循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系列，循環(huán)水處理時要進(jìn)行水質(zhì)濃縮倍數(shù)處理。而污垢沉淀物是循環(huán)系列常見問題之一。本文將對冷卻水污垢沉積物的形成及控制方法，將進(jìn)行一次入門級的學(xué)習(xí)介紹。如果你是企業(yè)的設(shè)備相關(guān)工程師，希望可以對你有些幫助。

　　一、循環(huán)水中的沉積物

　　水中的鹽類的析出

　　溶度積效應(yīng)：隨著循環(huán)水濃縮倍數(shù)的逐漸提高，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的各種離子如鈉離子、鉀離子、碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽等的鈣鎂鐵鹽隨著離子濃度的變化逐漸飽和析出結(jié)晶體而產(chǎn)生沉淀，尤其在冷卻塔壁、擋水板附近造成沉積。

　　細(xì)菌、藻類微生物在水中的形成的污泥

　　各種懸浮物、砂子、淤泥、粘土、微生物、油等，均可由補(bǔ)充水帶入系統(tǒng)。由于開式循環(huán)水系統(tǒng)暴露在空氣中，尤其夏季氣溫高，陽光充足，大量的菌藻類微生物繁殖速度快，常常聚集在水速較慢或流速突然發(fā)生變化的位置，如冷卻塔擋水板、冷水池，從而進(jìn)入集水池、水箱、水箱和換熱器的殼程處。對于沉降和成垢發(fā)生影響。

　　油污常黏附在金屬表面，起著一種污垢黏合劑的作用。油膜影響傳熱效果，是微生物的營養(yǎng)源，阻止抑制劑達(dá)到金屬表面，影響緩蝕效果。

　　空氣中生成的污泥

　　空氣中混有很多懸浮物，隨空氣帶入的砂子、粘泥、黏土、污泥和細(xì)菌等會促進(jìn)系統(tǒng)的總體結(jié)垢。空氣中的雜質(zhì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生沉積物。氧氣和二氧化碳加速了腐蝕；

　　二氧化硫、硫化氫等氣體使陽極抑制劑還原成不溶性的污垢，硫化氫腐蝕性很強(qiáng)，生成硫化鐵沉積物，進(jìn)一步加劇腐蝕；氨選擇性腐蝕銅和銅合金。

　　與系統(tǒng)相關(guān)的沉積物

　　系統(tǒng)內(nèi)的部件的腐蝕也會導(dǎo)致沉積物的生成，它們蔓延面積很廣，很快堵塞配水管線和換熱器。沉積物又會加速腐蝕和結(jié)垢。

　　二、水垢析出與判斷

　　1Langelier飽和指數(shù)

　　L.S.I.=pH-pHs＞0結(jié)垢

　　L.S.I.=pH-pHs＝0不腐蝕不結(jié)垢

　　L.S.I.=pH-pHs＜0腐蝕

　　2Ryznar穩(wěn)定指數(shù)

　　R.S.I是由雷茲納在實際工作中總結(jié)出的一個經(jīng)驗公式，計算式如下：

　　R.S.I.=2pHs–pH＜6結(jié)垢

　　R.S.I.=2pHs–pH＝6不腐蝕不結(jié)垢

　　R.S.I.=2pHs–pH＞6腐蝕

　　同L.S.I相比，R.S.I更接近實際，但同L.S.I一樣未考慮水處理因素對結(jié)垢的影響，因此也只能對未作處理的原水作判斷。

　　3標(biāo)Puckorius結(jié)垢指數(shù)

　　P.S.I是帕科拉茲在穩(wěn)定指數(shù)R.S.I的基礎(chǔ)上提出來的一個經(jīng)驗公式，他用平衡pH，即PHeq代替R.S.I計算公式中的實測pH。P.S.I比R.S.I更接近實際。PHeq的計算公式如下：

　　PHeq＝1.465lgM+4.54

　　R.S.I.=2pHs–pHeq＜6結(jié)垢

　　R.S.I.=2pHs–pHeq＝6不腐蝕不結(jié)垢

　　R.S.I.=2pHs–pHeq＞6腐蝕

　　4臨界pH結(jié)垢指數(shù)

　　臨界ＰＨ結(jié)垢指數(shù)是由法特諾提出來的。他用實驗的方法測出結(jié)垢時水的真實ＰＨ值，即PHc。用PHc與日常運(yùn)行時的ＰＨ比較，當(dāng)ＰＨ大于PHc時，水就要結(jié)垢，當(dāng)ＰＨ小于PHc時，不結(jié)垢，但是否腐蝕還要考慮其它因素。

　　臨界ＰＨ結(jié)垢指數(shù)由于是由實驗方法得出來的，已考慮了結(jié)垢所有影響因素，準(zhǔn)確度較高。但工作量大，對實驗條件及工作人員的要求也較高，因此臨界ＰＨ結(jié)垢指數(shù)在日常運(yùn)用中也受到限制。

　　注：以上四種指數(shù)判斷，限于篇幅，不再累述。

　　三、沉積物的控制方法

　　1常規(guī)處理

　?。?）軟化

　　采用離子交換、石灰軟化除去礦物質(zhì)等方法去除成垢離子。

　　在密閉系統(tǒng)應(yīng)用得較多，特別是運(yùn)行溫度很高的那些系統(tǒng)，如天然氣加壓發(fā)動機(jī)冷卻夾套中水的處理。

　?。?）加酸

　　控制水垢的最老的方法之一。加酸以控制適當(dāng)?shù)膲A度和pH值。

　　Ca(HCO3)2+H2SO4→CaSO4+2CO2↑+2H2O

　　硫酸鈣的溶解度至少比碳酸鈣高100倍。

　　目前在電力、石化行業(yè)，為了提高循環(huán)水利用率，加酸也是常用的方法之一。當(dāng)然加酸的弊端也比較明顯，比方容易引起PH漂移、加酸不當(dāng)引起的腐蝕等等危害。

　?。?）旁流處理

　　1～5%的冷卻水流經(jīng)過濾器；濾料有砂子、無煙煤、混合濾料等；

　　1投加水處理藥劑

　?。?）有機(jī)膦系列藥劑

　　HEDP，ATMP,PAPEMP及其它有機(jī)膦系列。HEDP每g的投加量鈣螯合值可大于450mg，隨著有機(jī)膦研究技術(shù)的進(jìn)步，近年來大分子有機(jī)膦在水處理行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其阻垢性能更加卓越。

　　（2）聚合物分散劑

　　如PAA,AA/HPA/AMPS三元共聚物等等。

　　聚合物的阻垢作用包括螯合作用、晶格畸變作用、抑制生長、膠粒分散。

　　a．螯合作用

　　由于聚合物與溶液中的陽離子螯合而降低了溶液中微溶鹽的過飽和度，從而抑制了垢的形成。

　　b．晶格畸變作用

　　聚合物在垢的形成過程中吸附在晶核或微晶上，占據(jù)一定的位置，阻礙和破壞了晶體的正常生長，減慢晶體的生長速率，從而減少了垢的形成。

　　碳酸鈣結(jié)晶過程示意圖

　　晶體歪曲生長示意圖

　　c．抑制作用

　　聚合物在晶體的生長過程中吸附在微晶的活性生長點上，減慢甚至完全抑制了晶體的生長，使微晶不能長大從水中沉淀出來。

　　d．膠粒分散作用

　　聚合物可吸附在水垢的顆粒表面，顯著增加其表面電位。因此，增大了顆粒間的靜電排斥，達(dá)到分散穩(wěn)定膠體的作用。膠粒吸附聚合物后，會產(chǎn)生一種新的斥力位能—空間斥力位能，并且由于聚合物中親水基團(tuán)的水合作用也會增加膠粒間的空間排斥作用。因此起到了穩(wěn)定作用。

　　（3）采用高效復(fù)合藥劑

　　目前隨著水處理技術(shù)的發(fā)展，單單投加一種藥劑已成過去，采用復(fù)合藥劑聯(lián)合阻垢分散及緩蝕作用已經(jīng)成為主流。使得硬垢晶體畸變。較大的、無規(guī)則形狀的有機(jī)膦、聚合物夾雜在硬垢晶格中，有助于防止緊密的、結(jié)構(gòu)均勻的結(jié)晶沉積在金屬表面上，同時復(fù)合藥劑有優(yōu)秀的緩蝕性能。

　　循環(huán)冷卻水沉積物主要加入緩釋阻垢劑。該水處理藥劑采用有機(jī)膦、高分子聚合物及緩蝕劑復(fù)合緩蝕阻垢劑，可以在4-5倍的濃縮倍數(shù)下有優(yōu)良的阻垢及緩蝕性能。循環(huán)水處理講究三分藥劑，七分保養(yǎng)，循環(huán)水系統(tǒng)維護(hù)要進(jìn)行定期維護(hù)，確保水質(zhì)正常運(yùn)行。