新型阻垢剂BHMTPMPA阻垢性能的实验研究
1 阻垢技术现状及发展趋势
有机膦酸自20世纪60年代引入国内循环水处理领域，由于其热稳定性好、耐水解、阻垢性能优异而被广泛应用.目前有机膦酸(ATMP、HEDP)及其盐仍然是最广泛应用的阻垢剂，但其不能有效抑制膦酸钙垢、锌垢以及氧化铁沉淀等。含磷化合物是微生物的营养源之一，易滋养菌藻，使环境水体营养化，从而造成水体污染。有机膦系列阻垢剂在火电厂循环水系统使用，系统易滋生菌藻，产生粘泥，引发对铜合金、不锈钢等凝汽器管的腐蚀。目前对循环水系统排污水已限制磷的排放，因此开发和应用低磷或无磷、环境友好型的绿色阻垢剂已成为国内外研究和发展的方向。
为控制低pH值下循环水系统的腐蚀，目前普遍采用碱性冷却水处理法。在碱性处理条件下循环水及其处理技术有以下发展趋势。
（1） 为节约用水，循环水向高浓缩倍率技术发展，循环水水质一般具有高硬度、高pH值得特点。
（2） 为节约洁净水源，中水会用于循环水系统成为当前循环水用水的发展方向，新建大容量火力发电厂将使用中水作为电厂建设立项的必要条件。中水作为补充水时，微生物及有机类物质含量高，宜采用低磷阻垢剂。
2 新型阻垢剂BHMTPMPA结构特点
根据国内外对有机膦阻垢剂结构和阻垢机理的研究，并按目前循环水技术发展的特点，国内外相继开发出了大分子有机膦酸，其分子式为C17H14O15N3P5，分子量为685.00。 大分子有机膦阻垢剂分子结构中，由于增加了-CH2-，分子量随之增大，相对磷含量明显降低；在-CH2-增加的同时，分子结构中起关键阻垢作用的-PO（CH）2基团数量增加，阻垢性能得到显著增强。不同有机膦阻垢剂分子机构中磷含量见表1。
| 名称 | 分子式 | 分子量 | 磷含量（以PO43-计）/% |
| 氨基三甲叉膦酸（ATMP） | N（CH2PO3H2）3 | 299.0 | 95.32 |
| 羟基亚乙基二膦酸（HEDP） | C2H8O7P2 | 206.03 | 92.22 |
| 乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP) | C6H20O12N2P4 | 436.00 | 87.16 |
| 二乙烯三胺五甲叉膦酸（DTPMP） | C9H28O15P5 | 573.00 | 82.09 |
| 双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸（BHMTPMPA） | C17H14O15N3P5 | 685.00 | 69.34 |
表1不同有机膦阻垢剂分子结构中磷含量
BHMT独特的分子结构使其能和多种金属离子形成稳定的络合物。在水用也种，BHMT能离解成10对正负离子，可以和2个或多个金属离子鳌合，形成2个或多个立体结构大分子络合物，松散于水中，破坏水垢的正常结晶，从而抑制水垢的形成。
3 BHMT阻垢性能试验
采用动态模拟极限碱度法进行BHMT阻垢性能试验
（1） 试验水样共选用2种，分别取自国内2个火力发电厂循环水系统补充水；试验温度为45℃±1℃；试验用BHMT由济源市清源水处理有限责任公司提供，其符合表2的指标要求。试验装置工艺流程见图1。先在循环水箱中注入试验用水，按加药剂量加入试验用阻垢剂，搅拌均匀；再在补液槽中加入已按加药剂量配置的试验用水；开启动态模拟试验装置总电源开关，开启循环水泵，调节流量计阀门，使循环水流量为1000L/h；流量稳定后，开启换热器冷却水阀门及换热器加热开关；设定循环水箱温度为45℃。试验浓缩过程中边浓缩边补水，定期去氧，限定碱度（JD）、氯根（CL-）及硬度（YD），直到求出极限浓缩倍率，停止试验。
4 BHMT阻垢性能试验内容及结果
4.1 BHMT单体阻垢性能
分别在选用的两水样中加入BHMT单体6mg/L（按产品计）进行阻垢性能试验，试验用水水质及试验结果见表3。
在2种试验水质条件下，加入BHMT6mg/L（按产品计）均可达到较理想的阻垢效果，极限碱度分别可达到9.01mmol/L及11.94/mmol/L。
4.2 BHMT单体与传统阻垢剂单体阻垢性能比较
对目前循环水处理普遍使用的有机膦类阻垢剂（ATMP、HEDP、EDTMPS、DTPMP）、羧基膦酸阻垢剂（PBTCA）及逐渐推广使用的多氨基多醚基膦酸阻垢剂（PAPEMP）、环保型阻垢剂（PASP、PESA）与BHMT进行阻垢性能对比试验。
在选用的两水样中分别加入BHMT及其它阻垢剂6mg/L（按产品计）进行阻垢性能试验，结果见表4。
从表4可看出，在2种试验水质及相同阻垢剂加入剂量条件下，BHMT单体阻垢性能明显优于传统有机膦阻垢剂ATMP、HEDP、DTPMP及环保型阻垢剂PESA、PASP，并优于羧基膦酸阻垢剂PBTCA，略优于大分子阻垢剂PAPEMP。
5 结 论
（1） 在试验水质条件下，单体使用及在符合配方中使用，BHMT均具有较好的阻垢效果。
（2） 在试验水质条件下，BHMT单体阻垢性能明显优于传统有机膦阻垢剂ATMP、HEDP、DTPMP及环保型阻垢剂PESA、PASP，且优于羧基膦酸阻垢剂PBTCA，略优于大分子阻垢剂PAPEMP。
（3） 在试验水质条件下，BHMT复合配方阻垢性能优于传统有机膦配方。
（4） 使用BHMT可明显降低磷含量。使用单体BHMT，达到极限浓缩倍率时试验水样中磷含量与低磷阻垢剂PAPEMP相当，约为传统有机膦阻垢剂ATMP、HEDP的50%；复配配方中采用BHMT，达到极限浓缩倍率时试验水样中磷含量较传统有机膦复配配方可降低30%～50%。
（5） BHMT用于循环水，可有效提高循环水浓缩倍率，降低循环水的耗水率。
（6） BHMT的使用可有效降低循环水排污水磷含量，有力环保；同时，可减轻磷系阻垢剂造成微生物增殖而引起的腐蚀。