pH值对锌盐沉积的影响及控制方法的研究
?14?工业水赴理1991Vo1?11No?1
pH值对锌盐沉积的影响及控制方法的研究
洛阳石化I程公司设备研究所汪素卿
箱曩
车文指出碱性水处理运行中,pH值在9左右,此时加入锌盐疑蚀剂若不匹配稳定嗣,其沉积
率达9O%以上.磬研究指出,试验用水采用蒸发浓缩的方法可提高pH值,当敢瞎倍数大于l?5时,
值上升到0并保持不变.该方法可以精选锌盐稳定科.
一
.前言
工业循环冷却水中,除温度外pH值是
影响水质绪垢的重要因素.因此,过去人们
常常采用加酸降低水的pH值以控制结垢,
再加入缓蚀剂来控制腐蚀,这就是所谓的加
酸处理方案.锌盐作为缓蚀剂用于这种处理
方案中.
70年代以来,碱性水处理技术的开发,
不加酸控制pH值,如果仍采用锌盐缓蚀剂
而不复配稳定荆,不可避免的产生Zn(0H)
沉积而使其失去缓蚀效能
由于锌盐极好的缓蚀性能,使得它往往
在碱性水处理配方中也是不可缺少的组成,
显然开发锌盐稳定剂就理所然的需要建立
一
个可靠的评价方法.关于水处理中锌盐沉
积的试验方法,日本粟田公司有些介绍,但
并不完善,而国内至今未见这方面的研究报
导.为建立这一试验方法,核心是考查pH
值对锌沉积的影响,并寻找其正确的控制方
法.
二,锌盐在水处理中的地位和作用蕊
表1列举了不同工厂水质和同厂水质加
锌与不加锌二种配方经动态试验测定的结
果.
表1可见,各地不同水质和同地水质的
腐蚀试验均得出一致的结果.加锌配方比不
加锌配方腐蚀率明显减少,从外观上看没有
加锌的配方存在点蚀现象,有的还比较严
啦稿日期}19gD?5?7
表1动态试验结果
试验加z丑{2ppm
重.点蚀是导致换热器损坏的主要危险,加
锌后可以消除点蚀倾向.其缓蚀机理是:锌
属于阴极缓蚀剂,它能与吸附在阴极上的
OH一作用,生成不溶的Zn(OH)z沉积膜,
使阴极反应速度减慢,促进了阴极的极化作
用,从而抑制了整个腐蚀过程,谜到缓蚀目
的.由于锌盐具备有缓蚀性能好,成膜速度
快,与其它药剂复配有增效作用等优点,因
此在水处理中共有十分重要的地位和作用.
三,pH位对锌盐沉积的骺响
当水中加入锌之后,由于Zn(OH)2的溶
解度低于CaC0~的溶解度,被水化的锌离子
与水中的OH一首先反应生成不溶于水的氢氧
]991Vo1.11No.1工业永处理?15’
表2氩卓.化锌沉积与pH值变化的关系
懂lB.8十”8?6【g?
事
l.I.I2.-~I3o4.:s.!S8,4l78..:口1.
试礁扣Znj’z.5ppm
化锌沉积物.该沉积物与水的pH值变化关
系如表2所示.
由此可见锌的沉积率是随pH值增加而
增加pH值大于8时,沉积物开始显着增
加,pH值9时沉积率达9O%以上.这是因为
pH值大于8以上时,Zn.在尚未到达金属表
面阴极区前即可与水中的OH一结台,并很
快达到饱和状态,生成zn(OH)2沉淀,访
沉积物聚积在水中和金属表面,不仅没有抑
制腐蚀作用,反而造成浓差电池加速腐蚀进
程.为此,设想在碱性水中加入稳定剂,使
之与锌整和形成络台物,达到增溶,防止发
生锌盐沉积是必要的.
四,锌况积试验pH值的控崩方法
通过上述一系列试验表明锌盐在循环水
中的沉积和pH值密切相关,因此锌盐沉积
试验中pH值的控制方法至关重要.
表3几个炼油厂实际循环水的pH值
JlI
l窖厂硅利艨安庸蒜熊翥来津蒜门名称油厂油厂{由厂l诎,
pH但B.768.88.B8.5I8.5
袭3是各厂均采用碱性水处理方案,循
环水pH值的运行范围在8.5,9之闻,根据
表2pH值和锌沉积率之间的关系,为了强
化试验条件,尽量接近现场循环水pH值的
上限,因此方法中pH值应稳定在9左右的
较高水平.
为了控制试验中pH值稳定在9左右的
较高水平,我们考虑蓟提高试验用水的pH
值有三种方法.
第一种是用NaOH弼节,日本栗田公司
就是采用这种方法,但是此法一个最大缺点
是在整个试验过程中pH是不稳定的,即随
着试验时阃的增长pH不断下降.显然,试验
过程中pH值随着时间增长任其下降,必然
干扰试验结果的精度和可比性a
第二种是加,,一种台适的缓冲溶液,比
如四硼酸钠,这是值得考虑的方法,但必须
做一系列试验来验证四硼酸钠对沉积试验结
果有没有干扰作用.
第三种方法是对含有一定碱度的水进行
浓缩.使之达到一个稳定的高pH值a试验
表明当浓缩到1.5倍时,pH值上升蓟9,以
后pH值不再随浓缩倍数的升高而变化.
表4是原水碱度不同,但均经1.5倍禳
缩后其水质的pH值变化情况.
表4原水薤1.5倍浓缩后pPI4:~变化
试验表明,在一定碱度范围内,水质经
过一定的蒸发浓缩可获得一个高的pH值,原
水碱度的变化及浓缩倍数的提高和试验时间
的增长对pH值没有十分显着的影响,均在9
左右波动.另外用浓缩方法提高试验用水的
pH值本身和工业循环冷却水碱性运行pH值
升高的实质完全一致,因此不必要考虑其它
干扰因素.
为此,我们认为采取控制碱度恒定,并
经一定的浓缩后是可以保持整个试验过程中
pH值稳定不变,没有干扰,更加接近实
际.
1.蒸发浓缩方法要点
准确量取750m1统一配制(Zn浓度:
当水浓缩1.5倍时为5ppm)的试验用水,倒
入加好药的l~OOml烧杯中,置于8O?恒温
水浴中待蔫发到规定浓缩倍数后,取出移入
?16?工业永处理’1991VoI.1lNo.1
530flil容量瓶中,继续置恒温水浴中lO
小时后取出,冷却至室温,用蒸馏水补至容
馐瓶刻度,然后过滤
试液中的zn”,
Ca和pH敏,以zn含!a计算阻垢率.
2.试验结果
表5不同方法的试验结果
控制pH值方j砉
不词pH值直接装凡j00m[量瓶
NaOkl~液稠口H值至..1
蒸发浓缩1.5fi}
试后pH值阻垢率()
裘5是嗣种水霞(Ca250ppm,碱}蔓
250mg,/1,Zn5ppm)不冈控制pH方法的
试验结果由于控制pH似方法不,试验
结果pH值差异很犬.pHri耗率低.『埘
时验证了NaOl-I谪pH值不稳.尽管水中
有相当的碱度,pH值还灶下降j2.4.
表6浓缩和不浓缩时pH值与阻垢率关系
试驻方挂(加药)试后pH值l阻垢帛
浓缩i.0倍
凡5ooml量瓶
袭6的两种方法斌詹主要离子理论指标
应该棚同,但采用韵试验方法不同,pH值
也就不同.由于pH值的区别引起不同试验
结果浓缩的pH值比不浓缩的蛳商了0.65.
阻垢率却下降了38.2%.
试验还表明,浓缩倍数~IIpH值之间的
笑系当然和试验用承的谶度有关,但经过多
次试验基本是这个规律:1.5旌以F难以升
到pH值9,超过1.5又兀嗤显升高.因此浓
缩倍数确定为1.5倍较合适.为了满足各种
试验用水的需要,保证浓缩l.5倍时主要离
子达到试验方案中所要求浓缩倍数的指标,
应预先进行计算再配试验用水,比如原水含
CalOOppin,浓缩3倍可将原水~l,Ca!至
200ppm,再浓缩15fg-,逮样论指标的
Ca为300ppm.
3.采用浓缩方法控制PH值对锌盐稳
定剂的评定
采用浓缩方法控制pH值对部分药剂的
稳定性能到于表7,表8.从表7可见:不
同药剂阻垢性能不同.从表8可见同一药
剂不同含嚣,阻垢率差别也很大.刘碳酸钙
有很好阻垢能力的HEDP对稳定Zn能力
不及TS一609.足以
浓缩方法控$,JpH
值对药粼稳定锌盐的性能有很好的J分性I
同时也对有些单位在静态评定中由于不控制
pH值彳f『控制方法不列造成的药剂垢率麓
异不太的结论是最好的解译.
表7各种药剂对锌盐的阻垢率
,
,
连江芝!;10:.
驯.’芝
】{:
LSH--~90l(格阳)
卧00t(瑞士)
RP一51(北京)
,?3(幕目
TS一09(天津)
HEDP(污水处理获得重大突破
四川省新都环保机械厂等单位研究的”资源化预处理—催化厌氧一
催化脉冲电解处理
皮革工业污水新技术与”DJH—PG—C型皮革工业污水处理设备”于
1990年1O月30日通过
了由四川省科委,四J『I省机械厅联台四川省环保局,四川省轻工厅
组织的技术鉴定.与会的
环保,皮革,水工,机电行业教授,专家一致评价该技术与设备方法新颖,可行,
台理,
结构紧凑,适应性强,经近两年日处理七百吨水规模运行证明,在脱硫,除铬,降解有机物
方面效果好,净化效率高,处理后水质各项指标均优于国家规定的排放
(GB8979--88);
具有占地少,投资省,操作方便,运行费用低等特点,在国内处于领先地位,具有明显的经
济效益,环境效益和社会效益.
(奢蜀灵供稿)
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循环蹄却水需要埋蚀,阻垢或杀生
锅炉水需要缓蚀或讽垢,
锚炉,换热器需要清洗除垢,
废水{:《排啦谅推}
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始显着增加,因此评选锌稳定剂方法的关键
是控制水的pH值在较高的水平.
2.现行碱性处理方案中,pH值大多
数在8.5,9之间运行,方法中选择pH值为
9适宜.采用蒸发浓缩的试验方法可满足稳
定pH值9-的要求.
3.表7,表8是采用蒸发浓缩的试验
方法药剂稳定性能评价结果.结果表明,药
剂稳定性能是随着药剂和药剂用量的不同而
不同.由此可见,该方法可以精选锌盐稳定
剂.
诖:支中C’~/CaCO,计