结垢是否形成主要取决于盐是否过饱和及其结晶的生长过程

　　在冷热水系统中，热交换器、输送管道、泵阀等设备的结垢现象非常普遍，结垢会缩短设备使用寿命，加速金属腐蚀，增加维护成本，威胁设备运行，造成巨大的经济损失。因此，解决系统结垢问题具有重要意义。

　　本文总结了常用的水垢防治技术和研究进展，指出了水垢防治技术的发展方向，为后续研究提供了一定的理论参考。

　　结垢是一种具有异常溶解度的不溶性或微溶性盐，容易沉积在壁上，特别是在金属表面。其形成过程是：过饱和溶液中微细晶处于溶解结晶的亚稳定状态，结晶在壁上聚集粘附，有序生长，形成结垢。结垢是否形成主要取决于盐是否过饱和及其结晶的生长过程，与结垢离子、水质、壁形密切相关。系统中结垢离子越饱和，水硬度越高，结垢倾向越严重；粗糙的金属表面和杂质也催化结晶过程，促进结垢沉淀。

　　大多数水垢外观为白色或灰白色，坚硬而致密，主要是碳酸盐、硫酸盐、磷酸钙和硅酸盐，其中典型的是碳酸钙水垢，此外，工业锅炉也可能产生铁水垢和铜水垢。

　　防治水垢的方法有两种:阻垢和除垢。前者是控制或消除结垢，后者是去除系统中形成的结垢。

　　防垢方法有化学法、物理法、生物法、化学法/物理法，本文主要介绍化学法和物理法。

　　化学方法：

　　化学防治方法主要包括石灰软化法、碱沉淀法、碳化处理、酸处理、离子交换软化法和阻垢剂法。前四种方法相对传统，效果直接，但剂量大，废液需要处理，应用成本高，逐渐消除。目前，国内外更先进的处理方法是离子交换软化法和阻垢剂法。

　　(1)离子交换软化法

　　离子交换软化法采用钠阳离子交换树脂处理硬水，水中Ca2+、Mg2+等与Na+交换，并与树脂结合，这种方法可以去除水中的Ca2+、Mg2+结垢离子，达到阻垢的目的。离子交换法能起到深度软化水的作用，但设备在使用过程中需要重复再生。

　　(2)加入阻垢剂法

　　目前，水处理系统中使用的阻垢剂主要是阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂。阻垢缓蚀剂包括无机聚合磷酸盐和有机磷酸盐，有机多元磷酸主要用于循环水系统。阻垢分散剂主要是中低分子质量的水溶性聚合物，包括均聚物和共聚物。均聚物包括聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸及其钠盐；共聚物种类繁多，主要包括丙烯酸和马来酸的二元或三元共聚物，以及磺酸共聚物和含磷共聚物。