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我國是水資源短缺和污染比較嚴重的**之一,從全國情況看,目前各行業(yè)缺水嚴重,已造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會(huì )環(huán)境問(wèn)題。節約用水、治理污水和開(kāi)發(fā)新水源具有同等重要的意義。大力發(fā)展水處理化學(xué)品對節約用水、治理污水起著(zhù)重要的作用。
水處理藥劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過(guò)程中所必需使用的化學(xué)藥劑。經(jīng)過(guò)這些化學(xué)藥劑的使用,使水達到一定的質(zhì)量要求。水處理藥劑的主要作用是控制水垢、污泥的形成,減少泡沫,減少與水接觸的材料的腐蝕,除去水中的懸浮固體和有毒物質(zhì),除臭脫色,軟化和穩定水質(zhì)等。因此水處理藥劑包括凝聚劑、絮凝劑、阻垢劑、殺菌劑、清洗劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹(shù)脂。
水處理藥劑屬于精細化工的范疇,相對于常用化學(xué)品,它具有精細化學(xué)品的許多特性,如生產(chǎn)規模一般不大,因此建廠(chǎng)設備投資少,產(chǎn)量??;產(chǎn)品品種多,品種的更新?lián)Q代快;附加產(chǎn)值大;技術(shù)服務(wù)必不可少;各種產(chǎn)品,尤其是復配產(chǎn)品,具有很強的專(zhuān)用性。
我國水處理藥劑是在70年代引進(jìn)大化肥裝置后才引起重視和逐步發(fā)展起來(lái)的;此后,自行研制開(kāi)發(fā)了一系列水處理藥劑。目前,我國水處理藥劑的品種主要有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、清洗劑、有機絮凝劑等幾大類(lèi)。
1、阻垢劑
1970年代以來(lái),我國在引進(jìn)和消化吸收基礎上開(kāi)發(fā)和應用的水處理阻垢劑主要有兩類(lèi),一類(lèi)是有機膦酸鹽如HEDP(羥基亞乙基二膦酸鹽)、EDTMP(乙二胺四亞甲基膦酸鹽)、ATMP(氨基三亞甲基膦酸鹽)及多氨基多醚基四亞甲基磷酸(PAPEMP)等。一類(lèi)是聚羧酸及磺酸鹽共聚物如PAA(聚丙烯酸)、HPMA(聚馬來(lái)酸酐)、AA/AMPS多元共聚物等水溶性聚合物。在水溶性聚合物或共聚物中,還有一個(gè)分支如膦酸基羧酸共聚物(POCA)、丙烯酸-有機膦-磺酸鹽共聚物,即含/磷聚合物。另一類(lèi)是聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)等代表的無(wú)磷聚合物。
2、化學(xué)穩定性好,在高濃縮倍數和高溫情況下,與緩蝕劑、殺菌劑并用時(shí),阻垢效果不會(huì )明顯下降,也不得影響緩蝕效果和殺菌滅藻效果;
3、無(wú)毒或低毒,容易被微生物降解;
4、配制、投加、操作等簡(jiǎn)單方便;
5、原料易得,制備簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,易于運輸和貯備。
2、緩蝕劑
無(wú)機鹽類(lèi)是相當重要的一類(lèi)緩蝕劑品種。目前采用的鉻系、磷系、鋅系、硅系、鉬系、鎢系和全有機配方,分別指在配方中采用了鉻酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽和有機膦酸鹽,特別指出的是鉻系雖然緩蝕效果好,但是由于**,對環(huán)境污染大,目前已經(jīng)被主流棄用。鋅系、鉬系是目前水處理緩蝕劑的主流用法。鉬系由于無(wú)毒環(huán)保,目前在半敞開(kāi)半密閉系統如冶金行業(yè)結晶器半密閉系統應用廣泛。全有機配方則不采用無(wú)機鹽,特別是重金屬無(wú)機鹽,以降低藥劑對環(huán)境的污染。在全有機配方中常以有機膦酸鹽作緩蝕劑。芳香唑類(lèi)是用于銅及其合金的緩蝕劑,國內常用的是苯并三氮唑和巰基苯并三唑,但是主流的配方采用的是強堿溶法,與其它水處理藥劑配伍性差,且不能與水任意性互溶是其缺點(diǎn)。目前隨著(zhù)水處理技術(shù)的進(jìn)步,市面上已經(jīng)出現全有機的銅緩蝕劑,與水處理藥劑配伍性好,PH值接近中性范圍,可以與水以任意比例互溶。
3、殺菌滅藻劑
目前常用的水處理殺菌滅藻劑主要有兩大類(lèi),即氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑中應用*廣泛的是氯及其制品,如漂水等,近年來(lái)ClO2和氯胺、臭氧的應用有所增加。
特別指出的是溴化物的應用開(kāi)始得到重視,如有機溴類(lèi)、液體強力溴殺菌滅藻劑、固體活性溴殺菌滅藻劑,殺菌能力強,在低劑量下有較高的殺生活性,殺菌速率比氯快,在相同條件下,4分鐘可使細菌的致死量達4個(gè)數量級,這對需要快速殺生的場(chǎng)合及沖擊處理循環(huán)冷卻水系統是非常有效的殺菌劑。在堿性水中,當水系統PH大于8.0時(shí),它比氯具有更強的殺菌效率。在含氨和含氮的水系統,特別在合成氨廠(chǎng)的水系統,有氨泄露時(shí),氯與氨反應生成氯胺,則使氯的殺菌效率降低,而用溴化物殺菌劑,其殺菌效率不降低。與水系統中所用的一些水質(zhì)處理劑相溶性好,對緩蝕阻垢的效果影響不大。對青苔等藻類(lèi)具有良好的殺滅作用。
另一類(lèi)為非氧化型殺菌劑,目前國內使用較普遍的是季銨鹽如1227、1427、異噻類(lèi)殺菌劑。二硫氰基甲烷和戊二醛是另外兩類(lèi)常用的非氧化型殺菌劑。值得指出的是,目前隨著(zhù)水處理技術(shù)的發(fā)展,非氧化型殺菌劑復配產(chǎn)品應用廣泛,產(chǎn)生出如強力殺菌粘泥剝離劑類(lèi)產(chǎn)品,對異養菌、軍團菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌和藻類(lèi)有良好的殺滅作用。在油田、冶金、焦化、電力、中央空調領(lǐng)域應用廣泛。
目前針對新系統的復合藥劑如油垢清洗劑的廣泛應用,由于有較強的滲透、乳化、去油污能力,不含無(wú)機酸、堿,對設備無(wú)腐蝕優(yōu)點(diǎn),對含油量大的系統,如油田循環(huán)水,冶金連鑄二冷水、層流水、多介質(zhì)高速過(guò)濾器及所有工業(yè)循環(huán)水新系統除油效、防止濾料板結果良好。當然不同廠(chǎng)家由于配方的不同效果相差大。
值得指出的是,目前隨著(zhù)水處理技術(shù)的發(fā)展,針對特殊系統的中性清洗劑在水處理行業(yè)的應用,其主要由無(wú)機表面活性、螯合劑等組成,可在中性或微酸性條件下進(jìn)行系統化學(xué)清洗。通過(guò)分散、螯合作用,將銹餾等剝離下來(lái),以細小微粒形式排出系統外,因此可避免大銹餾脫落,影響風(fēng)機盤(pán)管以及水冷器水流暢通。對碳鋼的腐蝕率小于2g/m2˙h,同時(shí)對碳鋼表面形成三氧化二鐵保護膜,無(wú)需進(jìn)行二次預膜處理,做到清洗、預膜同步完成。成功解決了許多特殊系統如風(fēng)機盤(pán)管、小型加熱爐、各行業(yè)小型密閉水系統的清洗預膜難題。
同樣開(kāi)式循環(huán)水系統清洗預膜劑在國外如納爾科N-330的基礎上,進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn),其主要由聚磷酸鹽和非離子型表面活性劑及其它助劑等組成,具有易溶于水,能迅速除去熱交換設備中的油污等有機物和初期鐵銹、污垢,使金屬表面清潔處于活化狀態(tài),然后在活化的金屬表面形成一層均勻牢固的防蝕膜,因此具有清洗、預膜二者同時(shí)進(jìn)行的特點(diǎn)。解決了新建開(kāi)式循環(huán)水系統、含油開(kāi)式循環(huán)水系統特殊清洗的要求。
5、有機絮凝劑
有機絮凝劑中分為4類(lèi):合成高分子絮凝劑、天然高分子改性絮凝劑、微生物絮凝劑和多功能水處理藥劑。合成高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物。天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、含膠植物、多糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等類(lèi)別的衍生物,目前產(chǎn)量約占高分子絮凝劑總量的20%,微生物絮凝劑是指利用某些微生物分泌的高分子物質(zhì)作絮凝劑。特別指出的是,目前我國的有機高分子絮凝劑合成水平與國外如SNF、巴斯夫相差水平大。需要水處理研發(fā)人員的進(jìn)一步努力。
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