一、核心判斷依據

1. 水質分析

• 硬度（Ca2?、Mg2?）：

• > 100 mg/L（以CaCO?計）：高硬水易結垢，需阻垢劑。

• 50~100 mg/L：視其他條件（如溫度、pH）決定。

• < 50 mg/L：通常無需阻垢劑，但需結合堿度判斷。

• 碳酸鹽堿度（M-Alkalinity）：

• AB > 0.5：易結碳酸鈣垢，需阻垢劑。

• AB < 0.3：可能腐蝕為主，需緩蝕劑而非阻垢劑。

• > 150 mg/L（以CaCO?計）：結垢風險高，需阻垢劑。

• 堿度/硬度比（AB ratio）：

• pH值：

• > 8.0：碳酸鈣溶解度降低，結垢風險增加。

• < 7.0：腐蝕風險高，需緩蝕劑。

• 溫度：

• > 40℃：水溫升高會顯著降低礦物溶解度，需阻垢劑。

• > 60℃（如鍋爐水）：需耐高溫阻垢劑（如有機膦酸鹽）。

• 特殊離子：

• 硫酸根（SO?2?）> 100 mg/L：可能生成硫酸鈣垢，需專用阻垢劑（如DTPMP）。

• 硅酸鹽（SiO?2?）> 10 mg/L：高溫下易析出硅酸鎂垢，需硅酸鹽專用阻垢劑。

2. 系統運行條件

• 流速：

• < 0.5 m/s：低流速易導致礦物沉積，需阻垢劑。

• > 1.0 m/s：高流速可減少結垢，可能降低阻垢劑需求。

• 材質：

• 銅、鋁等金屬：避免使用酸性阻垢劑（如氨基磺酸鹽），需選擇兼容配方。

• 停留時間：

• 循環水停留時間 > 24小時：水中礦物質易濃縮，需提高阻垢劑濃度。

• 濃縮倍數：

• 循環水濃縮倍率 > 3：需阻垢劑抑制結垢。

3. 結垢傾向評估

• 朗格利爾結垢指數（LRI）：

  $$\text{LRI}=\text{實際pH}?\text{碳酸鈣飽和pH（pHs）}$$

• LRI > 0：水呈結垢傾向，需阻垢劑。

• LRI < 0：水呈腐蝕傾向，需緩蝕劑。

• 斯特芬尼茨指數（LSI）：

  $$\text{LSI}=\text{pH}?(\text{pCa}+\text{pAlkalinity})$$

• LSI > 0：結垢風險高，需阻垢劑。

• 現場試驗驗證：

• 燒杯法：取水樣加熱濃縮至1/2體積，觀察是否析出沉淀。

• 掛片試驗：在模擬系統中掛金屬片，觀察結垢或腐蝕情況。

二、判斷流程圖

1. 檢測水質：

• 必測：硬度、堿度、pH、溫度。

• 選測：硫酸根、硅酸鹽、鐵/錳。

2. 計算結垢指數：

• 使用LRI或LSI判斷結垢傾向。

3. 評估系統條件：

• 流速、材質、停留時間、濃縮倍數。

4. 綜合決策：

• 硬度 < 50 mg/L 且 AB < 0.3。

• pH < 7.0 且腐蝕風險高（需緩蝕劑）。

• 現場試驗無沉淀且系統流速高。

• 硬度 > 100 mg/L 或 AB > 0.5。

• pH > 8.0 或溫度 > 40℃。

• LRI/LSI > 0 或現場試驗有沉淀。

• 需阻垢劑的情況：

• 無需阻垢劑的情況：

三、實際應用示例

四、注意事項

1. 動態監測：

• 定期檢測水質變化（如雨季硬度下降，旱季升高）。

• 記錄系統結垢歷史，調整阻垢劑投加量。

2. 藥劑兼容性：

• 若水中含鋅鹽、氯等，需選擇兼容型阻垢劑（如無磷配方）。

3. 經濟性平衡：

• 高劑量阻垢劑可能增加成本，可結合軟化預處理或物理清洗降低成本。

4. 已結垢系統：

• 若系統已結垢，需先清洗再投加阻垢劑，避免影響效果。

通過以上分析，可準確判斷是否需要阻垢劑。若仍不確定，建議進行小規模試驗（如掛片測試）或咨詢專業水處理工程師。