环保水处理药剂应用现状及发展趋势

环保水处理药剂应用现状及发展趋势

摘要：钢铁企业循环水系统中存在着结垢、腐蚀、产生菌藻等问题，这些都

威胁着设备的使用安全和寿命，因此需要对循环水中投入水处理药剂以缓蚀、阻垢、杀菌等对水进行处理。在本文中，将就环保型水处理化学品及水处理技术进

行一定的研究，并分析了水处理药剂的发展前景以及有效应用。

关键词：水处理药剂；发展趋势；水处理药剂

1前言

在我国工业不断发展的过程中，我国的水污染问题愈发严重，并因此对我国

的整体环境产生了严重的影响。近年来，我国也对水污染治理工作引起了较高的

重视，在实际工作开展中，需要能够做好处理化学品以及水处理相关技术的选择

应用，获得更好的处理效果；同时也是我国改善环境，增强水质的需求。

目前工业循环水系统设备已广泛地应用于现在工业的各个行业，为了防止出

现金属材质腐蚀、沉积物的析出和附着、微生物的滋生和粘泥等现象，我们必须

通过投加水处理药剂来确保循环水系统设备经济、正常、安全运行。

2水处理药剂的应用

2.1缓蚀剂的应用

添加到水溶液介质中能抑制或降低金属和合金属腐蚀速度，改变金属相合金

腐蚀电极过程的一类添加剂称为缓蚀剂或腐蚀剂或腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1% ～ 1%)，但效果显著。环保型缓蚀剂的属性是金属防腐蚀，它以经济实惠、成效显著、适用范围广的优势，被广泛应用到化工、能源、石油等部门。缓蚀剂

的发展经历多个阶段，为有效缓解它对环境带来的破坏问题，国内外众多专家学

者对环保型缓蚀剂进行充分的研究。

2.2阻垢剂的应用

环保型阻垢剂的应用原理是，通过羧基、羟基、硫磺酸、膦酸基等基团的共聚物，由于它的直链上和部分支链含有膦酸基，与水中各物质的吸附、螯合。具有优异的防垢性能，并有一定的防腐效果，与常用水处理剂配伍性好，使用范围广泛。机经过多年努力，阻垢剂的发展方向逐渐走向无磷、可降解、复合化的道路。

2.3杀菌剂的应用

控制冷却水系统中微生物生长的最有效和最常用方法为向冷却水投加杀菌灭藻剂。环保型杀菌剂的作用有抑制微生物、菌藻等植被的生长，杜绝“微生物粘泥”的出现[1]。杀菌灭藻剂种类繁多，在具有良好的杀菌效果外，还要避免这种化学药剂对整体的系统造成危害。一个优良的杀菌剂还需要具备以下特性：广谱性、剥离黏泥和藻层的能力、不污染环境、抗氧化性、与其他水质稳定剂的相容性和宽广的pH值适用范围，并且在长期探讨研究下，环保型杀菌剂正向着低残留、高复合、无氯的方向发展。

2.4絮凝剂的应用

环保型絮凝剂包括以下类型，分别为微生物、有机和无机絮凝剂三种，絮凝剂的生产过程复杂多样，前后共经历六个阶段，从原始天然产物絮凝剂斗传统无机絮凝剂一无机高分子絮凝剂一合成有机高分子絮凝剂_天然有机高分子絮凝剂一微生物絮凝剂，才发展到当下使用的环保型絮凝剂。环保型絮凝剂主要包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁。聚合硅酸铝等无机高分子，聚丙烯酰胺、聚胺、聚合季铵盐等有机高分子絮凝剂，微生物絮凝剂，多元复合絮凝剂等。

3新型环保型水处理药剂的发展方向

创新是水处理药剂可持续发展的原动力，绿色化是未来水处理药剂发展的方向，开发研制适合我国环境保护要求的低磷、非氮、可生物降解、无毒无害、低成本的绿色水处理药剂，将成为我国未来水处理药剂发展的方向。

3.1有机高分子絮凝剂及多元复合絮凝剂

近代混凝理论创新可划分为3个主要发展阶段:继早期Schuldz-Hardy规则

根据经典胶体化学的Guoy-Chapman双电层模型建立的DLVO理论、网扫絮凝模式(sweepcoagulation)、吸附架桥模型(bridgemodel)。混凝理论认为混凝过程中

主要存在压缩双电层、吸附电中和、黏结架桥和卷扫絮凝4种机理，这为絮凝剂

由传统无机絮凝剂发展为环保型无机高分子絮凝剂奠定了理论基础。近年来，随

着有机高分子絮凝剂的吸附架桥、吸附电中和、聚合物-颗粒物表面络合物形成

的耗散絮凝(depletionflocculation)等机理的形成，以及对聚电解质络合絮凝

机理和吸附胶束絮凝等难降解有机物强化絮凝机理的研究，为有机高分子絮凝剂

及多元复合絮凝剂的研制和应用提供了理论基础，一批新型高效环保型有机高分

子絮凝剂及多元复合絮凝剂得以研制，实现了水处理药剂的新突破。

3.2绿色水处理药剂

绿色水处理药剂具有绿色化学品的特点，即制造过程是清洁的，使用过程中

对人体健康和环境没有毒性，并可生物降解为对环境无害的生物处理药剂。绿色

水处理药剂的发展经历了由天然高分子绿色水处理剂到人工合成型高分子绿色水

处理药剂的过程。常见的天然高分子绿色水处理剂有木质素、淀粉、丹宁及衍生

物等。人工合成型高分子绿色水处理药剂主要有烷基环氧羧酸盐、聚天冬氨酸和

聚环氧琥珀酸类。研制具有高阻垢性能、良好生物降解性、无毒、无磷或低磷的

新型绿色水处理药剂是21世纪水处理药剂发展的方向。

3.3多元复合水处理药剂

多元复合水处理药剂是一类具有一剂多效的水处理药剂，如聚硅酸与铝盐复

合絮凝剂，就是一类新型无机高分子混凝剂，是在活化硅酸(即聚硅酸)及铝盐混

凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与铝盐的复合产物，同时具有电中和作用和吸附

架桥作用。该类混凝剂具有混凝效果好、价格便宜、处理后水中的残留铝量低等

优点。又如聚卤代醇噻啉季铵盐絮凝剂，具有絮凝能力强的特点，特别适用于选

矿作业中矿石与水的分离，同时还具有一定的杀菌和缓释作用。多元复合水处理

药剂一剂多效的特点，吸引越来越多的研究者从事其制备工艺的研究及应用开发。一种多元复合水处理药剂主要由含磺酸基的三元共聚物,有机磷酸,锌盐及金属缓

蚀剂组成,其有效浓度重量比为20～40:1～10:0.5～4:0～3,适宜在pH大于7.2