水質穩定劑
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水質穩定劑是指為防止冷卻水對設備的腐蝕和結垢而加入迴圈冷卻水中的化學藥劑。
水質穩定劑的作用[1]
現代工業的迅速發展，使冷卻水用量急劇增加，在煉油、化工、化肥和火力發電等行業均使用大量冷卻水。我國大部分地區供水比較緊張，工廠大量用水常導致與農業爭水，甚至與居民爭水，這是一個很大的矛盾。解決的辦法主要是提高水的重覆利用率，即大量使用迴圈冷卻水。水質穩定劑一般包括3大部分，即阻垢劑、緩蝕劑和殺苗滅藻荊(也有一種藥劑同時具備2種或3種作用)。其作用是防止結垢、腐蝕和細菌繁殖，從而提高水的重覆利用率，減少新鮮水量。做到既延長迴圈冷卻水設備的壽命，又節約用水。
水質穩定劑的發展[2]
1.緩蝕劑
水處理技術自2O世紀20年代使用水處理劑開始，到40年代起始發展，其中緩蝕劑在這80年的發展過程中，大致可以分為鉻酸鹽等緩蝕劑使用階段、聚磷酸鹽類緩蝕劑使用階段、有機磷酸鹽使用階段、低磷緩蝕劑使用階段以及非磷有機緩蝕劑的研究開發階段。
20世紀40～50年代，在美國等國家主要使用鉻酸鹽等陽極型緩蝕劑抑制金屬設備的腐蝕，緩蝕效果十分優越，適應各種水質處理。其緩蝕機理主要是將金屬錶面氧化成一層耐腐蝕的鈍化膜，增加陽極電位、減少腐蝕電流，從而對金屬材料起到陽極保護作用。用鉻酸鹽作為鈍化劑防腐時，其濃度必須超過臨界鈍化濃度才能實現鈍化，否則有加速腐蝕的傾向，因此其使用濃度較高。而且鉻酸鹽的毒性大，如無有效的回收及處理措施會產生公害，限制了其使用範圍。
20世紀60年代，鉻酸鹽逐步被聚磷酸鹽、磷酸鹽所代替。聚磷酸鹽是以陰極作用為主的緩蝕劑，在水中生成磷氧鍵，能螯合水中的兩價金屬離子Ca2 + 、Zn2 + 、Fe2 + 等，形成不溶性的絡合物粘附於金屬錶面上形成沉澱膜，將金屬錶面和腐蝕環境隔開，從而減少冷卻水對金屬的腐蝕。該類緩蝕劑在使用時，需一定濃度的兩價金屬陽離子與之作用，才能顯示出良好的緩蝕效果；聚磷酸鹽本身結構不穩定，易水解出正磷酸根，尤其是在高溫下會加速水解，降低了緩蝕性能，且易生成極難溶解的羥基磷灰石，導致磷酸鹽垢形成；其使用濃度高，易造成富營養化，形成生物粘泥而造成垢下腐蝕。因此該類緩蝕劑逐步被結構穩定、使用濃度低的有機磷酸鹽所取代。
20世紀70年代，出現了聚磷酸鹽與鋅鹽的複合配方以及與其他類型緩蝕劑的複合應用。鋅鹽與其它緩蝕劑複合使用時具有明顯的增效作用，先由可溶性鋅鹽在緊靠金屬錶面處形成氫氧化鋅沉澱，形成性能良好的陰極緩蝕膜，抑制發展很快的初期腐蝕，然後由其它緩蝕劑在鋅鹽膜上形成另一層保護膜以填補鋅鹽膜的缺陷，進一步提高緩蝕性能。同時，由於聚磷酸鹽能夠絡合Zn2 + ，形成不溶性絡合物而起到穩定鋅鹽的作用。
20世紀80年代，隨著環保的呼聲日益高漲，開始註意低磷、非磷和非重金屬緩蝕劑的發展。一方面加強含磷量更低的緩蝕劑的開發和應用，另一方面磷酸鹽與其他非磷緩蝕劑的複合也得到了新的發展，使配方中的磷含量有較大幅度降低。隨著水處理技術的進展，出現了分子結構中同時含有親水基團和親油基團的吸附膜型有機緩蝕劑，在冷卻水中分佈開後，親水基團吸附在金屬錶面，親油基團朝向腐蝕環境而形成吸附膜，將金屬和環境隔開，從而起到緩蝕作用。實驗證明C8～C18的直鏈脂肪胺，對防止鐵的腐蝕有相當好的效果。
2O世紀8O年代中後期，非磷緩蝕劑的研究開發進入發展階段，出現了不飽和多元酚／不飽和磺酸和不飽和羧酸共聚物等，應用前景較好，但目前緩蝕效果不太理想，與推廣還有一段的距離。
2.阻垢分散劑
2O世紀6O年代，屬於阻垢劑使用的起步階段，開始使用磺化木質素等天然有機物作為阻垢分散劑，對抑制懸浮物和鐵垢的沉積有較好的效果，能部分解決水垢沉積和鋅鹽穩定問題。但用量大，尤其是用於高濃縮倍數時，用量就更高；當溫度和壓力較大時易於分解，降低了其阻垢能力，且造成了水中的有機污染，限制了其應用。
2O世紀7O年代，進入聚羧酸使用階段，開始使用聚羧酸及其衍生物作為阻垢分散劑，顯示出良好的阻垢效果。聚羧酸及其衍生物是近代冷卻水處理中新開發的一類聚電解質，其阻垢機理是在水中起凝聚後的分散作用及晶格畸變作用。作為阻垢劑時，其性能與分子量的大小和官能團的性質有關，只有在一定的分子量範圍內，其阻垢性能才能明顯。聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸是兩類使用較多的聚羧酸類阻垢劑，廣泛應用於迴圈冷卻水處理系統中，顯示出優越的阻垢性能。
在2O世紀7O年代後期，多元羧酸共聚物阻垢分散劑開始大量出現，使阻垢分散劑上了一個新的臺階。水解聚馬來酸是新研究的一種聚羧酸類阻垢劑，由於其羧基數量較多，阻垢性能及耐溫性能均優於聚丙烯酸類阻垢劑，能夠在175℃ 的高溫下保持良好的阻垢性能，具有廣泛的應用範圍。它不但能抑制碳酸鈣及硫酸鈣，對磷酸鈣垢也有較好的阻垢性能；同時與鋅鹽有很好的協同作用，起到良好的緩蝕效果。
2O世紀8O年代，隨著環境對排污的限制和迴圈水濃縮倍數的提高，各種高性能的共聚物阻垢分散劑不斷出現，尤其是含磺酸、膦酸、羥基和醚基等官能團的共聚物，因其優良的性能引起普遍關註。膦酸及多元膦酸是7O年代以來迴圈冷卻水化學處理中廣泛應用的重要的含磷有機緩蝕阻垢劑，具有良好的化學穩定性，有一定程度的耐氧化性能，具有不易水解，能耐較高溫度等特點。
國內2O世紀8O年代起始使用有機膦酸酯用於迴圈冷卻水中，對控制硫酸鈣垢、消除硬垢、穩定鋅鹽和分散污泥、油污方面有較好的效果。在用量較大時為典型的陽極型緩蝕劑，具有優良的緩蝕性能。2O世紀9O年代，具有特種結構和特種性能的阻垢分散劑開始出現。如PAPEMP是一種新型的阻垢分散劑，對鈣的容忍度大幅度提高，適合超高硬度鹼度水質處理；分子中含聚醚一類的阻垢分散劑，不但對磷酸鈣有較好的分散效果，而且有良好的粘泥剝離作用，逐步顯示出良好的應用前景。
3.殺生劑
迴圈水的營養環境為水中微生物的大量繁殖提供了極好的條件。微生物的繁殖造成嚴重的粘泥、污垢及腐蝕危害，嚴重影響整個迴圈水系統的正常運行。因此，必須嚴格控制水中微生物的生長和繁殖，投加殺生劑是實現這一要求的有效途徑。氧化性殺生劑是最早使用的一類殺生劑，通過氧化生物酶而起到殺滅細菌的作用，其中最常用的是氯及其衍生物，對水中的微生物有優良的殺滅和抑製作用，但效果受水的pH影響較大，且在低劑量時的剝離效果也較差。
為了剋服氯氣類氧化性殺生劑的不足，相繼開發出氯酚類，季銨鹽類等有機類非氧化性殺生劑，以致毒劑作用於微生物的特殊部位而殺滅微生物。它們不但有好的殺菌滅藻活性，且有很好的剝離粘泥效果，但些本身也存在餘毒等固有的不足，限制了其發展。
隨著環境排污的限制以及水處理技術的發展，國內外新近開發出季磷鹽、異噻唑啉酮、戊二醛和有機溴等具有殺生活性高、使用劑量低、更廣譜和寬pH 值使用範圍的新型非氧化性殺生劑，大大降低了水處理費用。
