全有机配方于1967年由国外开发,20世纪80年代在我国开始应用,目前在我国已成为磷系配方之后又一类广泛使用并较成熟的配方了。
全有机配方是碱性运行配方,一般不加酸调pH值。由于浓缩使循环冷却水的硬度、碱度和pH值自然升高,使水的腐蚀倾向降低、结垢倾向增加。循环水主要依靠自身性质形成自限制性保护膜而得到缓蚀。药剂的作用以阻垢分散为主,不需要加入聚磷酸盐之类的缓蚀剂。但当碳钢和铜材同在一系统时,仍需加入唑类铜缓蚀剂。有时候在配方中加少量复合锌离子,可显著增加缓蚀效果。这种配方适用于结垢性水质,稳定指数<6.0,多在4~5左右。
根据阻垢药剂的发展情况,全有机配方也在发展,配方的药剂和适应性也在变化。以下是两类配方的简单介绍。
(1)膦酸盐/聚羧酸盐或锌盐/膦酸盐/聚羧酸盐复合配方 这是20世纪80年代开发并推广的全有机配方。采用的膦酸盐为羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸的钠盐。采用的聚羧酸盐为均聚羧酸(聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或水解聚马来酸酐)或聚羧酸的二、三元共聚物的钠盐。药剂用量根据水质而定,相差很多。以十多个厂的数据为例,用量大致如下:
商品复配药剂量为30mg/L、60mg/L或75~85mg/L不等。
运行pH值多为自然pH值,常在8.0~9.5范围内。允许水中的钙含量及碱度均较高。一般控制钙硬加总碱度<900mg/L(以CaCO3计),SO2-4+Cl-<1000mg/L。
(2)膦酸盐/膦羧酸盐/聚羧酸盐复合配方 这是20世纪90年代开发并推广的全有机配方。其配方中除了加入阻垢性能较好的2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸之外,聚羧酸盐采用了丙烯酸的二、三元共聚物,有时甚至采用两种共聚物复配,例如丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-丙烯磺酸钠共聚物及丙烯酸-甲基丙烯酸-AMPS共聚物。为此,这种配方的阻垢分散能力更好,对钙硬度的容忍性更高。这种配方也多在自然pH值下运行,一般在8.5~9.3范围内。商品复合药剂的总加入量约为40~60mg/L。适用于高钙高碱高盐水质。如有的规定:钙硬度加总碱度<1100mg/L(以CaCO3计),SO2-4+Cl-<2000mg/L。
应说明的是:不论(1)或(2)类全有机配方均只适用于结垢性水质,而不适用于腐蚀性水质。另外,其处理费用高于磷系配方。
由于循环冷却水在冷态或低浓缩倍数运行时,系统的pH值、温度及钙含量均较低,多倾向腐蚀,故全有机配方在这时常另加少量锌及聚磷酸盐,当提高浓缩倍数转入热态运行之后则停加聚磷酸盐,减少锌或停加锌。
全有机配方虽一般在自然pH值下运行,但有时也适当加酸调pH值。因在补充水中钙硬度和碱度很高又在高浓缩倍数运行时,钙硬度和总碱度可能超标。故有的规定pH值大于一定值(如>9.0)时加酸调节,有的则规定总碱度大于一定值[如>400mg/L(以CaCO3计)]时加酸调节。