【水處理劑的應用發展及創新技術】

1、水處理劑定義

水處理劑

水處理劑（Watertreatmentagent）是一類用于水處理的化學藥劑的總稱，常被容易片面的理解成用于污水處理的化學藥劑。它實際包括污水處理、冷卻水和鍋爐水的處理、海水淡化、膜分離、生物處理、絮凝和離子交換等技術所需的藥劑。如緩蝕劑、阻垢分散劑、殺菌滅藻劑、絮凝劑&混凝劑、離子交換樹脂、凈化劑、清洗劑、預膜劑、輔助藥劑等。

水處理劑廣泛應用于化工、石油、石化、采礦、輕工、日化、紡織、印染、陶瓷、造紙、涂料、建筑、冶金、機械、醫藥衛生、交通、城鄉環保、農業、食品加工、電子清洗等行業，以達到節約用水、防止水源污染和確保加工制造有效運行的目的。

污水處理藥劑

污水處理藥劑是一類用于工業廢水、生活污水處理為達標排放或回收再利用的過程中所使用化學藥劑。污水排放導致水資源、生活環境受到了嚴重污染，為了阻止這種現象的惡化，水處理行業研制了多款大型水處理設備，使其應用在人們生產生活污水治理中。

有很多企業排放的污水中含有大量難降解物質，通過單一的水處理設備是無法有效去除的，所以很多時候要依據污水水質的特殊性合理添加污水處理藥劑，使其處理后的污水符合國家排放標準。

污水處理藥劑一般包括絮凝劑、混凝劑、助凝劑、消毒劑、pH調整劑、消泡劑、破乳劑、氧化還原劑等。

工業循環冷卻水處理劑是工業節水的關鍵，是指工業用水在冷卻水塔、冷水機臺等設備處理過程中必需的化學藥劑。通過使用這些化學藥劑，可使得水質達到一定的質量要求，確保冷卻水塔、冷水機臺等設備處于最佳的運行狀態，有效的控制微生物菌群、抑制水垢的產生、預防管道設備的腐蝕，達到降低能耗、延長設備的使用壽命的目的。

該類藥劑通常包括阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑、螯合劑、分散劑、清洗劑、預膜劑等。

2、水處理劑的分類及作用特點

常見的水處理劑有阻垢分散劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、絮凝劑。

（1）阻垢分散劑（有機膦、聚羧酸）

阻垢分散劑是借助于自身的凝聚、分散、晶體生產過程中發生晶格歪曲，從而有效地對金屬傳熱面上垢層的牢固沉積產生阻礙作用。

有機膦類主要通過螯合作用阻礙垢的生成，聚羧酸類主要通過分散作用防止難溶鹽的成垢沉積。

（2）緩蝕劑（緩蝕劑、緩蝕阻垢劑）

主要有鋅鹽鉬酸鹽、鎢酸鹽、聚磷酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、BTA、TTA、MBT、咪唑啉類等。

將溶解氧從水體排出，以此減緩循環水系統中各設備管道被腐蝕的速率。

（3）殺菌滅藻劑（氧化型殺菌劑、非氧化型殺菌劑）

循環冷卻水體中細菌主要有異養菌、自養菌、霉菌、酵母菌等。菌類主要危害表現在產生粘泥沉積覆蓋在換熱器中換熱管及相關流體管壁，降低冷卻水冷卻作用，增加運行成本。殺菌滅藻劑通過對微生物和細菌的滲透作用、內吸作用、分散和剝離作用，起到殺生的效果。

（4）絮凝劑（無機絮凝劑、有機絮凝劑）

“聚并”理論，絮凝劑主要是帶有正（負）電性的基團和水中帶有負（正）電性的難于分離的一些粒子或者顆粒相互靠近，降低其電勢，使其處于不穩定狀態，并利用其聚合性質使得這些顆粒集中，并通過物理或者化學方法分離出來。常見的有PAM、PAC、PAS、PFC、PFS、PDMDAAC等。

3、有機膦阻垢緩蝕劑（螯合劑）的創新與發展

創新發展點一——合成工藝的理論基礎研究

從反應原理出發，詳細探究各工藝條件對產品質量的影響，進一步去除雜質，提高反應效率，從源頭找尋改善產品質量和降低生產成本的方法。

另外，還要著手做一些高端產品，應用于特殊領域，提高產品附加值。

創新發展點二——分析檢測的創新

逐步建立一套有機膦產品分析檢測的現代化方法手段，研究產品結構和成分與性能的關系，推動產品制造工藝的改進創新。

創新發展點三——改性和配方

環保壓力不可小覷，“磷”已成為眾矢之的，通過對有機膦阻垢劑、螯合劑的新結構產品的開發，產品的改性，配方產品高級精確篩選，提升產品有效利用率，最大限度減輕對環境的壓力。

4、水溶性聚合物阻垢分散劑的創新與發展

水溶性聚合物包括水溶性均聚物和共聚物，高效水溶性聚合物，環境友好型水溶性聚合物，配方組合物。

①簡單均聚物PAA、HPMA等；②MA-AA、T-225等；③AA-AMPS等帶強極性基團的二元或多元共聚物；④含磷聚合物；⑤環保型聚合物、改性高效聚合物及復配型聚合物

與理化指標明確的有機膦產品相比，聚合物影響因素非常多，生產制造難以精準控制，最為復雜，雖產品種類繁多，但參差不齊，質量多數不高，且長期不受重視，在水處理劑中的占比及制造水平相對較低。

加強基礎理論研究，企業與高校科研院所共同發力，希望有更多的人才和資金用于水溶性聚合物的研發和生產。

圍繞分子量大小及分布做水溶性聚合物的研發、生產、應用的科技創新，采用先進儀器、生產設備、智能控制，增強各環節的科技含量，性能提升，質量穩定，應用更加廣泛。

改性和復配是創新發展的重點方向，提高產品的環境友好性符合水處理劑的本源初衷。

5、殺菌滅藻劑的創新與發展

殺菌劑特點

殺菌滅藻是工業循環冷卻水正常運行的關鍵環節，殺菌劑包括非氧化性和氧化性兩大類，為了提高殺菌性和抗藥性，兩類藥劑往往復配或交替使用。

常用殺菌劑

目前常用的殺菌劑有氯系和季銨鹽類，如次氯酸鈉、二氧化氯、1227等，產品比較單一，細菌容易產生抗藥性。

存在問題

各行業為了提高水資源的的利用率，中水回用成為必然的發展趨勢，必然帶來菌藻問題，這就導致高效、環境友好的殺菌劑與費用高之間的矛盾。

開發方向

開發新型高效殺菌劑，如溴類、季鏻鹽、雙季銨鹽、聚季銨鹽、有機胍類、環境友好類和高效復配型藥劑成為殺菌劑研究的方向，同時做到將其低成本廣泛使用。

創新與發展

面對復雜的水質條件，遵循高效低毒、對環境影響最低的原則，殺菌劑的適用性需通過大量試驗數據和現場應用來確定；

性價比的提高；

不同行業殺菌劑的相互借鑒。

6、緩蝕劑的創新與發展

緩蝕劑的配伍應用創新

無機緩蝕劑：鋅鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、鉻酸鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽等；

有機緩蝕劑：有機膦酸、酒石酸鈉等；

聚合緩蝕劑：PESA、PASP、POCA等；

上述緩蝕劑的整合配伍創新，協同增效，持續優化。

理論創新

相對其它水處理劑，緩蝕劑長期沒有更新，產品開發和基礎理論研究幾乎處于停滯狀態，所以是否有必要從緩蝕機理、產品結構方面做深入研究？

高效、高性價比緩蝕劑的開發

解決性能價格比的問題，就緩蝕劑的現狀看，是否有必要開發高效高性價比的產品？

還是現有產品已經夠用？

環境友好的發展方向

低磷、無磷緩蝕劑的開發；

是否有更加綠色環保的緩蝕劑？

7、絮凝劑的創新與發展

基礎研究

對于基礎理論研究、產品質量水平的提升、結構與性能的關系，此方面的人才投入不可忽略。

產品開發

要持續不斷地創新，包括新型高效絮凝劑混凝劑產品的開發和已有產品質量的提升，開發環境友好型絮凝劑產品。

應用創新

產品應用技術是行業發展不可或缺的組成部分，同循環水一樣，針對更加復雜的污水水質，絮凝劑的選擇和使用更為關鍵。

資源整合

絮凝劑種類繁多，且層級差別更大，多種藥劑攪合在一起更為復雜，甚至還存在大量的普遍性的摻假現象，需要對各類產品分門別類，劃分三六九等，以適應不同用戶的需求。