的百分率来表示。来表示。实验方法实验方法一般采用一般采用平皿计数法平皿计数法。即将试验水样不加杀生剂测出其中的细。即将试验水样不加杀生剂测出其中的细菌总数，同时在另几份试验水样中投加各种拟评定的杀生剂或菌总数，同时在另几份试验水样中投加各种拟评定的杀生剂或不同剂量的同一杀生剂，然后再测出水样中尚存活的细菌总数，不同剂量的同一杀生剂，然后再测出水样中尚存活的细菌总数，计算出杀菌率。杀菌率越高，杀生效果越好，一般要在计算出杀菌率。杀菌率越高，杀生效果越好，一般要在90%

13、以以上。上。 平皿计数法是无菌操作方法，用灭菌管吸取平皿计数法是无菌操作方法，用灭菌管吸取1mL充分混匀的充分混匀的水样，注入无菌平皿中，再倒入水样，注入无菌平皿中，再倒入15mL，45左右的专门配置左右的专门配置的培养基，与水样混匀，待冷却凝固后，使底面朝上置于的培养基，与水样混匀，待冷却凝固后，使底面朝上置于37恒温箱内培养恒温箱内培养24h后，对平皿中菌落计数，即为后，对平皿中菌落计数，即为1mL水样中的水样中的细菌总数。细菌总数。 2、毒性评定、毒性评定 实验室中通常采用实验室中通常采用鱼毒实验方法进行评定鱼毒实验方法进行评定。 配置试验水样，然后分别加入不同剂量的杀生剂，置于一配置试验水样，然后分别加入不同剂量的杀生剂，置于一定规格的玻璃器皿中。将经过驯养的鱼类如定规格的玻璃器皿中。将经过驯养的鱼类如57cm长的白鲢放长的白鲢放入试验水样中。入试验水样中。每个器皿中鱼数不少于每个器皿中鱼数不少于10条，每条鱼至少条，每条鱼至少1L水水