水质稳定剂:水质稳定剂

水质稳定剂(agents for water quality stabilization)

防治输水管道和用水设备结垢和腐蚀的化学物质。水在循环使用过程中，由于水的蒸发、溶质浓缩、CO₂逸出、杂质}昆入、菌藻繁殖等原因，会引起结垢和腐蚀，形成水质不稳定。通常采用阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂来预防；在此过程中，还应用辅助剂。鉴于循环水系统的水质差异很大，且成分复杂，往往采用不同的复合配方进行治理。

阻垢剂预防结垢的化学物质。有聚磷酸盐、膦酸盐、聚羧酸类等。聚磷酸盐中有三聚磷酸钠(Na₅P₃O₁₀)和六偏磷酸钠(Na₆P₆O₁₈)。其作用是与Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等金属离子生成易溶的络合物，防止结垢；或者附着在CaCO₃晶粒表面，将其分散于水中。膦酸盐是含磷酸根的有机化合物，包括甲叉膦酸盐(如乙二胺四甲叉膦酸盐，简称EDTMP；氨基三甲叉膦酸盐，简称ATMP)和二膦酸盐(如1-羟基乙川-1，1二膦酸盐，简称HEDP)两类，作用原理同聚磷酸盐。聚羧酸类阻垢剂有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚马来酸(PMA)等，其作用是吸附CaCO₃晶粒使之分散于水中，或者干扰晶粒的正常生长，使其难于牢固沉积。

缓蚀剂预防金属管道和设备腐蚀的化学物质。作用是在金属表面形成保护膜，隔断与腐蚀性物质的接触。根据保护膜类型，分钝化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀剂、吸附膜型缓蚀剂。钝化膜型缓蚀剂有铬酸盐和钼酸盐等，其作用原理是直接或间接地使金属表面氧化，形成耐腐蚀的氧化物或氢氧化物薄膜。沉淀膜型缓蚀剂有聚磷酸盐、锌盐、膦酸盐、巯基苯并噻唑(MBT)、苯并三氮唑(BZT)等。前三种的作用是与水中的Ca²⁺、M9²⁺、Zn²⁺等离子生成难溶的盐或络合物，在金属表面沉淀成膜；后两种的作用是使金属活化溶解，并与其离子生成致密的保护膜。吸附膜型缓蚀剂为一些表面活性物质(即一端有亲水基团而另一端为疏水基团)，有有机胺类、膦酸酯类、硫醇类等。其作用原理是能将亲水基团紧密地吸附在洁净的金属表面，疏水基团伸向水侧，形成钝性保护膜。

杀生剂预防生物结垢和生物腐蚀的化学物质。菌藻类在金属表面繁殖生长，会形成生物垢泥，阻塞管道；而其生化过程中产生的各类酸性物质(如硫酸盐还原菌产生的H₂S、好氧菌产生的CO₂、厌氧菌产生的有机酸等)具有腐蚀作用。预防的方法是采用杀生剂将其杀灭。杀生剂有氧化型和非氧化型两类。前者包括氯、次氯酸钠、次氯酸钙、氯胺、二氧化氯、臭氧等。通过氧化作用破坏微生物细胞。后者包括季胺类、丙烯醛、二硫氰基甲烷、金属盐类等。季胺类有烷基三甲基氯化胺(简称ATM)、二甲基苄基氯化胺(简称DBL)等，通过其正电荷吸附在带负电荷的菌体上，使细胞膜功能失常。丙烯醛能与微生物酶系统的巯基反应，使其失活。二硫氰基甲烷对菌藻的杀灭作用均好。硫酸铜是常用的灭藻剂。

辅助剂主要用以在金属未投入使用前先形成一层保护膜。首先用清洗剂将金属表面清洗干净。清洗金属氧化物时采用酸，并适当投加缓蚀剂。如用硫酸或盐酸清洗钢材，分别加若丁或“O₂”(或沈1-D)；不锈钢宜用硝酸或磷酸，前者加蓝-5缓蚀剂。用氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠等清洗油脂。用氨水除铜垢。用季胺盐等清洗污泥。四氯化碳用以清洗有机污垢。冶金废水采用的几种配方及效果见表。