如何判断水质是否适合使用阻垢剂？

一、核心判断指标

1. 水质硬度

• 硬度 > 100 mg/L（尤其是循环冷却水或锅炉水）：必须使用阻垢剂。

• 硬度 50~100 mg/L：根据系统温度、流速等条件决定是否投加。

• 硬度 < 50 mg/L：通常无需阻垢剂，但需结合其他指标判断。

• 检测内容：水中钙离子（Ca²⁺）和镁离子（Mg²⁺）的总浓度（以CaCO₃计，单位mg/L）。

• 判断标准：

2. 碳酸盐碱度（M-Alkalinity）

• 碱度 > 150 mg/L：结垢风险高，需阻垢剂。

• 碱度与硬度的比值（AB ratio）：

• AB > 0.5：易结碳酸钙垢，需阻垢剂。

• AB < 0.3：可能腐蚀为主，需配合缓蚀剂。

• 检测内容：水中碳酸根（CO₃²⁻）和重碳酸根（HCO₃⁻）的总浓度（以CaCO₃计，单位mg/L）。

• 判断标准：

3. pH值

• pH > 8.0：碳酸钙溶解度降低，结垢风险增加。

• pH < 7.0：可能以腐蚀为主，需结合缓蚀剂使用。

• 检测内容：水的酸碱度。

• 判断标准：

4. 温度

• 循环水温度 > 40℃：需阻垢剂。

• 锅炉水温度 > 60℃：必须使用耐高温阻垢剂。

• 影响：水温越高，碳酸钙的溶解度越低，越易结垢。

• 判断标准：

5. 其他离子

• 硫酸根（SO₄²⁻）：> 100 mg/L时可能生成硫酸钙垢，需选用针对硫酸盐的阻垢剂（如DTPMP）。

• 硅酸盐（SiO₃²⁻）：高温锅炉中易析出硅酸镁垢，需专用硅酸盐阻垢剂。

• 铁（Fe）、锰（Mn）：> 0.5 mg/L时可能催化结垢或与阻垢剂反应。

二、辅助判断方法

1. 结垢倾向指数（LTI/LSI/RI）

• LRI > 0：水呈结垢倾向，需阻垢剂。

• LRI < 0：水呈腐蚀倾向，需缓蚀剂。

• 朗格利尔指数（LRI）：

  $$LRI=pH-\text{pHs}(\text{pHs为碳酸钙饱和pH})$$

• 稳定指数（RI）：循环水系统目标为 RI = 0~0.5。

2. 现场简易试验

• 烧杯法：取水样加热浓缩至1/2体积，观察是否有沉淀。

• 挂片试验：在模拟系统中挂金属片，观察结垢或腐蚀情况。

3. 系统特性分析

• 流速：低流速（< 0.5 m/s）易结垢，需加强阻垢。

• 材质：铜、铝等金属需避免酸性阻垢剂。

• 停留时间：循环水停留时间 > 24小时，需提高阻垢剂浓度。

三、判断流程图

1. 第一步：检测水质

• 必测：硬度、碱度、pH、温度。

• 选测：硫酸根、硅酸盐、铁/锰。

2. 第二步：计算结垢倾向

• 使用LRI或LSI指数量化结垢风险。

3. 第三步：结合系统条件

• 高温、高硬度、低流速系统：必须使用阻垢剂。

• 低硬度但高碱度水：需评估是否需防垢。

4. 第四步：验证与调整

• 小试或中试：在动态模拟系统中测试阻垢效果。

• 长期监测：定期检测水垢厚度、药剂残留浓度。

四、常见水质场景判断

五、注意事项

1. 避免误判：

• 短期软水（如雨水）可能因浓缩导致结垢，需动态监测。

• 间歇运行系统需按最不利工况设计药剂投加量。

2. 药剂兼容性：

• 若水中含锌盐、氯等，需选择兼容型阻垢剂（如无磷配方）。

3. 经济性平衡：

• 高剂量阻垢剂可能增加成本，可结合软化预处理降低成本。

通过以上分析，可准确判断水质是否适合使用阻垢剂，并制定科学的投加方案。若水质复杂或不确定性高，建议委托专业机构进行水质鉴定和药剂筛选。