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锈垢净水处理剂的缓释机理与应用前景
2006年8月8日 8:51  来源:中国化工联盟网  

    摘要:探讨了CRG系列水处理剂的缓释机理和特性以及影响释放速率的主要因素,分析了其缓蚀、阻垢和抑制菌藻的原理以及便于维护管理的独特性能,介绍了其在循环冷却水、锅炉给水和生活饮用水处理等方面的应用前景。

  关键词:水处理剂;CRG;控制释放

  中图分类号:TU991.4

  文献标识码:D

  文章编号:1000-4602(2000)12-0057-03

  水处理工艺中常投加一定浓度的化学药剂以达到缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻等目的,但管理上存在着水质监测工作量大、投药次数多、药剂量难以把握等问题,影响了处理效果。采用控制释放技术的CRG(Controlled-Release Glass)水处理剂,可以有效地解决这类问题,具有
良好的应用前景。

  1 控制释放技术与CRG

  70年代人们发现,调整配方可以制备化学稳定性不同、溶解速率不同的CRG水处理剂,可在几小时到几年的时间内溶解完毕而不留残渣,并将掺在其中的活性物质以精确设计的速率释放出来。

  控制释放技术是在预期的时间内,采取某些措施来控制某种活性物质在体系中的释放速率,以维持体系中该物质浓度在有效范围内的方法。与传统投加方法相比,它具有药物的释放速率可预测、可精确设计,药物的有效时间长、效果好、减少了药物的消耗量等优点。特别是对于半衰期较短的药物,能大大减小药物及其降解产物因浓度过高而引起的毒副作用。采用控制释放技术,则不必频繁投药和监测,减少了维护和管理的工作量。

  1.1 CRG的缓释机理

  CRG具有“可溶蚀整体”(erodible monolithic)型控制释放体系的特征,在这一简单、理想的系统中,活性物质与CRG组分以固溶体的形式“捆绑”成为一个均相整体,当其在环境介质中发生溶蚀时,活性物质得到“松绑”释放。通常活性物质在固溶体内部的扩散作用可以忽略不计,其释放的速率只受CRG表面溶蚀过程的速率控制。

  1.2 影响CRG释放速率的因素

  构成CRG中阴离子网络骨架的非金属氧化物的组成,对其化学稳定性有很大的影响。通常Si—O —Si键比P— O —P键或P— O —Si键稳定性好,因此硅酸盐CRG的溶蚀速率较低,释放的时间较长。在各类金属氧化物中,碱土金属氧化物的引入使不同的阴离子长链之间以非桥氧交联,从而使CRG的化学稳定性和机械强度都大大加强、溶蚀速率降低;三价金属氧化物的引入可使CRG的溶蚀速率更低。

  溶解介质的性质对CRG的溶解速率有影响。含碱性氧化物较高的CRG溶解后使水溶液的pH值升高,与溶液中积累的CRG溶解产物一起,对CRG本身的表面溶蚀产生有促进作用的正反馈,这是硅酸盐溶解过程的特性之一。通常CRG的溶解速率在pH=7.0左右时最低,磷酸盐CRG的溶解速率随溶液pH值的降低而迅速增大,硅酸盐CRG的溶解速率随溶液pH值的升高而迅速增大。

  温度对控制释放速率的影响可用Arrhenius定律来描述,通常温度每升高10℃,释放速度加快约1倍。

    将CRG的表面溶蚀过程看作非均相反应,则CRG的释放量与CRG颗粒的表面积成正比,因此CRG的几何形状和尺寸变化导致表面积减少时,释放量将减小。为解决此类问题,可采用将CRG制成不同的几何形状或在其中增加孔道的方法加以解决,这样随着溶蚀过程的进行,颗粒表面积的减少可以得到补偿。

  2 CRG水处理剂

  2.1 缓蚀、阻垢、杀菌机理

  一些CRG的主要成分硅酸盐或磷酸盐是良好的缓蚀剂,在水中释放出来的硅酸根或聚磷酸根离子能在金属的表面生成一层极薄的保护膜,阻挡溶解氧的扩散,抑制腐蚀的发生。极小浓度的聚磷酸根能与水中的Ca2+、Mg2+形成稳定的络合物,从而大大提高碳酸钙等难溶性盐类在水中的溶解度,增大了水中Ca2+、Mg2+的允许浓度,达到阻垢的目的。

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 [关键词]:水处理 净水 水处理药剂  发表评论    【推荐】 【打印

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