【摘 要】
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电厂循环冷却水中存在金属结垢、腐蚀和微生物繁殖是循环冷却水系统中的三个主要问题,这些问题的出现会给生产带来很多不利影响。本研究针对以往文献报道,综述了工业循环冷却水化学药剂的阻垢及杀菌技术进展,对阻垢剂和杀菌剂在应用过程中单剂的改性、阻垢杀菌剂的配伍,以及合成阻垢杀菌共聚物三种主要应用方式进行总结,并进一步对药剂中的活性基团间相互作用进行了论述。探求循环冷却水系统中的结垢、腐蚀、微生物繁殖等现象产
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电厂循环冷却水中存在金属结垢、腐蚀和微生物繁殖是循环冷却水系统中的三个主要问题,这些问题的出现会给生产带来很多不利影响。本研究针对以往文献报道,综述了工业循环冷却水化学药剂的阻垢及杀菌技术进展,对阻垢剂和杀菌剂在应用过程中单剂的改性、阻垢杀菌剂的配伍,以及合成阻垢杀菌共聚物三种主要应用方式进行总结,并进一步对药剂中的活性基团间相互作用进行了论述。探求循环冷却水系统中的结垢、腐蚀、微生物繁殖等现象产生的规律,分析并总结了解决问题的方法,为工业生产使用的提供多功能阻垢杀菌剂的配伍比例。本研究选择两种羧酸型阻垢剂及两种杀菌剂进行配伍研究。阻垢剂选用绿色共聚物聚天冬氨酸（PASP）,和合成的马来酸酐（MA）、对苯乙烯磺酸钠（SSS）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）共聚物MA/SSS/HEMA。其中MA/SSS/HEMA共聚物根据红外测试共聚物MA/SSS/HEMA含有羧基、羟基、磺酸基等阻垢官能团。杀菌剂分别选用氧化性杀菌剂次氯酸钠和非氧化性杀菌剂新洁尔灭。将PASP及合成的共聚物MA/SSS/HEMA阻垢剂分别与杀菌剂新洁尔灭配伍进行阻垢杀菌作用研究。通过静态杀菌及阻垢实验得出:共聚物MA/SSS/HEMA浓度在小于15mg/L时、PASP浓度在小于6mg/L时会对异养菌提供营养物质;两种阻垢剂在与新洁尔灭配伍时都发生了拮抗作用,其中共聚物、PASP与新洁尔灭配伍后杀菌率分别只有35%、70%。由于共聚物阻垢剂所带的两个羧基在水中溶解后与新洁尔灭的的正电基团产生了更强烈的吸附,所以拮抗作用明显。将PASP及合成的共聚物分别与次氯酸钠配伍进行阻垢杀菌作用研究。次氯酸钠与三元共聚物配伍后彼此的效率影响不大,且在配伍时没有产生沉淀。次氯酸钠与聚天冬氨酸配伍时产生了沉淀,配伍后药剂之间对杀菌率和阻垢率都产生了影响。另外对配伍后的药剂阻垢性能进行了扫描电镜测试,配伍剂使产生Ca CO3沉淀的可能性明显减少,配伍阻垢杀菌剂的阻垢效果没有差异。本研究使用design export软件设计实验,通过合理使用响应面法,各因素对变量的影响是显著的。同时,根据多因素之间的相互作用,可以对变量进行分析,优化响应面。发现不同阻垢剂与杀菌剂在同一个冷却水系统中投加时都会产生影响,共聚物和新洁尔灭配伍后产生严重的抗拮,抑制了彼此的作用;而其他药剂配伍后按照最佳配比达到预期的效果。其中,MA/SSS/HEMA共聚物阻垢剂与新洁尔灭配伍进行的杀菌实验,最高杀菌率为30%左右;PASP与新洁尔灭配伍浓度比例为4.8:13.32,在1.93d时会最高达到的杀菌率将近70%;MA/SSS/HEMA共聚物阻垢剂与次氯酸钠最佳杀菌率条件浓度配比为5.58:20.19,在1.98d时达到了最高90%以上;PASP与次氯酸钠最佳杀菌率条件浓度配比为8:20.48,在1.61d时达到了最高85%以上配伍进行的杀菌实验,杀菌率均为90%左右。以上多功能药剂配比兼具杀菌和阻垢两大功能,可解决循环冷却水系统中的结垢和金属材料腐蚀问题。
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