阻垢緩蝕劑在水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用主要有以下幾方面原因：

　　一、阻垢作用

　　1.防止水垢形成的原理

　　阻垢緩蝕劑可以螯合水中的鈣、鎂等離子。例如，像有機(jī)膦酸類阻垢緩蝕劑，它能夠與水中的鈣、鎂離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。這些絡(luò)合物的溶解性比碳酸鈣、碳酸鎂等水垢成分要高得多，從而阻止了鈣、鎂離子與碳酸根等陰離子結(jié)合形成水垢。以常見(jiàn)的羥基亞乙基二膦酸(HEDP)為例，它可以通過(guò)其磷酸基團(tuán)與鈣、鎂離子配位，使這些金屬離子在水中保持溶解狀態(tài)。

　　晶格畸變作用也是阻垢的重要機(jī)制。當(dāng)水中有少量的鈣、鎂鹽結(jié)晶析出時(shí)，阻垢緩蝕劑能夠吸附在結(jié)晶生長(zhǎng)點(diǎn)上。例如，聚羧酸類阻垢劑，它可以吸附在碳酸鈣等晶體的活性生長(zhǎng)點(diǎn)上，使晶體不能按照正常的晶格結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)。這樣就會(huì)導(dǎo)致晶體發(fā)生畸變，無(wú)法形成致密的、具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的水垢，從而使微小的晶體顆粒懸浮在水中，易于被水流帶走。

　　2.實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

　　在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水中含有大量的鈣、鎂等離子，容易在換熱器、管道等設(shè)備表面形成水垢。使用阻垢緩蝕劑可以有效降低水垢的形成速度。例如，在火力發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，添加阻垢緩蝕劑后，能將結(jié)垢速率降低 80% - 90%。這大大提高了換熱器的熱交換效率，減少了能源消耗。因?yàn)樗傅膶?dǎo)熱系數(shù)很低，僅為金屬的幾十分之一，水垢的形成會(huì)導(dǎo)致熱交換效率下降，增加能源成本。

　　在生活熱水系統(tǒng)中，如酒店、住宅的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，阻垢緩蝕劑可以防止熱水管道和熱水器內(nèi)部結(jié)垢。這樣可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，并且保證熱水供應(yīng)的質(zhì)量和流量。例如，在一些使用太陽(yáng)能熱水器的住宅中，加入阻垢緩蝕劑后，熱水器的內(nèi)膽和管道結(jié)垢現(xiàn)象明顯減少，熱水器的維修周期從原來(lái)的 2 - 3 年延長(zhǎng)到 5 - 6 年。

　　二、緩蝕作用

　　1.對(duì)金屬的保護(hù)原理

　　阻垢緩蝕劑可以在金屬表面形成一層保護(hù)膜。例如，一些含氮的有機(jī)緩蝕劑，能夠在鋼鐵等金屬表面形成吸附膜。這種吸附膜是通過(guò)緩蝕劑分子中的極性基團(tuán)與金屬表面的離子或原子相互作用而形成的。緩蝕劑分子中的非極性基團(tuán)則朝向水相，形成一種隔離層，阻止水中的溶解氧、氫離子等腐蝕性物質(zhì)與金屬接觸。

　　對(duì)于一些氧化性的腐蝕環(huán)境，阻垢緩蝕劑還可以起到抑制氧化還原反應(yīng)的作用。如在含有氯離子的水溶液中，金屬容易發(fā)生點(diǎn)蝕等局部腐蝕現(xiàn)象。某些緩蝕劑可以通過(guò)與氯離子競(jìng)爭(zhēng)吸附在金屬表面，或者通過(guò)與金屬表面的氧化產(chǎn)物反應(yīng)，形成更加穩(wěn)定的保護(hù)膜，從而降低金屬的腐蝕速率。

　　2.在不同設(shè)備中的應(yīng)用價(jià)值

　　在工業(yè)鍋爐中，金屬管道和容器面臨著高溫、高壓以及水中溶解氧、酸性物質(zhì)等多種腐蝕因素的威脅。使用阻垢緩蝕劑可以有效保護(hù)鍋爐的金屬部件。例如，在化工企業(yè)的蒸汽鍋爐中，添加合適的阻垢緩蝕劑后，鍋爐的腐蝕速率可以從每年 0.5 - 1.0mm 降低到 0.05 - 0.1mm 以下。這不僅延長(zhǎng)了鍋爐的使用壽命，而且提高了鍋爐運(yùn)行的安全性，減少了因腐蝕導(dǎo)致的泄漏等事故的發(fā)生。

　　在中央空調(diào)的冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水管通常是銅或鍍鋅鋼管。這些金屬管道容易受到水中的溶解氧、微生物等因素的腐蝕。阻垢緩蝕劑可以對(duì)這些管道進(jìn)行有效的保護(hù)。例如，在大型商場(chǎng)的中央空調(diào)系統(tǒng)中，使用阻垢緩蝕劑后，冷卻水管的腐蝕程度明顯減輕，維護(hù)成本降低了約 30% - 40%。

　　三、操作方便且成本效益高

　　1.使用簡(jiǎn)單

　　阻垢緩蝕劑通常是液態(tài)或固態(tài)的化學(xué)藥劑，在水處理過(guò)程中添加方便。一般可以通過(guò)自動(dòng)加藥裝置，按照一定的濃度和時(shí)間間隔將藥劑加入到水中。例如，在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，可以根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，設(shè)定加藥裝置的加藥頻率和加藥量。操作人員只需要定期檢查加藥裝置的運(yùn)行情況和藥劑的剩余量即可，不需要復(fù)雜的操作技術(shù)。

　　2.成本優(yōu)勢(shì)

　　與其他水處理方法相比，如離子交換樹脂除垢法、膜分離法等，使用阻垢緩蝕劑的成本相對(duì)較低。以一個(gè)中等規(guī)模的工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為例，采用離子交換樹脂除垢法，設(shè)備投資和運(yùn)行成本可能每年需要 20 - 30 萬(wàn)元;而使用阻垢緩蝕劑，每年的成本可能只需要 5 - 10 萬(wàn)元。而且阻垢緩蝕劑可以在一定程度上減少設(shè)備的維修和更換頻率，進(jìn)一步降低了總成本。同時(shí)，它可以與其他水處理技術(shù)(如過(guò)濾、消毒等)結(jié)合使用，提高整個(gè)水處理系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)性。