摘要：随着社会经济的飞还发展，水资源消耗日益加剧，为了对水资料加强保护，避免出现水资源过度开发利用的情况，需要对工业重复利用循环冷却水及工业水处理技术加强研究，使技术水平不断提高，目前通过化学和物理相结合的方式对工业水进行，并通过阻垢剂的应用，对冷却用水及锅炉用水的杂质进行有效处理，使换热设备结垢问题有效改善，使工业用水盐分积累降低，同时使设备腐蚀损失减少。本文就工业水处理中阻垢剂的作用机理及具体应用进行分析和探讨。
关键词：阻垢剂；工业水处理；应用
一、工业水处理中阻垢剂作用机理分析
（一）凝聚与分散作用
在工业水处理中，如果采用阴离子型阻垢剂，能够分解产生阴离子，一旦碳酸钙微晶与分解的阴离子相碰撞，会产生吸附，并有带负电的双电层在微晶表面形成，由于污垢通常带有负电荷，所以污垢因受到同种电荷的排斥，在水中呈现出分散悬浮的状态。此类阻垢剂一般在水中以链状结构存在，能够对多个电荷相同的微晶进行吸附，因静电斥力不会造成多个电荷碰撞的情况出现，因此水中无较大体积晶体出现，使碳酸钙在水中处于稳定状态，从而使阻垢目的得以实现。另外此类阻垢剂包括了聚丙烯酸及有机磷酸钾两大类。前者主要通过在金属传热面上形成能够使污垢层保持理想状态的特殊性的膜；后者主要利用生长晶核附近的扩散阶层对双电层进行有效构建，从而使阻碍污垢分子或离子簇集的目的得以实现，使金属表面清洁得以保证。
（二）络合增溶作用
在工业水处理中，可利用阻垢剂自身的络合增溶作用，使污垢得以有效溶解。阻垢剂在水溶液中与镁、钙等离子共同构成具有稳定性的可溶性螯合物，同时水溶液中的镁、钙离子根据电离平衡方程，数量将不断增加，碳酸钙的溶解度也在不断加大，从而使抑制污垢沉淀目的得以实现[1]。此类阻垢剂包括亚硝酸盐类、络酸盐、部分有机磷酸盐类除垢剂等。部分有机磷酸盐类阻垢剂与镁离子、钙离子等能够形成稳定的络合物，与碳酸钙晶体中的钙离子还能够产生络合作用，能够有效避免碳酸钙晶体产生碳酸钙污垢，从而对污垢形成进行深度抑制，此类阻垢剂适用于处理低硬度水。另外亚硝酸盐及络酸盐类除垢剂，具有明显的络合增溶效果，在各种水质阻垢处理中得到广泛应用，但同时因其具有一定毒性，所以需严格控制该类阻垢剂的使用。
（三）污垢形成中出现晶格畸变
阻垢剂通过自身的官能团，与金属离子之间形成螯合作用，对晶格畸变功能予以体现。如碳酸离子带有负电，与带正电的钙离子依照物定的规律形成碳酸污垢，阻垢剂会其形成过程中，渗入其所构建的晶格点阵中，导致晶格逐渐出现畸变现象，同时晶体内部应力也在不断加大，当发展到一定程度时会导致晶体破裂，使阻碍污垢硬性晶体形成的目的得以实现。另外污垢晶体组织具有硬度较弱的特点，极容易被分散并被水体带走。此类阻垢剂主要包括了有机磷酸阻垢剂，在工业水处理中可利用此类阻垢剂，在碳酸钙晶体的活性增长点通过有机磷酸的吸附，并与钙离子发生反应进而产生螯合物，对晶体生长方向进行改变，导致晶体出现扭曲，从而对晶体发展造成抑制，使工业水处理阻垢的目的得以实现。
二、工业水处理中阻垢剂的应用
（一） 含磷类阻垢剂
此类阻垢剂的主要应用于冷却水的污垢处理，其中六偏磷酸钠及三聚磷酸钠都属于无机磷酸盐类阻垢剂，因其具有的长链状阴离子，广泛应用于工业水阻垢作业中。此类阻垢剂在实际的应用中具有成本低、用量少、无毒的优点，但由于极容易发生水解，存在着性质不稳定的问题，会一定程度对生产中所用到的铜合金或铜制器材和管道造成腐蚀，导致水体营养化程度增加等不足之处。此类阻垢剂中所包含的有机磷酸酯类能够有效抑制硫酸钙污垢的形成，但在抑制碳酸钙类污垢中的应用效果却不太理想。有机磷酸酯相较于聚磷酸酯，其水解性较弱，但比有机多元磷酸要高[2]。另外当有机磷酸酯处于碱性较强及温度较高的环境中时，极容易发生水解，对其阻垢功能地发挥造成不利影响。
（二）天然分散剂
单宁酸作为工业水处理中应用较为广泛的天然分散剂，主要从多种果实和植物中提取所得，属于来自自然界的资源较为丰富的有机多元酚类化合物，其分子结构单元主要是由多环芳烃核及活性官能团共同构成，其中官能团包括了酚羟基、羧基、乙醇基、甲氧基等。此类阻垢剂具有结合、吸附能力，与水体中的镁离子、钙离子能够实现螯合，并且螯合物具有较强的分解性。此类阻垢剂对水体环境无任何损害，属于绿色环保型阻垢剂。另外除了单宁酸以外，还不断开发了其他的环保阻垢剂，如改性淀粉、磺化木质素、羧甲基纤维素等，其自然成分都具备阻垢功能，并且在工业水处理中，此类阻垢剂的应用符合国家相关环保要求，同时对工业水污垢处理技术的发展起到极大地促进作用，因此应加大此类阻垢剂的研究力度。
（三）聚合物类阻垢剂
此类阻垢剂的主要成分包括了马来酸及丙烯酸，通过引入多种功能性的官能团进行此类阻垢剂的研制，也使此类阻垢剂的配方具有多样性。在实际应用中，需要对水质条件进行充分考虑，并对水垢种类加强分析。如针对钙污垢通常采用带羧酸基团的聚合物阻垢剂；含有金属氧化物的污水处理采用磺酸基的聚合物阻垢剂；硅污垢水则主要采用酸胺类的聚合物阻垢剂[3]。另外因大部分阻垢剂的抑制功能具有一定的针对性，只能适用于某种特定类别的沉淀物污垢处理，因此应对共聚物所带的功能基团加强研究，能够通过利用一种或少数几种阻垢剂，使工业水中的多种污垢能够实现有效抑制，同时对阻垢剂抑制的单一性进行有效弥补。如在聚丙烯酸的结构中，通过引入磷酸基，使阻垢剂能够同时具备污垢分散和污垢晶格畸变两种功能，同时两种功能够互相促进，使阻碍沉淀物形成的目的得以实现。另外此类阻垢剂具有较强的稳定性，不易受到各种氧化类杀菌剂或氯气的干扰和影响。
结束语：目前工业水处理中，需要对水质条件进行综合考虑和分析，对阻垢剂的功能基团进行有效选择，对合适的阻垢剂进行确定。随着生态环保意识的不断深入，未来阻垢剂的研发方向也会更侧重于绿色环保功能的发挥，提高阻垢剂的环保功效的同时，还使其具备良好的灭菌、阻垢、抗腐蚀等功能，另外在进行阻垢剂研究时，还就充分考虑其成本的经济合理性和应用的高效性。
参考文献：
[1]蔡琪芳, 秦双. 论阻垢剂在工业水处理中的应用[J]. 环境与发展, 2018, 30(11):82+84.
[2]霍飞. 探析阻垢剂在工业水处理中的应用[J]. 中国化工贸易, 2019, 011(017):136.
[3]林昱. 探析阻垢剂在工业水处理中的应用[J]. 农家参谋, 2019, 618(09):220.