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1、 - 1工业循环水处理知识工业循环水处理知识培训资料培训资料 - 2第一部分工业循环冷却水结垢腐蚀的成因、处理理论及方法一、水质的简单分类：1、水的成分：水中杂质的组成分为阳离子和阴离子。阳离子分为两大类：Ca 2+ 、Mg 2+和 K+、Na +阴离子也分为两大类：1）OH -、CO 32-、HCO 3-等称为 M 碱度；2）Cl -、SO 42-、NO 3-等2、水的类型：根据水中阴阳离子的配合不同，可组成不同类型的水质；（主要是硬度和碱度的配合）硬度用 H 来表示，碱度用 M 来表示。1）HM 称为非碳酸盐型水3）MH 称为负硬水 (高 K+、Na +，低 Ca2+、Mg 2+)4）M=
2、H 称为中性盐水可用下图来表示：3、水的 PH 值同碱度的关系PH10 M= OH-+CO32-+HCO3-10PH8.3 M= CO32-+HCO3-8.3PH4.5 M= HCO3-4、M（总）碱度和 P（分）碱度的关系：P=0 HCO3-硬度 Ca2+、Mg 2+ 碱度 OH-、CO 32-、HCO 3-碱金属离子 K+、Na + 酸根 Cl-、SO 42-、NO 3-碳酸盐型水中性盐水负硬水 非碳酸盐型水 - 32PM CO32- =2(M-P) OH- = 2P-MP=M OH-如：我们测得水的碱度，M 碱度为 5mmol/L， P 碱度为 1 mmol/L，那么水中CO32- 含量
3、为 2mmol/L， HCO3- 含量为 5-2mmol/L= 3mmol/L。5、PH 值同结垢倾向的关系：虽然循环水中的 Ca2+、Mg 2+盐的析出是受补充水的水质和浓缩倍数而决定的，但PH 值可改变碳酸盐碱度的形式和数量，因此循环冷却水的结垢倾向是可由 PH 值来调整的。溶于水的 Ca（HCO 3） 2 和 CaCO3 有如下平衡关系：Ca（HCO 3） 2 在水中溶解度很大，20时为 16.6g/100mL H2O，而 CaCO3 在 25时只有 1.79 g/100mL H2O,极易沉淀。从以上平衡关系来看， H+起着第二平衡的作用。如水中加酸，H +增加(PH 值下降) ，反应式
4、向左上方进行，CO 32-减少。试验证明:无论水中所含 CO32-、HCO 3-的多少，水滴在空气中降落 1.52s 时间后，水中的 CO2 的含量几乎全部散失，剩余 CO2 的含量只与温度有关。如循环冷却水的温度达到 50,则无 CO2 存在.因此水中的 Ca2+、Mg 2+的重碳酸盐全部转化为碳酸盐。二、水垢的种类及成因：1、碳酸钙：碳酸钙是工业循环冷却水中最常见的水垢，平常称之为硬垢，它主要来自补充水的溶解盐（主要是 Ca（HCO 3） 2） ，在循环冷却水的运行中受热分解成CO2 和 CaCO3，而 CaCO3 又是一种难溶性化合物，它的溶度积是 2.810-9，而且其溶解度随温度升高
5、而降低，这是形成硬垢的主要成份。2、磷酸钙:为了抑制系统材质的腐蚀，常常要加入聚磷酸盐来作为缓蚀剂，当水温升高时,聚磷酸盐会分解为正磷酸盐，分解率因冷却水停留的时间而升高约10% 40%，结果 PO43-与 Ca2+生成溶解度很低的磷酸钙垢。3、硅酸:这是由于水中的 SiO2 量过高，加上水的硬度较高，生成非常难处理的硅Ca（HCO 3） 2 2HCO3- Ca2+2H+ CO32-CaCO3 - 4酸钙(镁 )硬垢，因此，通常限制冷却水中 SiO2 的含量在 150-170mg/L 之间，但当水中 Mg2+大于 40mg/L 时，即使冷却水中 SiO2 含量中规定：Mg(以 CaCO3 计)
6、SiO 2=1500035000mg/L4、硫酸钙：硫酸钙在 98以下是稳定的二水化合物，其溶解度比碳酸钙大 40 倍以上，在 37以下，随温度升高而溶解度增大，但在 37以上则相反，随温度升高而降低，一般水中不会生成硫酸钙垢。但硫酸根浓度过大时也会产生硫酸钙垢，而且会促进腐蚀。三、水垢的形成条件：当冷却水中某盐类的离子物质的量浓度乘积大于溶度积时，为过饱和溶液，过饱和时，就会发生水垢沉积，达到过饱和主要有以下因素造成：1、浓缩倍数的提高。2、系统温度升高，使部分难溶性盐溶解度下降，形成垢盐析出沉积。3、由于碳酸氢盐是一种不稳定的盐类，其在换热器表面受热会分解成为碳酸盐和CO2，而 CaCO3
7、 溶解度很低，达不到 Ca（HCO 3） 2 万分之一，因而很容易在换热器表面形成 CaCO3 垢。四、水垢的处理、理论方法及各种药剂的性质1、溶性、微溶性盐析出与过饱和区 难溶式微溶性盐显示不是刚达到饱和浓度就开始析出沉积，而是要超过溶度积若干倍后才开始沉积。刚达到饱和与开始沉积的浓度区域称之为“过饱和区” 或“介稳区”。对这种“介稳区 ”有两中解释：一种解释是：晶核一方面不断的增长，一方面又不断的溶解，至到晶核长到 10um以上才有结晶析出；另一种解释是：水中难溶盐和微溶盐含量少，不易发生碰撞，虽然水中已产生了10um 的晶核，但由于碰撞机会少，就难以形成较大的晶体，晶体就不会沉积。但如果难溶盐或微溶盐超过“介稳区” 时，晶体就会迅速从水中析出，产生大量的沉积物。2、影响“介稳区 ”的因素影响“介稳区 ”大小的因素很多： 盐类的溶解度过低，介稳区越宽；
