如何判斷水質是否適合使用阻垢劑？

一、核心判斷指標

1. 水質硬度

• 硬度 > 100 mg/L（尤其是循環冷卻水或鍋爐水）：必須使用阻垢劑。

• 硬度 50~100 mg/L：根據系統溫度、流速等條件決定是否投加。

• 硬度 < 50 mg/L：通常無需阻垢劑，但需結合其他指標判斷。

• 檢測內容：水中鈣離子（Ca2?）和鎂離子（Mg2?）的總濃度（以CaCO?計，單位mg/L）。

• 判斷標準：

2. 碳酸鹽堿度（M-Alkalinity）

• 堿度 > 150 mg/L：結垢風險高，需阻垢劑。

• 堿度與硬度的比值（AB ratio）：

• AB > 0.5：易結碳酸鈣垢，需阻垢劑。

• AB < 0.3：可能腐蝕為主，需配合緩蝕劑。

• 檢測內容：水中碳酸根（CO?2?）和重碳酸根（HCO??）的總濃度（以CaCO?計，單位mg/L）。

• 判斷標準：

3. pH值

• pH > 8.0：碳酸鈣溶解度降低，結垢風險增加。

• pH < 7.0：可能以腐蝕為主，需結合緩蝕劑使用。

• 檢測內容：水的酸堿度。

• 判斷標準：

4. 溫度

• 循環水溫度 > 40℃：需阻垢劑。

• 鍋爐水溫度 > 60℃：必須使用耐高溫阻垢劑。

• 影響：水溫越高，碳酸鈣的溶解度越低，越易結垢。

• 判斷標準：

5. 其他離子

• 硫酸根（SO?2?）：> 100 mg/L時可能生成硫酸鈣垢，需選用針對硫酸鹽的阻垢劑（如DTPMP）。

• 硅酸鹽（SiO?2?）：高溫鍋爐中易析出硅酸鎂垢，需專用硅酸鹽阻垢劑。

• 鐵（Fe）、錳（Mn）：> 0.5 mg/L時可能催化結垢或與阻垢劑反應。

二、輔助判斷方法

1. 結垢傾向指數（LTI/LSI/RI）

• LRI > 0：水呈結垢傾向，需阻垢劑。

• LRI < 0：水呈腐蝕傾向，需緩蝕劑。

• 朗格利爾指數（LRI）：

  $$LRI=pH?\text{pHs}(\text{pHs為碳酸鈣飽和pH})$$

• 穩定指數（RI）：循環水系統目標為 RI = 0~0.5。

2. 現場簡易試驗

• 燒杯法：取水樣加熱濃縮至1/2體積，觀察是否有沉淀。

• 掛片試驗：在模擬系統中掛金屬片，觀察結垢或腐蝕情況。

3. 系統特性分析

• 流速：低流速（< 0.5 m/s）易結垢，需加強阻垢。

• 材質：銅、鋁等金屬需避免酸性阻垢劑。

• 停留時間：循環水停留時間 > 24小時，需提高阻垢劑濃度。

三、判斷流程圖

1. 第一步：檢測水質

• 必測：硬度、堿度、pH、溫度。

• 選測：硫酸根、硅酸鹽、鐵/錳。

2. 第二步：計算結垢傾向

• 使用LRI或LSI指數量化結垢風險。

3. 第三步：結合系統條件

• 高溫、高硬度、低流速系統：必須使用阻垢劑。

• 低硬度但高堿度水：需評估是否需防垢。

4. 第四步：驗證與調整

• 小試或中試：在動態模擬系統中測試阻垢效果。

• 長期監測：定期檢測水垢厚度、藥劑殘留濃度。

四、常見水質場景判斷

五、注意事項

1. 避免誤判：

• 短期軟水（如雨水）可能因濃縮導致結垢，需動態監測。

• 間歇運行系統需按最不利工況設計藥劑投加量。

2. 藥劑兼容性：

• 若水中含鋅鹽、氯等，需選擇兼容型阻垢劑（如無磷配方）。

3. 經濟性平衡：

• 高劑量阻垢劑可能增加成本，可結合軟化預處理降低成本。

通過以上分析，可準確判斷水質是否適合使用阻垢劑，并制定科學的投加方案。若水質復雜或不確定性高，建議委托專業機構進行水質鑒定和藥劑篩選。