高硬度水系统如何选择阻垢剂？

一、优先选择高效复合型阻垢剂

1. 有机膦酸盐 + 高性能聚合物

• 有机膦酸盐（如 PBTC、HEDP）：耐高温、耐氯，对 Ca²⁺ 具有强螯合能力，能有效抑制 CaCO₃ 和 CaSO₄ 结晶；

• 磺酸类共聚物（如 AA/AMPS）：含磺酸基团，抗高钙能力强，即使在 [Ca²⁺] > 500 mg/L 条件下仍保持稳定，且对悬浮物、铁氧化物、硅胶有优异分散作用；

• 优势：协同增效，适用于浓缩倍数 4–6 的高硬度循环冷却水系统。

2. 高剂量无磷阻垢剂（若环保要求严格）

• 选用 PESA/PASP 复配 AA/AMPS 的无磷体系；

• 虽成本较高，但对 CaCO₃ 阈值效应可达 8–10 倍过饱和度；

• 前提：必须配合软化或部分脱盐预处理，将硬度降至 ≤200 mg/L 再投加。

二、关键性能指标要求

• 耐钙能力：阻垢剂在 [Ca²⁺] = 250–500 mg/L、pH = 9.0 条件下不产生浑浊或沉淀；

• 碳酸钙过饱和容忍度：静态阻垢试验中，CaCO₃ 过饱和度 ≥ 8.0 时阻垢率 ≥ 90%；

• 热稳定性：适用于 60–95℃ 工况（如电厂凝汽器、化工换热器）；

• 与缓蚀剂兼容：可与锌盐、钼酸盐、苯并三氮唑（BTA）等共用，不生成絮状物。

三、必须强化预处理

1. 软化处理

• 采用 钠离子交换树脂 或 弱酸阳床，将硬度降至 50–100 mg/L；

• 对于硬度水（>800 mg/L），可考虑 石灰-纯碱软化。

2. 部分脱盐

• 使用 纳滤（NF）去除 70%–90% 的二价离子（Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻），保留部分单价离子以维持水质稳定性；

• NF 产水再投加阻垢剂，可大幅降低药剂用量和结垢风险。

3. 控制浓缩倍数

• 即使使用高效阻垢剂，高硬度系统浓缩倍数建议 ≤ 3–4，通过自动排污维持 LSI（朗格利尔指数）< +2.0。

四、精准投加与监控

• 投加浓度：通常为 6–12 mg/L，甚至更高，具体通过动态模拟试验确定；

• 连续均匀投加：避免间歇式投加导致局部浓度过低；

• 在线监测：

• 实时检测 pH、电导率、钙硬度；

• 安装污垢热阻监测仪或压差传感器，及时预警结垢趋势；

• 定期取样做静态阻垢试验，验证药剂有效性。

五、特殊场景建议

• 反渗透（RO）：必须使用 RO 专用高硬度阻垢剂（如 DTPMP + PAA 复配型），投加量 3–6 mg/L，并确保进水 LSI < 0、BaSO₄ 饱和指数 < 0；

• 地热水或油田回注水：含高 Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺，需选择含 DTPMP（甲叉膦酸）的特种阻垢剂，对硫酸钡/锶垢有强抑制作用；

• 禁止使用单一聚丙烯酸（PAA）：在高钙条件下易生成聚丙烯酸钙沉淀，反而加剧污堵。

六、总结