水处理常用阻垢剂的类型及作用机理

阻垢剂的作用机理

一般认为其阻垢机理如下：

（1）晶格畸变 无机垢（如碳酸钙）晶体在成长时，是按照一定晶格排列的，结晶致密，比较坚固。在水中含有聚羧酸或有机磷酸盐（膦酸或有机磷酸酯）阻垢剂时，阻垢剂的基团具有对金属离子的螯合能力，对无机垢的结晶形成了干扰，使晶格发生歪曲，成为不规则的晶体，这就是晶格畸变作用。晶格畸变使硬垢变为无定型的软垢。这种垢的结晶不易长大，垢层中有大量空隙，彼此黏结力差，在水流中容易被冲走，可以随排污水一起排掉。

（2）络合增溶 聚磷酸盐、有机磷酸盐或聚羧酸等药剂在水中能够夺取钙镁离子，形成稳定的络合物。这实际上等于降低了水中钙镁离子的浓度，即减少了Ca2+ 与CO32-结合形成CaCO3的机会。也就是说，相当于提高了循环水中钙镁离子的允许浓度，即增大了钙镁盐的溶解度。络合增溶的作用可以使更多的碳酸钙稳定在水中析出。

（3）凝聚与分散 阴离子型阻垢剂（如聚羧酸类）在水中所离解得负离子能够吸附成垢盐（如碳酸钙）的微晶粒子，首先使微晶粒子形成双电子层，并进而吸附在负离子的分子链上，使微晶粒子带负电荷。由于分子链上的多个微晶粒带有相同电荷，彼此相斥，不能结成大晶粒，使成垢盐难以沉积在金属传热面上形成垢层。阴离子阻垢剂的负离子对微晶粒既有凝聚作用，又能将其分散到整个水系统中，使其呈平均分散状况。这种凝聚和分散作用使成垢盐微晶粒稳定地悬浮在水中，实际上减少了微晶粒碰撞长大、形成晶核、进而析出的机会，使水中能容纳更多的成垢盐。

（4） 再生一解脱膜假说 聚丙烯酸类阻垢剂能在金属传热面上形成一种与无机晶体颗粒共同沉淀的膜，当这种膜增加到一定厚度后，在传热面上破裂，并带一定大小的垢层离开传热面。由于这种膜的不断形成和破裂，使垢层的生长受到抑制。

（5） 双电层作用 有机磷酸盐类阻垢机制是由于阻垢剂在生长晶核附近的扩散边界层内富集，形成双电层并阻碍垢离子或分子簇在金属表面凝结。