工业水处理剂标准、水质控制标准
我国的水资源相当紧缺，现代建设的飞速发展，对水资源的需求又是与日俱增。水,已经成为我国经济和社会发展的宝贵资源。节约用水已成为党和国家的重要政策。
冶金、电力、化工企业是用水大户。节约用水成为企业和水处理工作者的不懈追求。然而不少的企业由于对水处理剂标准、水质控制标准，传统水处理方法缺乏全面地认识，致使节水工作成效不大，甚至认为潜力已经控尽，再无别的良方。
为此，我想就这三个问题谈谈粗浅的认识和体会。
一、关于复合阻垢缓蚀剂的标准、
关于复合阻垢缓蚀剂(ATMP HEDP)，全国就没有一个统一的标准，也不可能有一个统一的标准。已知的电力系统标准和石化系统标准就存在着较大差异。比如：
固体含量：电力标准≥32%；石化标准是低膦无磷≥25%、含膦≥28%。固含量的高低，仅能说明药剂中的固体含量大小，说明不了药剂的性能优劣。我曾遇到过一家化工厂的阻垢缓蚀剂，固含量为60。可是经模拟阻垢实验后发现阻垢率相当低。经化学分析后得知，其主要成份是三聚磷酸钠。如果有人把氯化钠加入其中，那么固含量还会更高。所以说，固含量高低无法衡量药剂的好与坏。
唑类含量：电力标准规定Ｂ类≥1.0%，C类≥3.0%，石化标准为0.8%。这两个标准之间有差异，没矛盾。但在实际工作中，由于唑类的检测比较麻烦，又由于唑类原料价格昂贵和复合阻垢缓蚀剂价格持续走低，使得许多供应商以硫酸锌代替唑类作缓蚀剂，甚至连硫酸锌也不加，致使循环水系统腐蚀严重。当系统出现腐蚀时，很少有人怀疑是无唑类含量，用户和供应商一起抱怨水质太差没办法。其实只要药剂中唑类含量充足，铜、不锈钢、碳钢是不会出现腐蚀问题的。
膦酸盐含量：电力标准是≥6.0％,石化标准是≤4.0％,这两者之间存着一个矛盾，前者是膦酸盐多了为优，后者是膦酸盐少了为好；传统思想认为含膦多的为好，现代理念是低膦无膦为好。
其它指标如PH值（1％水溶液）、密度（20℃）等，两个标准都存在着差异。这些指标的高低，只能说明药剂酸性的强弱，说明不了药剂质量的优劣。我曾遇到一种药剂，固含量、密度、磷酸盐、PH值等都合格，就是循环水低倍率运行，高了就结垢，并且循环水系统腐蚀严重。水泥池表面鼓泡、脱皮、碎化；换热器管板，管道腐蚀，产生锈瘤。更为严重的是菌藻及生物粘泥旺盛。经化学分析后，得知是无机磷酸盐掺硫酸、兑水配制的，价格很低，就是效果很差。所以合乎标准的药剂未必就是好药。
那么，怎么样判断阻垢缓蚀剂的优劣呢？
我认为：阻垢缓蚀剂只要适合用户的水质，做到长期不结垢、不腐蚀、不结泥．而且是高倍率，这就是好药。那么，是不是好药？何以证明和检验呢？实践是最好的证明。实践之前．有一种室内模拟试验方法．可以判断阻垢缓蚀剂的优劣。早在2003年于大连召开的全国工业水处理技术交流会上，南京理工大学工业化学研究所发表了《硬垢法》，可以对阻垢缓蚀剂的阻垢性能作出全面地正确的评价。《硬垢法》的主要做法是：静态模拟实验结束时，将杯中水和杯底活动水渣全部倒出，而后用5%分析纯盐酸和去离子水浸泡洗涤，洁净后，倒入有一定刻度的容量瓶中，加去离子水稀释至刻度，计算硬垢总量，求出阻垢率。这样计算出的阻垢率包含了药剂的螯合性能，分散性能和改变晶格的性能，是对阻垢缓蚀剂的阻垢性能的一个全面合理的评价。
二、关于循环水水质控制标准。
关于循环水水质控制标准，各行业、各企业都有所不同。也有的企业是药剂供应商根据补充水水质和药剂性能给用户设定的循环水水质控制指标。这些指标的设定，对指导生产有积极的作用，但片面理解后就会产生消极作用。这是因为：
其一，循环水水质控制标准，是根据制定时期的水处理剂性能和循环水水质控制经验确定的。随着科技的发展和经验的不断丰富，这样的标准就有了滞后性，如果把它僵化，那么这些标准就制约了优良药剂性能的发挥。制约了水处理工作者的智慧和潜力，制约了节能减排任务的落实。比如：HG/T20690－2000《化工企业循环冷却水处理设计技术规范》，即化工行业标准，是根据2000年时的药剂配方及性能所不能达到的目标而制定的。其中规定了循环水水质控制指标。如：浊度≤10～20mg/L、PH值6.5～9.5、Ca2＋＋碱度<1100mg/L、总铁<0.5mg/L、AI3 <0.5mg/L、CU２＋<0.1mg/L、CI－<700mg/L、(SO４２－＋CI－)<1500mg/L、Mg×Sio２≤1500mg/L．余氯为0.5-1.0mg/L,石油类<0.5-1.0mg/L。这些指标的确定，是在告诫人们：当时水处理药剂性能只能达到这个水平。如果循环水水质超过了这个指标．就有发生结垢或腐蚀的危险。从这个意义上讲，这个水质标准起到了指导生产的作用。但是，我们有为数不少的水处理工作者片面地理解这一标准，却产生了消极的后果。
这些指标中，除了PH值和余氯两项指标外，其余9项指标都是小于号。用什么办法做到循环水的水质指标小于这些指标呢？很多人都把希望寄托在投加优质阻垢缓蚀剂方面，认为这样做，水质的各项指标就会下降。其实，这是个错觉。因为阻垢缓蚀剂不是软水剂，也不是硬度和其它金属离子的中和剂。正好相反，优质的阻垢缓蚀剂能够扩大各种危害性离子在水中的溶解度．即使各项水质指标都超过了标准，但是由于药剂的螯合、分散、改变晶格、缓蚀预膜功效作用的发挥，才使得循环水系统不出现结垢或腐蚀问题。如果一味地控制循环水系统水质指标不得超过标准，那只有两种方法；一是多补水多排污，降低循环水浓缩倍率，二是加劣质药或干脆不加药，导致系统结垢后，水中各项危害性离子自然会降低。这种水质指标合格而系统出现结垢的现象并不少见。所以片面地，机械地理解和控制循环水水质指标，不是有利于安全生产，而是有害于安全生产。
其二．许多企业补水质量差，如果按循环水水质控制标准去衡量，就不具备投产条件。近年来，随着循环经济政策的实施和节能减排任务的强制执行，许多企业采取了废水回收，中水利用，高浓缩倍率等措施。就邯郸地区的用水企业而言，用地表水作循环水的只占20%，有10％的循环水补充水是矿井采出水，有10%的循环水补充水是中水回用，有60％的循环水补充水虽然采用井下水，但大多是高碱、高硬度水，补充水中的氯化物．碳酸盐接近循环水水质控制指标。在焦化企业，环保工作者日夜监视企业零排放，有一家焦化厂的循环水浓缩倍率达到了12倍。另有一家焦化厂，补水碱度8.2mmol/L、硬度12mmol/L、Ca2＋150mg/L,循环水浓缩倍率长期在３－４倍运行。如果按照循环水水质标准进行控制，那么这些企业都该停产。可恰恰是在这种环境下锻炼成长的水处理工作者，精心研究的水处理药剂和水处理方法满足了生产的需要，使废水利用，中水回用，高浓缩倍率，个别企业的零排污成为了现实，使节约用水落到实处，并保障了企业生产的安全，可循环水水质控制标准都突破了规定要求。
既然循环水水质控制标准不能解决和掌握循环水系统结垢不结垢的问题，那该采用什么监督方法，使循环水系统运行安全呢？方法是有的。通过十多年的摸索和实践，我们找到了一种比较简便、实用，而且非常准确的循环水水质监督和控制方法。这就是：检测补水和循环水的CI－、Ca2＋、碱度、硬度、PH值就足够了。通过检测，得出循环水的CI－倍率、碱度倍率、硬度倍率、Ca2＋倍率。在此基础上，计算出ΔA值＝CI－倍率-碱度倍率、ΔB值＝CI－倍率－硬度倍率．ΔC值＝CI－倍率－Ca2＋倍率。如果ΔA值≤0.2，ΔB值或ΔC值≤0.5。就可作出确切的判断，系统运行正常，无结垢迹象。当ΔＡ、ΔB、ΔＣ三项值中，其中有一项合格，可以判断为系统没有结垢，但是有了危险趋向，应该提高警惕，作出药量或倍率的调整。在正常倍率情况下，如果出现了ΔA、ΔB、ΔC值都不合格，则可判断为已结垢，应当及时采取措施。还有另外一种特别情况，就是浓缩倍率相当高时，或者短时间零排污的状态下，如果药量相应的增加些，超饱和的碳酸钙在药剂改变晶格的作用下，会形成多面体的水渣，而不是六面体的方解石。碳酸钙水渣没有附着能力，在水流的冲击下，会沉积在冷水池底部。当这种状况出现时，检测循环水的ΔA、ΔB、ΔC值没有意义。只要根据CI－倍率的高低调整药量，就可万无一失。根据CI－倍率调整药量的多少，是根据室内模拟实验的结果作出的，一般情况下是不会出事的，是安全的。在这个时候，就无法用循环水水质控制指标指导生产。
三、关于传统的水处理方法
传统的水处理方法在过去的多少年里，发挥了积极的作用。时至今日，随着科学技术的发展和实践经验的不断丰富，人们发现它仍需要进一步完善。理由如下：
其一，抑制循环水碱度和PH值升高的方法，就是加酸，这种方法利少弊多。诚然，循环水加硫酸可以延缓结垢的速度和频率。但是，凡循环水加酸的系统，照样出现结垢问题，而且腐蚀倾向大于结垢倾向，同样给企业带来不安全隐患。这些隐患表现在：SO42-在取代HCO3-、CO32-的同时，也与碳钢、铜、不锈钢、水泥等发生化学反应，形成的腐蚀产物对循环水系统的影响是非常严重的。比如：硫酸铜极易沉积在循环泵的叶轮上，发生镀铜现象，镀铜现象引起的电位差，造成电偶腐蚀，循环泵叶轮就会出现穿孔现象，导致循环泵出力下降，水温偏高，为系统结垢创造了条件。硫酸与水泥结合后，生成水合硫酸钙，水合硫酸钙体积大，于是冷却水池、立柱、横梁等表面就会出现鼓泡、脱皮、砂化。砂化后的颗粒吸入循环水泵后，在流速比较缓慢的部位（如：换热器、冷却塔填料）沉淀和阻塞，造成换热效果下降。硫酸与碳钢结合形成的硫酸铁、硫酸亚铁、氧化铁，结成锈瘤沉积在系统的各个部位，沉积在碳钢管道、管板上的锈瘤其底部又造成厌氧腐蚀，出现坑洞。所以说传统的加酸方法不是一种好办法。
近年来，我公司发明了一种螯合分散能力，改变晶格能力，缓蚀预膜能力很强的阻垢缓蚀剂，在高碱度（8.2mmol/L)、高硬度(12.0mmol/L)水质作补充水时，无需加酸，也可达到3.5-4.0倍率，长期不结垢不腐蚀。它的作用机理是：药剂螯合了Ca2 、Mg2 后，HCO3-、CO32-受热后，可以变成CO2和水，使循环水的自然PH值略有升高。当CaCo3超过饱和状态时，药剂可以改变其晶格，使水垢变为水渣，水渣无附着能力，在水流的作用下，最后沉积于冷却水池底部，待大修时清出。由于这一药剂的特殊功能，可以使京娘湖水浓缩到12倍，不结垢。在邯郸的一家钢格板企业，补水是滏阳河水，基本做到了循环水零排污，只是在春节放假时，才进行排污和池底淤渣清理。还有一家余热电厂，由于深井泵坏了，修复一月有余，循环水补水靠汽车拉水，一个多月没有排污，机组照样是满负荷运行。还有一家钢厂，浊环系统结垢21mm厚，通过投加该阻垢缓蚀剂三个月，将系统老垢彻底处理干净，并且是零排污。还有一座高炉在实现循环水零排放后。系统结垢严重，改用我公司药剂后，同样是零排放，两个月除掉了老垢，目前运行正常。
其二，循环水检测和控制总磷的办法，并不科学。检测循环水中总磷的高低，是为了了解循环水中有没有药和药量大小，通过调整药量，防止循环水系统结垢。可是，通过我多年的观察，认为这种做法并不科学，照样造成系统结垢。理由是：①有一家发电厂15WM机组和6WM机组都是独立的循环水系统，而都是1500m3的容积，由于同样控制总膦为5ppm，所以加药量都是100公斤。由于忽视了换热量大小，一个夏天下来，6WM机组没结垢，15WM机组结垢3次。给用户造成了百万余元的经济损失。②另有一家企业，循环水浓缩倍率不断提高，而循环水中的总膦含量也在不断升高，根据循环水总磷控制标准，认为总磷合格，于是由减少药量到不加药，最后导致系统结垢很严重。③在许多个循环水系统中，每天投加多少阻垢缓蚀剂，是有计量的。如果再进行总磷的测定，去了解水中药量的大与小，就是多此一举。④总磷的检测结果误差很大，因人、因时不同，结果也不同。所以按不同的总膦数据调整药量，就会出现药量的或多或少，造成药量的不足或浪费。由于以上四种原因，所以我们经常发现的一种现象就是，系统结垢了，而循环水总磷的控制记录都是合格的。我们不仅要问：合格了，为什么结垢？结垢了为什么说控制合格？问题就在于循环水中总磷的高低与结垢与否没有直接联系。所以控制总磷的办法并不科学。
其三、循环水系统检测项目过多过繁，意义不大，在一些企业中，循环水的化学监督项目很多，除了检测碱度、硬度、Ca2 、Mg2 、CI-、浊度、PH外，还有导电度、总磷、COD、BOD、悬浮物、污垢热阻、Sio2、So42-、总溶固、细菌总数等。这么多的检测项目中，有的是重复检测，有的是无用检测。比如循环水的CI-倍率，就可以代表导电度、总溶固、浊度、悬浮物、污垢热阻等项目，倍率高了，这些数值同样会跟着倍率增长。循环水检测Si02是无用检测，我们大家知道，Si02是代表硅酸盐的，硅酸盐垢的结晶PH值是2.9，而我们的循环水系统PH值都在7.5甚至8.0以上运行，根本就没有硅酸盐结垢的条件。再如BOD、COD是污水处理系统的主要指标，在循环水用中水做补充水时有指导意义，而在用深井水做补充水时，就没有必要搞得那么复杂。
还有一种情况，需引起特别的注意，有一家化工企业，循环水的浊度为2mg/L，按循环水控制标准是合格的。可是换热器，滤网上的粘泥和藻类都是十分的旺盛，每天派两人专职清洗滤网。换热器堵塞后进行解列，采用人工清洗。这是为什么呢？经仔细分析后发现，是药剂中磷含量过高，使循环水水质富营养化，藻类长势很旺。附着在滤网上的藻类，在新陈代谢过程中产生的粘液吸附了水中的泥土及悬浮物，致使循环水浊度很低，而滤网、冷却塔填料、换热器却经常被藻类和粘泥堵塞。所以，检测循环水的浊度也存有误区。倒是循环水的浊度值高了，正好说明它没有附着在设备上。似这种情况，检测浊度时要辩证分析，如能到现场看看藻类和粘泥在循环水冷却塔上的附着情况，就能明了是不是该投杀菌灭藻粘泥剥离剂了。
其四、氧化性和非氧性杀菌灭藻剂交替使用，是经典之作，不可否认。但多年来我们有一种复合性的杀菌灭藻粘泥剥离剂，属非氧化性，非离子药剂的合剂。在冷却水系统未出现有机物泄漏的情况下，药量适当，一次性投入，就可将菌藻大部分杀死，菌藻赖以生存的粘泥也能彻底剥离干净。如此质量和效能的药剂一年投加2-4次即可，完全达到安全生产对循环水水质的要求，根本用不着氧化性和非氧化性杀菌剂交替使用，而且更理想，更简便。
综上所述，水处理剂标准、水质控制标准、传统水处理方法在历史的进程中，发生了积极的作用。但是到了今天，由于水源的紧缺，补充水和循环水水质的不断恶化，给循环水处理工作带来了前所未有的难度。特别是去年以来，环保工作力度加强，节能减排措施强制实施，又给循环水处理工作者提出了更严格的要求。在这种形势下，用水企业和水处理工作者必须全面地、辩证地看待水处理剂标准和循环水水质控制标准，既要有选择地继承传统水处理方法，更要大胆地创新，发明新的药剂，创造新的方法，总结新的经验，才能把现代工业循环冷却水处理技术提高到一个新水平，把节约水资源落到实处，为人类的进步做出贡献。www.sdhmwater.com
