循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系列，循環(huán)水處理時(shí)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(jiàn)問(wèn)題之一。本文將對(duì)冷卻水污垢沉積物的形成及控制方法，將進(jìn)行一次入門(mén)級(jí)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(duì)你有些幫助。

　　一、循環(huán)水中的沉積物

　　水中的鹽類(lèi)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(lèi)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(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)暴露在空氣中，尤其夏季氣溫高，陽(yáng)光充足，大量的菌藻類(lèi)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(duì)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(yíng)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(huì)促進(jìn)系統(tǒng)的總體結(jié)垢?？諝庵械碾s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(yáng)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(huì)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(huì)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(shí)際工作中總結(jié)出的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)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(shí)際，但同L.S.I一樣未考慮水處理因素對(duì)結(jié)垢的影響，因此也只能對(duì)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(lái)的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，他用平衡pH，即PHeq代替R.S.I計(jì)算公式中的實(shí)測(cè)pH。P.S.I比R.S.I更接近實(shí)際。PHeq的計(jì)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(lái)的。他用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)出結(jié)垢時(shí)水的真實(shí)ＰＨ值，即PHc。用PHc與日常運(yùn)行時(shí)的ＰＨ比較，當(dāng)ＰＨ大于PHc時(shí)，水就要結(jié)垢，當(dāng)ＰＨ小于PHc時(shí)，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(shí)驗(yàn)方法得出來(lái)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(duì)實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)冷卻夾套中水的處理。

　　（2）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(guò)濾器；濾料有砂子、無(wú)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(lái)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(zhǎng)、膠粒分散。

　　a．螯合作用

　　由于聚合物與溶液中的陽(yáng)離子螯合而降低了溶液中微溶鹽的過(guò)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(guò)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(zhǎng)，減慢晶體的生長(zhǎng)速率，從而減少了垢的形成。

　　碳酸鈣結(jié)晶過(guò)程示意圖

　　晶體歪曲生長(zhǎng)示意圖

　　c．抑制作用

　　聚合物在晶體的生長(zhǎng)過(guò)程中吸附在微晶的活性生長(zhǎng)點(diǎn)上，減慢甚至完全抑制了晶體的生長(zhǎng)，使微晶不能長(zhǎng)大從水中沉淀出來(lái)。

　　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(huì)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(huì)增加膠粒間的空間排斥作用。因此起到了穩(wěn)定作用。

　?。?）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(guò)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(wú)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(shí)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。