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污水处理知识篇:循环水处理的这些知识 您都知道吗?

2015-03-18 16:14来源:水博网微信关键词:水处理循环水循环水处理收藏点赞

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铜离子经还原而生成的金属铜便沉积在活泼金属上面,铜作为阴极,活泼金属为阳极,构成腐蚀电池.由于铜的电位较低(Eo氧化=-0.337V),腐蚀电池的电动势很大,会使活泼金属受到严重的、穿透速度很快的腐蚀.铜和铜合金产生的铜离子,还会被水带到很远的地方沉积下来而引起腐蚀.将水中的铜离子浓度控制在0.1mg/L以下可以防止这种腐蚀,冷却水系统所使用的缓蚀剂,大多数都能抑制铜受到腐蚀,但将水中的离子浓度控制在0.1mg/L以下,要在中性和碱性水中才能实现.因此,使用有铜和铜合金材料的冷却水的pH值必须控制在6.5以上.下面介绍几种重要的铜缓蚀剂:

1)β—疏基苯并噻唑(MBT)[5,6](Mercaptobenzoth2iazole),其结构式为:

对于铜和铜合金,β—疏基苯并噻唑是一种特别优良的缓蚀剂,它在低浓度时(例如2mg/L)就能将铜和铜合金的腐蚀速度降得很低.铜的表面对β—疏基苯并噻唑有很强的化学吸附作用,吸附在铜表面的β—疏基苯并噻唑按一定的方式排列,将腐蚀物质隔开,并且阻止铜变为铜离子进入水中而引起腐蚀.β—疏基苯并噻唑对铜沉积在铁和铝等活泼金属上而引起的电偶腐蚀的抑制也很有效.β—疏基苯并噻唑的优点是:(1)对铜和铜合金的腐蚀控制比较有效;(2)用量少.它的缺点是:易被氧化而失效,所以应避免和氧化剂型的缓蚀剂一起使用;对氯和氯胺很敏感,也易被它们氧化.

2)1,2,3—苯并三唑(BTA)(Benzotriazole),结构式为1,2,3—苯并三唑是一种很有效的铜和铜合金缓蚀剂.它对铜的缓蚀作用与MBT相似:铜的表面对苯并三唑或苯并三唑与铜离子的螯合物有强烈的化学吸附作用,在铜表面形成防腐屏幕,防止腐蚀性物质与铜接触,又阻止铜进入水中成为铜离子.所以它不但能抑制金属基体上的铜溶解进入水中,而且还能使进入水中的铜离子钝化,防止铜在钢、铝、锌及镀锌铁等金属上的沉积和黄铜的脱锌.此外,1,2,3—苯并三唑对铁、镉、锌、锡也有缓蚀作用.它的使用浓度比MBT还低,只要1mg/L就能建立对铜和铜合金的良好保护,使用时的pH值范围为5.5~10,浓度不必随pH值而调整.1,2,3—苯并三唑的抗氧化能力强,不会因加氯而遭到破坏.虽然氯会与它生成不稳定的化合物,使它对铜的保护作用减弱.1,2,3—苯并三唑的优点是:对铜和铜合金的缓蚀效果好;更能耐受氯的氧化作用.它的缺点是价格较高.

3)硫酸亚铁:硫酸亚铁是特别的缓蚀剂,常作为海水、其他咸水或直流冷却系统中的铜和铜合金的缓蚀剂.用海水作冷却水的铜换热器,加以硫酸亚铁使铜管内壁生产一层含有铁化合物的保护膜,甚至可以厚达0.0762mm,有效地抑制铜受到的腐蚀,特别是水流冲刷引起的腐蚀.这一过程称为硫酸亚铁造膜处理.

硫酸亚铁的优点是:价格便宜,用量少;污染较轻.它的缺点是:造膜技术较为复杂;冷却水中含有硫化氢或其它还原性物质,且污染很严重时,硫酸亚铁造膜无效.

钝化膜型缓蚀剂

钝化膜型缓蚀剂简称钝化剂,为无机强氧化剂[3].如铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐和钨酸盐等.在反应中比较容易被还原的强氧化剂才能作钝化剂.以铬酸盐为例,铬酸盐包括铬酸(H2CrO4)和重铬酸(H2Cr2O7)的可溶性盐,如Na2Cr2O7、Na2CrO4、K2Cr2O7、(NH4)2CrO4等,

分子结构中铬为正六价.铬酸盐和重铬酸盐可以以任何比例混合而不影响缓蚀效果,所以一般统称为铬酸盐.

铬酸盐有很强的氧化能力,发生氧化反应时Cr6+还原为Cr3+.铬酸盐在较高浓度时是十分有效的阳极钝化剂.铬酸盐对碳钢的钝化与碳钢在H2SO4中的电位极化相似,钝化时铁表面发生的反应为:

Cr2O72-+8H++6e→Cr2O3+4H2O

反应时被还原的铬酸盐以Cr2O3的形态吸附在铁的表面和铁表面同时生成的Fe2O3共同组成钝化膜,反应为:2Fe+3H2O→Fe2O3+6H++6e

用铬酸盐钝化的铁的表面那层钝化膜,充分脱水,结构致密,防腐性能好.而其它缓蚀剂处理铁都无法得到这样的膜,甚至用KMnO4强氧化剂也不能达到铬酸盐钝化铁的那种程度.

铬酸盐的优点是:它不仅对钢铁,而且对铜、锌、铝及其合金都能给予良好的保护;适用的pH值范围很宽(pH=6~11);缓蚀效果特别好,使用铬酸盐作缓蚀剂时,碳钢的腐蚀速度可低于0.025mm/年.铬酸盐的缺点是:毒性大,环境保护部门对铬酸盐的排放有严格的要求;容易被还原而失效,不宜用于有还原性物质(例如硫化氢)泄露的炼油厂的冷却系统中.

延伸阅读:

污水处理知识篇:生活污水处理的几种方法 

原标题:循环水处理的这些知识,您都知道吗?
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