水是人類賴以生存的基礎(chǔ)，是工業(yè)生產(chǎn)運行的命脈，隨著人口的增長和經(jīng)濟活動的擴大，工業(yè)用水需求快速增長，現(xiàn)有水資源供需矛盾愈顯緊張，水資源危機和水污染已成為世界上一個日益受關(guān)注的問題。在城市用水中，工業(yè)用水約占80%左右，而工業(yè)循環(huán)冷卻水占工業(yè)用水量的三分之二以上，因此節(jié)約工業(yè)循環(huán)冷卻水用量是節(jié)約用水的首要任務(wù)。而節(jié)約用水主要方法是冷卻水的循環(huán)利用，這樣水的濃縮倍數(shù)就會提高，隨之而來的問題就是水垢的生成、設(shè)備的腐蝕、微生物的滋生等，因此在循環(huán)冷卻水處理過程中我們用到的最主要的藥劑之一就是水處理緩蝕劑。
1 水處理緩蝕劑的定義及分類：
（1）定義
以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟谒芤簳r，可以防止或減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物，因此緩蝕劑也可以稱為腐蝕抑制劑。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果顯著。這種保護金屬的方法稱緩蝕劑保護。在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中使用的緩蝕劑，應(yīng)具有高效、低毒、用量少、使用方便、價格適中等特點。
（2） 水處理緩蝕劑的分類：
根據(jù)化合物的組成和性質(zhì)不同，緩蝕劑可分為無機緩蝕劑、有機緩蝕劑及聚合類緩蝕劑
3.1 鈍化膜型緩蝕劑
此類緩蝕劑均為氧化劑，它氧化金屬表面生成一層連續(xù)致密的含有γ-Fe2O3的具有抗腐蝕作用的鈍化薄膜，典型的是鉻酸鹽、亞硝酸鹽。鉻酸鹽和亞硝酸鹽都是強氧化劑，無需水中溶解氧的幫助即能與金屬反應(yīng)，在金屬表面陽極區(qū)形成一層致密的氧化膜。沉積覆蓋在陽極上形成保護膜，以鉻酸鹽為例，它在陽極反應(yīng)形成Cr(OH)3和Fe(OH)3，脫水后成為CrO3和Fe2O3的混合物（主要是γ-Fe2O3）在陽極構(gòu)成保護膜。但由于二者的毒性現(xiàn)已基本不用，只有亞硝酸鹽還用于密閉循環(huán)冷卻水中。取而代之的是鉬酸鹽、鎢酸鹽和鎢雜多酸。該類緩蝕劑用量往往較大，因為如果加入量不夠，不足以使陽極全部鈍化，則腐蝕會集中在未鈍化完全的部位進行，從而引起危險的點蝕。
3.2 吸附膜型緩蝕劑
該類均為有機化合物，分子結(jié)構(gòu)中同時含有吸附基和疏水基，吸附基如―OH、―NH2、═NH、≡N和―COOH，在金屬表面定向吸附后,疏水基如烷基、苯基等在外圍形成一層屏蔽或阻擋層，將金屬表面與金屬離子及溶解氧隔離，抑制了金屬腐蝕。牛脂胺、十六烷胺和十八烷胺等這些被稱作“膜胺”的胺類，就是水處理中常見的吸附膜型緩蝕劑。巰基苯并噻唑、苯并三唑和甲基苯并三唑這些唑類，是有色金屬（尤其是銅）的理想緩蝕劑。它們雖然與銅金屬本身作用成膜，但與上述典型的氧化膜型緩蝕劑不同，不是通過氧化，而是通過與金屬表面的銅離子形成絡(luò)合物，以化學(xué)吸附成膜的。當(dāng)金屬表面為清潔或活性狀態(tài)時，此類緩蝕劑能形成緩蝕效果令人滿意的吸附膜。當(dāng)金屬表面清潔而呈現(xiàn)活性時，吸附膜表現(xiàn)出很好的防蝕效果，但如果金屬表面有腐蝕產(chǎn)物覆著或有沉積物，就不能提供適宜的條件形成防蝕膜。
3.3 沉淀膜型緩蝕劑
沉淀膜型緩蝕劑能與介質(zhì)中的離子反應(yīng)，在金屬表面形成沉淀膜。雖然沉淀膜的厚度比鈍化膜厚，但致密性、附著力較差，所以緩蝕效果不如鈍化膜，但由于該類緩蝕劑用量小且價格便宜，其應(yīng)用與研究尤其是含磷緩蝕劑的研究與應(yīng)用最為活躍。
3.3.1 硅酸鹽
作為緩蝕劑，其最大的優(yōu)點是操作容易、沒有危險、無毒、無害、價格低廉，但該類物質(zhì)存在易于成垢、成垢后不易清除的缺點，且緩蝕效果不夠理想，所以硅系緩蝕劑目前只在少數(shù)廠使用，還沒有使用在濃縮倍數(shù)高或換熱器熱強度高的裝置中。
3.3.2 聚磷酸鹽
是目前應(yīng)用最廣泛最經(jīng)濟的緩蝕劑，常用的是六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉。該類緩蝕劑用量小、成本低、無毒，并有阻垢功能。 該類物質(zhì)需要有一定的溶解氧，且有Ca2+、Zn2+等離子共存時可提高其緩蝕性能。聚磷酸鹽一個很大的問題是易于水解，水解后緩蝕性能下降，易形成Ca3(PO4)2垢且難以去除。再者其水解產(chǎn)物作為微生物的營養(yǎng)源，促進了循環(huán)水的菌藻的滋生，對環(huán)境也會造成富營養(yǎng)化污染。
3.3.3 有機膦酸鹽
與聚磷酸鹽在許多方面相似，但抗水解性能大大優(yōu)于聚磷酸鹽，從而避免了聚磷酸鹽使用的缺點，所以70～80年代以來發(fā)展極為迅速，已先后開發(fā)出氨基三甲叉膦酸(ATMP)、羥基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉瞵酸(EDTMPS)、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMP)、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)等系列產(chǎn)品。該類產(chǎn)品已逐漸取代了聚磷酸鹽。
3.3.4 鋅鹽
它主要靠Zn2+離子起緩蝕作用，其成膜比較迅速，它在陰極部位產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，起保護膜的作用。鋅鹽與其他緩蝕劑復(fù)合使用可起增效作用，在有正磷酸鹽存在時，則有Zn3(PO4)2或(Zn,Fe)3(PO4)2沉淀出來并緊緊粘附于金屬表面，緩蝕效果更好。
3 緩蝕劑的發(fā)展方向
水處理緩蝕劑從最初的鉻酸鹽、聚磷酸鹽到有機膦酸鹽；從高磷、含金屬的配方到低磷、全有機配方；從單一的鉻系、磷系配方到鉬系、鎢系、硅系、全有機系等配方,顯示出水處理緩蝕劑正朝著多品種、高效率、低毒性等方向發(fā)展。同時由于以上各種系列緩蝕劑自身存在的缺陷，使它的應(yīng)用受到了限制，為了獲得好的緩蝕效果，利用協(xié)同效應(yīng)原理，國內(nèi)外已廣泛采用復(fù)合水處理緩蝕劑來控制設(shè)備的腐蝕。復(fù)合水處理藥劑主要有以下幾種類別：
鉻酸鹽系主要成分：鉻酸鹽、鋅鹽、有機磷酸鹽、聚磷酸鹽；
?。?）聚磷酸鹽系主要成分：聚磷酸鹽、鋅鹽、有機磷酸鹽、疏基苯并噻唑；
（3）鋅鹽系主要成分：鋅鹽、有機磷酸鹽、膦羧酸、多元醇酸脂、丹寧；
（4）硅酸鹽系主要成分：硅酸鹽、有機膦酸鹽、苯并三氮唑；（5）鉬酸鹽系主要成分：鉬酸鹽、葡萄糖酸鈉、鋅鹽、有機膦酸鹽、聚丙烯酸、正磷酸鹽、唑類；
