pH值对锌盐沉积的影响及控制方法的研究

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.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 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,然后过滤分析试液中的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.足以说明浓缩方法控$,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) 本站愿为您提供水处理技术服务 本站系直属化工部管辖的,全固化工行业内唯一的一所致力于水处理剂和设备的研究,生产及其应用 技术方面国内外资料的收集,研究和摄导工作的科技情报中心站. 本站与幽内水处理药剂和设备的研究,生产及应用单位有着广泛的,紧密的联系.丽』!q厅也有着 经常的联系. 为了促进国内水处理技术的发展,本站愿为用水单位和处理水的单位提供章拨搭桥的热心服务或直接 性的服务.如果贵单位的 原水需要降浊,鲦气,除昧,软化,脱盐或词}. 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} _.’…’ 请直接给本站写信.本站将为意霄廷专家联系,或寄资料,或专家直赴 现场为您解决难题. 联纛人?李振圣 一或一再t300131 地址;天津市红桥区r宇洁三号路化工部天津化工研究院内 电话l57.4929~4932转214电挂t4496传真t022--570175 化工部工业水处理科技情报中心站 【上接1e页) 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