化工廢水回用于循環(huán)冷卻水的緩蝕阻垢研究.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)用水量也與日俱增，而冷卻水用量占工業(yè)用水量的80％左右，工業(yè)廢水經(jīng)一定處理后回用于循環(huán)冷卻水也是減少取水量的有效途徑，由此而帶來(lái)的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題加重需要使用高效環(huán)保的緩蝕阻垢劑。因此，在充分調(diào)研現(xiàn)場(chǎng)情況及水質(zhì)對(duì)系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢的影響的基礎(chǔ)上，研究環(huán)保水處理劑的合成及復(fù)配，并驗(yàn)證其在現(xiàn)場(chǎng)水中的適用性。
　　靈谷化工的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為間冷開式系統(tǒng)，生化處理單元出水，回用于循環(huán)冷卻水需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理。實(shí)驗(yàn)室

2、的腐蝕和結(jié)垢試驗(yàn)表明，Cl-濃度的增加大大增加了碳鋼的腐蝕率，Ca2+和NO3--N在水中的濃度對(duì)碳鋼腐蝕率的影響很有限，甚至在某些情況下有抑制腐蝕的作用；而水硬度和堿度的增加，大大增加了系統(tǒng)的結(jié)垢量。當(dāng)前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的穩(wěn)定指數(shù)（S）為5.6，表明系統(tǒng)有輕微結(jié)垢的趨勢(shì)。
　　研究了聚環(huán)氧琥珀酸（PESA）的合成，氧化劑用量，即過(guò)氧化氫溶液（30％）15mL；環(huán)化溫度50℃；環(huán)化時(shí)間1.5h；聚合時(shí)間2h，在此優(yōu)化操作條件下，得到

3、具有較高阻垢率的合成PESA，并且使用紅外光譜與核磁共振表征了合成PESA的結(jié)構(gòu)。投加量在100mg/L以下時(shí)，PESA達(dá)不到較好的緩蝕效果，當(dāng)水流速度超過(guò)0.4m/s時(shí)，緩蝕率出現(xiàn)明顯下降，隨溫度升高以及持續(xù)時(shí)間的增加，緩蝕率也逐步下降；投加量在15mg/L以上時(shí)，就能有較好的阻垢效果，阻垢率隨溫度的升高出現(xiàn)小幅平緩的下降，在高硬高堿的情況下阻垢率也保持在較高水平，隨持續(xù)時(shí)間性能下降也并不明顯；與其他幾種常用緩蝕阻垢劑相比，有較好的分

4、散鐵氧化物的性能，適合用作復(fù)合緩蝕阻垢劑中的阻垢分散成分。
　　借助Design-Expert軟件，采用混料設(shè)計(jì)中的單純形配方設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)合成 PESA、HPMA與 ATMP，以及合成 PESA、HPMA與HEDP兩個(gè)三組分配方進(jìn)行優(yōu)化配比篩選。結(jié)果表明，當(dāng)合成PESA質(zhì)量比例為56％，HPMA質(zhì)量比例為34％，HEDP質(zhì)量比例為10％，總投加量為30mg/L，外加4mg/L的鋅鹽，此時(shí)配方緩蝕阻垢性能最優(yōu)。從掃描電鏡形貌

5、分析可以看出，復(fù)合配方的緩蝕機(jī)理可能是化合物分子在鐵金屬表面與鐵離子或者帶有正電荷的鐵原子形成了化學(xué)配位鍵，產(chǎn)生了吸附沉淀，致密的沉淀膜層在一定程度上阻止了水中物質(zhì)與碳鋼表面的電子交換；復(fù)合配方的阻垢機(jī)理可能是化合物離子與鈣離子發(fā)生了螯合作用，抑制了晶體的正常生長(zhǎng)，并在晶體中產(chǎn)生了大量空隙，使得結(jié)垢量減小，垢層比較疏松，不易沉積。
　　現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用優(yōu)化配方緩蝕阻垢劑的情況下，生化出水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕速率