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攀钢轨梁厂净环水系统低磷水质稳定剂研究

作　者: 郝明
导　师: 陈建中
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 循环冷却水阻垢剂缓蚀剂低磷协同作用
分类号: TF085
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

工业用水是水资源利用的主要方面,而循环冷却水又在工业用水总量中占较大份额。随着水资源的日益短缺,提高循环水的浓缩倍数以减少工业循环水用量,具有重大意义。但随浓缩倍数的提高,循环水系统结垢、腐蚀等问题也更为突出。使用磷系水质稳定剂进行处理是目前最为常用及有效的方法。由于磷是导致水体富营养化的主要因素,国家对于磷的排放有着严格的限定。因此,开发性能优良的低磷、无磷水质稳定剂已成为当今水质稳定剂发展的主要方向。本研究以攀钢轨梁厂净环水系统水质作为处理对象。在查阅相关文献以及对水质类型分析预测的基础上,通过单因素筛选试验,正交优化试验,研制出一种由聚环氧琥珀酸(PESA)、2-羟基膦基乙酸(HPAA)、马来酸—丙烯酸共聚物(MA/AA)、丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐组成的低磷、环保、高效的复合配方——ZH-341。同时,考察了药剂浓度、水体中钙离子浓度、pH值和温度对复合配方缓蚀性能的影响。并分别考察了ZH-341和铜缓蚀剂BTA、非氧化杀生剂PS-901,氧化杀生剂PS-902之间的配伍性。此外、结合现场状况,对使用ZH-341的前景进行了预测分析。研究结果表明：复合配方ZH-341具有良好的缓蚀、阻垢性能,在试验条件下,50mg/L药剂可使碳钢的腐蚀速率降至0.1064mm/a,对碳酸钙的阻垢率达96.57%；水体中钙离子浓度是影响复合配方缓蚀性能的主要因素,当钙离子浓度不足100mg/L时,药剂缓蚀性能较差；药剂缓蚀性能在一定范围内随药剂浓度的增大而增强；水温在60℃以下时,升高水温有助于药剂对碳钢的缓蚀；pH值在7-9范围内变化对药剂缓蚀性能基本无影响；ZH-341和铜缓蚀剂BTA有较好的配伍性,向ZH-341中添加少量的BTA,不仅能有效控制铜的腐蚀速率,而且对碳钢的缓蚀有一定帮助；ZH-341可以和杀菌剂PS-901,PS-902配合使用,但高浓度PS-902对ZH-341的缓蚀性能有一定影响；ZH-341应该是一种混合吸附沉积膜型缓蚀剂。它对碳酸钙的阻垢作用经电子扫描电镜证明存在有晶格畸变作用,此外还可能有螯合作用和分散作用。对ZH-341现场使用前景的预测分析结果表明：尽管ZH-341的生产成本高于现场用药PS-206,但使用ZH-341每年所产生的药剂费用低于使用PS-206时所产生的费用。同时,ZH-341含磷量不足3%,且使用量少于PS-206,使用ZH-341能减少系统内因使用药剂而增加的磷浓度,使出水基本满足国家二级排放标准,对环境影响较小。因此,ZH-341比PS-206更加经济,也更为环保。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章综述  9-22
  1.1 循环冷却水系统的工艺过程及存在的问题  9-13
    1.1.1 循环冷却水工艺  9-10
    1.1.2 循环冷却水系统面临的问题  10-13
  1.2 循环冷却水处理缓蚀、阻垢剂概述  13-20
    1.2.1 缓蚀剂研究进展  13-17
    1.2.2 阻垢剂研究进展  17-20
  1.3 本论文研究的背景及意义  20-22
第二章试验方案及测试技术方法  22-29
  2.1 试验方案设计  22-24
    2.1.1 研发方法的选择  22-23
    2.1.2 研发技术路线  23-24
  2.2 试验技术与测试方法  24-29
    2.2.1 缓蚀性能的测定  24-26
    2.2.2 阻垢性能的测定  26-29
第三章试验水质及复配组分的筛选  29-43
  3.1 试验用水水质分析  29-33
    3.1.1 试验用水及水质判断的理论依据  29-31
    3.1.2 试验用水水质理论分析  31-33
  3.2 实验药剂选择及初试  33-41
    3.2.1 初选药剂简介  33-37
    3.2.2 初选药剂的缓蚀阻垢性能的测定  37-40
    3.2.3 初选缓蚀剂协同效果的检测  40-41
  3.3 缓蚀阻垢剂复配初试  41-43
第四章复配组分的优化及缓蚀阻垢机理探讨  43-51
  4.1 正交复配试验目的  43
  4.2 复合配方的优化  43-46
    4.2.1 配方浓度的拟定  43
    4.2.2 正交复配试验  43-46
  4.3 阻垢缓蚀机理探讨  46-51
    4.3.1 复合药剂缓蚀机理分析  47-48
    4.3.2 复合药剂阻垢机理分析  48-51
第五章配方ZH-341相关性能的测定及分析  51-61
  5.1 影响ZH-341缓蚀性能的因素分析  51-55
    5.1.1 药剂浓度对缓蚀性能的影响  51-52
    5.1.2 循环水pH值对缓蚀性能的影响  52-53
    5.1.3 循环水钙离子含量对缓蚀性能的影响  53-54
    5.1.4 循环水温度对缓蚀性能的影响  54-55
  5.2 ZH-341对有色金属缓蚀性研究  55-56
  5.3 ZH-341与杀菌剂配伍性研究  56-57
  5.4 ZH-341与PS-206阻垢缓蚀性能比较  57-58
  5.5 ZH-341经济性分析  58-61
第六章结论与建议  61-64
  6.1 结论  61-62
  6.2 主要创新点  62
  6.3 存在的问题及建议  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-69
附录A 攻读硕士学位期间发表论文目录  69

攀钢轨梁厂净环水系统低磷水质稳定剂研究

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