化學水處理劑

化學水處理劑是一類用於水處理的化學藥劑的總稱，廣泛用於石油、化工、冶金、交通、輕工、紡織等工業部門。水處理劑包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑、絮凝劑、淨化劑、清洗劑、預膜劑等。

基本介紹

• 中文名：化學水處理劑
• 外文名：Chemical water treatment agent
• 緩蝕劑：磷酸鹽
• 阻垢劑：丙烯酸聚合物
• 殺生劑：溴類殺生劑
• 清洗劑：磺化琥珀酸二鈉鹽

原理及分類

化學水處理劑主要是通過化學的方法處理污水，循環水，主要分類有：緩蝕劑，阻垢劑，殺菌劑，絮凝劑。

緩蝕劑

作為水介質的緩蝕劑有很多，如鉻酸鹽、鋅鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、矽酸鹽等。隨著環保要求的提高，已在冷卻水中大量使用有機磷酸鹽，如氨基三叉三二膦酸( ATMP)、羥基乙叉二脛膦酸( HEDP)、乙二胺四甲叉四膦酸( EDTMP)等，還有有機磷酸酯，如三元醇磷酸酯、六元醇磷酸酯等，專用於銅的緩蝕劑是琉基苯駢噻唑和苯駢三氮唑。鉬酸鹽和鎢酸鹽作為緩蝕劑最近開始進行推廣套用。芳香唑類是用於銅及其合金的緩蝕劑，主要是琉基苯駢噻唑和苯駢三氮唑。

阻垢劑

有機膦酸、低分子量丙烯酸聚合物和共聚物的採用，是對無機阻垢控制的重大突破，有機多元膦酸既是一類陰極型緩蝕劑，也是一類非化學當量阻垢劑，具有明顯的溶限效應和對鈣、鎂、銅、鋅等離子的螯合能力以及與其它藥劑的協同效應，因此目前大量用於水處理中。

水溶性聚合物是作為阻垢分散引入處理配方的，70年代以來逐漸由均聚物演變成二元共聚物，並進一步開發了二元共聚物、四元共聚物，這是80年代以來研究開發中最活躍的領域。

到目前為止，水溶性聚合物的開發可歸納為以下幾類:

1. 均聚物：聚丙烯酸、聚馬來酸等，其主要性能是對碳酸鈣有抑制分散作用。
   
2. 二元共聚物：丙烯酸/馬來酸或丙烯酸/丙烯酸羥烷基酯共聚物等。除能抑制碳酸鈣外，還有優良的抑制磷酸鈣垢的能力。
   
3. 帶強性基團的二元共聚物：磺化苯乙烯/馬來酸共聚物，丙烯酸/2-丙烯醯胺/2-甲基磺酸共聚物及丙烯酸/3-烯丙醇基-2-羥基丙基磺酸共聚物等。能阻磷酸鈣、磷酸鈣垢，對鋅離子有穩定作用，對氧化鐵和粘泥分散性能好。
   
4. 新型三元或四元共聚物：丙烯酸/磺酸/非離子三元共聚物，丙烯酸/丙烯醯胺/丙烯酸羥烷基酯共聚等。主要特點是價格低，性能好，有的還有特殊作用，如能穩定錳離子等，主要是阻垢，甚至可參與緩蝕。
   

目前我國在含磺酸基共聚物的開發上進展較大，對含磷聚合物的開發也初見成效。

殺生劑

磷系水處理技術的關鍵是控制菌藻的滋生。因此殺生劑的使用有重要意義。國內現已生產的冷卻水用殺生劑品種中， NL-4屬氯酚類，由於毒性大，應屬逐漸淘汰之類。而克菌強和溴類殺生劑是性能較好的殺生劑。它具有廣譜性，殺生速度也較快。殺生劑有兩種類型，一種是氧化型殺生劑，另一種是非氧化型殺生劑。

淨化劑

油田水處理中套用的一種專用的化學品，能除去含油污水中的機械雜質和油，其作用除了上述絮凝劑所起的分離懸浮固體或機械雜質以外，還具有油水分離的淨化作用。因此，這種淨化劑中除含有一般絮凝劑成分如鋁鹽、聚丙烯醯胺等以外，常含有一些表面活性劑。對於淨化劑的淨化效果，一般採用薄膜過濾器加以測定，用濾膜因數（見過濾）的大小表示淨化效果的好壞。

清洗劑

一類具有清洗作用的化學品。在水處理的預處理步驟中，常常需要用一些化學品清洗金屬設備表面的沉積物，如腐蝕產物和水垢以及微生物粘泥等。根據清洗的不同要求，清洗劑可以分為酸洗劑如鹽酸、硫酸、氫氟酸、檸檬酸等；鈍化劑如苯甲酸鈉等。目前，所用的磺化琥珀酸二（α-乙基己酯）鈉鹽，則是一種表面活性劑，作為專用清洗劑，用於清洗金屬表面的油污和浮銹等雜質。

氧化型殺生劑

最常用的是氯氣。據全國16家大化肥廠統計，全年殺生劑用量為915噸，其中液氯為752噸，占82%。但是液氯的使用已引起很多用戶的疑慮，一方面是因為液氯需用鋼瓶運輸，使用有很多安全總是另一方面氯氣在鹼性水處理中效果不佳，另外氯與水中的微量有機化合物可能生成二 唑等致癌物，幫套用在逐漸下降。這樣，一些比較安全的氧化型殺生劑相繼得到廣泛使用，如二氧化氯、二氯異氰尿酸鈉、次氯酸鈉等。

溴的化合物作為新型殺生齊現已引起國內水處理界的注意。溴類殺菌滅藻劑也是一種氧化型殺生劑。常用的溴殺生劑有：鹵化海因：溴氯二甲基海因（BCDMH）、二溴二甲基海因（DBDMH）、溴氯甲乙基海因（BCMEH）、二氯二甲基海因（DCDMH）等，國外80年代就大量使用，中國則剛剛開始生產這類藥劑。

非氧化型殺生劑

主要是二硫氰基甲烷和潔爾滅，這兩種殺生劑目前使用範疇較大，使用效果也頗佳。但前者的缺點是在鹼性水處理中效果不好，後者有大量泡沫產生。 戊二醛是另一種國內開始使用的殺生劑。並很可能會得到較為廣泛的套用。

無機凝聚劑

作為低分子的無機絮凝劑，硫酸鋁、硫酸亞鐵和三氯化鐵在水處理中仍具有較大的市場。

近年來無機高分子絮凝劑發展迅速，目前主要品種有聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAs)、 聚合硫酸鐵（PTS）和聚合氯化鐵（PFC）幾種。前三種國內外都有定型產品，聚合氯化鐵尚處於研製開發階段。聚合氯化鋁是上述產品中技術最成熟、市場銷量最大的一種。

複合型無機高分子絮凝劑是近年來開發的，複合品種很多，如陰離子複合型（如PAC中引入硫酸根，引入氯根等）、陽離子複合型（如PAC中引入三價鐵離子等）、多種離子複合型（鐵、硫酸根、氯根的複合等）、無機-有機複合型（ PAC與聚丙烯醯胺複合）等。

有機絮凝劑

絮凝劑一般指有機水溶性高分子化合物，我國主要品種是聚丙烯醯 ，品種有陽、陰和中性三種，形態有膠體、乾粉。全國總生產能力約6萬噸。

絮凝劑的種類

聚丙烯醯胺、陰離子聚丙烯醯胺、陽離子聚丙烯醯胺、非離子聚丙烯醯胺、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵。

水處理劑套用

主要套用

1 城市污水　用從城市生活污水中分離出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群對生活污水進行處理，可使污水 COD 和 BOD 的去 除率達到 100 %。

2 建材廢水 含有高懸浮物的建築材料加工廢水也是較難處理的一類廢水，例如陶瓷廠廢水，主要包括胚體廢水和釉藥廢水兩種， 前者主要含有較多的黏土顆粒，後者除含黏土顆粒外，還有相當數量釉藥。當添加 NOC-1 後 5 min，胚體廢水的濁度從原來1.4 降低到 0.043；釉藥廢水的濁度從17.2 下降到 0.35；濁度去除率分別為 96.6 %和 97.9 %，可得到幾乎透明的上清液.用紅平紅球菌產生的絮凝劑處理瓦廠廢水，處理後的上清液幾乎是透明的，活性石灰是由石灰石高溫煅燒後的產物,作為化學水處理劑使用是經過消石灰機將活性石灰消化成石灰乳,然後跟水中的重碳酸鹽反應,以降低水中的硬度。

3 其他套用 由於水處理絮凝劑具有安全、無毒的特性，逐漸在食品廢水處理中被採用 ，並達到了滿意的效果。

此外，微生物絮凝劑還可廣泛套用於城市污水、醫院污水、石化廢水、造紙廢液、製藥廢水等多方面的處理過程中。

水處理劑的生產過程中存在使用的原料基本上均為有機溶劑且均含有毒性，且在生產過程中消耗大量能源，並在一定程度上對環境帶來了新的污染，因此，化學水處理劑生產的發展方向應是研究無毒或少毒的水處理配方，改進老工藝，套用 DCS 或PLC系統實施線上監測和操控，提高生產自動化程度，從而達到減少自身生產的污染，降低能源消耗，提高產品質量的效果

其它

除上述水處理劑外，我國還生產一系列與水處理技術配套的藥劑，主要有清洗劑、予膜劑、消泡劑、殺生增效劑、酸洗緩蝕劑、原水預處理用的絮凝劑等。這些藥劑大多是復配產品，根據目前使用來看效果都很好。例如清洗劑，有開車前用的清洗劑，也有不停車情況下的清洗劑。予膜劑有六偏磷酸鈉與硫酸鋅的配方，也有將運行的水處理劑加大濃度至10-30倍用作予膜劑的。消泡劑和殺生增效劑大多是各種表面活性劑的復配物。酸洗緩蝕劑有用於鹽酸、硫酸，也有用於硝酸、氫氟酸的。