阻垢劑(scale inhibitor):是具有能分散水中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能,并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類藥劑。反滲透阻垢劑能有效的防止膜面結(jié)垢,不與鐵鋁氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物,有效地抑制硅的聚合與沉積,提高產(chǎn)水量和產(chǎn)水質(zhì)量,降低運(yùn)行費(fèi)用。
從作用機(jī)理上來講,阻垢劑的作用可分為鰲合、分散和晶格畸變?nèi)糠。且在?shí)驗(yàn)室評(píng)定試驗(yàn)中,分散作用是鰲合作用的補(bǔ)救措施,晶格畸變作用是分散作用的補(bǔ)救措施。
螯合作用
由中心離子和某些合乎一定條件的同一多齒配位體的兩個(gè)或兩個(gè)以上配位原子鍵合而成的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物的過程稱為螯合作用。鰲合作用的結(jié)果是使得成垢陽(yáng)離子(如ca2+,Mg2+等)與螯合劑作用生成穩(wěn)定的螯合物,從而阻止其與成垢陰離子(如 CO3 2-,SO42-,PO43-,和SiO32- 等)的接觸,使得成垢的幾率大大下降。螯合作用是按化學(xué)計(jì)量進(jìn)行的,如1個(gè)EDTA分子鰲合1個(gè)二價(jià)金屬離子。
螯合劑的鰲合能力可用鈣螯合值來表示。通常商品水處理劑的螯合能力(以下各藥劑活性組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為50%,螯合能力以CaCO3計(jì)):氨基三亞甲基膦酸(ATMP)—300 mg/g;二乙烯三氨五亞甲基膦酸(DTPMP)—450 mg/g;乙二胺四乙酸(EDTA)—15om歲g;羥基亞乙基二膦酸(HEDP)—45om擴(kuò)g。折合算來,1 mg螯合劑只能螯合不足0.5 mgCaCO3垢。若需將總硬為smm0FL的鈣鎂離子穩(wěn)定在循環(huán)水系統(tǒng)中,所需的螯合劑為l000m/L,這種投加量在經(jīng)濟(jì)上是無法承受的。由此可見,阻垢劑螯合作用的貢獻(xiàn)只是其中很小一部分。但在中低硬度水中,起重要作用的仍是阻垢劑的螯合作用。
分散作用
分散作用的結(jié)果是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚,從而可阻止垢的生長(zhǎng)。成垢粒子可以是鈣、鎂離子,也可以是由千百個(gè)CaCO3和MgCO3分子組成的成垢顆粒,還可以是塵埃、泥沙或其他水不溶物。分散劑是具有一定相對(duì)分子質(zhì)量(或聚合度)的聚合物,分散性能的高低與相對(duì)分子質(zhì)量(或聚合度)的大小密切相關(guān)。聚合度過低,則被吸附分散的粒子數(shù)少,分散效率低;聚合度過高,則被吸附分散的粒子數(shù)過多,水體變渾濁,甚至形成絮體(此時(shí)的作用與絮凝劑相近)。與螯合作用相比,分散作用是高效的。實(shí)驗(yàn)表明,1 mg分散劑可使10一100 mg的成垢粒子穩(wěn)定存在于循環(huán)水中,在中高硬度水中,阻垢劑的分散功能起主要作用。
晶格畸變作用
當(dāng)系統(tǒng)的硬度、堿度較高,所投入的螯合劑、分散劑不足以完全阻止它們析出的時(shí)候,它們就不可避免地析出。如果沒有分散劑的存在,垢的生長(zhǎng)將服從晶體生長(zhǎng)的一般規(guī)律,所形成的垢堅(jiān)固地附著在熱交換器表面上。如果有足量的分散劑的存在,由于成垢粒子(由成百上千個(gè)CaCO3分子組成)被分散劑吸附、包圍,阻止了成垢粒子在其規(guī)則的晶格點(diǎn)陣上排列,從而使所生成的污垢松軟、易被水流的沖刷而帶走。
一.反滲透阻垢劑的主要成分有哪些?
反滲透阻垢劑主要包括一些天然分散劑、膦酸、膦羧酸及膦磺酸和高分子聚合物等,而目前使用的絕大多數(shù)阻垢分散劑是高分子聚合物。它們能分散水中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶無機(jī)鹽的沉積、結(jié)垢。
二.反滲透阻垢劑和循環(huán)水阻垢劑的區(qū)別?
由于二者所面臨情況的不同,對(duì)于二者的要求是有差別的:
循環(huán)水的運(yùn)行環(huán)境要求長(zhǎng)效,耐菌,可以使用大量的聚合物分散劑,提供對(duì)懸浮物的分散作用來增加阻垢效果,循環(huán)水系統(tǒng)體積大,露天運(yùn)行,對(duì)于藥劑的純度要求不高。
反滲透阻垢劑由于作用時(shí)間短,要求阻垢劑快速與結(jié)垢離子作用,所以要求快速高效;另外由于膜內(nèi)部通道狹窄,如果采用聚合物分散劑會(huì)引起更大的問題;同時(shí)阻垢劑過程是在膜表面的濃縮過程,如果雜質(zhì)含量高也會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
三.阻垢劑的濃度高低的優(yōu)缺點(diǎn)?
阻垢劑的濃度高的顯著的優(yōu)點(diǎn)是可以降低運(yùn)輸費(fèi)用。
對(duì)于單一劑型的阻垢劑,濃度越高其穩(wěn)定的區(qū)間就越狹,對(duì)于復(fù)配型的阻垢劑,由于各單劑的穩(wěn)定區(qū)間不同,要提高產(chǎn)品的濃度困難就更大。
另外阻垢劑的濃度的越高,其在存放過程中產(chǎn)生變化的速度就會(huì)加快,其雜質(zhì)的含量也就隨之增加。
四.反滲透阻垢劑的功能特效?
1.不需再另外加酸,能有效避免酸性物質(zhì)對(duì)設(shè)備等造成腐蝕。
2.螯合功效穩(wěn)定,能防止鐵、錳等金屬離子在膜管上形成污垢。
3.適用于各種膜管材料。
4.加藥量少,節(jié)省加藥成本,能夠獲得最經(jīng)濟(jì)的阻垢控制。
5.阻垢能力強(qiáng),適用于各種水質(zhì),效果良好,能夠減少對(duì)膜的清洗,延長(zhǎng)膜使用壽命。
6.該藥劑的功效機(jī)穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于六偏磷酸鈉或純聚合物型的阻垢劑。