CN102465300A

CN102465300A - 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

Info

Publication number: CN102465300A
Application number: CN2010105382377A
Authority: CN
Inventors: 王东升; 石宝友; 杨帆
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: CN102465300B

Abstract

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。本发明的缓蚀剂具有安全无毒、用量小、成本低、操作简单、使用方便和缓蚀效率高等优点。

Description

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

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)。

Claims

1.一种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，其特征是，所述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。

2.根据权利要求1所述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，其特征是：所述的自来水的pH值为7.5～8.5之间。

3.根据权利要求2所述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，其特征是：当自来水的pH值为7.5时，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。

4.根据权利要求2所述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，其特征是：当自来水的pH值为8.0时，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。

5.根据权利要求2所述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，其特征是：当自来水的pH值为8.5时，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。

6.根据权利要求1、3、4或5所述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，其特征是：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。

7.根据权利要求1、3、4或5所述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，其特征是：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。

8.根据权利要求1、3、4或5所述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，其特征是：所述的聚硅酸盐为食品级的聚硅酸钠。