擒拿示踪剂消失的“元凶”

研究目的

  在环保要求的大背景下，越来越多的循环冷却水系统被强制要求使用无磷阻垢缓蚀剂。无磷阻垢缓蚀剂含有很低的总磷，而且该部分总磷也不一定是有效成分。另外大部分地区的补充水中也含有少量的总磷，补充水中带进的总磷与药剂贡献给循环水的总磷占比相当可观。那么传统的用检测总磷的方法来反应循环水中药剂浓度的方法受到了挑战。

  从业的相关专家进行了多年的探索，但是一直没有可靠的人工化验方法替代总磷。近年来出现的惰性荧光（简称PTSA）示踪法，有效的解决了上述问题。

  但循环水处理过程中还要添加其他化学药剂，如：氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、硫酸、铜缓蚀剂等。其中氧化性杀菌剂一般为冲击投加，投加频次显著，投加浓度按有效氯计算约5-10ppm。投加后约1-24小时余氯挥发至完毕。在这个过程中，对PTSA的浓度如何影响，影响程度有多大，将是本文探讨的内容。

研究方法

 主要选取安装有水云踪产品、同时加药方案设计为冲击性投加氧化性杀菌剂的客户，利用ORP值的明显波动来判断确定加氧化性杀菌剂的时间和作用时间。在此期间，查看PTSA测试值的变化，来说明冲击性投加氧化性杀菌剂对PTSA的影响。

案例

  天华化肥用水云踪控制加阻垢剂，夏季每天人工定期加氧化性杀菌剂。阻垢缓蚀剂及杀菌剂的供货商均为成都齐达，PTSA的采购来源不详。

  从水云踪在线数据观察，天华化肥在9月18日到10月18日期间，采用水云踪自动加药模式，药剂浓度控制较好，基本都在55-60ppm区间内，ORP值波动频率显著，每天定期加药。适合深入研究氧化性杀菌剂的加药对PTSA的影响。

 图1. 天华化肥近一月整体数据对比图

图2. 天华化肥9.19日加杀菌剂前数据图

图3. 天华化肥10.19日加杀菌剂后数据图

数据一

讨论一

  在ORP开始上升到达峰值后的半小时内，药剂浓度下降1.4ppm，变化率2.4%，ORP值上升299.2 mv，此时电导率升高约2%，PH略微上升，变化值在误差范围内。因为电导率上升，这时可以排除因为补水导致的药剂浓度稀释。

数据二

总结该系统从10.13日至10.18日的数据

讨论二

  当电导率和PH基本平稳时，在ORP值有显著上升（即系统加氧化性杀菌剂后）时，会引起药剂浓度及PTSA的下降。这种PTSA浓度的及时下降与当时药剂浓度处于上升期或者下降期并没有显著关系（药剂上升期如果电导率没有显著上升，那么可以判断此时加药泵在工作）。

  当ORP值显著上升时对应的药剂浓度下降曲线，与其他连续时间段药剂浓度下降曲线，不是平滑曲线。相比较而言，当ORP值显著上升时对应的药剂浓度下降曲线的斜率更大，说明ORP值肯定是药剂浓度下将的贡献因素之一。

结论

  1. ORP值的显著增大，即冲击加入氧化性杀菌剂，会引起PTSA的测试值降低。但也有个不符合这个规律，永祥硅材料在9.29日、10.8日、10.15日、10.18日均出现不符合这个规律的现象，其中10.18日ORP从243.6上升到385.3的过程中，没有发现药剂浓度有下降，分析这种孤例可能与该循环水池的容积（200立方米）特别小有关，加药泵迅速的加药，补充了该影响因素导致的药剂浓度下降。永祥硅材料其他时间段都符合本条所述规律。 

  2.理论上来讲，在其他因素如PH、温度等影响因素基本平稳时，循环水中的氧化性杀菌剂投加越多，ORP上升值越高，那么对于PTSA的影响值越大，但是在图示数据并没有发现明显的趋势。从这点来看，似乎ORP上升应该是暂时影响探头的检测。但也无法排除是对于PTSA的永久性氧化分解，本文暂时没有数据支持。

  3.冲击性投加氧化性杀菌剂，对于PTSA的影响值约1-3ppm，对于药剂总浓度而言，占比很小，不会对影响管理者的对处理成效的判断。

  4.本文忽略了温度对ORP的影响，是因为一般而言，咱连续时间段里，循环水的温度不会有太大的差别。