宋婷婷:909系列阻垢剂除垢性能测评 |
| 2012-10-17 10:40 作者：宋婷婷 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月17日讯】据《科技与生活》杂志2012年第16期刊文称，绿色环保背景下，在阻垢剂从天然到合成日趋完善的过程中，绿色阻垢剂的研制必将成为水处理的研究热点。本文针对909系列阻垢剂，分别通过碳酸钙沉积法和鼓泡法对其成分进行了测定，并对其除垢性能做出了详细评价。
关键词909系列阻垢剂；测定方法；性能评价
我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一。目前我国城市缺水严重，已造成严重的经济损失和社会环境问题。缺水城市分布将由目前集中在三北(华北、东北、西北)地区及东部沿海城市逐渐向全国蔓延。节约用水、治理污水和开发新水源具有同等重要的意义。大力发展工业用水、生活用水、废水处理过程中所
必需水处理化学品即水处理剂，对节约用水、治理污水起着重要的作用。
1909系列碳酸钙沉积法
1.1工业循环冷却水中阳离子的测定方法提要
1.1.1钙离子的测定
用移液管吸取50mL水样于250mL锥形瓶中，加（1+1）硫酸溶液和5mL过硫酸钾溶液，加热煮沸至近干，取下冷却至室温，加50mL水和3mL三乙醇胺溶液，7mL氢氧化钾溶液和0.2g钙-羧酸指示剂，用EDTA标准溶液滴定，当溶液颜色由紫红色变为亮蓝色时即为终点。
1.1.2碱度的测定
以酚酞为指示剂，用标准盐酸溶液滴至酚酞变色-酚酞碱度，继续用甲基橙为指示剂，用盐酸标准溶液滴至甲基橙变色-甲基橙碱度。
1.1.3水硬度的测定
用移液管吸取50mL水样于250mL锥形瓶中，加入（1:2）三乙醇胺溶液3mL和5mLNH4.H2O-NH4CL，最后溶液颜色由酒色变为亮蓝色时即为终点。
以含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液。在加热条件下，促成碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度越大，则该水处理剂的阻垢性能越好。
1.2试液的制备
在500mL容量瓶中加入2580mL的水，用滴定管加入一定体积的氯化钙标准溶液，使钙离子的量为120mg，用移液管加入5.00mL水处理试样，摇匀.然后加入20mL硼砂缓冲溶液，摇匀，用滴定管缓慢加入一定体积的碳酸氢钠标准溶液，用水稀释至刻度，摇匀。在另一500mL容量瓶中除不加水处理试样外，按试液的制备步骤操作，将试液和空白试液分别置于两个洁净的锥形瓶中，两锥形瓶中，两锥形瓶放入恒温水浴中，恒温放置10小时，在分别测定钙硬。
1.3实验结果
药剂浓度是影响效果的主要因素之一，随着产生钙离子浓度的增加阻垢剂阻垢性能也有所增加。在相同浓度下，复合剂的阻垢率大于单剂的阻垢率，主要是复合剂中的其它组分和聚合物之间存在协同作用对聚合物单剂，含羟磺酸基团的阻垢效果优于其它类型效果，主要是因聚合物中的磺酸基团是强极性基团，有较强的分散作用。
2鼓泡法
2.1方法提要
冷却水中的结垢，通常是由于水中碳酸钙在受热和暴气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢引起的，本方法以含有CA(HCO3)2的配制水和水处理药剂制备成试液.为了模拟冷却水在换热器中受热和冷却塔中暴气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一顶流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右移动，促使碳酸氢胺加速分解为碳酸钙，试液迅速达到自然平衡，然后测定试液中钙离子的稳定浓度。
2.2分析步骤
本方法以含有CA(HCO3)2的配制水和水处理药剂制备成试液.为了模拟冷却水在换热器中受热和冷却塔中暴气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一顶流量的空气，以带走其中的二氧化碳。然后将试液制备成1L含有5.00mg水处理药剂，240mg钙离子和732碳酸氢根离子试液可直接计算出碳酸氢钠溶液40mL溶于500mL容量瓶中，在移入5.00mL水处理药剂加250mL水，摇匀，在用移液管加入氯化钙溶液40mL，用水稀释到刻度。再量取约450试液于500mL三颈烧瓶中，将此放入60摄氏度的恒温水浴中，按实验室装置安装，同时，以80L/D的流量鼓入空气，经过6时后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放置室温，此溶液即为钙离子的稳定浓度。
3909阻垢剂阻垢性能评价总结
在阻垢剂评定试验中，将达平衡后的试样静置10h或凉至室温，用EDTA滴定上层清液或滤液中的稳定钙离子浓度，以上层清液或滤液中稳定钙离子浓度的多少来评价阻垢剂阻垢性能的优劣。属于这种评定方法的有静态阻垢法、鼓泡法和极限碳酸盐硬度法等。
在有阻垢剂存在的条件下，溶液中Ca2+的存在形式有以下几种：自由钙离子（比例很小）含钙离子对（如Ca(OH)2CaSO4CaCI2CaHCO3等比例较小）。钙鳌合物（所占比例与所投人的鳌合剂浓度有关）、被分散剂吸附且能够悬浮在溶液中的CaCO3颗粒、被分散剂吸附且沉积在容器底部的CaCO3淤泥等。随着硬度的升高或浓缩倍数的升高，溶液中碳酸钙颗粒的个数越来越多，粒径也越来越大，因此被分散剂吸附且不能在溶液中悬浮的CaCO3的比例越来越高。
显然，上述所谓的上层清液或滤液中只含有自由钙离子、含钙离子对、钙鳌合物和部分被分散剂吸附且能够悬浮在溶液中的CaCO3颗粒。在硬度较低、阻垢剂浓度较高的条件下，这也许包含了溶液中总钙的绝大部分，用此时的测定结果表示阻垢剂的阻垢能力是正确的。但当溶液的硬度较高、阻垢剂浓度相对较低时，沉积在底部的CaCO3淤泥状垢已成了溶液中总钙的大部，此时仍用上层清液或滤液中的钙离子含量来表示阻垢剂的阻垢能力则就不正确了。
可用于评定阻垢剂性能的方法很多，如用扫描电子显微镜可观察晶体的成核、生长、聚集和吸附过程。用原子力显微镜研究有阻垢剂存在的碳酸钙晶体的生长，可以看出阻垢剂对生长的抑制作用。用X一衍射法可以比较在不同阻垢剂存在的条件下垢样的细碎程度、晶体的畸变程度及晶系的变化。用粒径分布仪可研究在不同阻垢剂存在的条件下，成垢物质的成核和生长动力学。但这些方法大多需借助专门的仪器，只能被研究机构采纳，很难在广大用户和现场评定中推广。动态模拟法是评定缓蚀阻垢剂性能的最可靠方法，但由于其实验时间长、物力财力人力消耗大，也不是一种多快好省的方法。我们实验室所采用的硬垢测定法是一种能够同时测定阻垢剂的鳌合贡献、分散贡献和晶格畸变贡献的方法，其基本步骤是：按鼓泡法进行阻垢试验，鼓泡结束后用原液以lm/s的流速冲刷器壁上的垢样2min，弃去，器壁上的残留物被认为是硬垢。用过量盐酸洗涤器壁，将洗涤液稀释至一定刻度，然后分析洗涤液中Ca2+浓度。Ca2+浓度越高，说明硬垢量越多，阻垢剂的综合阻垢性能就越差。这种方法所得到的结果与现场实践效果一致。如果建立规范的操作步骤，可改善评定结果的重现性，是一种具有实用价值的阻垢性能评定方法。
4结束语
在909系列中得出了其一些单体阻垢剂的性能与复合剂之间的差别，更好的体现了复合阻垢剂的优越性能，909B是阻垢剂中复合阻垢剂中性能相对较好的，其阻垢性能比909A好，用碳酸钙沉积法测得的数据较稳定.但其还有一些缺陷.所以在今后的实验中我们需要找到更加简便的方法，来提升其价值。
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