應(yīng)用于水處理中化學(xué)清洗的各種類型的化學(xué)品稱為水處理清洗劑。目前常用的清洗劑類型主要分為清洗主劑和清洗助劑兩大類。清洗主劑中可分為：無機(jī)酸、有機(jī)酸、螯合劑、堿洗劑等。清洗助劑中則有緩蝕劑、還原劑、銅溶解劑、溶解加速劑、潤(rùn)濕劑等，詳見下表：

一、無機(jī)清洗劑

 

綜上所述，無機(jī)酸用于清洗劑既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，鹽酸是最常用的無機(jī)酸， 因?yàn)樗鼘?duì)無機(jī)物和水垢的溶解能力強(qiáng)，容易儲(chǔ)存而且價(jià)格低廉。

二、有機(jī)酸和螯合劑

當(dāng)清洗對(duì)象的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。清洗劑的排放有困難或由于氯離子殘留使結(jié)構(gòu)材料容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂時(shí)，一般不采用無機(jī)酸，而采用有機(jī)酸，或者螯合劑。

1. 檸檬酸

檸檬酸與其他有機(jī)酸比較時(shí)，它與水垢的反應(yīng)產(chǎn)物有較大的溶解度。優(yōu)點(diǎn)是即使在堿性溶液中它也不會(huì)與氫氧化鐵生成沉淀，因?yàn)樗丸F離子發(fā)生很強(qiáng)的反應(yīng)生成絡(luò)合鹽。

檸檬酸的鐵鹽約在4900*10-6濃度時(shí)才趨向沉淀，要阻止它的沉淀，檸檬酸可以用氨通過中和作用生成檸檬酸銨。因?yàn)樗推渌麩o機(jī)鹽如鹽酸等比較，溶解水垢的能力較弱，因此它通常加熱至80—100℃以增加它的溶解能力。

檸檬酸也可以是固體，而且沒有危險(xiǎn)，容易儲(chǔ)存，因此通常作為清洗劑中的主劑，然而它也有應(yīng)用的局限性，因?yàn)樗外}鹽的溶解度低。

2. 羥基醋酸和甲酸

羥基醋酸和甲酸與氧化鐵的反應(yīng)性能相當(dāng)或優(yōu)于與檸檬酸的反應(yīng)性能，因?yàn)樗麄兙哂械偷姆纸鉁囟龋曳纸夂蠹从袣埩粢彩菬o害的。他們用于清洗的溫度較高(約80—100℃)，這是由于他們和檸檬酸相像，它們與水垢的反應(yīng)比無機(jī)酸弱。它們?cè)趬A性溶液中與鐵不生成絡(luò)合鹽，它們常與其他有機(jī)酸一起使用。羥基醋酸和甲酸的混合液的清洗首先是Du Pont公司在1963年報(bào)道。

3. 馬來酸

馬來酸和其他有機(jī)酸相比，對(duì)氧化鐵的溶解能力比檸檬酸差，但它可以在堿性溶液中和鐵離子生成絡(luò)合鹽，在日本，1970年應(yīng)用它作為清洗劑。

4. 草酸

草酸與其他有機(jī)酸相對(duì)于氧化鐵也有很強(qiáng)的溶解能力，但它可以用于較低的溫度(約60℃)，然而用于清洗時(shí)，由于生成的鹽如草酸鐵和草酸鈣等的溶解度低而可以生成沉淀物。

5. 葡萄糖酸

葡萄糖酸是弱酸，無毒性，可與鐵、銅、鈣金屬等螯合，由于葡萄糖酸可以在堿性溶液中溶解鐵銹，因此通常用于金屬電鍍或涂裝的預(yù)處理劑。

6. EDTA

EDTA(乙二胺四乙酸)可以在很廣的pH范圍內(nèi)與多種金屬生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，因此它可以在廣泛的pH值范圍內(nèi)作為清洗劑，但是它的費(fèi)用高于其他的有機(jī)酸，這種清洗的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的廢液量少，EDTA可以在150℃下應(yīng)用，因?yàn)樗臒岱纸鉁囟葹?55℃，因此它的優(yōu)點(diǎn)是清洗時(shí)可用于鍋爐燃燒管的直接加熱。

三、堿洗劑

1. 氨

當(dāng)水垢含有大量銅時(shí)，可以用氨來清洗，因?yàn)樗梢院豌~生成絡(luò)合物，而且在溶劑中含有氧化劑時(shí)，對(duì)銅有很強(qiáng)的溶解能力，但由于它的揮發(fā)性，因此在高溫(大于60℃)使用存在困難。

2. 氫氧化鈉

氫氧化鈉可以用來溶解硅，也可以用來溶解植物油和脂肪。

3. 碳酸鈉

碳酸鈉的作用是將酸不溶解的硫酸鈣等水垢轉(zhuǎn)變成可溶解的碳酸鈣，它也可與氫氧化鈉一起使用。在清洗中它和硬度組分螯合而阻止不溶解的金屬皂生成。它也可用來控制清洗液的pH值，并由于它的緩沖作用而穩(wěn)定清洗效果。

四、清洗助劑

由于在清洗中應(yīng)用的化學(xué)品有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而且要面向某些不同的水垢，所以許多清洗助劑可以用來彌補(bǔ)清洗主劑的缺點(diǎn)，強(qiáng)化他們的優(yōu)點(diǎn)以改進(jìn)清洗效果。

在化學(xué)清洗實(shí)踐中，選擇清洗劑是十分重要的。

1. 酸抑制劑

酸抑制劑是一種可以降低材料腐蝕的物質(zhì)，有許多化合物可以少量加入酸洗溶液中作為抑制劑。

1.1 抑制劑的作用機(jī)理

有機(jī)緩蝕劑是一類大分子量的有機(jī)化合物，一般屬于吸附類型的抑制劑，有機(jī)的抑制劑一般包括兩個(gè)基團(tuán)：一是極性基團(tuán)，可以吸附金屬;二是有機(jī)基團(tuán)，則有憎水的性質(zhì)，由于抑制劑中的極性基團(tuán)可以吸附在金屬表面并形成保護(hù)膜，因而可以抑制由于酸洗液引起的金屬腐蝕。

1.2 抑制劑的選擇

沒有萬能的抑制劑，因此優(yōu)化的抑制劑應(yīng)進(jìn)行選擇，以鹽酸為例可以解釋抑制劑的各種要素。

⑴抑制劑的劑量：隨著抑制劑投加量增加到某種程度，防腐的效果也隨之增加，如進(jìn)一步再增加劑量，它的效果就小了。因此應(yīng)了解投加劑量與腐蝕抑制兩者之間的關(guān)系。

⑵酸濃度的影響：鹽酸清洗通常采用5%—10%的鹽酸濃度，因?yàn)樗岬臐舛瘸^這個(gè)范圍緩蝕劑就不大有效。但當(dāng)溶液濃度為15%時(shí)要求緩蝕劑仍然有效。

⑶溫度的影響：酸溶液通常在較高溫度下進(jìn)行，但鹽酸溫度≥70℃時(shí)會(huì)引起一支腐蝕的困難。緩蝕劑使用的最高溫度必須選擇最合適的緩蝕劑。

⑷清洗時(shí)間(周期)的影響：某些水垢要求長(zhǎng)時(shí)間的清洗，因此緩蝕劑必須在整個(gè)清洗過

程保持有效。

⑸氧化性離子的影響：氧化性離子如亞鐵離子可以大幅度降低緩蝕劑的效果。這是由于氧化性離子的腐蝕機(jī)理和酸不同。

⑹流速的影響：通常情況下，較高的酸洗劑的流速可使水垢去除效果較好。

⑺伴隨水垢溶解產(chǎn)生的氣體影響：水垢包括硫化物和硫酸鹽，在清洗時(shí)會(huì)產(chǎn)生硫化氫等氣體，這些氣體可以導(dǎo)致某些緩蝕劑抑制腐蝕能力的降低，或直接侵蝕鋼鐵表面。

2. 還原劑

水垢中的各種金屬離子會(huì)溶解進(jìn)入酸洗溶液，氧化性離子如亞鐵或亞銅離子，和鐵離子的反應(yīng)如下所示：

2Fe3++Fe→3Fe2+

Cu2++Fe→Fe2++Cu

在酸洗溶液中氧化性離子的存在將加速基體金屬的腐蝕，而還原劑可用來降低氧化性離子和它引起的害處。

當(dāng)不用還原劑時(shí)，隨著鐵離子的濃度增高可以引起腐蝕，當(dāng)添加還原劑后，鋼的腐蝕率與鐵離子濃度影響就變小了。

3. 銅溶解加速劑

添加銅溶解螯合劑來改進(jìn)酸洗液中出去銅的效果。

4. 硅溶解加速劑

硅除了溶解于氫氟酸中以外基本不溶解于任何酸中，因此在酸洗時(shí)需加入硅溶解加速劑以除去硅。

5. 脫脂劑和潤(rùn)濕劑

油和脂在酸溶液中與水是不相溶的，而在堿溶液中則可以溶。

表面活性劑可作為潤(rùn)濕劑來加速酸和堿中的乳化，也可用來加速清洗劑滲透到致密的硬垢中。

五、清洗劑的配方及應(yīng)用

實(shí)際應(yīng)用時(shí)需根據(jù)不同的清洗目的采用不同的清洗劑配方，即一般不是采用單一的清洗劑，而是若干種清洗劑組分按照不同的濃度組合起來，并有不同的使用條件，如清洗的溫度、清洗的時(shí)間等，才能發(fā)揮這種清洗劑的良好效果，如下表所示。