水处理剂：配方、工艺及设备(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：孟卿君、刘汉斌、李志健 等编著

出版社：化学工业出版社

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水处理剂：配方、工艺及设备试读：

前言

我国水资源总量为2.8×10m。经预测，到2030年人口增至163亿时，人均水资源量将降到1760m。按国际上一般承认的标准，人3均水资源量少于1700m为用水紧张的国家。因此，我国未来水资源的形势是严峻的。

淡水是维持生命的重要因素之一。地球表面绝大部分由水所覆盖，总量近13.8亿平方千米，但是97%的水是海水，不能饮用且不能用于灌溉。为数不多的淡水，却大部分以冰的形式存在，或者存在于很深的地下蓄水层中，不能被人类直接应用。在这么多水源中，真正能被人类应用的淡水仅占淡水水源总量的0.29%，总量约为10万平方千米，存在于河流和湖泊中。

到2030年，我国居民需水量将增加到1340亿吨，工业用水将增加到6650亿吨。水资源缺口将扩大到2000亿立方米。水危机将是21世纪影响我国经济可持续增长的第一制约因素。到21世纪中叶，总的用水量从目前的5000多亿立方米增加到8000多亿立方米，占我国可利用水资源的20%，极易产生水危机。我国617个城市中，有300个城市缺水，50多个城市严重缺水。有180个城市平均日缺水1200万立方米，相当于全国城市公共自来水供水能力的1/5，也就是说需要增加25%的年供水能力才能满足需要，这意味着需投资80亿元。我国每年用水量增长速度高于国家投资的增长速度。所以，要缓解目前的缺水问题，不能仅依靠国家投资来解决。

我国的淡水资源本身不足，废水量却并不低。全国约有1/3的工业废水和4/5的生活废水未经处理直接排入江河湖海，使水环境遭到严重污染。

我国水资源的总体战略：必须以水资源的可持续利用支持我国社会经济的可持续发展。节约用水、治理污水具有重要的意义。水处理剂的大力发展对节约用水、治理污水起着重要的作用。1.2　水处理剂的概念、分类

在工业用水、生活用水、废水处理过程中，为了水质净化、控制腐蚀、结垢及微生物黏泥等而添加的化学药剂称为水处理剂。

水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中所必须使用的化学药剂。水处理剂包括工业、农业、环保、城建、生活等方面用于处理水的化学品，涉及冷却水、锅炉水、饮用水、空调水、污水及包括采油用水的工艺水。

水处理剂从大类分包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、清洗剂、吸附剂、消泡剂等。

水处理剂生产属于精细化工的范畴，相对于常见化学品，它具有精细化学品的许多特性，如生产规模一般不大，因此建厂设备投资少、产量小；产品品种多，品种的更新换代快；附加产值大；技术服务必不可少；各种产品，尤其是复配产品，具有很强的专用性。

中国水处理剂的生产和应用虽然起步较晚，但由于不同水处理领域发展的历史背景不同，因此对目前所体现的国内外差距不能一概而论。1.3　水处理剂的发展动态

近年来，随着社会对环境的关注加强，水处理剂的研究方向也发生了变化。水处理剂的研究主要朝两个方面发展。一是药剂已从传统单一性化学品朝着复合型及无毒害生物型发展。二是制备高效环保型水处理剂从基础理论角度开展研究。

无机和有机药剂在水处理中各具特色，在生产和保护环境中均起了重要作用。伴随经济发展和人们对良好环境的向往，开发高效低毒多功能絮凝剂势在必行。从国内外发展情况看，开发的复合高分子絮凝剂已经商品化，并不断完善；天然高分子絮凝剂由于它无毒且对某些废水处理效果极佳而得到环境界的重视。为提高适用范围，对其进行改性处理，促使开发出的产品适用于多种类废水处理。开发从两方面入手。其一是天然有机高分子物质的提取技术。根据天然基质化学结构特点，改变其性质。其二是利用生物技术提取特殊菌种，培养驯化成处理特定废水的微生物絮凝剂。国内外已有定型产品，特别是美国、日本等国应用已很成熟，简化了处理流程，提高了处理效果。国内环境保护界也已开展了这项研究，有的已进入终试阶段，有的已用到工程上，实践表明，流程短、处理效率高，有逐渐代替其他类絮凝剂的可能性。

在研究水处理技术和药剂相关理论基础上，重点研究了絮凝机理、缓蚀机理、阻垢机理、杀菌机理及药剂结构与性能之间的科学规律等，从而更科学、有效地开发新型药剂，遏制环境污染，保护人类生存环境。开发新型、高效、多功能的有机高分子絮凝剂已成为国内外共同关心的课题。国外已研制出兼具絮凝、缓蚀、阻垢、杀菌等多功能的水处理药剂，例如聚季噻嗪、聚吡啶和聚喹啉的季铵衍生物，这就是未来的发展方向之一。2　净水原理2.1　絮凝剂2.1.1　絮凝剂的定义

絮凝剂是指用来将水溶液中小的溶质、胶体或者悬浮物颗粒，变为絮状物沉淀的物质。在水处理的初期，向水中加入絮凝剂，使水中的胶体和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，便于从水中分离出来，从而达到水质净化的目的。这是一种经济有效的水质净化方法。根据组成的不同，可将絮凝剂分为无机絮凝剂和有机絮凝剂。再根据其分子量的大小、官能团的性质以及官能团离解后所带电荷的性质，可将其进一步分为高分子、低分子、阳离子型、阴离子型和非离子型絮凝剂。2.1.2　絮凝剂的分类

絮凝剂通常分为三类：无机絮凝剂、有机絮凝剂、天然高分子絮凝剂。常见的絮凝剂种类及名称见表2-1。表2-1　常见的絮凝剂种类及名称2.1.3　絮凝剂的作用机理

絮凝是水处理工艺中常用的技术之一，其主要目的是破坏水中胶体的稳定性，使其沉降，从而去除水中的天然有机物。絮凝的基本理论是有关胶体的解稳方面的，不同的化学絮凝剂进行胶体解稳的方式有所不同。有些絮凝剂具有凝聚剂的功能，有些絮凝剂具有助凝剂的功能，还有一些絮凝剂能通过一种以上的方式解稳胶体。在天然水中存在的无机盐离子或者在水处理中加入的絮凝剂可以通过多种方式影响微粒的稳定性。一是提供反离子可压缩双电层厚度并降低ξ电位的作用；二是溶解产生的各种离子与微粒表面发生化学作用而达到电荷中和作用；三是由水解金属盐类生成的沉淀物发挥卷扫网捕作用使微粒转入沉淀；四是有机絮凝剂对胶体的吸附架桥作用。（1）改变电位　该方式是通过压缩双电层厚度，降低ξ电位，在分散系中加入盐类电解质，将使扩散层中的反离子浓度增大，同时一部分反离子会被挤入Stern层，双电层电位由此会较迅速地降落，从而引起ξ电位下降和扩散层厚度被压缩。这种情况可由图2-1说明。图2-1　电解质对双电层的影响

带电粒子周围的电位由Gouy-Chapman提出，对于扩散层电位Φ 较低的情形，可以近似得到公式（2-1）。d　　（2-1）-1

式中　k——德拜-尤格尔长度的倒数，m；

c ——i离子的物质的量浓度；i

Z ——电荷数。i-1

k 为特征长度。

由式（2-1）可以看到，它的大小影响着电位随距离下降的快慢，因而被称为扩散层厚度。由于它可有效地控制带电粒子间静电力的作用范围，所以是一个非常重要的量。k随离子浓度和电荷数增加而增大。因此，在溶胶中加入无机盐可起到压缩扩散层厚度并同时降低ξ电位的作用。由于扩散层厚度的减小，静电排斥作用的范围随之减小，微粒在碰撞时可以更加接近。又因为范德华力作用为近距离作用力，在短距离处它将变得很大，因而排斥势能显得相对较小，引起综合位能曲线上的势垒左移并降低高度。当势能降低到一定程度时，胶体将失去其稳定性而发生絮凝。

实际上，胶体从稳定到絮凝的转变常发生在一个相当窄的电解质浓度范围内。对于一定的盐类可以确定出一个临界絮凝浓度c ，称f为聚沉值。所谓聚沉值是引起溶胶明显聚沉所需电解质的最小浓度。由DLVO理论可证明离子的聚沉值与其电荷的六次方成反比。如式（2-2）所示：　　（2-2）

式中　M——聚沉值；

Z——电解质所带的电荷。+

如果以聚沉值的倒数表示聚沉能力并记为Me，则有：Me∶2+3+666Me∶Me=1∶2∶3。

此即叔采-哈迪实验规则，由此可见离子的电荷对其聚沉能力的影响很大。除了电荷之外，聚沉能力还受其他许多因素的影响，因而这只是一个近似规律。在实际应用中最简单的方法是准备一系列试管，每支试管中含有相同浓度的胶体粒子，但所含电解质的浓度依次增加，在一定时间后，盐浓度大于c 的试管中将出现浑浊，即发生了f絮凝，小于c 的试管中则无变化，直观地目测即能满足需要，由此f可确定c 的值。还有一种办法，就是经沉淀之后测定上清液的浊f度，也可确定c 。对应于临界聚沉浓度c ，存在一个临界电位，它ff是溶胶开始聚沉时的ξ电位。如图2-2所示。图2-2　c 的确定f

同价数的反离子，其聚沉值虽然接近，但仍有一定的差异，其中一价离子的差异最为明显。若将一价离子的聚沉能力依次排序，对于正离子，大致为：　　

对于负离子是：　　

同价离子的聚沉能力的这种次序称为感胶离子序。从表2-2可以看出，它和离子水化半径由小到大的次序大致相同。因此，同价离子聚沉能力的差异可能是水化后离子体积的差异引起的。水化层的存在削弱了静电引力，水化半径越大，离子越不易被微粒吸附，或者说越不易进入微粒的双电层，聚沉能力就越弱。对于高价离子，价数的影响是主要的，离子大小的影响就不那么明显了。表2-2　离子半径对其聚沉值的影响注：水化半径由极限电导及Stokes定律算出，绝对值可能有较大出入，但相对次序是正确的。1Å=0.1nm。　

感胶离子序是对无机小离子而言的，至于大的有机离子，因其与粒子间有很强的范德华力吸引，易被吸附，所以与同价小离子相比，其聚沉能力要大得多。

如上所述，电解质如仅能以压缩双电层厚度并降低ξ电位的方式而使溶胶脱稳聚沉，这种电解质习惯上被称为惰性电解质，或者说惰性电解质仅能以静电作用使胶体脱稳。除此之外，还有一类离子与微粒间可发生所谓专属作用而使之脱稳。（2）专属作用　是指非静电性质的作用，如疏液结合、氢键甚至范德华力等。在加入过量电解质时，常常发生表面电荷变号的现象，这是专属作用最明显的证据。在专属作用发生的初期，静电吸引起了促进作用，但是当表面电荷变号后，反离子的进一步吸附是在克服静电排斥下发生的，这证明存在着某种更强的专属作用。

专属作用对胶体解稳作用实际是通过影响表面电荷而发生的。当足够数量的反离子由于专属作用而吸附在表面上时，可以使粒子电荷减少到某个临界值，引起ξ电位降低，这时静电斥力不足以阻止粒子间的接触，于是发生絮凝。反离子的进一步吸附不但会使粒子表面电荷变号，并有可能使表面电位升高，以致引起胶体的重新稳定。由专属吸附引起絮凝所需要的反离子在溶液中的浓度也称为临界絮凝浓度，记作cfc，以区别于c 。由专属吸附引起胶体重新稳定所需反离f子的浓度称为临界稳定浓度，记作csc，再进一步加入电解质，又可观察到絮凝的发生，这是由于离子强度的增大而引起双电层的压缩所致，此时所需电解质的浓度即是临界絮凝浓度c ，如惰性电解质情f形一样，如此可发生一系列絮凝现象。

由专属作用引起絮凝的一个重要特点是cfc和csc依赖于粒子的浓度，准确地讲是依赖于粒子的总表面积。反离子如对表面有很高的亲和性时，cfc正比于溶胶的浓度，Stumm和Omelia曾应用化学剂量关系描述cfc与溶液浓度间的这一线性关系。当反离子在表面吸附较弱时，反离子必须在溶液中达到一定的浓度，即所谓临界吸附密度，在此临界吸附密度以上时，被吸附离子的数目依赖于粒子的浓度，因此cfc与粒子浓度间不存在任何简单关系，只有当粒子浓度很高时才存在正比关系。与此相反，对于上面提及的由惰性电解质引起的絮凝，临近絮凝浓度与溶胶的浓度无关。（3）卷扫（网捕）絮凝　在水处理中投加水解金属盐（如硫酸铝或三氯化铁）类絮凝剂进行絮凝时，若投量很大，则可能产生大量的水解沉淀物，在这些沉淀物迅速沉淀的过程中，水中的胶粒会被这些沉淀物所卷扫（或网捕）而发生共沉降，这种絮凝作用称为卷扫絮凝。卷扫絮凝作用的产生，需要投加较高量的电解质，还需要较高的pH值及碱度。在发生卷扫絮凝时，若水中胶体粒子的浓度小，则需要投加较多的水解金属盐类，若水中胶体粒子的浓度较大，则只需要投加少量的水解金属盐类。（4）吸附架桥　在高分子物质浓度较低时，吸附在微粒表面上的高分子长链可能同时吸附在另一个微粒的表面上，通过架桥方式将两个或更多的微粒连接在一起，从而导致絮凝，这就是发生高分子絮凝作用的架桥机理。架桥作用的产生，需要微粒上存在空白表面，如果溶液中的高分子物质浓度很大，微粒表面已完全被所吸附的高分子所覆盖，那么微粒无法通过架桥而絮凝。

由架桥机理知道，高分子絮凝剂的分子要能同时吸附在两个以上的微粒上，才能产生架桥作用，因此作为絮凝剂的高分子多是均聚物。它们的分子量和分子上的电荷密度也是影响其作用的因素。

通常，高分子絮凝剂的分子量越大，架桥作用越容易产生，絮凝率高。但并不是越大越好，因为架桥过程中也发生链段间的重叠，从而产生一定的排斥作用。高分子絮凝剂分子量过高时，这种排斥作用可能会削弱架桥作用，使絮凝效果变差。另一个影响因素是高分子的带电状态，如果高分子电解质所带电荷与微粒所带电荷符号相反，则高分子电解质的离解程度越大，电荷密度越高，分子就越扩展，越有利于架桥；如果高分子电解质的带电符号与微粒相同，则高分子带电越多，越不利于它在微粒上的吸附，就越不利于架桥，絮凝效果会变差。

高分子物质的加入量也是对其絮凝效果产生明显影响的因素。实验证明，对于絮凝的发生，存在一个最佳加入量，低于或超过此用量时，絮凝效果均会下降，如果用量超过太多还会起相反的保护作用。事实上要达到最佳絮凝所需要的聚合物浓度都很小，往往小于1mg/L，而且此最佳聚合物浓度与溶胶中粒子的总表面积成正比例关系。另外，凡是影响表面覆盖率的其他因素也会影响此最佳聚合物浓度，如粒子的带电性质、聚合物的种类、搅拌条件等。2.2　阻垢剂2.2.1　阻垢剂的定义

可以阻止水中水垢的形成、沉积或增加碳酸钙的溶解度，使其在水中呈分散状态不易沉积的药剂统称为阻垢剂或分散剂。在工业上常用的形式主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。2.2.2　阻垢剂的分类

阻垢剂的种类丰富，按照阻垢剂的发展历程及起主要作用的官能团大致可分为天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合物阻垢剂、聚合物阻垢剂。常见阻垢剂种类及名称见表2-3。表2-3　常见阻垢剂种类及名称2.2.3　阻垢剂的作用机理2+2+（1）螯合增溶作用　阻垢剂与水中Ca、Mg等阳离子形成可2+2+溶性的螯合物，从而阻止Ca、Mg与成垢阴离子（）的接触，使得成垢的概率大大下降，2+2+使得冷却水中Ca、Mg的允许浓度相对提高，也就相应地增大了钙、镁盐的溶解度。（2）凝聚与分散作用　阴离子型阻垢剂在水中解离生成的阴离子，在与CaCO微晶碰撞时，会发生物理化学吸附现象，使微晶的3表面形成双电层而带负电。因阻垢剂的链状结构可吸附多个相同电荷的微晶，静电斥力可阻止微晶相互碰撞，从而避免了大晶体的形成。在吸附产物碰到其他阻垢剂分子时，将已吸附的晶体转移过去，出现晶粒均匀分散现象，从而阻碍了晶粒间和晶粒与金属表面的碰撞，减少了溶液中的晶核数，将CaCO稳定在溶液中。3

分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙离子、镁离子，也可以是由千百个CaCO和MgCO分子组成的成垢颗粒，还可以是尘埃、泥沙或其他33水不溶物。（3）静电斥力作用　聚羧酸阻垢剂溶于水后，由于离子化产生++迁移性反离子（H、Na），脱离高分子键区向水中扩散，使分子链成为带负电荷聚离子（—COOH）。分子链上带电功能基团相互排斥，使分子扩张，改变了分子表面的电荷密度分布，表面带电性的无机盐（CaCO或CaSO） 微晶体将被吸附在聚离子上，当一个聚离子分子34吸附两个或多个微晶体时，可以使微晶体带上相同的电荷，使微粒间的静电斥力增加，从而阻碍微晶体之间的相互碰撞而形成垢。（4）晶体畸变作用　无机盐（CaCO或CaSO）从水中析出形34成垢的过程，结晶动力学观点认为，结垢的过程首先是产生晶核，形成少量的微晶粒，然后微晶粒在溶液中碰撞，且按一种特有的次序集合或排列，由微晶粒生长成大晶体而沉积。

当有机磷酸或聚电解质加入水溶液中，由于它们对钙离子具有螯合能力，阻碍或干扰了无机盐微晶体正常生长，致使晶体不能按特有的次序排列，形成了不规则的或有较多缺陷的晶体，使晶体发生畸变。从而使晶体易于破裂，阻碍垢的生长。对于CaCO垢，则可使其变3为软垢，这种软垢易被水流冲掉和分散。2.3　缓蚀剂2.3.1　缓蚀剂的定义

缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境介质中的，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。缓蚀剂的加入应是少量的，它们在抑制腐蚀的过程中可以是化学计量的，但大多数情况下是对金属活性溶解过程的阻抑，因此是非化学计量的。有些化学物质用量较大时可以明显降低金属的腐蚀速率，但不被称为缓蚀剂，例如常温下硝酸水溶液浓度提高到40%，硫酸水溶液浓度提高到80%，碳钢的腐蚀速率明显下降，但一般不把硝酸和硫酸称为缓蚀剂。另外有些化学物质通过降低或消除水溶液中氧化剂的含量，可以明显降低金属的腐蚀速度，但这类化学物质也不被称为缓蚀剂。例如，向水中添加亚硫酸钠和肼等物质，可以去除水中的溶解氧，从而减缓金属的腐蚀速率，但这些物质并不是缓蚀剂。2.3.2　缓蚀剂的分类

缓蚀剂的分类方法有很多，可从不同的角度对缓蚀剂分类。（1）根据化学成分分类　根据产品的化学成分分类，可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂，见表2-4。表2-4　无机缓蚀剂及有机缓蚀剂（2）根据对化学腐蚀的控制部位分类　根据对化学腐蚀的控制部位分类可分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂，见表2-5。表2-5　阳极、阴极及混合型缓蚀剂

阳极型缓蚀剂是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的目的。阳极型缓蚀剂通常为无机强氧化剂。在使用阳极型缓蚀剂时，需要较高浓度的阳极型缓蚀剂，以使全部阳极都能够被钝化，一旦缓蚀剂剂量不足，将在被钝化的部位造成点蚀。

抑制电化学阴极反应的化学药剂，称为阴极型缓蚀剂。阴极型缓蚀剂则依赖金属腐蚀电池的阴极反应的产物，生成膜状物，阻止金属表面阴极电子与其他物质的结合。

某些含氮、含硫或羟基的、具有表面活性的有机缓蚀剂，也称混合型缓蚀剂。它们一般不直接参与金属腐蚀的阴阳极过程。其分子中有两种性质相反的极性基团，通过分子中极性基团的特性吸附，在清洁的金属表面形成单分子膜，它们既能在阳极成膜，也能在阴极成膜，形成金属与水相界面的阻隔层，或物质扩散和反应的势垒，从而起缓蚀作用。（3）根据生成保护膜的类型分类　除了中和性能的水处理剂，大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜，以达到缓蚀的目的。根据缓蚀剂形成保护膜的类型，缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和混合型缓蚀剂，见表2-6。表2-6　氧化膜型、沉积膜型和混合型缓蚀剂

铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂，无需水中溶解氧的帮助即能与金属反应，在金属表面阳极区形成一层致密的氧化膜。其余的几种，或因本身氧化能力弱，或因本身并非氧化剂，都需要氧的帮助才能在金属表面形成氧化膜。由于这些氧化膜型缓蚀剂是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的，这些阳极缓蚀剂能在阳极与金属离子作用形成氧化物或氯氧化物。

常见的沉淀膜型缓蚀剂主要有锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物，钙的碳酸盐和磷酸盐。由于它们是由锌、钙阳离子与碳酸根、磷酸根和氢氧根阴离子在水中与金属表面的阴极区反应而沉积成膜，所以又被称作阴极型缓蚀剂。阴极缓蚀剂能与水中有关离子反应，反应产物在阴极沉积成膜起保护膜的作用。锌盐与其他缓蚀剂复合使用可起增效作用。

混合型缓蚀剂多为有机缓蚀剂，它们具有极性基团，可被金属的表面电荷吸附，在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜，从而阻止或减缓相应电化学的反应。如某些含氮、含硫或含羟基的、具有表面活性的有机化合物。2.3.3　缓蚀剂的作用机理（1）缓蚀剂在金属表面的成膜观点　成膜理论的要点是在金属与介质两相之间，由于缓蚀剂的作用而存在界面膜的独立相，用于水介质的缓蚀剂，一般其本身可溶于水，但在一系列的物理和物理化学作用下，可在金属表面形成不溶于水或难溶于水的保护膜，它阻碍了金属离子的水合反应或与溶解氧发生的还原反应，从而抑制金属的腐蚀过程；缓蚀剂在金属表面形成的独立相很薄，习惯称为保护膜。通常根据保护膜的性质将缓蚀剂膜分为氧化膜型（钝化膜型）、沉淀膜型和吸附膜型。

许多金属的氧化型膜是致密的，与基础金属结合紧密，膜比较薄，所以并不使金属在两相间传热效率降低。氧化薄膜型缓蚀剂大多具有优良的防腐效果，其缺点是在低浓度下使用容易发生局部腐蚀，同时向环境排放时受到严格限制。氧化膜型缓蚀剂在成膜过程中一般消耗较大，如果水介质中存在还原性物质时，氧化膜型缓蚀剂消耗量更大，因此在使用初期，需要投加较高浓度的氧化膜型缓蚀剂。

典型的沉淀膜型缓蚀剂（如聚磷酸盐）与水中钙离子和作为缓蚀剂而加入的锌离子结合，在碳钢表面形成不溶性薄膜而起作用。沉淀薄膜型缓蚀剂薄膜与氧化膜型缓蚀剂薄膜相比，膜没有与金属表面直接结合，因而质地多孔，缓蚀效果较差。这种膜与金属的附着力不强，所以不能在流速很大的系统中使用。如果为提高缓蚀效果而增加缓蚀剂量，则导致薄膜过厚而有可能影响传热。

以胺类为代表的吸附性薄膜缓蚀剂，大多是在同一分子内具有能吸附到金属表面的极性基和遮蔽金属表面的疏水基的有机化合物。这类缓蚀剂在清洁活性的金属表面扩散，从而抑制腐蚀反应。如果在金属表面已经有腐蚀产物或少量污垢存在时，就无法形成良好、完整的保护膜，这时应向水介质中添加分散剂、润湿剂等，帮助缓蚀剂向金属基体表面渗透，从而提高缓蚀效果。

无论何种类型的缓蚀剂，单独使用时都会因药剂缺点而达不到完美的使用效果，所以通常把数种药剂配合起来使用。

对缓蚀剂成膜过程进行电化学研究发现，有的缓蚀剂对金属在水介质中腐蚀的阳极过程产生阻抑，有的会抑制腐蚀电池的阴极反应进程，也有的缓蚀剂对金属腐蚀的阴阳极反应都有影响，有的通过不同途径使金属在水介质中产生钝化。典型的阳极型缓蚀剂有铬酸盐、亚硝酸盐和磷酸三钠等。从组成腐蚀电池的理论极化曲线（见图2-3）上看到，金属氧化的阳极过程变得愈来愈困难，极化曲线变陡，阳极电流i 下降到i ；金属离子化过程受阻的结果使腐蚀电位由ϕ 上升CC1C到ϕ 。在对腐蚀电池进行实际极化曲线测量时，明显可以看到，腐C1蚀电位的上升和阳极极化曲线变陡，而阴极曲线几乎没有变化。如图2-4所示。图2-3　阳极型缓蚀剂理论极化曲线示意图2-4　阳极型缓蚀剂实测极化曲线示意

常见的阴极型缓蚀剂有聚合磷酸盐和锌盐等。这类缓蚀剂或是直接使阴极还原过程受阻（如提高阴极反应的过电位），或是与阴极还原产物结合在金属表面生成难溶或不溶的表面化合物，阻碍了阴极过程的进一步进行。其特征为阴极极化曲线变陡、腐蚀电位负移和腐蚀电流的下降。由于阴极型缓蚀剂对金属表面的阳极区没有直接的覆盖，因此当其用量不足时也会引起局部腐蚀。而且一旦发生局部腐蚀以后，再加大缓蚀剂的浓度，也不会消除已经产生的局部腐蚀。有时把消耗介质中氧化性物质的药剂称为阴极型缓蚀剂。

混合型缓蚀剂形成的保护膜往往能把金属表面全部覆盖，其特点是腐蚀电流明显减小，而腐蚀电位却变化不大。

钝化一般是由阳极过程引起的，如图2-5（a）所示。阳极型钝化缓蚀剂投加到水溶液中以后，与金属氧化产物作用而形成钝化膜，抑制金属离子化过程，腐蚀电位明显上升，致钝电流和维钝电流有很大的减小。阴极极化曲线没有明显变化，但与阳极极化曲线的交点由活性溶解区移到钝化区。只要钝化膜不受机械损伤或局部沉积脏物而影响氧化性物质对金属表面的补充，这种缓蚀剂能使金属的腐蚀速度控制在很小的数值。

可钝化的金属在一定的水溶液中，投加强烈阴极还原药剂以后，可使金属由活性溶解状态进入钝化状态，这种药剂称为阴极钝化剂，如图2-5（b）所示。这时金属本身的阳极极化曲线没有变化，而阴极过程变得更容易了，当在致钝电位下，阴极还原电流超过金属阳极调节电流时，金属就能进入钝化状态。实现这种形式的钝化，可以提高缓蚀剂的浓度，可以使用多种缓蚀剂联合作用。其特征是腐蚀电位上升，腐蚀速度下降，但腐蚀速度只能下降到金属原有钝化区维钝电流的大小。很明显，当这类缓蚀剂用量不足时很有可能加快金属局部腐蚀。图2-5　可钝化缓蚀剂极化曲线（2）缓蚀剂在金属表面的吸附　缓蚀剂只有在金属的表面产生吸附才能阻滞金属的腐蚀。好的缓蚀剂要有一定的吸附覆盖度、足够高的吸附稳定、快的吸附速度和较高的吸附选择性。在金属表面产生吸附的缓蚀剂，主要是具有极性基团的有机缓蚀剂。

无论是物理吸附，还是化学吸附，缓蚀剂在金属表面的吸附过程总是伴随着体系自由能的降低。如非极性基团在水中迁移时对水分子簇的破坏，金属表面键力与缓蚀剂极性基团的作用，吸附在金属表面的缓蚀剂分子间的相互作用，缓蚀剂分子对金属表面已经吸附的水分子的取代等。

因静电或范德华力而引起的吸附称为物理吸附，其特点是吸附的作用力小，吸附热也小，吸附作用快速，但脱附也容易。这种吸附具有可逆性，温度系数小，对各种金属几乎无选择性。特性吸附的阴离子对阳离子缓蚀剂在金属表面的吸附有较大影响。如四丁基铵阳离子--缓蚀剂，由于I、HS先在金属表面吸附，而使金属表面带负电，有利于阳离子的吸附，可使缓蚀效果提高。在酸性溶液中，缓蚀剂的碱性越强，阳离子越稳定，物理吸附越好，缓蚀率就越高。缓蚀剂的碱+性还要表现在其中心原子具有容易与H结合的孤对电子，不因水化作用而脱附。S、O、N、P有孤对电子，当它们与几个氧原子结合成酸根时，就没有这种性能了。但实际使用时也要注意缓蚀剂的个性，如在酸性溶液中具有很好缓蚀性能的胺类物质，当使用浓度过低时，有可能促进金属的腐蚀。

铁、镍等过渡金属原子具有未占据的空d轨道，易于接受电子。大部分有机缓蚀剂分子中含有S、O、N、P等为中心原子的极性基团，具有一定的供电子能力，两者可以形成配位键而发生化学吸附。这种缓蚀剂称为供电子型缓蚀剂或电子给予体缓蚀剂。化学吸附的作用力大，吸附热高，受温度影响大，对金属的吸附有选择性。但吸附速度较缓慢，在同温度下，吸附具有不可逆性，即一经吸附就难以脱附。缓蚀剂中心原子上的电子云密度越大，提供电子的能力也越强，越容易对金属进行化学吸附。因此，与中心原子相连的其他原子或基团的性质，对中心原子电子云密度的影响，进一步影响缓蚀剂的吸附能力，如亲核取代基衍生物比亲电子取代基衍生物的反应中心电荷密度更高，缓蚀性能更好。

苯环、双键和三键上的π电子起着与孤对电子同样的作用，也属于供电子型缓蚀剂。如丙烯酸分子中极性基团的中心原子的孤对电子与π电子形成共振体系，进而形成大π键，可加强对金属的吸附，提高缓蚀性能。如果用甲氧基、乙氧基取代酸根后，不能形成大π键，导致缓蚀率的降低。当有三键在分子的端部，而且在三键的附近，特别是在α位置上有羟基的6～10个碳原子的炔烃类，它们在π键、羟基和α活泼氢原子的共同作用下，使整个金属表面都能产生强烈的吸附而形成完整的保护膜，缓蚀性能最好。

除了提供电子型缓蚀剂外，还存在着提供质子对金属进行吸附的-5缓蚀剂。例如，50℃时5%的HCl中投加7.8×10mol/L的十六烷基硫醇对金属铜有较好的缓蚀效果，硫醇中的硫原子是难以向金属表面提供电子的，然而它可以吸引相邻氢原子的电子后，使氢原子如带正电荷的质子一样，容易吸附在金属表面多电子的阴极区。

分子立体结构的空间位阻、分子中极性基团的数目，对缓蚀性能也有重要影响。空间位阻小，有利于吸附；极性基团多，分子能以多中心方式吸附，可增大覆盖度。

不少实验结果表明，无论是在阳极电位或是阴极电位下，大部分缓蚀剂在铁表面上的吸附都是一个缓慢过程，如在酸性介质中2-萘--酚-3，6-二磺酸、Cl及Br在铁电极上的吸附速度常数比在铀、金和铜上的小2～3个数量级，这是由于铁的溶解使得缓蚀剂吸附的基础不牢固。改变吸附的历程以降低吸附活化能垒，可望提高缓蚀剂的吸-附速度。吸附粒子的性质对吸附速度有较大影响，如I的吸附速度快--于Br和Cl，硫脲的吸附速度快于2-萘酚-3，6-二磺酸，这说明表面活性高、吸附能力强的粒子可以有较快的吸附速度。通过两种或多种粒子的联合吸附，可以改变缓蚀剂吸附的动力学历程，降低吸附活化能，-提高吸附速度。如在电极表面预先吸附有Cl的情况下，质子化的有-机胺缓蚀剂可通过静电引力快速吸附，吸附速度常数比无Cl吸附时大两个数量级。

缓蚀剂吸附的稳定性表现在吸附键能高、脱附活化能高、脱附速度小以及脱附速度不因外界条件的改变而增大。吸附稳定性与电极表面电荷、电极材料和吸附粒子的性质密切相关。脱附电位在一定程度上可作为缓蚀剂吸附稳定性的量度。脱附电位越正，吸附越稳定。研--究表明，有机胺缓蚀剂与I、Cl等卤素在铁电极上联合吸附能明显提高吸附层的稳定性，其阳极脱附电位显著正移。缓蚀剂的阳极脱附存在一个诱导期，脱附动力学具有自催化特征。缓蚀性能好、吸附稳定性高的缓蚀剂，脱附自催化效应更明显；外加电位越正，缓蚀剂脱附速度越快，脱附的诱导期越短。脱附可能是由于电极反应中间产物与缓蚀剂竞争吸附使后者失去吸附稳定性的结果。

如果缓蚀剂与金属阳极反应活性部位有较强的相互作用，与水溶液中侵蚀粒子有很强的竞争吸附能力，而且缓蚀剂具有较快的传质和吸附速度以及在快速的阳极溶解或反应条件下，缓蚀剂能保持较高的吸附稳定性，这说明缓蚀剂能够有选择地优先吸附在反应的活性位置或对阳极和阴极反应进行选择抑制。金属的活性位置包括合金中的活泼组分、能量较高的晶相组织、电极表面的缺陷或应力集中处、钝化膜的缺陷处等。如极低浓度的苯并三唑（BTA）使黄铜在选择性溶解过程中锌的固相扩散系数降低两个数量级：哌啶抑制不锈钢孔蚀发展过程存在选择性抑制效应，显著降低了蚀孔中铬元素的溶解速度；硫脲优先吸附在非晶态Fe、Ni、Si、B合金原子能量较高的非晶相上；十二烷基胺优先吸附在部分晶化的非晶态合金中较活泼的非晶相上等。

联合吸附可以影响吸附粒子与材料表面的相互作用、改变吸附层中吸附粒子间的相互作用力性质甚至改变吸附中间过程，可提高吸附覆盖度和提高吸附稳定性，改变吸附速度。（3）缓蚀剂在金属表面作用的酸碱理论　固体表面的原子或离子处于化学力不均衡状态，这种不均衡状态可通过表面能来表达。固体表面具有降低表面能的趋势，可以通过减少它的表面积或从邻近物相吸附分子或离子的方式进行。从配位化学的观点看，此种化学力不均衡状态可理解为金属表面配位不饱和。配位过程的本质是Lewis酸碱反应，所形成配合物的稳定性服从软硬酸碱规则。酸碱反应的本质是电子在两个分子之间共享。一个分子的最低空轨道LUMO接受一对电子成为Lewis酸，而另一个分子的最高占有轨道HOMO给出一对电子成为Lewis碱。因此，阻止电子转移，就可以阻止金属的腐蚀。采用缓蚀刻将金属的电子转移过程变为电子共享过程。酸性溶液中，裸露的金属表面存在配位中心，缓蚀过程就是腐蚀剂分子的孤对电子向配位中心配位过程，所形成配位键的强度服从软硬酸碱规则。可归结为3种类型：缓蚀剂没有直接和金属表面配位，而是间接地通过特性阴离子静电作用将缓蚀剂吸引到金属表面；缓蚀剂分子的极性配位基直接与金属表面配位；除了缓蚀剂分子的极性配位基作用外，不饱和烷基具有进一步发生反应的能力，分子之间开链聚合形成膜。

按照软硬酸碱分类，在金属表面的闭塞电池内，金属基体是属于软酸，溶解的金属离子属于硬酸，覆盖膜解离的羟基属于硬碱。加入钝化剂、硬碱的缓蚀剂和金属离子，可有效地控制金属的局部腐蚀。在酸性溶液中，铁表面是裸露的，是具有软酸性质的配位中心，它易吸附软碱类型的缓蚀剂。按照酸碱规则，如果缓蚀剂分子中含有软碱的功能基配体，再在分子结构中存在具有产生静电引力的氨基，另外投加能够产生特性吸附的协同组分，就可以实现很高的缓蚀率。含N、O的碱性有机缓蚀剂与软酸性金属表面可形成吸附键，而含S的软碱性有机缓蚀剂与软酸性金属表面可形成更强的吸附键。3　冷却水处理用药剂3.1　冷却水水质要求

冷却水是大多数工业企业进行生产不可缺少的工艺条件，特别是在火力发电、冶金、石油和化工等行业。冷却水带走生产过程中产生的多余热量，使工艺介质得到冷却，从而满足生产工艺的要求；使发热和高温环境的部件、设备得到冷却，以满足这些部件和设备对温度的要求。冷却水的污染除主要与补充水、空气中的可溶性物质及悬浮物含量有关外，微生物的生成和繁殖也是一个不容忽视的因素。

冷却水在循环使用过程中，大量吸收空气中的氧气，使水中的溶解氧浓度大幅度提高；水不断被蒸发，水中盐分浓度逐渐增加；被冷却介质泄漏，水中营养物浓度增加；阳光照射、适宜的温度等，都可能导致水质的恶化，从而出现腐蚀、结垢、菌藻生长、黏泥滋生等问题。水垢在水冷器传热面上形成和沉积，水冷器传热效率降低，影响生产装置的正常运行。腐蚀可能会造成水冷器和管线穿孔，给安全生产带来严重隐患。所以，冷却水的水质是有一定要求的，要对其进行处理以防止冷却水出现以上各种问题。3.2　冷却水污染物来源及分类

在循环冷却水运行过程中，水质不断污染恶化，引起换热器的腐蚀。造成污染的原因主要有：①补充水水质差，藻类多，浊度大；②部分循环水系统为敞开式循环，当冷却水通过冷却塔时，氧被不断地补充进水中，这是加剧敞开式循环水系统腐蚀的主要原因；③冷却水从空气中洗涤下来的污染物（如周围的气体SO、NH、HS等）和232颗粒物质（细砂、灰尘、杂质等），使循环水具有较高的腐蚀率；④冷却水通过冷却塔时，由于蒸发所造成的溶解固体浓缩，特别是氯化物、硫化物、氨类的浓缩，增加了循环水的腐蚀性；⑤水中藻类、菌类（铁细菌、硫酸盐还原菌、异养菌）的大量繁殖加速了循环水冷却系统的垢下腐蚀（点蚀）；⑥换热器泄漏导致循环水中氨、硫化氢等有害物质浓度大大增加，加剧了设备腐蚀。3.3　冷却水污染防治

① 改善新水水质状态，添加水处理剂杀灭水中藻类。

② 调整循环水的浓缩倍数，采取排水补水措施，给予适当的补水，使水中的pH值和碱度在短时间内回升。

③ 敞开式循环水的腐蚀，主要是在水中添加一定量的水处理剂（如缓蚀阻垢剂、杀菌剂等）来控制的，因此根据现场水质情况，选择适当的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂，可使水冷器的腐蚀速度和结垢速度大大降低。

④ 加强循环水的跟踪监测力度，将原料泄漏控制在萌芽状态，防止水冷器泄漏致使水中污染物增加、造成设备腐蚀的恶性循环。

水处理剂在冷却水水质控制方面有着重要影响。常用于冷却水的水处理剂有缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、清洗剂等。3.3.1　缓蚀剂

循环冷却水系统中金属设备的腐蚀一直是水业界的一大困扰，投加缓蚀剂是一种普遍使用的防腐蚀方法。缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂。缓蚀剂通过促进金属或合金表面生成致密的钝化膜来减缓腐蚀速度。

用缓蚀剂来控制冷却水中金属的腐蚀时，应根据冷却水系统中换热器的材质选用相应金属的缓蚀剂。对于一定的金属腐蚀介质体系，只要在腐蚀介质中加入少量的缓蚀剂，就能有效降低该金属的腐蚀速度。缓蚀剂的使用浓度一般很低，故添加缓蚀剂后腐蚀介质的基本性质不发生变化。缓蚀剂的使用不需要特殊的附加设备，也不需要改变金属设备或构件的材质或进行表面处理。因此，投加缓蚀剂是一种经济效益较高且适应性较强的金属防护措施。3.3.2　阻垢分散剂

阻垢分散剂的作用是在很低浓度条件下能够抑制冷却水中难溶盐析出或悬浮物沉积成为水垢的物质。阻垢分散剂对晶核和晶体的活性点有特殊的吸附能力，从而抑制晶体的生长，故只要投加几毫克每升的浓度，就显示出优良的效果。3.3.3　杀生剂

在循环冷却水系统中，经常可以看到微生物大量生长繁殖的情况。微生物的大量生长繁殖会使换热器发生腐蚀，甚至穿孔，影响生产的正常运行；微生物的大量繁殖还会使冷却水中产生大量的微生物黏泥沉积在换热器管子的表面上，降低冷却效率；一旦微生物黏泥大量生成，会导致冷却水水质迅速恶化，缓释阻垢药剂失效。因此，必须对水中微生物进行控制。控制冷却水系统中微生物生长最有效和最常用的方法之一是向冷却水系统中添加杀生剂。

杀生剂又称杀菌灭藻剂、杀微生物剂或杀菌剂等。冷却水系统中的杀生剂可以简称为冷却水杀生剂。工业界对冷却水杀生剂的要求通常是控制水中微生物的生长，从而控制冷却水系统中的微生物腐蚀和微生物黏泥，但不一定要求它能灭杀冷却水系统中的所有微生物。

氧化性杀生剂选用的是一些具有强氧化性的物质，如：氯、二氧化氯、臭氧、溴、溴化物、次氯酸盐、氯化异氰酸盐等，利用它们的强氧化性进行灭菌处理。

大部分的氧化性杀生剂由于其氧化性强，导致化学性质不稳定，使得保存和使用不方便。与之相比，非氧化性杀生剂更为有效、方便。3.3.4　清洗剂

冷却水系统在运行过程中，其冷却设备的金属表面上常常会发生沉积物的集积。沉积物的存在会大大降低换热器的冷却效果；微生物黏泥和油垢是微生物生长的基地和养料，黏泥还是微生物躲避杀生剂的庇护所，油垢的存在会增加冷却水的耗氧量，降低杀生剂的杀菌效果，从而促进微生物的生长和微生物腐蚀的发展；沉积物还阻碍冷却水中缓蚀剂到达冷却设备的金属表面，使其难于与金属反应而生成保护膜，从而降低缓蚀剂的效果；沉积物覆盖于金属表面，为垢下腐蚀创造了条件。因此，不论从提高冷却效果还是从防止腐蚀来考虑，都应对冷却水系统进行定期清洗，以除去金属表面上的沉积物。

清洗剂品种繁多，根据清洗剂的性质可分为酸性清洗剂、碱性清洗剂、螯合清洗剂和清洗助剂几大类。在实际工作中应根据清洗对象的材料、结构特点等来选择合适的清洗剂。酸性清洗剂为最常用的一类清洗剂，由于其具有酸性，对金属氧化物及一些水垢、污垢，有较好的清洗效果。然而，酸洗过程往往伴随着对各种金属材质设备的腐蚀，在酸洗液中或在酸洗前添加缓蚀剂可有效防止腐蚀的发生。

酸洗缓蚀剂绝大多数是含氮、氧、磷、硫等元素的有机化合物。酸洗缓蚀剂依靠分子吸附作用在金属表面上形成分子定向排列的保护膜，以防止金属被腐蚀介质所腐蚀。吸附作用以化学吸附为主：一方面，氮、氧、磷、硫等元素含有孤对电子，它们在有机化合物中都以极性基团的形式存在；另一方面，铁、铜等过渡金属由于d电子轨道未填满可以作为电子受体，这些元素与金属元素配位结合，形成牢固的化学吸附层。

金属换热器经过酸洗后，换热器中还残留有酸液，其金属表面处于十分活泼的活化状态。为此，需要对换热器进行中和及水冲洗，以除去其中的残酸。如果换热器清洗后暂时不使用，则需进行钝化，然后加以封存。钝化的目的是防止换热器在清洗后的存放期间腐蚀生锈。钝化应该在清洗（包括中和及水冲洗）后进行。

清洗后，尤其是酸洗后的金属冷却设备（包括换热器）再投入正常运行之前，需要进行预膜处理。预膜处理的目的是让清洗后尤其是酸洗后处于活化状态下的新鲜金属表面，或其保护膜曾受到重大损伤的金属表面，在投入正常运行之前预先生成一层完整而耐腐蚀的保护膜。

为了获得更好的水质，往往需要将各种作用的化学品复配以获得较全面的水处理剂，下面一节将着重介绍一些冷却水处理剂配方，以供参考。3.4　冷却水处理剂配方

配方1

原料配比：

制备方法：将各组分按配方比例，加入水中，混合均匀即可。

性质与用途：本产品配方合理，制备工艺简单，生产成本低，具有无毒、无污染、无腐蚀、稳定性好等优点，适合于强碱性、高温度等水质，效果理想。本产品主要用于设备冷却水的处理，可以有效防止设备的腐蚀、生锈，并能有效控制冷却水中有害物质的产生。

配方2

原料配比：

制备方法：将各组分按配方比例，加入水中，混合均匀即可。

性质与用途：本产品具有很好的缓蚀作用，而且还具有阻垢效果，对于铸铁、钢、铜、铝有很好的缓蚀作用，可以用于循环冷却水中，有效防止水对金属管道的腐蚀。

配方3

原料配比：

制备方法：将各组分按配方比例，加入水中，混合均匀即可。

性质与用途：该药剂对处理高强度、高硬度水具有良好的缓蚀阻垢效果，其腐蚀率及垢沉积速度均小于循环水质监测控制指标；对延长设备使用寿命及检修周期，保证设备长期安全运行，节省钢材，节约用水，减少环境污染等方面都是其他水处理药剂不可比的。该水处理药剂应用于工业冷却水循环系统，具有相当大的经济效益和社会效益，有很好的推广价值。

配方4

原料配比：注：A组分投加浓度为65～80mg/L，B组分投加浓度为35～60mg/L，维持此浓度下可长年运行。

制备方法：

A组分：按上述药剂配比和顺序依次将药剂粉末加入不锈钢混合搅拌器内进行均匀混合搅拌后，称量包装即可。

B组分：将所需原料按配比一并加入容器内，混合均匀即可。

性质与用途：本产品为含高卤素离子循环冷却水系统用高效缓蚀阻垢剂。通过复合配方内钼酸钠、钨酸钠、硼酸钠、硅酸钠、锌盐、苯并三唑的合理比例搭配，使之发挥最大的缓蚀增效作用，在金属表面形成一层致密的缓蚀保护膜，防止水中腐蚀离子的进一步侵蚀。同时结合阻垢分散剂的协同效应，能有效防止无机盐垢的产生、缓蚀剂的沉淀析出，达到高效缓蚀抑垢的效果。

配方5

原料配比：注：其中，锌盐是硫酸锌、氯化锌、氧化锌中的一种或几种；分散剂是AA/AMPS、聚丙烯酸等聚羧酸类化合物的一种；铜缓蚀剂是TTA、BTA、MBT中的一种。

制备方法：根据原料配比，在干燥的反应釜中加入水，然后加入PAPEMP，混合搅拌5～10min；向搅拌后的溶液中加入锌盐，搅拌15～20min；加入分散剂，搅拌5～15min；加入铜缓蚀剂，搅拌20～40min即可。

性质与用途：本产品配方合理，使用效果好，生产成本低，适用于任何敞开式的循环冷却水系统，特别适用于高硬度、高碱度、高pH值的循环冷却水系统。

配方6

原料配比：注：本产品运行环境为20～50℃的工业冷却水系统。

制备方法：按配比称取各组分，溶解，用自动加药装置加入到漂洗干净的系统中，首次加药按总水量的150mg/kg加入，以后再按补充水量的100mg/kg加药，并定期排污。

性质与用途：本产品加入循环水中后能有效地起到缓蚀、阻垢的效果，安全稳定。本产品对水中的各种主要成垢金属离子都有很好的络合能力，能有效地防止它们与成垢阴离子结合生成水垢；本产品对水中颗粒有很好的分散作用，对水中的沉积物有很好的抑制消除作用，能有效地破坏沉积物的晶格顺序，使其由致密变得疏松，进而被稳定地分散在水中，使设备和管道始终维持清洁状态，保持高的运行效率。本产品加入循环水系统后能在设备和管路表面快速地形成一层致密膜，此保护膜具有自身修补作用，维持保护膜的完整性。

本产品非常高效，只需较低的浓度即可发挥良好的作用，是一种成本低廉、使用方便的缓蚀阻垢水处理剂，适合长期使用。另外，本产品除了特别适用于工业水系统以外，对于其他与工业水系统相似的循环系统都有较好的效果，如常见的锅炉系统、中央空调系统等。

配方7

原料配比：

制备方法：①将配方量的马来酸酐、氨水送入化学反应釜中，开始搅拌升温至50～60℃，加入配方量的催化剂氧化铁和氧化镍的混合物，搅拌均匀后停止搅拌，保温反应1～1.2h；②继续搅拌，加入配方量的去离子水，停止加热，边搅拌边降温至常温，添加适量的氢氧化钠水溶液，调pH值为 9～10之间后加入配方量的二亚乙基三胺五亚甲基膦酸，搅拌至混合均匀后得到成品。

性质与用途：该生产方法具有工艺简单、反应条件温和、生产成本低、产品质量好等优点，产品主要作为在水处理中用作循环冷却水和锅炉水的阻垢缓蚀剂，特别适用于碱性循环冷却水中作为不调pH值的阻垢缓蚀剂，并可用于含碳酸钡高的油田注水和冷却水、锅炉水的阻垢缓蚀剂。

配方8

原料配比：

制备方法：将所需原料一并加入容器内，常温下继续搅拌4～10min，待充分混合均匀即可。

性质与用途：本产品综合性能好，具有优良的阻垢功能，还有很好的分散能力，同时可降低循环冷却水中总磷的含量，降低常用有机磷药剂因磷含量高而对环境的危害，满足日益严格的环保要求。该产品主要用于高腐蚀性工业循环冷却水系统，如燃油锅炉、燃气锅炉、回水锅炉、热水锅炉及需要进行阻垢处理的工业锅炉。

配方9

原料配比：

制备方法：取上述各组分，在室温下置于容器中搅拌均匀即可。

性质与用途：①本产品配方为低磷配方，使用过程中不易形成磷酸钙垢；②将生化技术及表面技术与传统的水质稳定技术相结合，有效地改善了换热器设备金属表面的阻垢与防腐性能，尤其针对我国北部地区高硬度、高碱度水质容易结垢的行业难度问题，使得循环冷却水能够在超浓缩（浓缩倍数大于5倍）条件下进行，节约了大量的水资源；③本品在提高浓缩倍数时，无需加酸处理，采用自然pH值运行，既节约了设备投资，简化了操作程序，又有利于提高设备寿命，保证系统的正常运行；④本品同时具有净化水质的功能，解决了由于循环水水质恶化造成的一系列危害循环水正常运行的问题，使循环水系统能更清洁地运行，对环境保护也有很大的促进作用；⑤本品制备工艺简单，使用方便，用量少，成本低，有利于降低循环水运行成本和加强循环水的管理。本产品主要用在高硬度、高碱水质的循环冷却水处理。

配方10

原料配比：

制备方法：①将配方量的亚乙基二胺四亚甲基膦酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物送入化学反应釜中后开动搅拌机搅拌，转速为32r/min，随即向反应釜夹层内送入蒸汽，使反应釜内缓慢升温，控制温度在40～42℃之间，搅拌反应1h；②停止向反应釜供汽，降温至26～28℃，继续搅拌，同时加入配方量的聚羧酸盐、氯化锌，搅拌0.5h后停止搅拌，降温至常温后即可得到成品。

性质与用途：该配方具有生产工艺简单、成本低廉、无“三废”排放的优点，是一类应用广泛的阻垢缓蚀剂，在水处理中用作循环冷却水和锅炉水的阻垢缓蚀剂，还可用于无氰电镀的络合剂、印染工业软水剂等。

配方11

原料配比：

制备方法：按上述比例混合，搅拌均匀即可。

性质与用途：本产品具有很好的缓蚀作用，适用于以碳钢、不锈钢、钢材等作为换热器材的冷却水处理，且具有低毒、高效、经济的特点。

配方12

原料配比：

制备方法：①将配方量的马来酸酐、氨水送入化学反应釜中，开始搅拌，升温至50～60℃，加入配方量的催化剂氧化铁和氧化镍的混合物，搅拌均匀后停止搅拌，保温反应1～1.2h；②继续搅拌，加入配方量的去离子水，停止加热，待降至常温，添加适量的氢氧化钠水溶液，调pH值为 9～10后加入配方量的多元醇磷酸酯，搅拌至混合均匀后即可得到成品。

性质与用途：产品主要作为在水处理中的阻垢缓蚀剂，特别适用于高硬度、高碱度、高pH值的循环冷却水系统和油田水处理，对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙的阻垢性能优异，同时可有效地抑制硅垢的形

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