随着环保政策的日益严格和人们环保意识的不断增强，绿色环保型的水质稳定剂已成为国内水处理剂的发展方向，特别是排水总量大、节水减排压力大的钢铁企业尤为突出^〔1〕。

在冶金行业各个系统的水处理工程中，二次冷却的水质稳定工程比其他系统要求更为严格和处理更为困难。根据该系统操作工艺特点知道，通过冷却塔降温后的冷水，直接喷淋在钢坯上进行冷却，冲掉的部分钢坯的铁皮和输送带上的少量润滑油进入冷却水，造成冷却水中含有大量的铁屑、铁矿渣、矿物油等，这些冷却水通过高速旋流井截留去除大部分铁屑和大量悬浮物后，再通过气浮机化学沉降和化学除油器除油，最后平流池对少量悬浮物物理沉降，完成对冷却水的处理。每个环节都有水稳剂的投加，为了减少喷嘴堵塞率和降低浊环系统的腐蚀率，处理过程中会加入大量的有机磷和分散剂，造成该系统外排废水总磷值远高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中磷酸盐排放指标（一级A，0.5 mg/L）。为此攀钢于2016年提出要求采用无磷无氮水处理产品。笔者以连铸二次冷却浊环循环水处理系统为例，介绍绿色水质稳定剂使用的必要性和处理效果。

攀钢炼钢厂一板坯连铸浊环系统保有水量2 600 m³、循环水量750~800 m³/h、补充水量80~90 m³/h、浓缩倍数2.5、温差6~10 ℃，冷却设备材质为碳钢、不锈钢，设漩流池冲渣泵2台、漩流池送气浮机泵2台、平流池吸水井泵2台、二冷水泵2台、切割粒化泵2台、消防水泵2台、反洗过滤器泵2台。一板浊环补水水质见表1。

实际运行中若补水用量过多还会采用再生水，再生水中总磷（以PO₄^3-计）平均0.7 mg/L，由于攀钢使用的铁矿石中萤石成分较高，8^#~13^#段喷嘴堵塞率在12%左右，喷嘴外包“火柴头”现象严重，经第三方检测机构分析60%以上为CaF₂垢体。采用传统有机磷系药剂处理该系统时，能够阻止大量的碳酸盐垢和硫酸盐垢，但未能有效解决氟化钙结垢，只能等现场定修时卸下来进行物理和化学除垢，浪费大量人力、物力。

通过饱和指数（L. S. I）和稳定指数（R. S. I）判断该补水为倾向腐蚀性水质，当浓缩倍数达到2.5以上时有较强的结垢倾向，因此水处理药剂应多考虑缓蚀兼顾阻垢性能。之前系统采用传统有机磷水质稳定剂处理，同时投加聚合氯化铝（PAC）进行絮凝除油，由于PAC对有机磷的吸附作用，24 h平均吸附率可达60%以上^〔2〕，由此造成的阻垢剂成分流失使得喷嘴堵塞率上升。

RT-Z101为复配药剂，其中水解聚马来酸和马丙共聚物使系统污泥实现流态化；含磺酸盐多元共聚物分散三氧化二铁，并提高钙离子溶解度；采用钼酸盐和苯并三氮唑（BTA）及锌盐作为阳离子缓蚀剂；聚环氧琥珀酸（PESA）阻止碳酸盐结垢和萤石产生等^〔3〕。

依据《水处理阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》（GB/T 16632-2008）进行阻垢实验，依据《水处理剂缓蚀性能测定旋转挂片法》（GB/T 18175-2000）对RT-Z101进行缓蚀实验，同时进行了极限碳酸盐硬度实验。实验结果见表2。

数据表明RT-Z101阻垢缓蚀性能良好，适合用于直流冷却的连铸浊环水系统。考虑经济效益和实验室理想状态使用差异，拟采用40~60 mg/L投放现场调试。

笔者根据pH约为8时，洁尔灭（十二烷基二甲基苄基氯化铵）与丙烯酸共聚物及PESA能够产生离子缔合物沉淀这一现象，通过用吸光度法测定其共聚物的含量来间接反应水处理药剂的浓度。具体方法：（1）准确吸取纯品RT-Z101阻垢剂标准溶液0、0.5、1、1.5、2、2.5 mL（对应质量0、0.25、0.5、0.75、1.0、1.25 mg）于50 mL比色管中；（2）分别加入0.5 mL 0.01 mo/L EDTA溶液，14 mL质量分数为3%的柠檬酸三钠溶液，6.5 mL质量分数为0.2%的洁尔灭溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放入32 ℃恒温水浴中30 min。然后用分光光度计在波长420 nm下测定吸光度，绘制标准曲线。该方法简单有效，不足之处是浊度会直接影响到检测值，因此测试水样前要先用低速滤纸过滤，确保浊度低于2 NTU。

RT-Z101在炼钢厂浊环系统使用半年以来，系统喷嘴堵塞率、结垢等方面得到了较大改善。其中一板、二板系统的喷嘴平均堵塞率从使用前的2.02%、9.93%分别降到0、5.34%，效果显著。

使用前，一板结晶器附近喷嘴有明显的外包裹物“火柴头”现象，甚至喷嘴堵塞量大，0号段部位辊子、轴承座外部有大量结垢，影响浇钢生产作业。使用后，系统的结垢状况大有好转。2018年3月13日定修时，一板浊环喷嘴外包裹物结垢状况得到明显改善，没有出现“火柴头”现象，0号段部位辊子、轴承座外部结垢少。

通过现场验证，无磷水质稳定剂RT-Z101可以用于冶金行业的直冷系统。本研究提出的无磷水质稳定剂的检测方法简单方便，可用于现场检测。