CN105731661A - 一种脱钙剂及缓解水中结垢现象的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脱钙剂及缓解水中结垢现象的方法。该脱钙剂包括：碱金属氢氧化合物3～15wt％，镁盐3～15wt％，氢氧化钙5～20wt％，以及水65～89wt％。上述脱钙剂可以使水中的部分Ca²⁺生成碳酸钙，同时调控油田水中残余的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度，使此时的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度乘积小于此情况下钙离子和碳酸根离子产生碳酸钙沉淀反应的沉淀平衡常数KSP，且镁盐的加入提高了碱金属氢氧化合物和氢氧化钙的利用率，使整个脱钙剂的脱钙效果得到充分发挥。

Description

一种脱钙剂及缓解水中结垢现象的方法

技术领域

本发明涉及净化水质领域，具体而言，涉及一种脱钙剂及缓解水中结垢现象的方法。

背景技术

油田随着采出液含水的上升，结垢问题愈发突出——处理站设备的结垢和由注水水质造成注水系统的结垢已严重影响到油田生产，油田生产中所遇到的碳酸钙结垢问题，大体可分为两种情况1)离子组成不相容的水，相互混合而产生沉淀引起结垢2)温度、压力等条件改变，引起结垢。要抑制CaCO₃的结垢，有几种基本的途径：降低结垢离子的含量、投加阻垢剂、进行pH缓解、磁化处理等，其中最彻底的当属去除结垢离子。投加阻垢剂和对水质进行磁化处理的方法，无法从根本上抑制结垢反应的发生，但可以改变结垢物的形态，使不形成硬垢，对结垢的抑制作用是有限的和有条件的。在条件发生变化时，如阻垢剂浓度的下降(阻垢剂的损耗和高温下由于水解反应造成的结构改变等)或磁化后的水经过较长时间后，仍然会产生结垢。更为重要的是水中仍然存在的碳酸钙结晶体(微粒)，会对注入层产生伤害。可以肯定的是，投加阻垢剂的方法对注水系统和井下结垢的缓解是有效的。

缓解碳酸钙结垢的最直接和有效的方法是去除对水中的钙离子和碳酸根或重碳酸根离子，也就是说对水质进行软化处理，这种方法对循环水系统是适用的。但对于油田注水系统来说，由于水流的单向性，此种方法的成本较高。

基于上述问题，有必要提出一种方法，以解决处理站设备的结垢和由注水水质造成注水系统的结垢问题。

发明内容

本发明旨在提供一种脱钙剂及缓解水中结垢现象的方法，以解决现有技术中油田生产过程中设备结垢和注水系统结垢的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种脱钙剂该脱钙剂包括：碱金属氢氧化合物3～15wt％，镁盐3～15wt％，氢氧化钙5～20wt％，以及水65～89wt％。

进一步地，上述脱钙剂包括：碱金属氢氧化合物5～10wt％，镁盐5～10wt％，氢氧化钙10～15wt％，以及余量的水。

进一步地，上述脱钙剂包括：镁盐5wt％，碱金属氢氧化合物5wt％，氢氧化钙10wt％，以及水80wt％。

进一步地，上述脱钙剂中镁盐为硫酸镁，碱金属氢氧化合物为氢氧化钠。

根据本发明的另一方面，提供了一种缓解水中结垢现象的方法，水中Ca²⁺浓度小于300mg/L，HCO₃ ^-浓度大于1000mg/L，此种方法利用上述脱钙剂脱除水中的Ca²⁺和HCO₃ ^﹣。

进一步地，上述方法包括：步骤S1，向水中添加所述脱钙剂，形成预处理水，脱钙剂与水的比例100～200mg/L，优选脱钙剂与水的比例180～200mg/L；步骤S2，向预处理水中添加混凝剂和絮凝剂，得到碳酸钙沉淀；步骤S3，过滤碳酸钙沉淀，回收脱钙水。

进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21，向预处理水中加入混凝剂，持续混凝反应2～5min，得到混凝水，混凝剂与预处理水的比例为150～200mg/L；步骤S22，向混凝水中加入絮凝剂，持续絮凝2～5min后静置20～40min，得到碳酸钙沉淀和所述脱钙水，絮凝剂与预处理水的比例为5～10mg/L。

进一步地，上述混凝剂与预处理水的比例为180～200mg/L。

进一步地，上述混凝剂选自硫酸铝、三氯化铁或者硫酸亚铁中的一种或者多种。

进一步地，上述絮凝剂选自聚硅酸、聚硅酸硫酸铁或者聚磷氯化铝中的一种或者多种。

应用本发明的技术方案，脱钙剂可以使水中的部分Ca²⁺生成碳酸钙，同时使残余留在水中的Ca²⁺则不会再生成碳酸钙而结垢。首先，脱钙剂中碱金属和氢氧化钙中的OH^﹣离子与油田水中的HCO₃ ^﹣发生HCO₃ ^﹣+OH^﹣＝H₂O+CO₃ ^2-反应，生成CO₃ ^2-。油田水中的Ca²⁺和CO₃ ^2-发生CO₃ ^2-+Ca²⁺＝CaCO₃↓反应生成碳酸钙，从而大大降低了油田水中的Ca²⁺和CO₃ ^2-浓度。而3～15wt％的碱金属氢氧化合物相比氢氧化钙溶解度较大，可以加速上述反应。其次，5～20wt％的氢氧化钙相对溶解度较大，可以较好的控制CO₃ ^2-+Ca²⁺＝CaCO₃反应中的CO₃ ^2-浓度量，从而间接控制油田水中剩余CO₃ ^2-的含量。而3～15wt％的镁盐的加入后则会形成氢氧化镁，氢氧化镁属于触变性流体，其粘度会随着时间的增加降低，在水中的分散性较好，可以拖住水中的氢氧化钙和碱金属氢氧化合物，使他们悬浮在水中，增加了碳酸氢根离子的分解率，提高了碱金属氢氧化合物和氢氧化钙的利用率。故镁盐的加入可以进一步提高脱钙剂的脱钙效率，使其更有效地调控油田水中残余的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度，使此时的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度乘积小于此情况下Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓反应的沉淀平衡常数KSP，使油田水中不会再有碳酸钙沉淀的生成。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了实施例1的未采用脱垢剂处理的含油污水的结垢量示意图；

图2示出了实施例1处理后的含油污水的结垢量示意图；

图3示出了实施例2处理后的含油污水的结垢量示意图；

图4示出了实施例3处理后的含油污水的结垢量示意图；

图5示出了实施例4处理后的含油污水的结垢量示意图；

图6示出了实施例5处理后的含油污水的结垢量示意图；

图7示出了实施例6处理后的含油污水的结垢量示意图；

图8示出了实施例7处理后的含油污水的结垢量示意图；

图9示出了实施例8处理前的含油污水的结垢量示意图；

图10示出了实施例8处理后的含油污水的结垢量示意图；

图11示出了实施例9处理后的含油污水的结垢量示意图；

图12示出了对比例1处理后的含油污水的结垢量示意图；

图13示出了对比例2处理后的含油污水的结垢量示意图；以及

图14示出了对比例3处理后的含油污水的结垢量示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施方式，对本发明的实施例中的技术方案进行详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所介绍的，现有技术中存在设备结垢和注水系统结垢的问题。为了解决这一问题，本发明发明人提供了一种脱钙剂，这种脱钙剂包括碱金属氢氧化合物3～15wt％，镁盐3～15wt％，氢氧化钙5～20wt％，以及水65～89wt％。

本发明上述的脱钙剂可以使水中的部分Ca²⁺生成碳酸钙，同时使残余留在水中的Ca²⁺不会再生成碳酸钙而结垢。首先，脱钙剂中碱金属氢氧化合物和氢氧化钙中的OH^﹣离子与水中的HCO^3﹣发生HCO^3﹣+OH^﹣＝H₂O+CO₃ ^2-反应，生成CO₃ ^2-。水中的Ca²⁺和CO₃ ^2-发生CO₃ ^2-+Ca²⁺＝CaCO₃↓反应生成碳酸钙，从而大大降低了水中的Ca²⁺和CO₃ ^2-浓度，而3～15wt％的碱金属氢氧化合物相比氢氧化钙溶解度较大，可以加速上述反应。其次，5～20wt％的氢氧化钙相对碳酸钙的溶解度较大，可以较好的控制CO₃ ^2-+Ca²⁺＝CaCO₃反应中的CO₃ ^2-浓度量，从而间接控制油田水中剩余CO₃ ^2-的含量。

脱钙剂加入到水中后，碱金属氢氧化合物和氢氧化钙会随着碳酸钙沉淀慢慢下沉，无形中降低了水中碱金属氢氧化合物和碳酸氢根的接触面积以及氢氧化钙和碳酸氢根的接触面积，使水中碳酸氢根离子不能完全的转化为碳酸根离子，没有使碱金属氢氧化合物和氢氧化钙利用率达到最大化，而3～15wt％的镁盐的加入后则会形成氢氧化镁，氢氧化镁属于触变性流体，其粘度会随着时间的增加降低，在水中的分散性较好，可以拖住水中的氢氧化钙和碱金属氢氧化合物，使他们悬浮在水中，增加了碳酸氢根离子的分解率，提高了碱金属氢氧化合物和氢氧化钙的利用率。同时氢氧化镁还可以充当晶核，不仅加快了晶体的结晶速率，同时还可以使不同颗粒相互聚集，起到水质净化作用。故镁盐的加入可以进一步提高脱钙剂的脱钙效率，使其更有效地调控水中残余的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度，使此时的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度乘积小于此情况下Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓反应的沉淀平衡常数KSP，使水中不会再有碳酸钙沉淀的生成。

为了使得镁盐与碱金属氢氧化合物和氢氧化钙的配合起到更好的脱钙效果，优选上述脱钙剂包括碱金属氢氧化合物5～10wt％，镁盐5～10wt％，氢氧化钙10～15wt％，以及余量的水。

在本发明一种优选的实施例中，上述脱钙剂包括：5wt％的镁盐、5wt％的碱金属氢氧化合物、10wt％的氢氧化钙以及余量的水。此种配比可以使脱钙剂达到最佳的脱钙效率。

10wt％的氢氧化钙可以很好的控制残余水中的CO₃ ^2-含量，5wt％的碱金属氢氧化合物可以使脱钙反应中涉及的反应相应加快速度，而5wt％的镁盐则是综合考虑上述两个组分的含量得到的结果，如果镁盐过量则会引入过量的镁离子，后期可能生成碳酸镁沉淀，为水过滤增加了压力，而镁盐含量过少，则可能不能充分发挥分散氢氧化钙和碱金属的作用、充当晶核作用和净化水质的作用。

上述脱钙剂中的各组分均可采用本领域常规的材料，优选镁盐为硫酸镁，优选碱金属氢氧化合物为氢氧化钠。此实施方案综合考虑了工业经济成本和脱钙效率之间的平衡，在较低的经济成本下实现了较大的脱钙效率。

本发明的另一中实施方式中，还提供了一种缓解水中结垢现象的方法，本方法所作用的水是指水中Ca²⁺浓度小于300mg/L，HCO₃ ^﹣浓度大于1000mg/L的水，具体方法就是利用本发明上述的脱钙剂除去水中的Ca²⁺和HCO₃ ^﹣。

针对具有上述特点的水，本发明的脱钙剂能够将HCO₃ ^﹣转化为CO₃ ^2-，由于HCO₃ ^﹣浓度较大，因此水中原有的Ca²⁺完全沉淀后，利用脱钙剂中的氢氧化钙进一步反应多余的CO₃ ^2-，使得Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度乘积小于Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓反应的沉淀平衡常数KSP，进而水中不会再有碳酸钙沉淀的生成。

在本发明一种实施实施例中，上述方法包括步骤S1，向水中添加脱钙剂，形成预处理水，脱钙剂与水的比例为150～200mg/L，优选脱钙剂与水的比例180～200mg/L；步骤S2，向预处理水中添加混凝剂和絮凝剂，得到具有碳酸钙沉淀的处理水；步骤S3，过滤处理水，回收脱钙水。

上述方法首先通过向水中加入脱钙剂，对水进行预处理，利用以上阐述的原理达到调控水中残余的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度的目的，使此时的Ca²⁺浓度和CO₃ ^2-浓度乘积小于此情况下Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓反应的沉淀平衡常数KSP，使水中不会再有碳酸钙沉淀的生成。

其次，向预处理水中加入混凝剂和絮凝剂，促进水中的颗粒与碳酸钙之间发生团聚，便于碳酸钙的沉淀，为后续的过滤碳酸钙做好充分的准备，可进一步消除水中的碳酸钙。

通过加入带正电的混凝剂可以去除克服重力进行布朗运动的微小粒径的负电荷，从而使其微小颗粒处于“脱稳”的状态，这里所述的“脱稳”状态是指没有了负电荷之间的相互排斥作用，从而被中和的微小颗粒通过碰撞、表面吸附、范德华力引力等作用，相互结合变大，最后沉淀从水中分离，水中存在的微量碳酸钙、碳酸镁或者其他碳酸盐就可通过此种方法得到沉淀，最终被过滤，进一步降低了水中结垢的概率，水质得到进一步净化。用于上述过程的混凝剂可以采用目前的常规混凝剂，优选上述混凝剂选自硫酸铝、三氯化铁或者硫酸亚铁中的一种或者多种。

而絮凝剂的加入更有利于颗粒与颗粒之间的聚团，絮凝剂是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程，此处所说的“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒的聚集。本发明中优选采用改性的阳离子絮凝剂，比如聚硅酸、聚硅酸硫酸铁或者聚磷氯化铝中的一种或者多种，以聚硅酸硫酸铁为例，通过高电荷离子以提高电荷的中和能力，而引入硫酸根等配位体则是为了增强络合能力，使颗粒之间更容易“架桥”形成团聚物，增强絮凝作用效果，最终团聚物沉淀，同样的，本发明通过改性阳离子的絮凝剂的作用，水中的碳酸钙、碳酸镁或者其他碳酸盐更有利于互相“架桥”形成沉淀，最终被过滤，更进一步降低了水中结垢的概率，水质得到进一步净化。

为例尽可能发挥混凝剂和絮凝剂的作用，优选上述步骤S2包括：步骤S21，向预处理水中加入混凝剂，持续混凝反应2～5min，得到混凝水，混凝剂与预处理水的比例为150～200mg/L，优选混凝剂与预处理水的比例为180～200mg/L；步骤S22，向混凝水中加入絮凝剂，持续絮凝2～5min后静置20～40min，得到具有碳酸钙沉淀的处理水，絮凝剂与预处理水的比例为10～5mg/L。

通过控制混凝剂和絮凝剂的用量以及反应时间使水中的碳酸钙以及其他杂志离子充分团聚和沉淀，最大限度的避免水中出现结垢现象，净化水质。

完成上述步骤S1和步骤S2后，对处理水进行过滤，去除其中的沉淀即可得到脱除钙的脱钙水。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

脱钙剂配方；5wt％工业硫酸镁、5wt％氢氧化钠、10wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有上述1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值(搅拌速度梯度值)为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤采用离子色谱法分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为60wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙前后结垢量变化情况，结果见图1和图2。

实施例2

脱钙剂配方；5wt％工业硫酸镁、5wt％氢氧化钠、10wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加200mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，与图1相比，脱钙率约为64wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙后结垢量变化情况，结果见图3。

实施例3

脱钙剂配方；5wt％工业硫酸镁、5wt％氢氧化钠、10wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加150mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为35wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙后结垢量变化情况，结果见图4。

实施例4

脱钙剂配方；5wt％工业硫酸镁、5wt％氢氧化钠、10wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入180mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入10mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为62wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙后结垢量变化情况，结果见图5。

实施例5

脱钙剂配方；5wt％工业硫酸镁、5wt％氢氧化钠、10wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200s/s)加入200mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入10mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为62wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙后结垢量变化情况，结果见图6。

实施例6

脱钙剂配方；3wt％工业硫酸镁、15wt％氢氧化钠、5wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为20wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙前后结垢量变化情况，结果见图7。

实施例7

脱钙剂配方；15wt％工业硫酸镁、3wt％氢氧化钠、20wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为50wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙后结垢量变化情况，结果见图8。

实施例8

脱钙剂配方；5wt％工业硫酸镁、5wt％氢氧化钠、10wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为210mg/L，HCO^3-浓度为1500mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为64wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙后结垢量变化情况，结果见图9、图10。

实施例9

脱钙剂配方；10％的工业硫酸镁、10wt％氢氧化钠、15wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为65.4wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙前后结垢量变化情况，结果见图11。

对比例1

脱钙剂配方；10wt％氢氧化钠、12wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在200r/min搅拌在25min后，在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为20wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙前后结垢量变化情况，结果见图12。

对比例2

脱钙剂配方；2wt％工业硫酸镁、1wt％氢氧化钠、25wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在在200r/min搅拌在25min后，在在200r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为18.8wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙前后结垢量变化情况，结果见图13。

对比例3

脱钙剂配方；20wt％氢氧化钠、12wt％氢氧化钙其余为水。针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水水质的结垢控制。

在盛有1000ml含油污水的烧杯中，先投加180mg上述脱钙剂，在350r/min搅拌在25min后，在350r/min搅拌条件下(G值为200/s)加入150mg硫酸铝作为混凝剂反应3min后加入8mg絮凝剂(部分水解聚丙烯酰胺)，继续在搅拌条件下反应3min，停止搅拌，静置沉降25～30min，取上部清夜经过过滤分析水中Ca²⁺、HCO₃ ^-离子含量均有明显降低，脱钙率约为18wt％。采用ScaleChem结垢软件考察脱钙前后结垢量变化情况，结果见图14。

经过上述数据以及图1～图14的对比可以看出，在常压、20℃～80℃碳酸钙结垢趋势明显得到改善。其中，针对Ca²⁺浓度为280mg/L，HCO^3-浓度为1100mg/L的含油污水，其中的Ca²⁺浓度本来相对较低，其脱钙较为困难，目前常规的脱钙剂或者在本申请配方范围之外的脱钙剂也难以达到20wt％的脱钙率，而本申请的脱钙率都在20wt％以上，其中实施例6中由于硫酸镁用量较少，脱钙效率不如实施例1至5，而实施例3的脱钙剂用量较少，导致脱钙率稍低为35％，但是也明显高于目前的脱钙率；而当脱钙剂的配方较为合理时，即使污水中Ca²⁺浓度进一步降低，只要将脱钙剂用量与其他混凝剂、絮凝剂的用量进行适当的配合，也能实现较为理想的脱钙效果，如实施例8。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱钙剂，其特征在于，所述脱钙剂包括：碱金属氢氧化合物3～15wt％，镁盐3～15wt％，氢氧化钙5～20wt％，以及水65～89wt％。

2.根据权利要求1所述的脱钙剂，其特征在于，所述脱钙剂包括：所述碱金属氢氧化合物5～10wt％，所述镁盐5～10wt％，所述氢氧化钙10～15wt％，以及余量的所述水。

3.根据权利要求1所述的脱钙剂，其特征在于，所述脱钙剂包括：所述镁盐5wt％，所述碱金属氢氧化合物5wt％，所述氢氧化钙10wt％，以及所述水80wt％。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的脱钙剂，其特征在于，所述镁盐为硫酸镁，所述碱金属氢氧化合物为氢氧化钠。

5.一种缓解水中结垢现象的方法，其特征在于，所述水中Ca²⁺浓度小于300mg/L，HCO₃ ^-浓度大于1000mg/L，所述方法包括：利用权利要求1至4中任一项所述的脱钙剂脱除水中的Ca²⁺和HCO₃ ^﹣。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，向所述水中添加所述脱钙剂，形成预处理水，所述脱钙剂与所述水的比例100～200mg/L，优选所述脱钙剂与所述水的比例180～200mg/L；

步骤S2，向所述预处理水中添加混凝剂和絮凝剂，得到具有碳酸钙沉淀的处理水；

步骤S3，过滤所述处理水，回收脱钙水。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21，向所述预处理水中加入混凝剂，持续混凝反应2～5min，得到混凝水，所述混凝剂与所述预处理水的比例为150～200mg/L；

步骤S22，向所述混凝水中加入絮凝剂，持续絮凝2～5min后静置20～40min，得到所述碳酸钙沉淀和所述脱钙水，所述絮凝剂与所述预处理水的比例为5～10mg/L。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混凝剂与所述预处理水的比例为180～200mg/L。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混凝剂选自硫酸铝、三氯化铁和硫酸亚铁中的一种或者多种。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂选自聚硅酸、聚硅酸硫酸铁、者聚磷氯化铝和部分水解聚丙烯酰胺中的一种或者多种。