Известно, что многие фосфатные реагенты имеют способность сиквестировать ионы двух- и трехвалентных металлов, т.е. переводить их в устойчивые комплексы и не давать отлагаться на поверхностях. Однако степень сиквестирования каждым из этих реагентов значительно варьируется в зависимости от рН воды и отличается в зависимости от того, что надо сиквестировать: тяжелые металлы (железо, марганец и т.д.) или легкие металлы (кальций, магний). Т.е. фосфатный реагент, который хорошо сиквестирует тяжелые металлы при определенной величине рН будет значительно хуже сиквестировать легкие металлы при той же величине рН воды и наоборот (сиквестирование металлов).
Химия фосфатных реагентов (фосфонатов)
При использовании фосфатных реагентов для стабилизационной и антикоррозионной обработки воды, возникают следующие трудности:
Хорошо известно, что полифосфаты со временем гидролизуются в ортофосфаты (гидролиз полифосфатов), причем скорость этой реакции сильно зависит от значений рН и температуры воды. Поэтому возникает вопрос в правильном подборе соотношений компонентов в фосфатном реагенте, и появляется ограничение на диапазон условий его применения.
Следствием гидролиза полифосфатов является проблема поиска пути замедления или остановки этого процесса с тем. Исследования Американской Водопроводной Ассоциации (AWWA), показали, что при фосфатировании, сопровождающемся гидролизом полифосфатов в ортофосфаты, уровень в воде токсичных свинца и меди может даже увеличиваться. Как показывают эти исследования, данная проблема возникает при диспропорции отношения полифисфатов к ортофосфатам, неправильном выборе полифосфатов и ортофосфатов, и, как сказано выше, превращении (в результате гидролиза) части полифосфатов в ортофосфаты.
Необходим подбор правильного сочетания различных полифисфатов и ортофосфатов для уменьшения уровня токсичных металлов (свинца и меди), выщелачивающихся из трубопроводной сети и арматуры, в условиях, когда в воде нет кальция (или магния), которые обычно нужны для создания кальциево-фосфатного покрытия в трубах.
Химия реагента Сиквест (Seaquest)
Перечисленные выше недостатки классических фосфонатов значительно ограничивает сферу их применения. Этих недостатков лишён реагент Сиквест (Seaquest). Сиквест (Seaquest) является смесью определенных минеральных полифосфатов и ортофосфатов, смешанных в точной пропорции и с применением защищенной патентом технологии SQ 547. Это решение практически останавливает процесс гидролизного превращения полифосфатов в ортофосфаты.
Превращение полифосфатов в ортофосфаты проходит по следующей реакции:
Полифосфаты - Пирофосфаты - Ортофосфаты
Несмотря на то, что реакция обратимая, равновесие сдвинуто вправо. При подборе точной пропорции фосфатных компонентов в сочетании с местными факторами внутри трубопроводов распределительной сети, удается достичь замедления реакции гидролиза и устойчивого равновесия между полифосфатами и ортофосфатами в изначальных соотношениях. Эффективность и устойчивость реагента Сиквест (Seaquest) не зависит от показателя рН, времени и температуры в широком диапазоне значений. Благодаря устойчивости полифосфатов достигаются следующие преимущества:
Реагент Сиквест (Seaquest) одинаково эффективен при обработке воды, содержащей как тяжелые, так и легкие металлы при одной и той же величине рН;
Нет необходимости подпитывать воду свежим реагентом из-за гидролиза активного вещества – полифосфаты не разрушаются;
Из-за увеличения устойчивости полифосфатов, реагент Сиквест (Seaquest) можно применять при высоких температурах (до 190°С), в то время как традиционные фосфонаты разлагаются уже при 130°С;
Сопутствующие позитивные аспекты фосфатной обработки воды усиливаются.
Технология SQ 547, по которой производится реагент Сиквест (Seaquest), не приводит к изменению химии фосфатов. Поэтому реагент не является токсичным, имеет неограниченный срок хранения (минеральный реагент), негорюч, может применяться в питьевой воде, а нормы по его сбросу лимитируются только по концентрации фосфатов.
Вторичные эффекты применения реагента Сиквест (Seaquest)
Помимо комплексования содержащихся в воде ионов металлов, реагент Сиквест (Seaquest), как и другие фосфатные реагенты, обладает двумя вторичными эффектами последействия, но в более выраженной форме:
Реагент Сиквест (Seaquest) удаляет уже образовавшиеся коррозионные отложения и накипь. Этот процесс является ничем иным, как медленным сиквестированием отложений в распределительных сетях водопровода. Таким образом, уже через несколько недель применения реагента Сиквест (Seaquest) становится заметным эффект удаления отложений и возращение поверхности труб, арматуры и оборудования к первозданному виду.
Реагент Сиквест (Seaquest) фосфатизирует металлическую поверхность трубопроводов, т.е. образует железо-фосфатное покрытие. При этом не важно, присутствуют кальциевые соединения в воде или нет. Фосфатная пленка защищает металлические изделия от коррозии и уменьшает адгезию примесей.
В процессе сиквестирования отложений в трубопроводах происходит их переход из твердой фазы в раствор. Поэтому в течение первых недель использования реагента Сиквест (Seaquest) будет наблюдаться повышенное содержание металлов в прокачиваемой воде, а так же возможно появление взвесей, состоящих из накипи и продуктов коррозии гидросистемы, вследствие разрыхления отложений. Эффект отмывки будет наблюдаться на всем протяжении магистрали: от точки ввода реагента до точки потребления воды.
После того как все поверхностные отложения будут отмыты и вода начнет контактировать с металлом труб и оборудования, на них образуется мономолекулярная фосфатная пленка, которая будет защищать поверхность от коррозии, а так же снизит адгезию механических примесей к металлу.
При использовании реагента Сиквест (Seaquest) в теплосетях пропадает необходимость в использовании деаэраторов, т.к. образующаяся полифосфатная пленка защищает поверхность металла от контакта с кислородом. Так же реагент Сиквест (Seaquest) не влияет на проведение процесса ионного обмена. Поэтому он моет применяться для защитной обработки сетей, где используется умягченная натрий-катионированием вода. При повышенном содержании кремния, доза реагента Сиквест (Seaquest) увеличиваться не будет. При этом эффект от действия реагента Сиквест (Seaquest) будет сводиться к переводу растворенных кремниевых соединений во взвешенные.
Преимущества реагента Сиквест (Seaquest)
При добавлении в воду, полученную из поверхностных и подземных источников, реагент Сиквест (Seaquest) обеспечивает:
Перевод в раствор и инактивирование минералов (кальция, магния, железа, марганца, кремния и всех двухвалентных металлов), присутствующих в природных водоисточниках.
Избавление от красного и черного окрашивания воды.
Предотвращение образования накипи.
Снижение (не менее, чем на 10%) расхода топлива для нагрева горячей воды до расчетной температуры в тепловых сетях.
Разрыхление и медленное с течением времени удаление накипи или коррозионных отложений в трубопроводах, задвижках и оборудовании без необходимости использования дополнительных реагентов.
Увеличение срока службы емкостей горячей воды.
Покрытие внутренней поверхности металлических трубопроводов и оборудования мономолекулярной не увеличивающейся по времени защитной пленкой, предотвращающей дальнейшую коррозию.
Увеличение давления в трубопроводах на водоразборе.
Уменьшение затрат не перекачку воды насосами.
Уменьшения случаев выхода насосов из строя и затрат на замену насосов.
Ликвидацию вызываемых накипью или коррозией утечек в запорной арматуре.
Устранение загрязнения сантехоборудования и одежды.
Минимизацию неполадок водомерных счетчиков.
Уменьшение возможности бактериального загрязнения воды.
Уменьшение выщелачивания свинца и меди и тем самым снижение уровня свинца и меди в воде.
