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抑制铸铁在含硫酸根及氯离子的自来水中被腐蚀的缓蚀剂

摘要

本发明涉及抑制铸铁在自来水管网中被腐蚀的缓蚀剂,特别涉及一种抑制铸铁管材在含高浓度硫酸根及氯离子的自来水中被腐蚀的安全、低磷、高效的缓蚀剂。本发明的抑制铸铁在含硫酸根及氯离子的自来水中被腐蚀的缓蚀剂是由正磷酸盐、聚磷酸盐和聚硅酸盐复配后溶解于自来水中得到的溶液;所述的溶液中的正磷酸盐(以PO

著录项

  • 公开/公告号CN102465300A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2012-05-23

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国科学院生态环境研究中心;

    申请/专利号CN201010538237.7

  • 发明设计人 王东升;石宝友;杨帆;

    申请日2010-11-10

  • 分类号C23F11/18;

  • 代理机构上海智信专利代理有限公司;

  • 代理人李柏

  • 地址 100085 北京市海淀区双清路18号

  • 入库时间 2023-12-18 05:08:35

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-01-04

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C23F11/18 授权公告日:20130515 终止日期:20151110 申请日:20101110

    专利权的终止

  • 2013-05-15

    授权

    授权

  • 2012-07-04

    实质审查的生效 IPC(主分类):C23F11/18 申请日:20101110

    实质审查的生效

  • 2012-05-23

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及抑制铸铁在自来水管网中被腐蚀的缓蚀剂,特别涉及一种抑 制铸铁管材在含高浓度硫酸根及氯离子的自来水中被腐蚀的安全、低磷、高 效的缓蚀剂。

背景技术

腐蚀是影响饮用水安全输配的最重要问题之一。腐蚀通常会引起水中金 属元素浓度的增加,管道的管壁上的腐蚀层是微生物栖息繁殖的重要场所, 由此导致输送的水产生浊度、色度和异臭味,或导致输送的水中致病菌出现 的概率增加和饮用水致病事故的概率增加等;这些问题的存在将严重影响饮 用水的安全输配,且会对人们的生命健康造成威胁。管道因腐蚀而造成的损 坏也会使供水企业不得不每年投入大量的资金进行维修和更换供水管道,这 也将增加安全供水的费用。

由于上述问题的存在,很多研究者提出在水中添加缓蚀剂,并且调节水 质和控制水力条件使缓蚀剂在管壁上形成致密保护层,从而降低金属腐蚀速 率或金属溶解度。为保证饮用水的水质安全,常用的缓蚀剂有正磷酸盐、聚 磷酸盐、硅酸盐和锌盐。美国,欧洲中的一些国家对于饮用水管网中使用的 缓蚀剂的纯度、浓度都有非常严格的规定。在美国,不同类型缓蚀剂都必须 经过NSF国际组织测试和认证。在德国,规定只有食品级钠、钾的磷酸盐(≤ 5mg P2O5/L)或硅酸盐(≤40mg SiO2/L)才能被应用于饮用水管网。

目前我国很多大型城市都面临水资源紧缺,当地地下水过量开采等问题。 未来,国家将更多地实施跨流域调水工程,用其它流域地表水水源替换当地 过度开采的地下水水源。地表水的水质与地下水的水质最明显的差异就是地 表水含有很高含量的硫酸根和氯离子。新旧水源的水质差异可能会破坏管网 中管道上的管垢与原有水质的平衡,造成管道腐蚀产物释放,这将极大地影 响饮用水的水质安全。2008年10月在我国某市部分地下水水源被切换为其 它地域的地表水源后,部分用户端发生黄水问题,持续时间长达4个月,直 至停止调取新水源换回旧水源,黄水才慢慢消退。经研究初步认为:新水源 中含有很高浓度的硫酸根、氯离子,分别是原水源中硫酸根、氯离子浓度的 6~8倍和2倍,新水源的总硬度和电导率较原水源要高1.6~1.9倍。管网中 的管壁上原有的腐蚀层对新水源的耐受性能较差,腐蚀产物解体释放,从而 导致管网末端发生了“黄水”现象。

为保证饮用水的水质安全,我们急需开发一种或几种抑制铸铁管材在含 高浓度硫酸根及氯离子的饮用水中被腐蚀的缓蚀剂。

发明内容

本发明的目的是开发一种磷系和硅系复配的抑制铸铁在含高浓度硫酸根 及氯离子的自来水中被腐蚀的缓蚀剂。

本发明的缓蚀剂低磷,应用于输送自来水的管网中能高效抑制铸铁管材 在含高浓度硫酸根及氯离子的水中被腐蚀的速率。本发明的缓蚀剂安全无毒、 用量低,能使铸铁管的管壁上的腐蚀产物变得致密坚硬,抑制铸铁管材的腐 蚀,使得铸铁管材对含高浓度硫酸根、氯离子的水体有很好的耐受性能。

本发明依据阳极型缓蚀剂和阴极型缓蚀剂相复配,氧化膜型缓蚀剂和沉 淀膜型缓蚀剂相协同的原则,经过多次试验,从而制备得到本发明的缓蚀剂。

本发明的抑制铸铁在含硫酸根及氯离子的自来水中被腐蚀的缓蚀剂是由 正磷酸盐、聚磷酸盐和聚硅酸盐复配后,再溶解于自来水中得到的溶液;所 述的溶液中的正磷酸盐(以PO4计)为1.2~6mg/L,聚磷酸盐(以PO4计)为0.8~ 4mg/L,聚硅酸盐(以SiO2计)为4~40mg/L。

本发明中所述的正磷酸盐为食品级的正磷酸盐,选自磷酸钠、磷酸钾、 磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和磷酸氢二钾中的一种。

本发明中所述的聚磷酸盐为食品级的聚磷酸盐,选自六聚偏磷酸钠、三 聚磷酸钠中的一种。

本发明中所述的聚硅酸盐为食品级的聚硅酸钠。

所述的聚硅酸盐适合使用于已经受到腐蚀的铸铁管段,因为聚硅酸盐在 管壁上形成的膜必须由铁氧化物和聚硅酸盐组成,类似的铁离子必须经过氧 化后才能够被聚硅酸盐捕集。但单独使用聚硅酸盐的膜多孔,效果不好,因 此常和聚磷酸盐复配使用。水中钙离子充足,适宜pH范围,正磷酸盐能降 低铁离子的释放,降低铁质管材的腐蚀速度和降低红水的发生率。正磷酸盐 与聚磷酸盐的复配属于混合型缓蚀剂,其阴极型部分来自聚磷酸盐,阳极型 部分来自正磷酸盐。

本发明的抑制铸铁在含硫酸根及氯离子的自来水中被腐蚀的缓蚀剂的使 用方法:先调节自来水的pH值为7.5~8.5之间,再通过计量关系投加正磷 酸盐、聚磷酸盐、聚硅酸盐在自来水中即可,使自来水中的正磷酸盐(以PO4计)为1.2~6mg/L,聚磷酸盐(以PO4计)为0.8~4mg/L,聚硅酸盐(以SiO2计) 为4~40mg/L;对于各组分加料次序并不重要。一般复配时可在常温下先将 各组分按比例加入去离子水中配制成高浓度药液(一般为使用浓度的100 倍),然后再投加在自来水中。

对于上述自来水的pH值的调节,可用低浓度的氢氧化钠溶液或者低浓 度的盐酸溶液进行调节。

当自来水的pH值为7.5时,优选自来水中的正磷酸盐与聚磷酸盐的浓度 比为0.3∶1~1.5∶1,同时聚硅酸盐与聚磷酸盐的浓度比为5∶1~20∶1。该 条件下的缓蚀剂的效果好,如实施例1、2、3和4。尤其是当正磷酸盐与聚 磷酸盐的浓度比为0.6∶1,聚硅酸盐与聚磷酸盐的浓度比为20∶1,如实施 例1所示,该配比缓蚀剂的缓蚀效果较好为17%。

当自来水的pH值为8.0时,优选自来水中的正磷酸盐与聚磷酸盐的浓度 比为0.3∶1~7.5∶1,同时聚硅酸盐与聚磷酸盐的浓度比为10∶1~50∶1。 该条件下的缓蚀剂的效果好,如实施例5、6、7和8。尤其是当正磷酸盐与 聚磷酸盐的浓度比为7.5∶1,聚硅酸盐与聚磷酸盐的浓度比为50∶1,如实 施例5所示,该配比缓蚀剂的缓蚀效果较好为22%。

当自来水的pH值为8.5时,优选自来水中的正磷酸盐与聚磷酸盐的浓度 比为0.3∶1~1.5∶1,同时聚硅酸盐与聚磷酸盐的浓度比为1∶1~2∶1。该 条件下的缓蚀剂的效果好,如实施例9、10和11。尤其是当正磷酸盐与聚磷 酸盐的浓度比为0.3∶1,聚硅酸盐与聚磷酸盐的浓度比为1∶1,如实施例9 所示,该配比缓蚀剂缓蚀效果较好为13%。

通过多次实验,发现实施例5中配制的缓蚀剂的缓蚀率最高为22%。由 于复配的缓蚀剂将应用于饮用水管网,药剂的使用浓度受到严格限制,所以 它们在短时间的挂片实验中缓蚀率为22%~13%。

实施例12中将复配的缓蚀剂投加于模拟饮用水管网系统中,连续运行 52天,系统出水浊度、总铁浓度均满足国家生活饮用水卫生标准(浊度≤ 1NTU,总铁≤0.3mg/L)。因此本发明的缓蚀剂在饮用水管网中有很好的应用 前景。

本发明的缓蚀剂在含高浓度硫酸根、氯离子自来水中对铸铁管材具有很 好的缓蚀性能。它属于低磷配方,配制简单,使用方便,使用量少,成本低, 安全无毒。

附图说明

图1.本发明中模拟饮用水管网系统的示意图。

图2.本发明实施例12的应用缓蚀剂于模拟饮用水管网系统期间,水中总 铁和浊度随运行时间变化的趋势。

附图标记

1.水箱   2.进水口 3.排水口 4.水箱盖 5.温度计

6.流量计 7.水泵   8.铸铁管 9.采样阀

具体实施方式

本发明先按照“中华人民共和国国家标准GB/T 18175-2000水处理剂缓 蚀性能的测定—旋转挂片法”,采用RCC-I型旋转挂片腐蚀试验仪进行缓蚀 实验。腐蚀试片采用的是铸铁国标I型(50mm×25mm×2mm)。为了模拟饮用 水管网中已经受到腐蚀的管材在添加本发明的缓蚀剂的水体中被腐蚀情况, 本发明中缓蚀实验设计如下:按照国家标准GB/T 18175-2000所述方法,将 清洗干燥的挂片放入配制好的模拟含高浓度硫酸根及氯离子的实验配水中进 行旋转挂片腐蚀实验,水温15℃,转速80r/min,先运行24小时,再将配制 好的本发明的缓蚀剂加入到上述实验配水中,继续运行24小时。空白对照实 验是将清洗干燥的挂片放入配制好的模拟含高浓度硫酸根及氯离子的实验配 水中,以同样的水温和转速运行48小时,期间不加任何缓蚀剂。

实验用模拟含高浓度硫酸根及氯离子的自来水的实验配水的水质如表1 所示。总硬度和碱度分别以CaCO3计。

表1 缓蚀实验用的实验配水的水质(单位:mg/L)

因为复配的缓蚀剂将应用于饮用水管网中,挂片腐蚀实验时间比较短, 不能够完全显示出其效能。本发明还设计了模拟饮用水管网系统,投加缓蚀 剂,考察其使用效能。

实施例1

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为7.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸钠 (以PO4计)为1.2mg/L,六聚偏磷酸钠(以PO4计)为2mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计)为40mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.75mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.90mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为17%。

实施例2

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为7.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸氢 二钠(以PO4计)为1.2mg/L,三聚磷酸盐(以PO4计)为4mg/L,聚硅酸钠(以 SiO2计)为20mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速 为80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁 挂片的腐蚀速率为0.78mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的 腐蚀速率为0.90mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均 值为13%。

实施例3

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为7.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸二 氢钠(以PO4计)为1.2mg/L,六聚偏磷酸钠(以PO4计)为0.8mg/L,聚硅酸钠(以 SiO2计)为4mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.81mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.90mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为10%。

实施例4

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为7.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸钾 (以PO4计)为6mg/L,六聚偏磷酸钠(以PO4计)为4mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计)为40mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.85mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.90mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为6%。

实施例5

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.0,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸二 氢钠(以PO4计)为6mg/L,三聚磷酸钠(以PO4计)为0.8mg/L,聚硅酸钠(以 SiO2计)为40mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速 为80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁 挂片的腐蚀速率为0.63mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的 腐蚀速率为0.81mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均 值为22%。

实施例6

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.0,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸钠 (以PO4计)为3mg/L,三聚磷酸钠(以PO4计)为2mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计) 为40mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为80r/min 下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.66mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐蚀速率 为0.81mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值为19%。

实施例7

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.0,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸氢 二钠(以PO4计)为1.2mg/L,六偏聚磷酸钠(以PO4计)为4mg/L,聚硅酸钠(以 SiO2计)为40mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速 为80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁 挂片的腐蚀速率为0.69mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的 腐蚀速率为0.81mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均 值为15%。

实施例8

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.0,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸二 氢钾(以PO4计)为1.2mg/L,六偏聚磷酸钠(以PO4计)为0.8mg/L,聚硅酸钠(以 SiO2计)为4mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.75mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.81mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为7%。

实施例9

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸钾 (以PO4计)为1.2mg/L,三聚磷酸钠(以PO4计)为4mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计)为4mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.69mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.79mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为13%。

实施例10

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸二 氢钠(以PO4计)为3mg/L,六聚偏磷酸钠(以PO4计)为2mg/L,聚硅酸钠(以 SiO2计)为4mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.70mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.79mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为11%。

实施例11

将烧杯A、B中分别加入相同体积的表1所示模拟的含高浓度硫酸根及 氯离子的自来水。将6片国标I型铸铁挂片分别浸没于烧杯A、B中的水面 以下(每个烧杯中有三片挂片),水温15℃,铸铁挂片的转速为80r/min,先 运行24小时。用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶 液将烧杯A、B中的自来水的pH值调节为8.5,通过计量关系在烧杯A内投 加磷酸钠、六聚偏磷酸钠和聚硅酸钠在该自来水中,使该自来水中的磷酸氢 二钠(以PO4计)为6mg/L,三聚磷酸钠(以PO4计)为4mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计)为40mg/L。烧杯B作为空白对照实验不加缓蚀剂。挂片继续在转速为 80r/min下运转24小时,水温15℃。浸没在含有缓蚀剂的自来水中的铸铁挂 片的腐蚀速率为0.73mm/a;而浸没于未加缓蚀剂的自来水中的铸铁挂片的腐 蚀速率为0.79mm/a(空白对照实验)。通过对比,该缓蚀剂的缓蚀率平均值 为8%。

实施例12

利用图1所示的模拟饮用水管网系统考察本发明缓蚀剂的使用效能。首 先从带有进水口2及排水口3的水箱1的进水口2加入自来水至所需体积, 同时打开水箱1上端的水箱盖4,加入一定量的硫酸镁、氯化钙等配制好实 验用水(表1所示水质)。用水泵7将水箱中的实验用水吸入安装有温度计5 的管道中,并流经五根铸铁管8(实际饮用水管网中采集),且第一根铸铁管 8与第二根铸铁管8之间的连接管道上安装有流量计6,最后实验用水再回流 到水箱中循环运行。定期从采样阀9中取水测定水的浊度和总铁等指标。实 验时,水温为23℃,水中的初始余氯浓度为1mg/L,自来水的水质与表1所 列实验配水的水质相同,铸铁管内水的流速为0.12m/s,一个周期内运行15 小时、停滞9小时,共运行52天。

开始每天投加磷酸二氢钠、三聚磷酸钠和聚硅酸钠于上述模拟饮用水管 网系统中的实验用水中,通过计量,使该实验用水中的磷酸二氢钠(以PO4计)为6mg/L,三聚磷酸钠(以PO4计)为0.8mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计)为 40mg/L,实验用水的初始pH用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为 3.6%的盐酸溶液调至8.0(缓蚀剂与实施例5相同)。运行25天,系统出水 浊度降低75%,水中总铁含量降低71%(请参见图2)。然后将实验用水的 pH用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和质量浓度为3.6%的盐酸溶液调至7.5, 并将每天投加的磷酸二氢钠、三聚磷酸钠和聚硅酸钠改变投加磷酸钠、六聚 偏磷酸钠和聚硅酸钠,使该实验用水中的磷酸钠(以PO4计)为1.2mg/L,六聚 偏磷酸钠(以PO4计)为2mg/L,聚硅酸钠(以SiO2计)为40mg/L(缓蚀剂与实 施例1相同)。继续运行27天,系统出水浊度降至0.34NTU,水中总铁含量 降至0.08mg/L(请参见图2)。系统出水浊度、总铁浓度均满足国家生活饮用 水卫生标准(浊度≤1NTU,总铁≤0.3mg/L)。

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