基本介紹
- 中文名：工業水處理藥劑
- 常見：阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑
- 套用：水資源的污染
- 背景：水資源貧乏
緩蝕阻垢劑,無機緩蝕劑,有機緩蝕劑,殺菌劑,氧化型殺菌劑,非氧化殺生劑,思考,
緩蝕阻垢劑
在冷卻水、空調水等工業用水處理藥劑中 ,緩蝕 劑和阻垢劑是常用的兩大類藥劑。緩蝕劑是一類化 學物質 ,當它少量加入腐蝕環境可以降低或阻止金 屬的腐蝕 ,從而可以使金屬或合金得到保護 ;阻垢劑 則是另一類化學物質 ,加入系統如冷卻塔或鍋爐可 降低或阻止水垢的成。緩蝕阻垢劑則是指兼有抑止 腐蝕和結垢兩種作用的藥品或製劑 ,其中包括將緩 蝕劑和阻垢劑復配在一起的複合劑。它們又分為無 機緩蝕劑和有機緩蝕劑兩大類。
無機緩蝕劑
無機緩蝕劑起步早 ,最初是能在金屬表面生成 氧化膜而具有鈍化功能的鉻酸鹽、亞硝酸鹽系列 ,還 有要求有氧存在時工作的聚磷酸鹽、矽酸鹽、硼酸 鹽、鎢酸鹽和鉬酸鹽。由於鉻酸鹽、亞硝酸鹽、聚磷 酸鹽的環境毒性 ,使它們的套用早已受到限制 ,甚至 在密閉系統也很少套用。其他無機緩蝕劑還有鋰 鹽、鋅鹽、或鎢酸鹽等。在無機緩蝕劑領域套用綠色 化學概念時 ,主要改進是消除許多對環境有毒化合 物的套用 ,而代之以環境友好的化學品。鉬酸鹽和 鎢酸鹽是近期開發套用的兩種無機緩蝕劑 ,鉬酸鹽 可添加到冷卻系統、汽車防凍系統以及金屬切削系 統 ,代替鉻酸鹽 ,毒性遠遠低於後者。其他可代替鉻 酸鹽的還有 :肼類、鎢酸鹽系列的複合緩蝕劑。
有機緩蝕劑
近年來有機緩蝕劑的發展極為迅速 ,相比較而 言 ,它們可低濃度使用但熱穩定性稍差。有機緩蝕 劑中最多的一類是有機胺 ,包括脂肪胺和芳香胺、一 元胺、二元胺或聚胺及其鹽。從綠色概念出發 ,應以 更多的脂肪胺代替或減少芳香胺的套用 ;有機胺緩 蝕劑還可代替許 多無機重金屬緩蝕劑如鉻酸鍶、磷酸鋅、硼酸鋇 和磷矽酸鹽等。正廣泛使用的磷系緩蝕阻垢 劑、聚丙烯酸等聚合物和共聚物阻垢劑雖然曾經使 冷卻水處理技術取得了突破性的進展 ,在解決人類 面臨的水資源枯竭問題上起著重大作用 ,一直是被 國內外研究開發的重點 ,並被認為是無毒的。但研 究表明 ,它們或者會使水體富營養化 ,或者是高度非 生物降解的 ,因而均屬於對環境不友好產品. 其他的 還有多種聚合物如二元共聚物或三元共聚物等。聚 丙烯醯胺也是一種阻垢劑 ,但也和聚丙烯酸有同樣 不可生物降解的問題。被譽為更新換代的綠色阻垢 劑一聚天冬氨酸 ,是受了動物代謝過程啟發而於近 年合成成功的一種生物高分子 ,它的阻垢機理也有 別於以往的觀點 ;近一二年 ,有關它的阻垢性能研究 時有刊登。最近華東理工大學開發的綠色阻垢劑是 熱聚天冬氨酸 ,它的原料天冬氨酸可從自然界提取 , 它的製造過程是綠色的 ,還可生物降解 ,可套用於油 田 ,同時起到緩蝕劑和阻垢劑功能 ,也可用於海水淡 化和反滲透制水的阻垢劑。
殺菌劑
殺菌劑又成為殺生劑、殺微生物劑 ,是指能殺滅 水中細菌、藻類等微生物的藥劑。殺菌劑可分為氧 化型和非氧化型兩類。
氧化型殺菌劑
①氯類 :主要有氯、漂白粉、漂粉精、穩定性或非 穩定性二氧化氯、二氯或三氯異氰尿酸及其鈉鹽。
②溴類 :在鹼性條件下活性較氯類優良 ,綜合 性能比氯類優良。主要有溴素、次溴酸鹽及助劑以 及能緩慢釋放次溴酸、藥效長的溴氯烷基海因。
③臭氧類 :能夠釋放出新生態的氧 ,殺生效果 優良 ;缺點是成本較高。
非氧化殺生劑
非氧化型殺生劑(主要指長鏈碳化物)：
②有機胺類 :常用的有松香胺鹽、β- 胺及β- 二胺 ,它們常與酚類復配使用。
③氯酚類 :主要有雙氯酚、三氯酚和五氯酚的化 合物。特點是毒性很大 ,但殺生效果較好。
④有機硫類 :常用的有二硫氰基甲烷、雙 - 三氯 甲基碸、二甲二硫代氨基甲酸鈉等。優點是對硫酸 鹽還原菌十分有效。
⑤異噻唑啉酮 :屬抑菌劑。在較寬的 p H 值范 圍內都有優良的殺生性能。
思考
從可持續戰略出發 ,必須儘快研究開發性能優 異而又符合綠色化學思路的水處理劑。
國內是 從以下幾個思路進行嘗試 :
一是儘量選擇天然品為原料 ,以聚天冬氨酸的 合成為例 ,原料是從自然提取 ;但存在副產物的分離 和排放問題 ,經改變反應條件 ,不採用磷酸催化劑 , 也能製得相同質量的聚天冬氨酸 ,但無副產物生成。
二是對現有水處理劑產品進行重新設計。研究出具 有無磷的綠色水溶性聚合物 ,不會引起水體富營養 化 ,可生物降解性好 ,對鈣、鎂、鐵等離子的螯合力 強 ,運用於高鹼高固水系 ,可用於鍋爐水處理、冷卻 水處理、污水處理、海水淡化、膜分離等 ,是現代阻垢 劑的更新換代產品。
三是從綠色理念出發 ,重視生 產過程中對環境的影響 ,改進水處理劑的生產工藝 , 如催化劑、反應溶劑等。因此 ,開發無毒、無害的綠 色工業水處理藥劑是我國工業水處理藥劑的一個重 要發展方向。
