冷、熱水系統中，換熱器、輸(shu)送管道、泵閥等設(she)備的結(jie)垢現象十分(fen)普遍，水垢會縮短(duan)設(she)備使用壽命、加快金屬(shu)腐蝕(shi)，導致維護費用增加，對設(she)備的安全運行構成威脅(xie)，由此(ci)產生(sheng)的經濟(ji)損(sun)失巨大。因此(ci)解決系統的積垢問題具(ju)有(you)重(zhong)要意義(yi)。
一、水垢(gou)的形成 水(shui)垢(gou)(gou)是具(ju)有反(fan)常溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度的(de)難溶(rong)(rong)(rong)或微溶(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)，易在(zai)器壁(bi)(bi)尤其(qi)(qi)是金(jin)屬表(biao)面處析出(chu)沉積。其(qi)(qi)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)(guo)程為：微細結(jie)晶(jing)(jing)在(zai)過(guo)(guo)(guo)飽(bao)和(he)(he)溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)處于溶(rong)(rong)(rong)解(jie)-結(jie)晶(jing)(jing)的(de)亞穩(wen)定(ding)狀態，結(jie)晶(jing)(jing)在(zai)器壁(bi)(bi)聚(ju)集黏附并(bing)有序長大，結(jie)成(cheng)(cheng)水(shui)垢(gou)(gou)。水(shui)垢(gou)(gou)是否形成(cheng)(cheng)主要(yao)取(qu)決(jue)于鹽(yan)(yan)類(lei)是否過(guo)(guo)(guo)飽(bao)和(he)(he)及其(qi)(qi)結(jie)晶(jing)(jing)的(de)生長過(guo)(guo)(guo)程，與成(cheng)(cheng)垢(gou)(gou)離子、水(shui)質情況(kuang)、器壁(bi)(bi)形態等密(mi)切相關。系(xi)統中(zhong)的(de)成(cheng)(cheng)垢(gou)(gou)離子越飽(bao)和(he)(he)、水(shui)的(de)硬度越高，結(jie)垢(gou)(gou)傾向越嚴(yan)重;粗糙的(de)金(jin)屬表(biao)面和(he)(he)雜質對(dui)結(jie)晶(jing)(jing)過(guo)(guo)(guo)程也有催化(hua)作用，會(hui)促進水(shui)垢(gou)(gou)析出(chu)。 大部(bu)分水垢外觀(guan)呈白色或灰(hui)白色，質硬(ying)且(qie)致密(mi)，以碳酸(suan)鹽(yan)(yan)、硫酸(suan)鹽(yan)(yan)、磷(lin)酸(suan)鈣鹽(yan)(yan)和(he)(he)硅酸(suan)鹽(yan)(yan)的鈣鎂(mei)鹽(yan)(yan)為主，其(qi)中典型的是碳酸(suan)鈣垢，此外工業鍋爐中還可能產生鐵垢和(he)(he)銅垢等(deng)。
二、水垢防(fang)治辦法 水垢的(de)防治方(fang)法有阻垢和除垢2種，前(qian)者是抑制或(huo)消除結(jie)垢，后(hou)者是對系統中(zhong)已經形(xing)成的(de)垢進行清除。 防垢方法(fa)有(you)化學(xue)(xue)法(fa)、物(wu)理法(fa)、生物(wu)法(fa)、化學(xue)(xue)/物(wu)理法(fa)，主要對(dui)化學(xue)(xue)法(fa)及物(wu)理法(fa)進行介(jie)紹。 1、化學方法 化(hua)(hua)學(xue)防治方(fang)(fang)法(fa)主要有(you)石灰軟化(hua)(hua)法(fa)、加(jia)堿沉淀法(fa)、碳化(hua)(hua)處理、加(jia)酸處理、離(li)子(zi)交換軟化(hua)(hua)法(fa)和投加(jia)阻垢劑法(fa)等，前(qian)4種方(fang)(fang)法(fa)比(bi)較傳統(tong)，效果(guo)直(zhi)接但耗費藥(yao)劑量大，產生的廢液需進行處理，應(ying)用成(cheng)本較高，因此(ci)已逐(zhu)漸淘汰(tai)。目前(qian)國內外較為先進的處理方(fang)(fang)法(fa)為離(li)子(zi)交換軟化(hua)(hua)法(fa)和投加(jia)阻垢劑法(fa)。 （1）離子交(jiao)換(huan)軟化法 離(li)子交(jiao)換軟化法采用鈉型(xing)陽離(li)子交(jiao)換樹(shu)脂(zhi)對(dui)硬水(shui)進行(xing)處理，水(shui)中的(de)Ca2+、Mg2+等與(yu)Na+發生(sheng)交(jiao)換，并與(yu)樹(shu)脂(zhi)結合，該方法可除去(qu)水(shui)中的(de)Ca2+、Mg2+結垢離(li)子，達到(dao)阻垢目的(de)。離(li)子交(jiao)換法可以起到(dao)深度軟化水(shui)的(de)效果，但(dan)是設備在使(shi)用過程中需重復再生(sheng)。 （2）投加阻(zu)垢(gou)劑法(fa) 目前水處理(li)系(xi)統中(zhong)采用(yong)的(de)(de)阻垢(gou)(gou)劑主(zhu)要為(wei)阻垢(gou)(gou)緩蝕劑和(he)(he)(he)阻垢(gou)(gou)分(fen)散劑。阻垢(gou)(gou)緩蝕劑有(you)無機聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)、有(you)機磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)，循(xun)環水系(xi)統多(duo)采用(yong)有(you)機多(duo)元磷(lin)酸(suan)(suan)。阻垢(gou)(gou)分(fen)散劑主(zhu)要是中(zhong)、低(di)分(fen)子質(zhi)量的(de)(de)水溶性聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)，包括均聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)和(he)(he)(he)共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)2大類，均聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)有(you)聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙烯酸(suan)(suan)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)環氧(yang)琥珀酸(suan)(suan)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)天冬(dong)氨(an)酸(suan)(suan)及其(qi)鈉鹽(yan)等(deng);共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)的(de)(de)品種(zhong)較多(duo)，以丙烯酸(suan)(suan)系(xi)和(he)(he)(he)馬來酸(suan)(suan)系(xi)的(de)(de)二元或三元共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)為(wei)主(zhu)，還有(you)磺酸(suan)(suan)類共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)和(he)(he)(he)含磷(lin)共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)等(deng)。 2、物理方法 物(wu)(wu)理(li)(li)(li)方法(fa)主要是利用電、磁(ci)(ci)、光(guang)、聲(sheng)(sheng)等技(ji)術阻垢(gou)或除垢(gou)，典型(xing)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)控(kong)垢(gou)方法(fa)有物(wu)(wu)理(li)(li)(li)清(qing)洗(xi)、采用防腐阻垢(gou)涂料(liao)及非(fei)金屬材料(liao)換熱面、膜(mo)法(fa)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)、靜電水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)、電子(zi)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)、磁(ci)(ci)化處(chu)理(li)(li)(li)和超聲(sheng)(sheng)波處(chu)理(li)(li)(li)等。其(qi)中物(wu)(wu)理(li)(li)(li)清(qing)洗(xi)只(zhi)能清(qing)除已生成的(de)(de)老(lao)垢(gou)，但其(qi)操(cao)作(zuo)簡單，適(shi)用于(yu)對控(kong)垢(gou)要求不高的(de)(de)場合;采用防腐阻垢(gou)涂料(liao)及非(fei)金屬換熱面可(ke)改變設備(bei)(bei)材料(liao)的(de)(de)表(biao)面性能，使成垢(gou)離子(zi)難以在接觸設備(bei)(bei)上沉(chen)積，達到阻垢(gou)目(mu)的(de)(de)，但由于(yu)施工復雜，應用場合受到限制。目(mu)前采用的(de)(de)典型(xing)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)方法(fa)有膜(mo)分離法(fa)、磁(ci)(ci)化處(chu)理(li)(li)(li)法(fa)、靜電水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)法(fa)、電子(zi)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)法(fa)、超聲(sheng)(sheng)波水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)法(fa)等。 （1）膜(mo)分離(li)法 該方法(fa)以(yi)膜(mo)(mo)作為分(fen)離(li)(li)介質，通過(guo)(guo)(guo)膜(mo)(mo)兩側的(de)推動力(li)(壓力(li)差、濃度(du)差、電(dian)位差等)使水(shui)與微粒(li)分(fen)離(li)(li)。膜(mo)(mo)法(fa)水(shui)處理(li)主要有納濾(lv)和反滲透(tou)。反滲透(tou)法(fa)一般應(ying)用(yong)在(zai)鍋爐上，對硬度(du)離(li)(li)子(zi)的(de)去除率(lv)達(da)到90%以(yi)上。納濾(lv)膜(mo)(mo)(孔徑1.0~3.0 nm)可使水(shui)中大部分(fen)單價(jia)離(li)(li)子(zi)透(tou)過(guo)(guo)(guo)，而(er)二價(jia)離(li)(li)子(zi)和高價(jia)離(li)(li)子(zi)如Ca2+、Mg2+、SO42-、Fe3+等基(ji)本不透(tou)過(guo)(guo)(guo)，其硬度(du)去除率(lv)能達(da)到90%以(yi)上。 使(shi)用膜(mo)(mo)(mo)法(fa)除(chu)垢的(de)主(zhu)要問題之(zhi)一(yi)是膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)。在(zai)膜(mo)(mo)(mo)工作過程中(zhong)，水中(zhong)的(de)微粒、膠體(ti)粒子(zi)或溶質大分子(zi)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)面或膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)內發生(sheng)吸附、沉積，導致膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)變(bian)小或堵塞，使(shi)膜(mo)(mo)(mo)產生(sheng)透過流量(liang)和分離特(te)性(xing)的(de)不可逆變(bian)化(hua)，需進行重(zhong)新清洗，處理(li)成(cheng)本增加(jia)。 （2）磁化處(chu)理法 磁化處理是利用(yong)磁場(chang)作(zuo)用(yong)改變(bian)水質，影響成(cheng)垢(gou)離子的溶解(jie)、結晶、聚合等過程(cheng)，生(sheng)成(cheng)疏松的軟垢(gou)，防止硬(ying)垢(gou)產(chan)生(sheng)，并使已成(cheng)硬(ying)垢(gou)的方解(jie)石轉(zhuan)變(bian)成(cheng)文石，隨污排走(zou)。 磁(ci)(ci)(ci)化處理根據(ju)磁(ci)(ci)(ci)源(yuan)位置的不同可分為內磁(ci)(ci)(ci)式(shi)和外磁(ci)(ci)(ci)式(shi)。其中外磁(ci)(ci)(ci)式(shi)在檢(jian)修時不必停水及拆卸管(guan)道，也不易(yi)引起磁(ci)(ci)(ci)短路現象(xiang)，具有更大的優越性(xing)。按磁(ci)(ci)(ci)場形(xing)成方式(shi)又可分為永磁(ci)(ci)(ci)式(shi)和電磁(ci)(ci)(ci)式(shi)。 （3）靜電水處理 靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)器(qi)由高壓(ya)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)源和水(shui)(shui)(shui)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)裝置組成。采用靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)時將水(shui)(shui)(shui)通過(guo)(guo)(guo)高壓(ya)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(3 400~6 000 V)，可改變水(shui)(shui)(shui)的(de)分子結構(gou)或電(dian)(dian)(dian)(dian)子結構(gou)，使成垢離子不(bu)在器(qi)壁聚集，達到阻(zu)垢、溶垢的(de)目的(de)。高壓(ya)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)場可使水(shui)(shui)(shui)生物的(de)細胞壁發生破裂，因此其還具有較(jiao)強(qiang)的(de)抑菌滅藻功能。靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)存(cun)在一個(ge)作用時間，超過(guo)(guo)(guo)作用時間以后成垢離子仍會發生沉(chen)積，且需(xu)定期清理(li)(li)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)器(qi)過(guo)(guo)(guo)濾系統(tong)的(de)垢渣(zha)。 （4）電子水處理 電(dian)子(zi)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)與靜電(dian)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)有很多共同點，其設備核心(xin)是電(dian)子(zi)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)器。陽極(ji)(ji)(ji)為(wei)不溶性金屬電(dian)極(ji)(ji)(ji)，一(yi)般為(wei)鈦(tai)修飾電(dian)極(ji)(ji)(ji)，陰極(ji)(ji)(ji)一(yi)般采用(yong)鍍鋅無縫(feng)鋼管，電(dian)源(yuan)為(wei)低(di)壓直(zhi)流(liu)或具有某種(zhong)特定波形的低(di)壓脈沖電(dian)源(yuan)。待(dai)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)水(shui)從處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)器下(xia)部進水(shui)口處(chu)(chu)(chu)(chu)進入，與金屬陽極(ji)(ji)(ji)接觸一(yi)段時間后(hou)，從上部出水(shui)口處(chu)(chu)(chu)(chu)流(liu)出。在(zai)接觸過程中(zhong)，低(di)壓電(dian)場可使粒(li)子(zi)的水(shui)合(he)(he)程度和(he)聚集狀況發生(sheng)變化(hua)，改變水(shui)分子(zi)的自身狀態(tai)和(he)締合(he)(he)程度，一(yi)方面增加了水(shui)的溶解能力、減少水(shui)垢形成，另一(yi)方面促進已形成的水(shui)垢逐漸松散、剝落(luo)，達到除垢的效果。 （5）超聲(sheng)波水處理 超(chao)聲(sheng)波(bo)在介質中傳(chuan)播時(shi)，會(hui)使媒質中的(de)(de)粒(li)子(zi)間發(fa)生相互作(zuo)用；當超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)(de)機械能振動使粒(li)子(zi)加速度達到(dao)固(gu)定值時(shi)，就會(hui)產生一系列物理和化(hua)學(xue)效應(ying)(高速微(wei)渦(wo)效應(ying)、剪切應(ying)力(li)效應(ying)、超(chao)聲(sheng)凝聚效應(ying))，從而起到(dao)防垢(gou)及(ji)除垢(gou)雙(shuang)重作(zuo)用。劉天(tian)慶等采用超(chao)聲(sheng)-臭氧技術處理循環冷卻(que)水系統中的(de)(de)生物垢(gou)，研究發(fa)現頻率為20 kHz、振幅為20%的(de)(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)可有效抑制生物垢(gou)的(de)(de)形成，還可移除90%以上(shang)的(de)(de)已形成生物垢(gou)。 |
行業資訊
