摘要：針對再生水回用于循環冷卻系統中引起的結垢問題，進行了碳酸鈣沉積實驗和旋轉掛片腐蝕實驗，對所得的結垢產物的微觀形態、元素組成以及化合物構成，分別采用掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀和X射線衍射儀進行分析，探究復配藥劑HJ-01在阻垢過程中的機理，并深入分析該藥劑結構中官能團的阻垢特性。  

 實驗結果表明，藥劑HJ-01可以通過在掛片表面形成具有保護作用的薄膜而阻垢，其阻垢機理包括晶格畸變、螯合增溶和分散作用；其中膦酸基（—PO3H2）和羥基（—OH）官能團引起晶格畸變作用；羧基（—COOH）官能團引起螯合增溶作用；而阻垢劑中的鏈狀結構導致分散作用的產生。  

 循環冷卻系統用水量占工業用水總量的７０％左右，是工業用水的主要方面。為實現水資源綜合利用、解決缺水國家水資源供需矛盾，將城市再生水回用于工業循環冷卻系統已逐漸成為污水再生利用的趨勢。但是再生水水質復雜，回用后是否會引起結垢加重、并間接引起腐蝕和微生物繁殖等問題尚需深入研究。  

 目前，常采用投加阻垢劑的化學方法抑制結垢，阻垢劑分為阻垢分散劑和阻垢緩蝕劑，其阻垢機理包括晶格畸變、螯合增溶、凝聚分散、再生自脫膜假說以及雙電層作用等。目前關于再生水回用循環冷卻系統時阻垢機理的研究并不多見，本文對研發的緩蝕阻垢藥劑ＨＪ-01在系統中使用前后結垢產物形貌變化以及成分進行分析，研究該藥劑的阻垢機理。  

1材料與方法  

1.1再生水水質及穩定性分析  

 天津某再生水廠出水為循環水補充水，水質情況：濁度為２.８１ＮＴＵ、ｐＨ為６.８３、氯化物１８５mg/L、硫酸鹽２７２.７mg/L、ＴＤＳ（total，dissolvedsol-ids）為７９８mg/L、總硬度（以ＣａＣＯ３計）為２８４.２mg/L，其中鈣硬度１２４.６mg/L，總堿度（以ＣａＣＯ３計）為８５.３mg/L，實驗用水是濃縮倍數為４的再生水，利用常規穩定性指數對補充水和４倍水穩定性做初步判定，結果見表１。  

 再生水原水有腐蝕性，濃縮后會結垢。循環冷卻系統中多為濃縮水，故向濃縮水投藥進行實驗。通過初期藥劑篩選實驗，選擇阻垢率高達９８.2％、碳鋼緩蝕率達９６.９％，兼具緩蝕阻垢作用且藥劑成分協同性好的藥劑ＨＪ-０１，其成分中的鉬酸鈉綠色無污染，在成品藥劑中應用較少；成分中的ＰＢＴＣＡ為低磷配方、ＨＰＭＡ為無磷配方，水體中投加不會引起環境問題，故選用該高效環境友好型藥劑進行本實驗。循環冷卻系統的凝汽器管材多為黃銅和不銹鋼，其中也存在易腐蝕的碳鋼材質零件，其腐蝕結垢產物隨水流動會對凝汽器材質產生影響，故實驗模擬了３種材質同時存在時，碳鋼材質對凝汽器材質的影響。  

詳情請點擊下載附件：再生水回用循環冷卻系統藥劑HJ-01阻垢機理

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