无磷“多功能生物水处理剂”在工业水处理中的应用及发展前景

无磷“多功能生物水处理剂”在工业水处理中的应用及发展前景

张忠诚,张候淋

烟台奥翔水处理科技有限公司

摘要：如今，工业水处理中的“水资源节约与环境保护”的问题已受到人类广泛关注。本文引用高效节能环保的“无磷多功能生物水处理剂（下称：无磷生物水处理剂）”产品，探其在工业水处理中的应用及发展前景。

关键词：无磷生物水处理剂；工业水处理；发展前景

1. 无磷生物水处理剂在水处理中的应用概述

1.1在工业水处理中的应用意义

安全稳定可靠的水系必须要做到：①对电厂循环冷却水处理：防垢防腐防菌防藻防生物黏泥防失水、②对工业锅炉（或其它换热设备）水处理：防垢防腐、③对高纯水膜件设备水处理：防垢防腐防菌防藻。当水系设备结有：碳酸盐水垢1mm时，增加能耗10%～12%；当水垢达到3mm时，增加能耗约26%左右。当水系设备结有：菌藻黏泥等污垢时：垢厚：1mm时，增加能耗8%～10%；在循环冷却水处理设备发生结垢腐蚀问题时，冷却水管线、冷暖气设备都可能会出现泄漏问题，更换时的资金投入较大，并且误正常生产。为了延长换热设备、管线使用寿命，减少维修量，须贯彻实施节电、节水、节煤工作；在工业锅炉内水处理发生结垢腐蚀问题时，易造成爆管甚至爆炸事故；在工业高纯水膜组件设备水系上发生黏泥污垢腐蚀问题时，膜组件设备出水即会逐渐减少甚至停止，严重时会造成膜件损坏更换。

1.2在工业水处理中的应用更突显环保意义与应用之优势

在水处理剂配方中为克服金属结垢腐蚀的困难达到水质软化防腐的目的多含有膦（或：磷）物质单体，虽然它对金属防腐及阻垢效果良好，但对环境的破坏不容忽视。

当磷污染的水溢出水系时带来的危害：（1）.①增加了水中菌藻类生长的磷营养素；②菌藻繁殖死亡后又成为水中细菌营养，菌藻繁殖更快；③大量繁殖的菌藻使水缺氧致鱼类死亡；④菌藻释放毒素使水毒化.鱼类携带毒素通过食物链给人类，重会致人死亡。(2). 循环水常用磷系阻垢剂杀菌剂时，磷酸盐水解成正磷酸盐，水系易菌藻繁殖成污垢。传统法杀菌剂有毒，藻尸成菌藻营养，且腐蚀设备。如此反复，破坏环境不利经济，得不偿失。

无磷“生物水处理剂”技术优势体现：第一，较强环保性。①含磷（或膦）系水处理剂配方，用无机磷酸盐或有机膦系缓蚀阻垢剂防止金属腐蚀结垢，为杜绝磷（或膦）污染，该技术利用自动育膜防腐、PH值自动调节防腐又防垢功能，彻底解决水系统金属防腐防垢问题；②经该技术处理后的水排放到江、河、海及陆地，对动植物有益而无伤害。③该技术利用PH值自动调节与其它水质指标（硬度H、碱度A）之间的差值关系之功能，彻底控制了菌藻黏泥的生长又兼防垢功能，免除了磷或膦污染带来的危害；第二，阻垢缓蚀性能经中国工业清洗协会清洗化学品（广州人和验证中心）检测，报告结果：①检测报告（编号：GZRH-BG-301）：样品编号：WL201126a;材质：碳钢；腐蚀速率：0.0074g／（m2＊h）；缓蚀率99.00%；阻垢率：99.19%；材质：铜；腐蚀速率：0.0065g／（m2＊h）；缓蚀率98.74%；阻垢率：99.28%；②检测报告（编号：GZRH-BG-302）：样品编号：WS210415a;材质：碳钢；腐蚀速率：0.0006g／（m2＊h）；缓蚀率99.91%；阻垢率：99.61%。技术性能指标优秀，填补了国内外技术空白。

2. 无磷“生物水处理剂”的技术概况

2.1技术概况

无磷“生物水处理剂”技术系烟台奥翔水处理科技有限公司张忠诚工程师利用植物的秸秆、叶子及杂草等为主料，经过生物发酵、提纯等技术工艺与煤矿辅料腐殖酸精制而成的用于多种工业系统水处理的：新型技术。

2.2“无磷生物水处理剂”加入水系的理论技术原理

元素的原子由原子核和电子组成，电子围绕原子核旋转，原子核中的质子呈正极性，中子呈中性，电子呈负极性。通常情况下，电子的负电荷和质子的正电荷相等，两者平衡使原子的总电荷为零。水在流动时，水在受到外界能量的作用如摩擦作用影响时，原子的正负电就会不平衡。当原子外层电子运动连续增加或速度加快到一定程度时，会逸出轨道与其它中性原子结合，这使得原子负电荷量增加，呈现负极性，称为“负离子”。上述电子得失的过程，即可视为无重金属型“生物水处理剂”进入“电子轨道”的过程。随着水系的流动，原子失去电子的增加，“生物制药水处理剂”进入“电子轨道”的量也连续增加，负电荷量倍增。

   3. 无磷“生物水处理剂”在工业水处理中的应用

3.1以在工业（电厂）循环冷却水处理中防垢的应用为例述其除垢防垢联合机理

该技术的除垢防垢联合机理体现在：①絮凝沉淀作用：金属离子和氢离子对“生物水处理剂”起絮凝沉淀作用，其次序为Ba2+、Ca2+、H+、K+、Na+。絮状胶团疏松而质轻，流动性极好，在Ca2+、Mg2+等金属离子产生络合沉淀作用的情况下，降低了水系硬度。同时，该药剂对Ca2+、Mg2+等金属离子具有序过饱和作用，不易使剩余部分的Ca

2+、Mg2+等离子成垢沉积在锅炉等设备的传热面上。②螯合(或络合)作用：“生物剂”中的羟基等基团能与水中的Ca2+、Mg2+等金属离子形成稳定的螯合物或络合物。这既降低了水中Ca2+、Mg2+离子的浓度，抑止了部分水垢的形成,又为金属防腐创造了条件。③晶格歪曲：“生物水处理剂”可

以对成垢盐类晶核产生化学和物理吸附作用，致使CaC03等晶格发生扭曲、畸变，抑止了晶(体)微粒的增长。④渗透除垢：“生物水处理剂”能与水垢中的CaC03等垢类发生渗透、络合、置换等作用，逐渐使垢体松软、脱落、溶解。

3.2无磷生物水处理剂在工业换热设备及工业（电厂）循环冷却水处理中防腐的应用

工业换热设备等水系的PH值对碳钢和铜的腐蚀速度的影响分析发现：金属碳钢在PH>8.8时逐呈腐蚀速度极慢的钝化区间，且PH值越高，对碳钢的腐蚀速度越慢；若PH<8.8，碳钢的腐蚀速度逐呈加速趋势，PH值与腐蚀速度呈正比。金属铜在8.89.8，铜的腐蚀速度呈加速趋势。因此，碳钢和铜的最佳防腐区间是：PH值在：9.4～9.7（日常在：9.4～9.6）。PH值为9.4～9.7时的开式循环冷却水对碳钢、铜的腐蚀速度分别<0.148mm/a、<0.009mm/a。该技术之LS-1900A～H等8大系列药剂均可将PH值控制在“防腐”的范围内。又因，该技术含有多种育膜剂，极易在金属碳钢、铜表面形成牢固致密的保护膜，在碳钢及铜共存循环水系中，对铜、碳钢之保护作用更好。

3.3以在工业（或电厂）循环冷却水处理中防菌∕防藻∕防生物黏泥的应用为例

试验再证：用加杀菌灭藻剂来控制“菌藻繁殖”是失效的，对环境危害极大。因：①被杀死的藻类尸体及空中尘土入水形成生物黏泥，加重污染；②杀菌灭藻剂含氯，会对水系设备、地表水、地下水带来腐蚀污染，危害人和动物的健康。采用该技术可彻底控制“菌藻繁殖”。 经证，最佳控制区限的PH是9.4～9.7，是细菌藻类繁殖的极限区域。在自然PH值（6.6～6.9）和水系最高温度（40～42℃）环境条件下，该技术可基于全弱碱性的PH值水处理方式对细菌、藻类的繁殖进行根治。

4. 以“无磷生物水处理剂”在工业（或电厂）循环冷却水处理中的应用为例视发展前景

该技术的主料：植物发酵剂与煤矿的副产物腐植酸制品，占配方总比的：70%～95%；辅料：污垢（A）调节剂、育膜剂、PH调节剂。产品分：LS-1900A～H等8大系列，2013年经龙矿集团热电有限公司等一百多家用户使用，其节能降耗环保效果显著，可实现生物技术与化学、物理技术相互整合，与计算机技术实现融合，实现硬度H(Ca2+、Mg2+)、A碱度、CI-（氯离子）等数据的预测准确，对时观察监督控制参数还可通过网络远程传输数据提供保障。

结束语

综上，工业循环冷却水等水处理领域中，使用生物技术，表现了较强的环保性、经济性和安全性特征。生物水处理剂的应用范围还将进一步拓展，会展现出更为广阔的发展前景。

参考文献：

[1]韩勇.工业循环冷却水处理的机理与方法的相关研究[J].化工管理,2018(27):51.