三种阻垢剂阻硫酸钙垢协同效应的研究.docx

三种阻垢剂阻硫酸钙垢协同效应的研究王庚平，蒲瑜(甘肃省膜科学技术研究院，甘肃兰州730020)摘要:采用电导法研究了聚天冬氨酸(PASP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2－膦酸基－1，2，4三羧基丁烷(PBTCA)三种阻垢剂单组分时的阻CaSO4垢性能以及二元复配、三元复配后的协同效应。考察了pH、温度等条件对二元复配物阻垢性能的影响。实验表明:二元组合除PASP和PBTCA之间存在协同效应，其余组合不存在协同效应，且ρ(PASP)∶ρ(PBTCA)为8∶2时阻CaSO4垢性能最好;三元组合阻垢性能有所提升但未超过PASP和PBTCA的二元组合，表明HDEP与PASP和PBTCA之间无协同效应;ρ(PASP)∶ρ(PBTCA)为8∶2的复配阻垢剂，其阻硫酸钙性能在温度范围为40～90℃之间随着温度升高而下降，但不受pH变化影响。关键词:阻垢剂;硫酸钙;协同效应中图分类号:TQ320.6文献标识码:BStudyonsynergisticeffectofthreeCaSO4scaleinhibitorsWANGGengping，PUYu(GansuMembraneScienceandTechnologyInstitute，Lanzhou，Gansu730020，China)Abstract:TheCaSO4resistanceperformanceofthreescaleinhibitorsPASP，HEDP，PBTCAandtheircombinationweredeterminedbyconductometricmethod.Theeffectoftempetature，pHonthescalein-hibitingperformanceoftwo-componentsystemwasstudiedtoo.Itwasfoundthatthesynergisticeffectofthetwo-componentsystemwhichhavingratioofρ(PASP)∶ρ(PBTCA)as8∶2showsthebestanti-scalingperformanceandthescaleinhibitionperformanceloweredwiththeincreaseoftemperatureandthescaleinhibitingperformanceisremainconstantwhenpHincreasedfrom6.0to9.0.Keywords:scaleinhibitors;calciumsulfate;synergisticeffect力损失、排量减小及管道堵塞;还会诱发管道局部腐蚀，导致管道漏失频繁，甚至穿孔，造成破坏性事故;2)造成膜污染，进而大大增加了运行成本［2－3］。目前，经常使用添加阻垢剂的方法来防止硫酸钙结垢。CaSO4是一种稳定性强的难溶解盐。在海水淡化、浓海水制盐及反渗透脱盐技术中常常发生硫酸钙结垢现象［1］。硫酸钙结垢会导致以下问题:1)造成管道结垢，使管道缩径，流通截面积变小，造成压收稿日期:2011－09－20作者简介:蒲瑜(1982－)，男，助理研究员，研究方向为功能膜及分离。第27卷蒲瑜.三种阻垢剂阻硫酸钙垢协同效应的研究·19·而常使用的阻垢剂阻硫酸钙垢性能相对较低，且采用的阻垢剂90%以上为进口。因此，研制性能优良的硫酸钙阻垢剂有着极其重要的意义［4］。数种药剂复合使用不仅可克服单剂的局限性，还可以利用各种药剂间的协同作用降低阻垢剂的用量，从而降低成本［5］。研制复配阻垢剂，首先要研究阻垢剂的协同效应，而目前国内对阻垢剂阻CaSO4垢协同效应的研究较少。本文采用电导法研究了绿色阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2－膦酸基－1，2，4三羧基丁烷(PBTCA)之间阻硫酸钙垢的协同效应，并考察了pH、温度对复配阻垢剂性能的影响。S1Sr=，S0c(Ca2+)×c(SO2－)4S=。Ksp式中:S1为阻垢剂存在下的硫酸钙过饱和度，S0为不加阻垢剂时的硫酸钙过饱和度，Ksp为硫酸钙的溶度积。硫酸钙过饱和度越大阻垢性能越好，因此可通过比较不同阻垢剂维持过饱和度的大小来评价不同阻垢剂性能的优劣。结果与讨论2协同效应实验单一组分阻垢剂的性能评价2.1实验及方法12.1.11.1试剂及仪器聚天冬氨酸(PASP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2－膦酸基－1，2，4三羧基丁烷(PBTCA)均为工业纯;氯化钙、无水硫酸钠均为分析纯;恒温水浴，恒温测定池，磁力搅拌器，DDS－90型电导仪。阻垢性能测定方法［6］实验装置如图1所示。1.2图2不同阻垢剂质量浓度下CaSO4的相对过饱和度图2为单组分阻垢剂质量浓度和硫酸钙相对过饱和度的关系。由图2可以看出，当阻垢剂质量浓度在