中央空调水处理有机酸-中央空调水处理系统原理

锅炉内水处理的方法是通过向锅炉内加入一定数量的软水剂 , 使锅炉给水中的污垢转变成泥垢然后将泥垢从锅内排出,从而达到防止水垢结生或减缓的目的。这种处理水的方法是在锅炉内部进行的,所有被称为锅炉内水处理。

二、锅内水处理常用药剂配方

1.“三钠一胶”法

“三钠一胶”法指的是磷酸三钠、碳酸钠、氢氧化钠和栲胶。这种方法在我国铁路系统有一套完整的使用方法和理论,管理得好,防垢率高。

2.“四钠”法

“四钠”法指的是磷酸三钠、碳酸锅、氢氧化锅和腐殖酸钠,这种方法处理的效果优于三钠一胶法,适合于各种水质。

3. 纯碱法

这种方法主要是向锅内放入纯碱 (Na2C03),纯碱在一定压力作用下,虽然能分解成部分氢氧化钠, 但对于成分复杂的给水,不能答到让人满意的效果。

4. 纯碱一腐殖酸钠法

此法又要比纯碱一栲胶法效果好,主要是栲胶的水处理效果没有腐殖酸钠的水处理效果。

5. 有机聚磷酸盐 有机聚竣酸盐和纯碱法。

这种方法是近几年才发展起来的阻垢剂配方,效果较好。

6. 纯碱一栲胶法

由于栲胶和纯碱的共同协作的结果,要比单用纯碱效果好。

7. 有机聚磷酸盐、有机聚起酸盐、腐殖酸钠和纯碱法。

这种方法中的纯碱不仅其本身具有良好的防垢作用,而且还为有机聚竣酸盐和有机聚磷酸盐提供了良好的阻垢条件,腐殖酸做是很好的泥垢调解剂,效果更理想。

你们的循环水怎么处理的，8T/h，10-15度水温.分两级处理么？QQ540806157

大于1g/100mL。根据查询有机酸钙盐溶解度相关信息得知，有机酸钙盐溶解度大于1g/100m，种家用水处理器的清洗方法，采用食品级固体有机酸进行清洗，食品级固体有机酸对应的钙盐的溶解度大于1g/100mL，清洗后不会有有机酸钙的沉淀物。食品级固体有机酸为乳酸或者乳酸和乳酸钙复配的固体混合物、羟基乙酸、聚丙烯酸。清洗液浓度为0.5％?10％

常见水处理药剂及种类（水处理剂的应用领域）

1、 冷却水系统

用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常

有两种：直流冷却水系统和循环冷却水系统。

1.1 直流冷却水系统

在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉，因此，它的用水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。

1.2循环冷却水系统

循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。

1.2.1 封闭式循环冷却水系统

封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统。在此系统中，冷却水用过后不是马上排放掉，而是回收再用。

1.2.2 敞开式循环冷却水系统

敞开蒸发系统是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统。它也是以水冷却移走工艺介质或换热设备所散发的热量，然后利用热水和空气直接接触时将一部分热水蒸发出去，而使大部分热水得到冷却后，再循环使用。因此，这样的系统也称敞开循环冷却水系统。根据热水和空气接触方法的不同，可以分成很多类型。敞开循环冷却水系统的分类见表一。

表一 敞开蒸发系统的分类

自然冷却塔

冷 却 池

喷淋冷却池

喷水式

敞 开 放 式 横流式

开 点滴式

蒸

发 自然通风

系 点滴式、薄膜式

统 风 筒 式

喷水式、点滴薄膜式

冷

却 点滴式

塔 薄膜式 逆流式

鼓 风 式 喷水式

点滴薄膜式

机械通风 点滴式

横流或逆流式

薄膜式

抽 风 式 喷水式

逆流式

点滴薄膜式

冷却水由循环泵送往系统中各换热器，以冷却工艺热介质，冷却水本身温度升高，变成热水，此循环水量为R的热水被送往冷却塔顶部，由布水管道喷淋到塔内填料上。空气则由塔底百页窗空隙中进入塔内，并被塔顶风扇抽吸上升，与落下的水滴和填料上的水膜相遇进行热交换，水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷，当到达冷却水池时，水温正好下降到符合冷却水的要求。空气在塔内上升过程中则逐渐变热，最后由塔顶逸出，同时带走水蒸气。这部分水的损失称为蒸气损失E。热水由塔顶向下喷溅时，由于外界风吹和风扇抽吸的影响，循环水会有一定的飞溅损失和随空气带出的雾沫夹带损失。由于这些损失掉的水，统称为风吹损失D。为了维持循环水中的一定的离子浓度，必须不断向系统中加入补充水量M和系统外面排出一定的污水。这部分水量称为排污损失B。

冷却塔的种类很多，按照塔的构造和空气流动情况来区分，有自然通风冷却塔和机械通风冷却塔两大类。按照空气与水在塔内的相对流动情况，又可分为逆流式和横流式。有关各种类型冷却塔的结构和特点，可参阅有关的参考文献。机械通风冷却塔冷却效果最好。设计中应综合考虑循环比,其应在3～5倍为宜。

2、 浓缩倍数

循环冷却水的浓缩倍数是该循环冷却水的含盐量与其补充水的含盐量之比。

提高循环冷却水的浓缩倍数，可以降低补充水的用量，从而节约水资源；还可以降低排污水量，从而减少对环境的污染和废水的处理量。此外，提高浓缩倍数还可以节约水处理剂的消耗量，从而降低冷却水处里的成本。但是，过多地提高浓缩倍数，会使循环冷却水中的硬度，碱度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢控制的难度变得太大；还会使循环冷却水中的腐蚀性离子（例如Cl-和SO42-）和腐蚀性物质（例如H2S、SO2和NH3）的含量增加，水的腐蚀性增强，从而使腐蚀控制的难度增加；过多地提高浓缩倍数还会使药剂（例如聚磷酸盐）在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此，冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好，一般热电系统可控制5～8倍，化工、炼油2～4倍。

2.1.1节水量与浓缩倍数的关系

现在从节约水资源的角度看一下补充水量M占循环水量R的百分比M/R与浓缩倍数K的关系，以及每提高一个浓缩倍数单位时节约的补充水百分比（以占循环水量的百分比表示）

M /R / K与浓缩倍数K的关系。

为了有一个定量的概念，我们用下面的例题来说明。

例题 设循环冷却水系统的循环量R为10000m3/h，冷却塔进口和出口的水温分别为42℃和32℃，试求浓缩倍数K分别为1.5~10.0时的补充水量M、排污水量B以及补充水量占循环水量的百分比M/R。

解 现以K+2.0时为例进行计算；

蒸发损失水量E=R?CP? t/r

=10000×4.187×(42-32)/2401

=174.4(m3/h)

风吹损失水量（按0.05%R计）

D=10000×0.05%=5.0(m3/h)

总排污水量 Br=E/(K-1)=174.4/(2.0-1.0)=174.4(m3/h)

排污水量 B=Br-D=174.4-5.0=169.4(m3/h)

补充水量 M=E+Br=174.4+174.4=348.8(m3/h)

式中 CP——水的热容量（比热）?kJ/(kg?℃);

t——水的进口温度与出口温度之差，℃；

r——水的蒸发潜热，kJ/kg ；

K——水的浓缩倍数。

现把K分别为1.5、3.0、4.0……10.0时的M、B、M/R和 M/R / K的计算结果列于表2中。

2.1.2浓缩倍数的选择

从表2中可以看到：

随着循环冷却水浓缩倍数K的增加，冷却水系统的补充水量M和排污水量B都不断

表2不同浓缩倍数下冷却水运行参数的计算值

K

计算项目 1. 0

（直流水） 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 10.0

冷却水的循环量R，m3/h

进出口水温差 t,℃

蒸发损失水量E，m3/h

风吹损失水量D，m3/h

排污水量B，m3/h

总排污水量B/R，%

补充水量M，m3/h

排污水量占循环水量的百分比B/R，%

补充水量占循环水量的百分比M/R，%

M/R / K，%

10000

10

0

0

10000

10000

10000

100

100

—— 10000

10

174.4

5

343.8

348.8

523.2

3.4

5.2

—— 10000

10

174.4

5

169.4

174.4

348.8

1.7

3.5

96.5 10000

10

174.4

5

82.2

87.2

261.6

0.8

2.6

0.87 10000

10

174.4

5

53.1

58.1

232.5

0.5

2.3

0.29 10000

10

174.4

5

38.6

43.6

218.0

0.4

2.2

0.14 10000

10

174.4

5

29.9

34.9

209.3

0.3

2.1

0.09 10000

10

174.4

5

24.1

29.1

203.5

0.2

2.0

0.06 10000

10

174.4

5

14.4

19.4

193.8

0.1

1.9

0.03

减少，因此，提高冷却水的浓缩倍数，可以节约水资源；

但是，每提高一个浓缩倍数单位（ K=1）所降低的补充水量的百分比 M/R / K则随浓缩倍数的增加而降低。例如：

当浓缩倍数K由1.0提高到2.0时，补充水量M由10000 m3/h，降低到了348.8m3/h故有：

M/R / K=10000-348.8/10000/(2.0-1.0)=96.5%

当浓缩倍数K由2.0提高到3.0时，则有：

M/R / K=348.8-261.6/10000/(3.0-2.0)=0.87%

当浓缩倍数K由3.0提高到4.0时，则有：

M/R / K=261.6-232.5/10000/(4.0-3.0)=0.29%

当浓缩倍数K由4.0提高到5.0时，则有：

M/R / K=232.5-218.0/10000/(5.0-4.0)=0.14%

由以上的例子中可以看到：

① 在低浓缩倍数时，提高浓倍数的节水效果比较明显；但当浓缩倍数提高到4.0以上

时，再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了。例如把上述循环冷却水的浓缩倍数由4.0提高到5.0时，节约的水量仅占循环水量的0.14%。因此，一般循环冷却水系统的浓缩倍数通常被控制在2.0~4.0左右。

② 与直流冷却水相比，即使循环水的浓缩倍数比较低，例如仅为1.5倍，但此时补充

水即可节约94.8%（100%—5.2%）。由此可见，从节约水资源的角度来看，把直流冷却水改造为浓缩倍数不太高的冷却水，就可以节约大量的淡水资源。因此，直流冷却水系统的改造与不改造（为循环冷却水系统）是大不一样的。

敞开式循环冷却水的浓缩倍数可以通过调节排污水量或补充水量来控制。

2.2 补充水量M（m3/h）

水在循环过程中，除因蒸发损失和维持一定的浓缩倍数而排掉一定的污水外，还由于空气流由塔顶逸出时，带走部分水滴，以及管道渗漏而失去部分水，因此补充水是下列各项损失之和。

2.2.1 蒸发损失E（m3/h）冷却塔中，循环冷却水因蒸发而损失的水量E与气候和冷却幅度有关，通常以蒸发损失率a来表示。进入冷却塔的水量愈大，E也就愈多，以式表示如下：

E=a(R－B)

a=e(t1－t2)

式中 a — 蒸发损失率，%；

R — 系统中循环水量，m3/h；

B — 系统中排污水量，m3/h；

t1、t2 — 循环冷却水进、出冷却塔的温度，℃；

e—损失系数，与季节有关，夏季（25～30℃）时为0.15～0.16；冬季（-15～10℃）时为0.06～0.08;春秋季（0～10℃）时为0.10～0.12。

2.2.2 风吹损失（包括飞溅和雾沫夹带）D（m3/h）风吹损失除与当地的风速有关外，还与

冷却塔的型式和结构有关。一般自然通风冷却塔比机械通风冷却塔的风吹损失要大些。若塔中装有良好的收水器，其风吹损失比不装收水器的要小些。风吹损失通常以占循环水量R的百分率来估计，其值约为

D=（0.2%～0.5%）R m3/h

2.2.3 排污水损失 B（m3/h）B的大小，由需要控制的浓缩倍数和冷却塔的蒸发量来确定，其计算下面再讨论。

2.2.4 渗漏损失 F （m3/h） 良好的循环冷却水系统，管道连接处，泵的进、出口和水池等地方都不应该有渗漏。但因管理不善，安装不好，则渗漏就不可避免。因此在考虑补充水量时，应视系统具体情况而定。故补充水量

M=E+D+B+F

3、排污水量 B（m3/h）

排污水量B的确定与冷却塔的蒸发损失E和浓缩倍数K有关。可以通过下列物料衡算的办法，找出B和E与K的关系式。

设循环冷却水系统中，除了有补充水加入和排污、蒸发、风吹、渗漏等损失外，再没有其他的水流或溶质加入或排出系统，那么整个系统在循环浓缩过程中，就可以对循环水中某些不受加热、沉淀等干扰的溶质（如Cl-、Na+、K+等）作物料衡算，得到下面的式子：

MCM=ECE+BCR+DCR+FCR

式中：CM — 补充水中某种溶质的浓度；

CE — 水蒸气中某种溶质的浓度；

CR — 循环冷却水中某种溶质的浓度；

当系统中管道联接紧密，不发生渗漏时，则F=0；当冷却塔收水器效果较好时，风吹损失D很小，如略去不计，则上式可简化为

E

B=

K－1

因此循环冷却水系统运行时，只要知道了系统中循环水量R和浓缩倍数K，就可以估算出蒸发量E，排污水量B以及补充水量M等操作参数。控制好这些参数，循环冷却水系统的运行也就能正常进行。

第二节 敞开式循环冷却水处理的重要性

1、敞开式循环冷却水系统产生的弊端及问题

冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水的温度升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题。

1.1循环冷却水使用后的弊主要表现在以下五个方面：

①对于凉水塔周边污染物的吸收及累积；

②细菌及生物粘泥大量产生；

③金属腐蚀性急剧上升；

④泄露介质污染水系统进而造成全部冷却器管网的结垢或腐蚀；

⑤污染物不易消减。

1.2敞开式循环冷却水系统产生的问题

1.2.1沉积物的析出和附着

一般天然水中都溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。

在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到过饱和状态时，或者在经过换热器传热表面使水温升高时，会发生下列反应：

Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 +H2O

CaCO3沉积在换热器传热表面，形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差。不同的水垢其导热系数不同，但一般不超过1.16W/（m?K），而钢材的导热系数为45 W/（m?K）。

1.2.2设备腐蚀

循环冷却水系统中，大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器，长期使

用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔，其腐蚀的原因是多种因素造成的。

1.2.3冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀

敞开式循环冷却水系统中，水与空气能充分地接触，因此水中溶解的O2可达饱和状态。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时，由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性，在碳钢表面会形成许多腐蚀微电池，微电池的阳极区和阴极区分别发生下列的氧化反应和还原反应：

在阳极区 Fe=Fe2+ +2e

在阴极区 1/2 O2+ H2O +2e =2OH-

在水中 Fe2+ + 2OH- = Fe（OH）2

Fe（OH）2 Fe（OH）3

这些反应，促使微电池中的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。

1.2.4有害离子引起的腐蚀

循环冷却水在浓缩过程中，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外，其他的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl-和SO2-4离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO2-4会使金属上保护膜的保护性膜的保护能降低，尤其是Cl-的离子半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，所以氯离子是引起点蚀的原因之一。

对于不锈钢制造的换热器，Cl-是引起应力腐蚀的主要原因，因此冷却水中Cl-离子的含量过高，常使设备上应力集中的部分，如换热器花板上胀管的边缘迅速受到腐蚀破坏。循环冷却水系统中如有不锈钢制的换热器时，一般要求Cl-的含量不超过300mg/L。

对于碳钢而言，S2-、油污、酸、碱的腐蚀是剧烈的，尤其是S2-引发的一系列生化腐蚀极易造成管道的大面点蚀穿孔，其对金属的腐蚀能力远大于Cl-、SO2-4等离子。

1.2.5微生物引起的腐蚀

微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀。此外，在金属表面和沉积物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌（主要是硫酸盐还原菌）得以繁殖，当温度为25～30℃时，繁殖更快。它分解水中的硫酸盐，产生H2S，引起碳钢腐蚀，其反应如下：

SO2-4 +8H++8e=S2-+4 H2O +能量（细菌生存所需）

Fe2+ + S2 -=FeS

铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，它能使Fe2+氧化为Fe3+，释放的能量供细菌生存需要。

细菌

Fe2+ Fe3+ +能量（细菌生存所需）

1.2.6微生物的滋生和粘泥

冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来说细菌和藻类都较少。但

在循环水中，由于养分的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀等粘泥附在一起，形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的发热表面上，有人称之为生物粘呢，也有人把它叫做软垢。

粘泥积附在换热器管壁上，除了会引起腐蚀外，还会使冷却水的流量减少，从而降低换热器的冷却效率；严重时，这些生物粘泥会将管子堵，迫使停产清洗。

2、敞开式循环冷却水处理的重要性及优点

如前所述，冷却水长期循环使用后，必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题，而循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。这样做法的好处如下：

①稳定生产 没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的换热器就可以始终在良好的环境中工作。循环冷却系统由于能够有效地控制污垢的沉积和生长，保证了传热效率，污垢热阻值一般定为万分之三以下。良好的传热效率为延长生产周期创造了条件。国内外有很多管理水平较高的工厂可连续生产400天左右。

②节药水资源 一般合理利用的循环水可节药96%以上的用水量，循环水装置的投资6～12个月就可以得到回收。例如在日产千吨合成氨的工厂中，每小时直流冷却水的用量是22000米3。如果用循环冷却水，其补充水量一般只需550~880米3/时。因此，循环冷却系统节约了96~97.5%的用水量。

③减少环境污染 直流冷却水系统直接从水源抽取冷水用于冷却，然后又将温度升高了的热水再排放到水源中去。将废热带到水源中形成热污染，用循环水可减95%以上的热污染。

④节约钢材 提高经济效益；处理效果良好的化工企业冷却器一般使用寿命可达4～6年，远高于2～3年的一次水冷却器使用期限。

⑤减少设备的体积：热交换器的污垢热阻值若按千分之三设计时，其传热面积将比污垢热阻值，按万分之三设计时大数倍。因此采用循环冷却水系统可使热交换器体积缩小。这也就是为什么日产千吨的新氨厂比日产三百三十吨的老氨厂产量提高了三倍，而占地面积却减少了十倍的原因之一。热交换器体积减小还节约大量的钢材。

⑥循环冷却系统中投加缓蚀剂可以有效地控制腐蚀，降低了对热交换器的材质要求。

第二章 循环冷却水系统中的沉积物控制

第一节 循环冷却水系统中的沉积物

1、沉积物的分类

循环冷却水系统在运行的过程中，会有各种物质沉积在换热器的传热管表面。这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢（scale）、淤泥（sludge）、腐蚀产物（corrosion products）和生物沉积物（biological deposits）构成。通常，人们把淤泥、腐蚀产物和生物沉积物三者统称为污垢（fouling）。

2、水垢析出的判断

在实验室及生产现场我们常用LangLier指数判断水垢的形成趋势并相对应的作配方研究。

前面曾经提到，最容易沉积在换热器传热表面的水垢主要是碳酸钙垢。当条件适宜时也会出现磷酸钙垢及硅酸盐垢。下面就这些水垢析出的判断作些介绍。

2.1 碳酸钙析出的判断

2.1.1 饱和指数（L.S.I.）

碳酸盐溶解在水中达到饱和状态时，存在着下列动平衡关系：

Ca（HCO3）2 Ca2+ + 2HCO-3 式1

HCO-3 H+ + CO32- 式2

CaCO3 Ca2+ + CO32- 式3

1936年朗格利尔（Langelier）根据上述平衡关系，提出了饱和PH和饱和指数的概念，以判断碳酸钙在水中是否会出析出水垢，并据此提出用加酸或加碱预处理的办法来控制水垢的析出。

早期水处理工作者曾有意让冷却水在换热器传热表面上结一层薄薄的致密的碳酸钙水垢，这样既不影响传热效率，又可防止水对碳钢的腐蚀。因此，朗格利尔提出：L.S.I.＞0时，碳酸钙垢会析出，这种水属结垢型水；当L.S.I.＜0时，则原来附在传热表面上的碳酸钙垢层会被溶解掉，使碳钢表面裸露在水中而受到腐蚀，这种水称作腐蚀型水；当L.S.I.=0时，碳酸钙既不析出，原有碳酸钙垢层也不会被溶解掉，这种水属于稳定型水。如以式表之，则可写成：

L.S.I.=PH-PHs＞0 结垢

L.S.I.=PH-PHs =0 不腐蚀不结垢

L.S.I.=PH-PHs＜0 腐蚀

①计算饱和PH（PHs）的公式 根据电中性原则和质量作用定律，中性碳酸盐水溶液中，存在着下列关系：

PHs=（9.70+A+B）－（C＋D）

式中 A 总溶解固体系数；

B 温度系数；

C 钙硬度系数；

D M-碱度系数；

② 饱和指数的应用 通常设计部门对水质处理进行设计和确定药剂配方时，往往根据水质资料首先计算一下饱和指数，以判断水质是属于什么类型的，然后再考虑处理方案。

除了朗格利尔（Langelier）指数外，1946年雷兹纳（Ryznar），发明了稳定指数（R.S.I）；1979年帕科拉兹（Puckorius）发明结垢指数；

上述四种指数均是针对碳钢材质，预测水中溶解的碳酸钙是否会析出，或者碳酸钙在水中是否会溶解而言，因此判断式中所谓腐蚀的实际含意并不是直接预测水的腐蚀性，而是指作保护层用的碳酸钙溶解后，碳钢直接裸露在水中，由电化学作用等原因引起腐蚀。如果材质是铝、不锈钢等合金则腐蚀问题就不会像碳钢那样突出。

2.2 磷酸钙析出的判断

在许多水质处理方案中，常在循环冷却水中投加聚磷酸盐作为缓蚀剂或阻垢剂，而聚磷酸盐在水中会水解成为正磷酸盐，使水中有磷酸根离子存在。磷酸根与钙离子结合会生成溶解度很小的磷酸钙沉淀，如附着在传热表面上，就形成磷酸钙水垢。因此，在投加有聚磷酸盐药剂的循环冷却水系统中，必须要注意磷酸钙水垢生成的可能性。

2017年水处理技术论文(2)

水处理剂的应用领域

它的应用领域涉及工业用水、市政/饮用水处理、污水废水处理以及海水淡化。

在工业用水领域中，主要是应用于工业循环水处理和工业锅炉水处理。

工业循环水处理使用的药剂主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂等。

工业锅炉水处理的常用方法有锅外水处理和锅内水处理，使用的药剂主要有：缓蚀阻垢剂、除氧剂、给水降碱剂、离子交换剂、再生剂、软化剂、碱度调节剂、清垢剂等。

市政/饮用水处理涉及到的水处理药剂一般有：杀菌灭藻剂、絮凝剂、缓蚀剂等。

污水处理涉及到的水处理药剂一般有絮凝剂、污泥脱水剂、消泡剂、螯合剂、脱色剂等。

海水淡化的主流技术包括蒸馏法和膜法。膜在运用中很容易被堵塞，所以需要在水中添加阻垢缓释剂、清洁剂、絮凝剂、阻垢分散剂等药剂。而蒸馏法容易产生锅垢从而降低蒸发效率，可以向原水中加入聚磷酸盐、有机磷酸，膦基聚羧酸等进行水质软化，对钙，镁离子以及其他金属离子螯合作用使其不易沉淀，阻止水垢的形成。

水处理药剂的种类

水处理剂包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、涣散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及离子交流树脂等。

1、关于絮凝剂

大家只要记住3点，第一点是絮凝剂在污水处理领域中主要是用来强化固液分离的。第二点是可以使用投加助凝剂的方法来加强絮凝效果。第三点就是絮凝剂是最便宜而又高效的除磷方法。

2、关于助凝剂

只要记住2点，第一点是助凝剂的作用是调节或改善混凝条件；第二点是它可以加大矾花粒度、密度和结实性。

3、缓蚀阻垢剂

缓蚀阻垢剂顾名思义就是缓解锅炉等循环用水设备结垢、腐蚀的一种水处理药剂。该药剂由碱性物质和有机复配而成，加入了缓蚀剂，防止受热面被腐蚀。药剂中的碱性物质，在锅炉内通过化学反应，与水中的钙、镁盐类物质发生反应生成水渣，沉淀后通过排污功能排出锅炉外，降低水中钙、镁离子浓度，使锅炉内不生成水垢。

4、清洗剂

清洗剂是一种能溶解渗透液的挥发性溶剂，用于去除被检工件表面上多余的渗透液。有些清洗剂特别设计专用于清除金属氢氧化物、碳酸钙和其他类似的附着在聚酰胺、聚砜和薄膜组分膜表面的垢。在清洗剂使用前要检查清洗罐，管路和保安过滤器以及安装新的滤芯。

5、杀菌剂

杀菌剂主要是消灭细菌、微生物等有害细菌的一种药剂。在国际上，通常是作为防治各类病原微生物的药剂总称。

常见技术：

1）杀菌、消毒：水的消毒方法可分为化学和物理的两种。物理消毒方法有加热法、紫外线法、超声波等法；化学方法有加氯法、臭氧法、重金属离子法以及其他氧化剂法等。

2）磁化：利用磁场效应对于水的处理作用，称为水的磁化处理。

3）精密过滤技术:?用特殊材料制成的微孔滤芯、滤膜，利用其均一孔径，来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤芯、滤膜而被去除截留。精密过滤能够过滤微米级（μm）或纳米级(nm)的微粒和细菌。在水的深度处理中应用也十分广泛。

4）超过滤技术:?超过滤是一种薄膜分离技术。就是在一定压力下（压力为0.07-0.7Mpa，最高不超过1.05Mpa），水在膜面上流动，水与溶解盐在和其他电解质是微小的颗粒，能够渗透超滤膜，而分子量大的颗粒和胶体物质就被超滤膜所阻挡，从而使水中的部分微粒得到分离的技术。超滤膜的孔径是由一定分子量的物质进行截留试验测定的，并以分子量的数值来表示的。

5）臭氧：是一种在常温下呈蓝色、有特殊的鱼腥味的气体，分子式为O3。臭氧具有极强的氧化性。臭氧可是细菌、真菌等菌体的蛋白质氧化、变性，使电解质失去作用，可杀灭细菌繁殖体和芽胞、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌菌毒素，可以清除和杀灭空气中、水中、食物中的有毒物质和细菌，可除异味，广泛应用于食品生产的消毒、灭菌等工序中。

臭氧在消毒、灭菌过程中仅产生无毒的氧化物，多余的臭氧最终还原为氧，在被消毒物品上不存在残留物，可直接用于食品的消毒灭菌。

6）离子交换:?所谓离子交换，就是水中的离子和离子交换树脂上的离子，所进行的等电荷反应。用H+型阳离子交换树脂HR和水中Na+交换反应过程为例：HR+Na+=Na++H+。从上式可知：在离子交换反应中，水中的阳离子（如Na）被转移到树脂上去了，而离子交换树脂上的一个可交换的H转入水中。Na从水中转移到树脂上的过程是离子的置换过程。而树脂上的H交换到水中的过程称游离过程。因此，由于游离和置换过程的结果，使得Na和H互换位置，这一变化，就称为离子交换。

7）紫外线:汞灯在点燃时，能够放射出波长为1400nm-4900nm的紫外线（1nm=10-10m），这种光线能穿透细菌的细胞壁，杀微生物，达到消毒杀菌目的。紫外线波长在2600nm左右效果最好。

紫外线消毒主要应用于处理量小的饮用水方面。它的特点是：杀生能力强，接触时间短；设备简单，操作管理方便，处理后的水无色、无味、无中毒的危害；不会增加像氯气杀毒时出现的氯离子。

8）吸附净水技术:?主要指活性炭等具有吸附能力的物质吸附技术。这里只就活性炭的一些特点，做简要介绍：活性炭广泛应用于生活饮用水及食品工业、化工、电力等工业用水的净化、脱氢、除油和去臭等。通常，能够去除63%-86%胶体物质；50%左右的铁；以及47%-60%的有机物质。

常见水处理药剂

1、聚合氯化铝

聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。

特点：

1）絮凝体成型快，活性好，过滤性好。

2）不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。

3）适应PH值宽，适应性强，用途广泛。

4）处理过的水中盐份少。

5）能除去重金属及放射性物质对水的污染。

6）有效成份高，便于储存，运输。

作用：

1）水中胶体物质的强烈电中和作用。

2）水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。

3）对溶解性物质的选择性吸附作用。

用途：

1）城市给排水净化：河流水、水库水、地下水。

2）工业给水净化。

3）城市污水处理。

4）工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的回收。

5）各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水f、污水处理。

6）造纸施胶

7）糖液精制

8）铸造成型

9）布匹防皱

10）催化剂载体

11）医药精制

12）水泥速凝

13）化妆品原料

2、聚合硫酸铁

聚合硫酸铁形态性状是淡**无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。

聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：

1）新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；

2）混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；

3）净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；

4）除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；

5）适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；

6）对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；

7）投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。

3、聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

阳离子聚丙烯酰胺使用注意事项：

1）絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团约束较多水而降低泥饼干度。经过选择聚丙烯酰胺的分子量能够调整絮团的大小。

2）污泥特性：第一点理解污泥的来源，特性以及成分，所占比重。依据性质的不同，污泥可分为有机和无机污泥两种。阳离子聚丙烯酰胺用于处置有机污泥，相对的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用于无机污泥，碱性很强时用阳离子聚丙烯酰胺，而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺，固含量高时污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。

3）絮团强度：絮团在剪切作用下应坚持稳定而不破碎。进步聚丙烯酰胺分子量或者选择适宜的分子构造有助于进步絮团稳定性。

4）聚丙烯酰胺的离子度：针对脱水的污泥，可用不同离子度的絮凝剂经过先做小试停止挑选，选出最佳适宜的聚丙烯酰胺，这样即能够获得最佳絮凝剂效果，又可使加药量最少，节约本钱。

5）聚丙烯酰胺的溶解：溶解良好才干发充沛发挥絮凝作用。有时需求加快溶解速度，这时可思索进步聚丙烯酰胺溶液的浓度。

应用范围：

1）在造纸过程中作助留剂，补强剂。

2）水处理中作助凝剂、絮凝剂、污泥脱水剂。

3）石油钻采中作降水剂，驱油剂。

4）PAM还广泛应用于增稠、稳定胶体、减阻、粘结、成膜、生物医学材料等方面。

4、无机絮凝剂硫酸铝

适用的pH值范围与原水的硬度有关，处理软水时，适宜pH值为5～6.6，处理中硬水时，适宜pH值为6.6～7.2，处理高硬水，适宜pH值为7.2～7.8。硫酸铝适用的水温范围是20oC～40oC，低于10oC时混凝效果很差。硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便，但水解反应慢，需要消耗一定的碱量。

5、无机絮凝剂三氯化铁

无机絮凝剂三氧化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂，产品有固体的黑褐色结晶体，也有较高浓度的液体。其具有易溶于水，矾花大而重，沉淀性能好，对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。三氯化铁的适用pH值范围是9～11，形成的絮体密度大，容易沉淀，低温或高浊度时效果仍很好。固体三氯化铁具有强烈的吸水性，腐蚀性较强，易腐蚀设备，对溶解和投加设备的防腐要求较高，具有刺激性气味，操作条件较差。

船舶发动机冷却水处理剂的种类

2017年水处理技术论文篇二

　浅谈给水处理技术的发展

　[摘要] 水与人们生活生产密切相关，而且水是保障人民生活发展工业生产不可缺少的物质基础。近年来，人口增长、水资源的分布不均、污染加剧等问题造成水资源不足日益严重。因此给水处理技术一直在改进。本文旨在介绍一些给水处理日益发展的基本技术。

　[关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术

　1.现代化处理技术

　1.1化学氧化

　水质处理常用氯氧化，当有机污染尚未得到去除时，会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂(一种专门商品)的应用逐渐展开，对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性，又可除嗅、脱色，去除铁、锰，但往往结合后续深度处理臭氧?活性炭时才采用。

　1.2加吸附剂粉末炭

　粉末炭，具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点，但由于耗费较高(约105元/m^3左右)，一般只有在消除冲击性污染时采用，投加量需10～20mg/L，现在一些水污染事件中就曾应用过此技术，此外还可以通过此技术对原水进行控制，并将该技术演化，如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。

　1.3调节pH

　由于投加酸与碱，运行成本增加，又在原水中增加无机离子，在我国很少采用，国外在此方面研究较多，这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的，这一点也被业内广泛认可。

　1.4生物预处理

　20世纪70年代以来，生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除，从而改善水的混凝沉淀性能，使后续工艺较好的发挥作用，提高出水的水质。

　2.给水处理的新技术

　2.1高级氧化技术

　高级氧化技术是给水处理的新技术，并受到了许多的关注，在水处理中有广泛的应用，高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。

　2.1.1臭氧氧化技术

　臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位，常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等，在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来，由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等?三致?物质而受到限制，使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题，如臭氧发生的成本高，而利用率偏低，臭氧处理的费用高;臭氧与有机物的反应选择性较强，在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此，提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合，形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。

　2.1.2超临界水氧化技术

　超临界水反应与氧化组合为?超临界水氧化(SCWO：Supercritical Water Oxidation)?技术，应用较多。超临界水有优良的溶剂特性，增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率，在常温常压下的值较高(78)，在高温高压下的己烷和甲醇等无极性，与弱极性的有机溶剂的电导率等值(2～30左右)。因此，在高温高压下的水溶解有机物是可能的。

　SCWO技术有以下特点：

　1) 将有机物完全分解成水和二氧化碳，使之无害化。

　2) 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。

　3) 反应速度快，单位时间内处理量大，装置小型化。

　4) 与焚烧炉不同，不需要烟筒，不排放烟气。

　在临界温度下易于控制加水分解反应，或易于控制原子团的反应，这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理，是极好的环境处理技术。

　2.1.3光催化氧化技术

　所谓光催化氧化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外，在有紫外光的Fenton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。

　2.1.4超声空化氧化技术

　超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解，将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点，同时，还伴有杀菌消毒功效，是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中，尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用，国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺，如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中，取得了较好的处理效果。

　2.2膜处理技术

　随着人类对膜的逐步认识，各种人工合成膜也应运而生，其种类繁多，作用也千差万别，但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。

　膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制，而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。

　3.结语

　我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术， 优点是水处理成本低， 平均处理效果较好。此外， 水源污染加剧， 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势， 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步， 材料学的发展，这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见， 未来的水处理， 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。

　参考文献

　[1]陆煜康，唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京：化学工业出版社，2010，5

　[2]苑宝玲，王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京：化学工业出版社，2006，1

　[3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社，2008，8

　作者简介：

　阚沙沙(1992-)，女，汉族，吉林松原人，郑州大学，水利与环境学院，给水排水工程.

　郭丹丹(1991-)，女，汉族，河南许昌人，郑州大学，水利与环境学院，给水排水工程.

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水处理化学品的主要品种

1、硝酸盐类冷却水处理剂：主要成分为硝酸盐和缓蚀剂，能够有效地防止金属腐蚀和水垢形成。

2、有机酸类冷却水处理剂：主要成分为有机酸和缓蚀剂，能够有效地防止金属腐蚀和水垢形成。

3、磷酸盐类冷却水处理剂：主要成分为磷酸盐和缓蚀剂，能够有效地防止金属腐蚀和水垢形成。

4、硅酸盐类冷却水处理剂：主要成分为硅酸盐和缓蚀剂，能够有效地防止金属腐蚀和水垢形成。

水处理药剂的常见药剂

有机磷酸盐(酯)

ATMP 氨基三甲叉磷酸

HEDP 羟基乙叉二磷酸(钠)

EDTMP 乙二胺四甲叉磷酸

AEDP 乙脒基乙叉二磷酸

POE 三元醇磷酸酯

六元醇磷酸酯

单元醇磷酸酯

磷羧酸

PBTC磷酰基丁烷-1，2，4-三羧酸

HPA 羟基磷酸基乙酸

聚羧酸

PAA(Na) 聚丙烯酸钠

PAA二元(N-7319)丙烯酸二元共聚物

PAA三元(T-225)丙烯酸三元共聚物

AA-MA丙烯酸-马来酸共聚物

HPMA 聚马来酸酐

AA-VA丙烯酸-醋酸乙烯共聚物

AA-SA丙烯酸-磺化苯乙烯共聚物

AA-AMPS丙烯酸-磺化丙烯酰胺共聚物

聚合磷羧酸、洁尔灭、新洁尔灭、二硫氰基甲烷(S15)

二氯酚(G-4)

有机胺

聚季胺盐

聚丙烯酸纳

双氧苯双胍乙烷基甲酸盐

戊二醛

二氯异氰尿酸钠

卤化海因

二氧化氯

液氯

次氯酸钠

溴化钠

木质素磺酸盐

葡萄糖酸钠

吗啉

水合肼

二乙醇胺油酸皂

苯并三氮唑

巯基苯并噻唑

乌洛托品

若丁

邻二甲苯硫脲

苯并噻唑

甲苯三唑胺的衍生物

1，3-丙二酰胺衍生物

甲苯三氮唑

各种无机盐

聚丙烯酰胺 阴离子型

非离子型

阳离子型

聚丙烯酸钠

聚二甲基二烯丙基氯化铵

高分子絮凝剂、聚丙烯酰胺PAM

水处理药剂有很多种，不同成分，不同性能分别组成不同类型水处理药剂，它们分别有着各自的应用效果，下面就带大家了解一下这类水处理药剂的功能作用。

有机膦酸盐系列

有机物：同时含有碳氢两种元素的物质;磷酸盐：有磷酸根的盐类(磷酸根po43-);有机磷酸盐：当药剂中具备以上两种就可以称作有机磷酸盐了。

有机膦酸盐系列的产品有：羟基亚乙基二膦酸HEDP、多元醇磷酸脂PAPE、有机膦磺酸、2-羟基膦酰基乙酸HPAA、2-膦酸丁烷1.2.4-三羟酸PBTCA、乙二胺四甲叉膦酸钠EDTMPS、氨基三甲叉膦酸ATMP、二乙烯三胺五甲叉膦酸DTPMP。

羧酸共聚物系列

由烃基和羧基相连构成的有机化合物称为羧酸。饱和一元羧酸的沸点甚至比相对分子质量相似的醇还高。例如：甲酸与乙醇的相对分子质量相同，但乙醇的沸点为78.5℃，而甲酸为100.7℃。介绍羧酸是由烃基与羧基相连构成的有机酸。

羧酸共聚物系列产品有：膦基聚马来酸、聚环氧琥珀酸(钠)PESP、聚天冬氨酸(钠)PASP、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物AA/HPA、丙烯酸-2丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物AMPS、膦酰基羧酸共聚物POCA、水解聚马来酸酐HPMA、马来酸酐-丙烯酸共聚物MA-AA、聚丙烯酸PAA、丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸盐四元共聚物。

缓蚀剂系列

主要用于中性介质(锅炉用水、循环冷却水)、酸性介质(除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液)和气体介质(气相缓蚀剂)。

缓蚀剂系列产品有：甲基苯骈三氮唑 TTA、苯骈三氮唑 BTA、多用酸洗缓蚀剂、软水缓蚀剂、有色金属缓蚀剂、盐酸酸洗缓蚀剂、复合铜缓蚀剂。

絮凝剂系列

主要是对于污浊水处理，能让微生物沉积物和其他杂质抱团聚合，然后沉淀。在污水处理中纳尔科絮凝剂的使用比较广泛。