魯連芳　陳艷梅

摘 要：該文以銅仁地區(qū)的自來(lái)水作為研究對(duì)象，采用靜態(tài)阻垢法，研究檸檬酸/牛磺酸復(fù)配體系的協(xié)同作用，并且考察了溫度、加熱時(shí)間、阻垢劑用量及復(fù)配比例對(duì)阻垢效率的影響。結(jié)果表明，復(fù)配體系的阻垢性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一阻垢體系的阻垢效率以及單一阻垢體系的阻垢率之和，檸檬酸與?；撬釓?fù)配對(duì)阻鈣、鎂垢有較好的協(xié)同作用。

關(guān)鍵詞：檸檬酸/牛磺酸；復(fù)配體系；阻垢效率

中圖分類號(hào) TQ085 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）16-0076-03

Abstract：Taking tap water in Tongren area for the research object，the synergistic effect of citric acid/taurine compound system was investigated by static scale inhibition method. The Ca and Mg scale inhibition efficiency of the combined system were investigated respectively from several aspects，such as temperature，heating time，scale inhibitor dosage and compound ratio. The results showed that the scale inhibition performance of the combined system was much better than that of a single scale system，and better than that of the two scale systems. The combination of citric acid and taurine had a good synergistic effect on inhibiting Ca and Mg.

Key words：Citric acid/taurine；Combined system；Scale inhibition efficiency

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)用水量逐漸增加，對(duì)水處理劑的需求越來(lái)越大，但水處理單劑有其局限性，有的單一阻垢劑價(jià)格昂貴，不宜進(jìn)行大量生產(chǎn)。故將幾種藥劑復(fù)合使用，不僅可以克服單劑的局限性，還可以利用各種藥劑間的協(xié)同作用來(lái)降低阻垢劑的用量，從而降低成本[1-4]。為此，本研究采用綠色、安全兼具的檸檬酸與?；撬徇M(jìn)行復(fù)配，采用靜態(tài)阻垢法[5]研究復(fù)配阻垢體系的阻垢協(xié)同作用，同時(shí)還考察了阻垢劑用量（濃度）、溫度、加熱時(shí)間、復(fù)配比例對(duì)阻垢效率的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 電熱恒溫水浴鍋、HH-2、北京科偉永興儀器有限公司；電子分析天平、AL204、梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司，聚偏氟乙烯微孔濾膜（0.45μm）、上海興亞凈化材料廠。

1.2 阻垢率的測(cè)定方法 靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)，采用沉淀沉積法。用EDTA滴定銅仁自來(lái)水在實(shí)驗(yàn)前及試驗(yàn)后的Ca2+、Mg2+離子的含量，從而計(jì)算出阻垢劑對(duì)Ca垢、Mg垢的析出的抑制效率。實(shí)驗(yàn)直接采用銅仁市自來(lái)水作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象。用錐形瓶取適量水樣，加入阻垢劑，放入80℃的恒溫水浴鍋中恒溫靜置10h，取出后待冷卻至室溫用微膜濾紙（0.45μm）過(guò)濾，再用EDTA測(cè)定溶液中Ca2+、Mg2+的含量。并計(jì)算阻垢率，計(jì)算公式如下[6]：

阻垢率η（%）=[（V1-V2）/（V0-V2）]×100

式中：V1：加入阻垢劑實(shí)驗(yàn)后所耗EDTA的體積，V2：沒(méi)加阻垢劑實(shí)驗(yàn)后所耗EDTA的體積，V0：加阻垢劑后實(shí)驗(yàn)前所耗EDTA的體積。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同阻垢體系的阻垢率 在溫度為80℃、自來(lái)水50mL（Ca2+濃度約為75mg/L）、復(fù)配比為1、阻垢劑用量為20mL及阻垢劑濃度不變（30mg/L）的條件下，考察不同阻垢體系對(duì)Ca、Mg總垢的阻垢作用，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，η?；撬?檸檬酸>η?；撬?檸檬酸>η檸檬酸>η?；撬幔磸?fù)配體系η牛磺酸/檸檬酸的阻垢率大于單一阻垢體系的阻垢效率之和η牛磺酸+檸檬酸，也大于單一阻垢體系的阻垢率η檸檬酸、η牛磺酸。當(dāng)加熱時(shí)間為8h左右時(shí)，復(fù)配體系的阻垢率η?；撬?檸檬酸達(dá)到最大。這說(shuō)明?；撬崤c檸檬酸對(duì)鈣、鎂垢的分散有協(xié)同作用，這是由于阻垢劑在進(jìn)行復(fù)配時(shí)，活性基團(tuán)能較好地發(fā)生對(duì)垢分散的作用[7]。當(dāng)加熱時(shí)間為8h左右時(shí)、阻垢效率幾乎達(dá)到最大。

2.2 阻垢劑用量對(duì)阻垢率的影響 在阻垢劑濃度均為30mg/L，溫度為80℃、自來(lái)水50mL（Ca2+濃度約為75mg/L）、加熱時(shí)間為10h、復(fù)配比為1的條件下，考察阻垢劑復(fù)配體系用量對(duì)分散Ca垢及Ca、Mg總垢阻垢率的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，阻垢率隨阻垢劑用量的增大而上升，當(dāng)阻垢劑用量達(dá)到20mL時(shí)，阻垢率達(dá)到最大，再增大阻垢劑用量，阻垢率變化不大。這說(shuō)明當(dāng)阻垢劑含量增加到一定程度時(shí)，阻垢劑的阻垢率達(dá)到最大之后不再變化。這是因?yàn)殡S著阻垢劑用量的增加，使得具有螯合作用的羧基、羥基及磺酸基團(tuán)數(shù)量增加的原因[8]。

2.3 加熱時(shí)間對(duì)阻垢率的影響 在溫度80℃時(shí)，阻垢劑的濃度均為30mg/L，自來(lái)水50mL（Ca2+濃度約為75mg/L）、復(fù)配比例為1的條件下，改變加熱時(shí)間，考察不同加熱時(shí)間對(duì)Ca垢及鈣Ca、Mg總垢阻垢率的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，該實(shí)驗(yàn)的時(shí)間變量分別為6、7、8、9、10h，在該時(shí)間段中，阻垢率變化均不大，尤其是在8h后，阻垢率在95%～100%。這說(shuō)明復(fù)配阻垢物受恒溫時(shí)間的限制不大[9，15]。當(dāng)加熱時(shí)間達(dá)到8h后，阻垢率達(dá)到最大，阻垢體系對(duì)Ca、Mg垢的分散效率都能達(dá)到100%。

2.4 溫度對(duì)阻垢率的影響 在阻垢劑的濃度均為30mg/L，加熱時(shí)間為10h、自來(lái)水50mL（Ca2+濃度約為75mg/L）、復(fù)配比例為1時(shí)，改變恒溫溫度，考察不同溫度對(duì)鈣垢及鈣鎂總垢阻垢率影響的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，阻垢率達(dá)到最大，能達(dá)到100%，溫度由65℃升高80℃時(shí)，阻垢率隨溫度而變化的幅度較??；當(dāng)溫度由80℃升高至90℃時(shí)，阻垢率隨溫度升高而降低的幅度較大，即溫度相對(duì)低時(shí)對(duì)阻垢率的影響較相對(duì)高時(shí)要小[10，13]。這說(shuō)明該復(fù)配物在低高溫水系統(tǒng)中的阻垢效率要低些，它更適合于80℃左右的水系統(tǒng)。

2.5 復(fù)配比例對(duì)阻垢率的影響 在阻垢劑的濃度均為30mg/L，加熱時(shí)間為10h、自來(lái)水50mL（Ca2+濃度約為75mg/L）、恒溫溫度為80℃的條件下，考察不同的復(fù)配比例（體積比）的阻垢體系對(duì)阻垢率的影響，結(jié)果如表1所示。由表1可知，當(dāng)復(fù)配體系中?；撬崤c檸檬酸的復(fù)配比例為1∶4時(shí)，阻垢率達(dá)到最大，幾乎能達(dá)到100%；當(dāng)阻垢劑?；撬崴嫉谋壤^(guò)高時(shí)，阻垢率降低；?；撬釋?duì)Ca、Mg垢的分散作用明顯沒(méi)有檸檬酸強(qiáng)。這說(shuō)明?；撬崤c檸檬酸在上述條件下都有較強(qiáng)的協(xié)同作用，且?；撬崽鼐哂械幕撬峄鶊F(tuán)在對(duì)Ca、Mg垢的分散作用明顯沒(méi)有檸檬酸所具有的羧基、羥基強(qiáng)[11，12，14]。

3 結(jié)論

（1）以銅仁自來(lái)水做此靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)，表明檸檬酸/?；撬釓?fù)配體系對(duì)Ca、Mg垢的分散有較強(qiáng)的協(xié)同作用，尤其是對(duì)Ca垢的作用。

（2）當(dāng)阻垢劑濃度為30mg/L，阻垢劑檸檬酸與?；撬岬膹?fù)配比為1∶4，恒溫時(shí)間達(dá)到8h以上，恒溫溫度為80℃，阻垢劑用量為20mL，自來(lái)水50mL（Ca2+濃度約為75mg/L）時(shí)，檸檬酸/?；撬釓?fù)配體系對(duì)Ca、Mg垢的分散作用最好，能達(dá)到100%。

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（責(zé)編：張宏民）