國內(nèi)外水處理技術(shù)和藥劑的發(fā)展現(xiàn)狀第1頁/共95頁主要內(nèi)容第一節(jié)國外水處理技術(shù)的特點(diǎn)第二節(jié)混凝劑第三節(jié)緩蝕阻垢劑第四節(jié)水溶性聚合物第五節(jié)殺生劑第六節(jié)膜法水處理藥劑第七節(jié)環(huán)境友好化水處理藥劑第八節(jié)污水回用技術(shù)

第2頁/共95頁第一節(jié)國外水處理技術(shù)的特點(diǎn)水是生命的源泉，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。早在1977年3月聯(lián)合國用水會議上就發(fā)出：“水不久將成為一個深刻的社會危機(jī)，石油危機(jī)之后的一個危機(jī)便是水”。目前，隨著人類社會生產(chǎn)的迅猛發(fā)展、城市人口不斷增加和人民生活水平的提高，用水量以每年接近5%的速度遞增，照此下去，每15年用水總量就翻一番.因此，有人發(fā)出“水將可能成為本世紀(jì)，世界、國家、地區(qū)間爭端乃至戰(zhàn)爭的原因”的警告。第3頁/共95頁中國水資源總量為2.8萬億立方米，居世界第4位，占世界水資源總量的7%.中國人均水資源量為2304立方米每人，處于缺水上下限(3000～1000立方米每人)的中值，在世界銀行近年做連續(xù)資源統(tǒng)計的132個國家中居第82位，屬于水資源緊缺的國家。中國的水資源分布同樣很不均勻，并由于水污染和水土流失使情況更為惡化，使得工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人民生活將得不到按現(xiàn)模式發(fā)展的足夠水資源供應(yīng)，因供水不足而造成的工業(yè)經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)數(shù)千億元，從而大大地影響了人民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。第4頁/共95頁

由于水資源短缺對于中國大部分地區(qū)都是最根本的問題，因此水資源供需矛盾解決的根本辦法也正是節(jié)水。這里說的節(jié)水是廣義的節(jié)水，有節(jié)約用水、提高水的重復(fù)利用率和污水資源化等三方面的含義。（1）節(jié)約用水（2）提高水的重復(fù)利用率（3）污水回用與資源化第5頁/共95頁

因此，節(jié)約用水、合理開發(fā)水資源，治理水污染已成為我國目前急需解決的重大課題，在國民經(jīng)濟(jì)中占有一定的特殊地位。如果把20世紀(jì)稱作石油世紀(jì)的話，那么21世紀(jì)很可能就是水世紀(jì)。與變幻莫測的通訊技術(shù)產(chǎn)業(yè)相比，水工業(yè)廣闊的市場、巨額的產(chǎn)值和穩(wěn)定的收益無疑更具吸引力。難怪紐約一家投資公司的首席專家伊麗莎白把水工業(yè)稱之為“下一世紀(jì)最好的投資領(lǐng)域”。第6頁/共95頁水處理化學(xué)品在水處理中占有十分重要的地位，因而獲得了迅速的發(fā)展。近年來，在我國廣大水處理科技工作者的努力下，一批具有當(dāng)代國際先進(jìn)水平的新產(chǎn)品相繼問世，基本滿足了我國水處理工業(yè)和環(huán)境保護(hù)對該類化學(xué)品的要求。作為水工業(yè)制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面的主要化工產(chǎn)品，水處理化學(xué)品是在工業(yè)、市政、環(huán)保等方面處理水的一大類精細(xì)化學(xué)品，包括絮凝劑、助凝劑、阻垢分散劑、緩蝕劑、殺生劑、阻垢緩蝕劑、鍋爐水處理劑以及清洗、預(yù)膜、消泡、廢水處理劑等化學(xué)品，共計200多個品種，其用途主要涉及循環(huán)冷卻水、鍋爐水、空調(diào)水、飲用水、工業(yè)給水、工業(yè)廢水、污水和油田水處理等，從而達(dá)到節(jié)約用水、合理用水及解決水污染之目的。第7頁/共95頁國外技術(shù)與市場現(xiàn)狀國外水處理的發(fā)展歷史比較悠久，水處理化學(xué)品行業(yè)已逐漸形成了不可忽視的生產(chǎn)規(guī)模，其產(chǎn)品銷售和技術(shù)服務(wù)已遍及世界各地。據(jù)統(tǒng)計，全世界水處理化學(xué)品市場大約有225億美元的規(guī)模，其中美國是世界最大的水處理劑消耗國，約為31.35億美元，其次是西歐和日本。第8頁/共95頁Freedonia咨詢公司研究報告市值為252億美元／年的全球水處理化學(xué)品市場目前正以年均5.1％的速度快速增長，中國等發(fā)展中國家對此貢獻(xiàn)突出。干凈適于飲用的水、工業(yè)用水的快速增長、更為嚴(yán)厲的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)-----促使發(fā)達(dá)國家的水處理化學(xué)品和服務(wù)市場增長，并要求提供更為先進(jìn)的技術(shù)和服務(wù)。水處理化學(xué)品用量最多的是冷卻水，但是污水處理是水處理化學(xué)品增長最為迅速的終端市場。第9頁/共95頁國外水處理技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)1．政府與民營機(jī)構(gòu)的聯(lián)手

2．戰(zhàn)略兼并聯(lián)合

3．?dāng)U大化學(xué)品的產(chǎn)能

4．產(chǎn)品和服務(wù)相結(jié)合的新業(yè)務(wù)模式

5．開拓國外市場

6．技術(shù)、產(chǎn)品專業(yè)化

7．產(chǎn)品環(huán)?；?/p>

8、相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展第10頁/共95頁

1．政府與民營機(jī)構(gòu)聯(lián)手目前在美國、南美洲一些國家和亞洲的印尼等國的許多城市都開始和民營水務(wù)公司展開合作。水工業(yè)正在創(chuàng)造巨大的商機(jī)。僅供水一項(xiàng)，水工業(yè)全球的年產(chǎn)值就可以達(dá)到4000億美元，這相當(dāng)于全球石油工業(yè)的40％，同時超出全球制藥業(yè)的1／3。僅美國一個國家水工業(yè)的產(chǎn)值就達(dá)到1000億美元。

越來越多的城市開始選擇民營供水公司，水工業(yè)的年增長率至少是10％。第11頁/共95頁全球目前只有5％的人口依靠民營水務(wù)公司，美國目前的55000家水務(wù)公司中只有6000家是民營的。這些都表明了水務(wù)公司的巨大發(fā)展?jié)摿?。?dāng)前絕大多數(shù)城市的供水系統(tǒng)仍然是由政府管理的，其結(jié)果大都不盡如人意。因此，一些政府開始認(rèn)真考慮把這個領(lǐng)域交給那些資金充足而又有經(jīng)驗(yàn)的水務(wù)公司來管理。這些水務(wù)公司能夠以極低的費(fèi)用來推動整個水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，把節(jié)余的資金用來更新水廠的設(shè)備。

第12頁/共95頁目前，全球最大的四家水務(wù)公司分別是法國的蘇伊士、威望迪（vivendi）、英國的泰唔士河和美國的阿祖里克斯（Azurix）；蘇伊士公司是最成功的一家。它在6年間從瀕臨破產(chǎn)發(fā)展成市值350億美元的跨國水務(wù)公司，足以證明水工業(yè)的吸引力。蘇伊士公司1999年利潤為15億美元，已和馬尼拉、卡薩布蘭卡、圣地亞哥和亞特蘭大等20多個大城市展開合作。第13頁/共95頁2．戰(zhàn)略兼并聯(lián)合隨著市場競爭的加劇，工業(yè)企業(yè)間的兼并與聯(lián)合戰(zhàn)略增多。水處理公司間的兼并與收購具有積極的戰(zhàn)略意圖，因?yàn)槭召徱褲B透或占領(lǐng)某一水處理領(lǐng)域及市場的公司比重新開拓市場容易。GE公司收購Ionics公司也將使GE在今后幾年內(nèi)其城市水處理業(yè)務(wù)的營業(yè)收入將提高30％。GE公司在該部門的現(xiàn)有營業(yè)收入約為20億美元。亞什蘭公司于06年6月收購法國EurocalSAS公司水處理業(yè)務(wù)，強(qiáng)化在法國食品和飲料行業(yè)水處理的占有地位，并擴(kuò)展其在法國的工業(yè)、商業(yè)和公共行業(yè)的水處理服務(wù)能力。以約1．2億歐元收購德固賽公司水處理業(yè)務(wù)，這項(xiàng)業(yè)務(wù)給亞什蘭帶來水溶性聚合物新技術(shù)業(yè)務(wù)，2005年銷售額為2.5億美元。第14頁/共95頁陶氏化學(xué)公司于2006年7月并購了浙江歐美環(huán)境工程公司。確立陶氏化學(xué)公司在水凈化領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。通過并購將拓展陶氏化學(xué)公司三項(xiàng)新的水處理技術(shù)：超濾、膜生物反應(yīng)器用膜和電極離子化(該工藝使用電而不是使用化學(xué)品用于水的再生)。組建陶氏水解決方案(DowWaterSolutions，DWS)公司，該公司銷售額將為3.5億美元／年。芬蘭凱米拉公司于2006年7月18日以約2.4億美元收購美國氰特工業(yè)公司水處理化學(xué)品和丙烯酰胺業(yè)務(wù)，該新業(yè)務(wù)的2005年銷售額約為3.35億美元，這將使凱米拉公司水處理化學(xué)品業(yè)務(wù)規(guī)模翻近一番。凱米拉公司現(xiàn)是水處理用無機(jī)凝聚劑全球領(lǐng)先的供應(yīng)商。而氰特的業(yè)務(wù)系供應(yīng)基于有機(jī)單體如丙烯酰胺和二烯丙基氯化銨的凝聚劑和絮凝劑聚合物。第15頁/共95頁3．?dāng)U大化學(xué)品的產(chǎn)能Aqua+Tech特種產(chǎn)品公司強(qiáng)化了水處理化學(xué)品業(yè)務(wù)，擴(kuò)大了瑞士拉帕雷納地區(qū)聚丙烯酰胺類絮凝劑產(chǎn)能，使該公司4臺反應(yīng)器3000噸／天生產(chǎn)能力提高到超過12000噸／年。該公司生產(chǎn)乳液型聚丙烯酰胺類絮凝劑，包括SnowFlake型粉狀絮凝劑。日本旭化成公司在富士投產(chǎn)了用于城市廢水處理的聚偏二氟乙烯膜裝置。SNFFloerger公司在法國圣特一阿沃德建設(shè)聚二烷基二甲基氯化銨(PolyDADMAC)絮凝劑裝置，該產(chǎn)品已經(jīng)歐盟認(rèn)證，可用于凈化飲用水。2005年建成時的初期能力為1萬噸／年，并可按需擴(kuò)能，這將是歐洲第一套大規(guī)模PolyDADMAC裝置。SNF公司也將在印度和俄羅斯新建PolyDADMAC裝置。第16頁/共95頁汽巴精化和拜耳公司的水處理化學(xué)品業(yè)務(wù)積極拓展到亞洲，拜耳化學(xué)品公司在寧渡的離子交換樹脂裝置已于2004年4月投產(chǎn)，該裝置可處理受污染的河水用于電廠。裝置采用專利的多步法工藝，可減少處理水的樹脂用量和節(jié)能。德固賽公司重組其2億歐元／年水處理化學(xué)品業(yè)務(wù)，該公司在德國克洛菲爾德和美國格林斯博羅生產(chǎn)聚丙烯酰胺類絮凝劑，這項(xiàng)業(yè)務(wù)已于最近出讓給了亞什蘭公司。水處理化學(xué)品公司也加快投資中國市場，GE公司投資1100萬美元于2004年4月在無錫投產(chǎn)了2．7萬噸／年水處理化學(xué)品裝置，產(chǎn)品用于亞洲地區(qū)的鍋爐、涼水塔、廢水處理等領(lǐng)域。GE在上海的研發(fā)中心也已于2003年開業(yè)。Buckmam實(shí)驗(yàn)室服務(wù)于水處理、造紙和皮革工業(yè)的化學(xué)裝置于2004年4月在上海投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為6000噸／年。第17頁/共95頁4.產(chǎn)品和服務(wù)相結(jié)合的新業(yè)務(wù)模式業(yè)務(wù)模式已從單純提供水處理化學(xué)品轉(zhuǎn)向包括出售專用化學(xué)品及提供相關(guān)配套服務(wù)的經(jīng)營模式，供應(yīng)商們通過提供各種配套服務(wù)來增強(qiáng)產(chǎn)品的附加值以獲得更大的利潤。隨著計算機(jī)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，提供服務(wù)的業(yè)務(wù)范圍和手段也得到快速發(fā)展，當(dāng)今象昂帝歐納爾科這樣的綜合性服務(wù)商已開始利用互聯(lián)網(wǎng)在控制中心對所服務(wù)客戶的系統(tǒng)實(shí)行遠(yuǎn)距離的實(shí)時監(jiān)控，及時快速地監(jiān)測、診斷并解決問題。隨著水處理市場客戶群體的合并重組，這些客戶尋求減少供應(yīng)商的數(shù)量，尤其是那些有許多地域市場的客戶正在傾向于來自那些具有能夠提供全套產(chǎn)品和服務(wù)、強(qiáng)有力的技術(shù)資源和世界范圍內(nèi)地域覆蓋率的大供應(yīng)商提供的一站式銷售服務(wù)。降低供應(yīng)商數(shù)量也將簡化采購管理，使這些客戶能將精力更加集中于他們的生產(chǎn)運(yùn)行過程。第18頁/共95頁5．開拓國外市場

拉丁美洲水處理化學(xué)品市場年增長速度高于12%；一些亞太國家的年增長速度則高達(dá)30%。遠(yuǎn)超過美國3-5%、歐洲5-7%的增長率。中國、馬來西亞、新加坡、韓國、泰國、巴西、墨西哥、智利、阿根廷等國家都是很有希望的市場。美國、日本和西歐等發(fā)達(dá)國家的國內(nèi)市場趨于飽和，為尋求發(fā)展，各大水處理公司正將目光轉(zhuǎn)向拉丁美洲、亞洲和非洲等國外市場，在國外設(shè)有分支機(jī)構(gòu)或代表處，通過合資或獨(dú)資建廠，搶占國外市場，積極擴(kuò)大市場占有率，使市場競爭十分激烈。第19頁/共95頁6．技術(shù)、產(chǎn)品專業(yè)化

目前許多公司均以水處理藥劑方面的單項(xiàng)專利技術(shù)見長，如：Nalco公司在現(xiàn)場服務(wù)管理，尤以示蹤在線監(jiān)測方面；GreatLakesChemical

公司在含溴殺菌劑方面；Rohm＆Hass公司在專用殺菌劑、聚合物和離子交換樹脂方面；Cytec公司在水溶性聚合物方面；Buckman在季銨鹽類殺菌劑方面等具有優(yōu)勢。UnionCarbide

公司的戊二醛；Bayer

公司的PBTCA(2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸)；FMC公司的POCA(膦酰基羧酸)等聚合物；Donlar公司的聚天冬氨酸；BASF公司的PAA等；GEBetz公司的HTP-2、PEGAE和聚環(huán)氧琥珀酸等；日本三菱和法國愛森等公司的絮凝劑，都具有領(lǐng)先的優(yōu)勢。第20頁/共95頁7．產(chǎn)品環(huán)?；芯康投竞蜔o毒的產(chǎn)品，開發(fā)低磷藥劑（如PAPEMP、PBTCA、HPA、POCA等）和可生物降解藥劑（聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸）；以低磷、非磷配方代替磷系、鉻系配方，以全有機(jī)配方代替含金屬配方；以臭氧、過氧化氫、溴化海因等取代Cl2、MBT等殺菌劑；以二乙基羥胺（DEHA）、二甲基酮肟（DMKO)、異抗壞血酸等取代鍋爐的肼類等緩蝕劑；以聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉取代泛用的無機(jī)混凝劑。第21頁/共95頁8．相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展(1)生產(chǎn)過程的自動化：為產(chǎn)品的質(zhì)量提供了良好的保證；(2)計算機(jī)管理：監(jiān)測和分析技術(shù)上的進(jìn)步，如TRASAR技術(shù)，為水處理的計算機(jī)系統(tǒng)管理提供了良好的基礎(chǔ)，在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制等使水處理服務(wù)工作更加科學(xué)。(3)水處理工程：性能優(yōu)異的水處理設(shè)備的設(shè)計制造、機(jī)泵選型的實(shí)用性和先進(jìn)性、管線運(yùn)行的合理性和科學(xué)性、計算機(jī)輔助設(shè)計在水系統(tǒng)中的應(yīng)用，使水處理工程產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。（4）基礎(chǔ)研究及應(yīng)用基礎(chǔ)研究：基礎(chǔ)理論研究，如不同藥劑的作用機(jī)理等；應(yīng)用研究相應(yīng)的配套技術(shù)，如配方篩選的協(xié)同效應(yīng)研究、試驗(yàn)方法、系統(tǒng)監(jiān)測方法的研究。第22頁/共95頁國內(nèi)水處理技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著進(jìn)入WTO后，國內(nèi)市場的國際化發(fā)展進(jìn)程加快，入世將給我國的水處理技術(shù)帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。我國水處理技術(shù)的具體優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

1．起點(diǎn)高，發(fā)展快2．品種全，有一定的規(guī)模。3．生產(chǎn)成本相對較低。4．有利于先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)第23頁/共95頁水處理技術(shù)所面臨的困境

1．具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少2．生產(chǎn)規(guī)模小且分散，自動化程度低3.應(yīng)用技術(shù)水平較低4.工程研究設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)的配套方面未完全系統(tǒng)化，缺乏國際競爭的能力。5.缺乏大量的科研和軟件開發(fā)的投入。6.其它第24頁/共95頁第二節(jié)混凝劑一、概述二、無機(jī)混凝劑的發(fā)展三、有機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展四、微生物絮凝劑第25頁/共95頁一、概述絮凝沉降法是目前國內(nèi)外普遍用來提高水質(zhì)處理效率的一種既經(jīng)濟(jì)又簡便的水質(zhì)處理方法。高分子絮凝劑以其良好的凝聚效果、脫色能力和操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，在水處理過程中起著不可替代的作用，引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注。隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，將會出現(xiàn)更多的高效、低毒、經(jīng)濟(jì)適用的高分子絮凝劑，同時也將有力地推動對絮凝過程基礎(chǔ)理論的研究。根據(jù)高分子絮凝劑的組成，可分為無機(jī)高分子絮凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑三大類。第26頁/共95頁混凝劑的作用除去水中的細(xì)菌、病毒除磷、脫色作用污泥脫水脫除水中的細(xì)微顆粒(η80-90%)膠體物質(zhì)（η65-95%）、降低水中COD值混凝劑的作用第27頁/共95頁混凝劑的應(yīng)用領(lǐng)域給排水洗滌劑顏料分散劑低粘膠造紙超吸水劑混凝劑的應(yīng)用領(lǐng)域第28頁/共95頁二、無機(jī)混凝劑的發(fā)展無機(jī)絮凝劑的應(yīng)用歷史悠久，但無機(jī)高分子絮凝劑卻是在60年代后期才在世界上發(fā)展起來。無機(jī)低分子絮凝劑在水處理過程中存在較大的問題，而逐漸被無機(jī)高分子絮凝劑所取代。它比原有傳統(tǒng)藥劑絮凝效果高得多，而價格相應(yīng)較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。目前日本、俄羅斯、西歐生產(chǎn)已達(dá)到工業(yè)化和規(guī)模化，流程控制自動化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。聚合類絮凝劑的生產(chǎn)已經(jīng)占絮凝劑總產(chǎn)量的30%～60%。第29頁/共95頁1.無機(jī)混凝劑的分類陽離子型陰離子型無機(jī)復(fù)合型聚合氯化鋁(PAC)聚合硫酸鋁(PAS)聚合磷酸鋁(PAP)聚合硫酸鐵(PFS)聚合氯化鐵(PFC)聚合磷酸鐵(PFP)活化硅酸(AS)聚合硅酸(PS)聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚硅酸硫酸鐵(PFSS)、聚合硅酸硫酸鋁(PASS)、聚合硅酸氯化鐵(PFSC)、聚合氯硫酸鐵(PFCS)、聚合硅酸鋁(PASI)、聚合硅酸鐵(PFSI)、聚合硅酸鋁鐵(PAFSI)、聚合磷酸鋁鐵(PAFP)、硅鈣復(fù)合型聚合氯化鐵(SCPAFC)第30頁/共95頁2.總的發(fā)展趨勢（１）由一般的無機(jī)鋁鹽、鐵鹽向高分子聚合鋁、鐵方向發(fā)展（２）聚合鋁（鐵）的主要形態(tài)向高電荷多核絡(luò)合物的方向發(fā)展（３）聚合鋁（鐵）的共存陰離子從低價到高價的發(fā)展趨勢（４）聚合鋁鐵、聚鋁（鐵）硅酸鹽絮凝劑的開發(fā)（５）以礦物、礦渣廢料為原料開發(fā)復(fù)合絮凝劑的現(xiàn)狀第31頁/共95頁三、有機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展1954年美國首先開發(fā)出商品聚丙烯酰胺絮凝劑。有機(jī)高分子絮凝劑具有用量少、絮凝速度快、受共存鹽類、pH值及溫度影響小、生成污泥量少而易處理等特點(diǎn)主要有合成和改性兩種。在合成的有機(jī)高分子絮凝劑中，聚丙烯酰胺(PAM)的應(yīng)用最多。聚丙烯酰胺有非離子型、陽離子型和陰離子型三種，它們的分子量均在600～1600萬之間。

PAM絮凝劑存在著一定量的殘余單體丙烯酰胺，不可避免地帶來了毒性，因而使其應(yīng)用受到了限制。高分子量(106以上)的聚丙烯酸鈉屬陰離子型絮凝劑，有強(qiáng)絮凝作用，而且無毒。聚丙烯酸鈉對懸浮于水介質(zhì)中的細(xì)粒子產(chǎn)生非離子性吸附，使粒子之間產(chǎn)生交聯(lián)。它對具有金屬氫氧化物這類正電荷的膠體粒子更顯示出其優(yōu)良的性能。第32頁/共95頁1．

合成高分子絮凝劑（1）向超高分子量和低單體含量發(fā)展（2）陽離子絮凝劑作為龍頭產(chǎn)品在加速發(fā)展（3）新一代合成絮凝劑的開發(fā)第33頁/共95頁2．

天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、含膠植物、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物，目前產(chǎn)量占高分子絮凝劑總量的20%。它為天然資源的利用或生產(chǎn)無毒絮凝劑開辟了新的途徑。其中最有發(fā)展?jié)摿Φ氖撬苄缘矸垩苌锖投嗑厶歉男孕跄齽?。天然高分子絮凝劑的使用遠(yuǎn)小于合成的有機(jī)高分子絮凝劑，原因是其電荷密度較小，分子量較低，且易發(fā)生生物降解而失去其絮凝活性。70年代以來，美、英、法、日和印度等國結(jié)合本國天然高分子資源，重視化學(xué)改性有機(jī)高分子絮凝劑的研制。經(jīng)改性后的天然有機(jī)高分子絮凝劑與合成的有機(jī)高子絮凝劑相比，具有選擇性大、無毒、價廉等顯著特點(diǎn)。第34頁/共95頁四、微生物絮凝劑

是指利用某些微生物分泌的高分子物做絮凝劑，如利用某種淀粉桿菌在玉米淀粉等適宜營養(yǎng)介質(zhì)下繁殖生長，把淀粉轉(zhuǎn)化為粘多糖-微生物膠，進(jìn)而將其沉淀分離而得到產(chǎn)品。

80年代后期，研究和開發(fā)出第三類絮凝劑－－生物絮凝劑。該絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過微生物發(fā)酵抽提、精制而得到的一種新型、高效、廉價的水處理劑。生物絮凝劑與普通絮凝劑相比，其優(yōu)越性：

1)易于固液分離，而且形成沉淀物少；

2)易被微生物降解，具有無毒、無害等安全性；

3)無二次污染；

4)適用性廣；

5)具有除濁和脫色性能。第35頁/共95頁第三節(jié)有機(jī)磷緩蝕劑1．ATMP與HEDP(氨基三甲叉膦酸與羥基乙叉二膦酸)2．

PBTCA（2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸）3．

HPA（羥基膦酸乙酸）4．PAPEMP(聚氨基聚醚基甲叉膦酸)5.緩蝕劑的作用機(jī)理及協(xié)同作用第36頁/共95頁分類名稱代號甲叉膦酸型氨基三甲叉膦酸ATMP乙二胺四甲叉膦酸EDTMP二乙烯三胺五甲叉膦酸DETPMP己二胺四甲叉膦酸HDTMP甘氨酸二甲叉膦酸GDMP甲胺二甲叉膦酸MADMP同碳二膦酸型1-羥基乙叉-1,1-二膦酸HEDP1-氨基乙叉-1,1-二膦酸AEDP羧酸膦酸型2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸PBTCA1,3,3-三膦酸基戊酸

雙（3-膦酸丙酸基）膦酸

4,4-二膦酸基-1,7-庚二酸

含其它原子膦酸型二乙硫醚二胺四甲叉膦酸

N’-三甲氧基丙硅烷基乙二胺N’,N-二甲叉膦酸

有機(jī)多元膦酸的分類第37頁/共95頁1.ATMP與HEDP目前使用最普遍的兩種緩蝕阻垢劑。相對于無機(jī)磷酸鹽（如聚磷酸鹽），其優(yōu)點(diǎn)是明顯的:a.較好的熱穩(wěn)定性;b.耐水解性；c.阻垢緩蝕能力。AMP的缺點(diǎn)：①對氧化性殺生劑很敏感，易分解成正磷酸鹽；②有可能加速有色金屬的腐蝕。AMP的應(yīng)用局限性：①一些較小的冷卻水系統(tǒng)（如空調(diào)冷卻水）；②增加苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑的投加量，會影響藥劑的穩(wěn)定性，因而常常需要添加劑來解決這一問題，從而會引起操作費(fèi)用的增加。③利用二價金屬離子來解決其抗氧化性的問題。第38頁/共95頁HEDPHEDP是全有機(jī)配方的主要成分。

缺點(diǎn)：①分子上的羥基易受鹵素攻擊，也可能被氧化劑所分解．②在高的鈣離子濃度下會生成微溶性的HEDP-Ca鹽。A.水的硬度有一個極限。

B.HEDP的活性含量一般被限制在5mg/LC.影響其沉淀的其它因素有pH溫度和藥劑的停留時間。第39頁/共95頁2.PBTCA

與ATMP和HEDP相比有兩大優(yōu)點(diǎn)：

①對氧化性殺生劑穩(wěn)定，可在停留時間長的系統(tǒng)中使用；

②與HEDP相比，對鈣的容忍度大大提高，可適用于更高硬度的水中。第40頁/共95頁3.HPA

為了解決全有機(jī)配方中的緩蝕問題，80年代中期開發(fā)出一種新的有機(jī)膦酸緩蝕劑---羥基膦?；宜幔℉PA），其緩蝕能力要高于HEDP和PBTCA。第41頁/共95頁4.PAPEMP(聚氨基聚醚基甲叉膦酸)第42頁/共95頁P(yáng)APEMPPAPEMP是一種優(yōu)良的碳酸鈣和硫酸鈣抑制劑。它還能很好地穩(wěn)定鋅、鐵、錳等金屬離子，且對硅垢也有良好的抑制作用，已被廣泛應(yīng)用于水的純化過程，如反滲透和多級閃蒸系統(tǒng)。美國Enron電力公司開發(fā)了以PAPEMP為主的商品名為PHREEdom系列冷卻水處理產(chǎn)品，92年用于Texas市的一座450MW的發(fā)電廠，使?jié)饪s倍數(shù)從5提高到10。第43頁/共95頁5.緩蝕劑的作用機(jī)理及協(xié)同作用預(yù)膜劑性質(zhì)特點(diǎn)鉻酸鹽、亞硝酸鹽氧化型膜致密，薄，與金屬表面結(jié)合牢固，防腐效果好。如γ-Fe2O3。聚磷酸鹽、硅酸鹽、雜環(huán)化合物沉積型膜質(zhì)地多孔，較厚，須控制沉積速度。胺類吸附型膜結(jié)合性較差，較少使用保護(hù)膜的性質(zhì)第44頁/共95頁第四節(jié)阻垢分散劑

為了不用毒性較大的重金屬進(jìn)行緩蝕，冷卻水系統(tǒng)需要在較高的pH下運(yùn)行，這時阻垢就成為一個主要矛盾。二十世紀(jì)五十年代，低分子量的聚丙烯酸作為阻垢分散劑開始進(jìn)入這個領(lǐng)域。隨著濃縮倍數(shù)的提高，要求其對碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、磷酸鎂、有機(jī)磷酸鈣以及硅酸鹽等均有抑制作用，而且能穩(wěn)定、分散氫氧化鋅、氫氧化鐵、錳的氧化物以及生物粘泥等。用于冷卻水中的聚合物就從均聚物（如聚丙烯酸、聚馬來酸）發(fā)展到共聚物，從二元發(fā)展到三元、四元聚合物，各種具有不同官能團(tuán)的單體被大量引入，形成了自己獨(dú)特的領(lǐng)域。第45頁/共95頁一、阻垢分散劑在冷卻水中的作用

作為水處理的核心藥劑之一，聚合物的主要目的不僅是防止污垢的沉積，而且對緩蝕劑功效的發(fā)揮起著重要的作用。抑制水垢的形成和分散微小垢物。抑制系統(tǒng)腐蝕是冷卻水處理的主要目的之一。大多數(shù)的聚合物本身對腐蝕沒有抑制作用，但它對緩蝕劑緩蝕作用的有效發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。

聚磷酸鹽和正磷酸鹽常用作緩蝕劑；

有機(jī)膦酸鹽易和溶液中的鈣離子形成有機(jī)磷酸鈣沉積；

鋅鹽會生成氫氧化鋅沉淀；氧化鐵和粘泥等顆粒物。第46頁/共95頁二、聚合物的研究進(jìn)展目前，人們開發(fā)的熱點(diǎn)主要集中在含磺酸鹽聚合物、含磷聚合物及其衍生物、可生物降解的聚合物。1.

磺酸鹽聚合物2．膦基聚羧酸及其衍生物3．丙烯酸與其它含膦單體共聚而成的含瞵聚羧酸型水處理劑4．可生物降解聚合物第47頁/共95頁水溶性聚合物的發(fā)展階段年代聚合物名稱1978聚丙烯酸1980聚馬來酸1983丙烯酸/馬來酸共聚物，丙烯酸/丙烯酸羥烷基脂等

1985丙烯酸/丙烯酸羥烷基脂及丙烯酸/丙烯酸羥烷基脂/丙稀酰胺等的二元、三元共聚物

1993單體帶強(qiáng)極性基團(tuán)的二元或三元共聚物（磺化苯乙烯/馬來酸、丙烯酸/2－丙稀酰胺基－2－甲基丙磺酸、丙烯酸/3－烯丙醇基－2－羥基丙基磺酸、丙烯酸/磺酸/非離子多元醇脂/丙烯酸羥烷基脂等）

1995含磷二元、三元或多元共聚物（PCA）

1998聚天冬氨酸，聚烷基環(huán)氧羧酸鹽等環(huán)境友好，易生物降解聚合物

第48頁/共95頁2．膦基聚羧酸及其衍生物

七十年代Giba-Geigy公司開發(fā)了膦基聚丙烯酸，當(dāng)時就發(fā)現(xiàn)它有較好的碳酸鈣阻垢能力。八十年代Betz公司則發(fā)現(xiàn)這類PCA與AA/HPA復(fù)配后對抑制碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣垢及分散粘泥和氧化鐵有協(xié)同效應(yīng)。八十年代后期日本伯東化學(xué)株式會社發(fā)現(xiàn)膦基聚丙烯酸與有機(jī)膦酸鹽或有機(jī)膦羧酸復(fù)配后有明顯的緩蝕增效作用。九十年代Mogul公司又發(fā)現(xiàn)膦基聚丙烯酸對CaCO3、Ca(OH)2(PO4)6特別是MgSiO3有一定的溶解能力。第49頁/共95頁P(yáng)CA

膦基聚羧酸聚合物是由一種無機(jī)單體次磷酸與其它有機(jī)單體反應(yīng)而成，PhospinoCarboxylicAcid=PCA。由Giba-Geigy公司、Nalco公司于70年代開發(fā)含磷聚合物(PCA)，表現(xiàn)出良好的性能:

優(yōu)良的阻垢分散劑，具有溶解氧化鐵的能力，膦酸基團(tuán)極大地提高了對鐵的螯合能力，使聚合物具有優(yōu)良的分散氧化鐵性能。

PCA含有膦酸基團(tuán)、羧酸基團(tuán)或磺酸基團(tuán)---阻磷酸鈣垢性能。其分解碎片POCA能夠保持PCA的分散和溶解性能。

PCA的分子量對其性能有一定影響，在比較寬的分子量范圍內(nèi)具有高的阻垢分散性能。與其它緩蝕阻垢劑復(fù)配，對CaCO3、Ca3(PO4)2、MgSiO3等垢具有很好的效果。第50頁/共95頁膦羧酸聚合物（PCA）Nalco公司將膦基聚馬來酸用于油田水處理，對硬度高達(dá)4000mg/L的油井地下水，投加量僅為1～5mg/L。另外對海水、地下水等苛刻水質(zhì)，也得到較為滿意的結(jié)果。Kelviny·Chang等對磷基聚羧酸（PCA）進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。在用壓容器對PCA熱穩(wěn)定性研究中發(fā)現(xiàn)：在600psig和3250C下PCA也有少量分解，核磁共振研究結(jié)果表明其碎片PhosphonoCarboxylicAcid(POCA)含有多種官能團(tuán)。PCA不僅在常溫、常壓下具有很好的阻垢性能且在高溫、高壓下其性能也可得到很好保持。第51頁/共95頁膦?；人?POCA)美國FMC公司開發(fā)的膦?；人幔≒OCA=phosphonocarboxylicAcid）將膦酸鹽和聚合物有機(jī)地結(jié)合在一起，具有如下結(jié)構(gòu)：其中R可以是任一常用單體，如丙烯酸酯或帶磺酸基的單體等。分子量一般在2000以上。①對碳酸鈣、磷酸鈣垢的抑制、顆粒的分散以及對鐵金屬腐蝕均具有最佳的效果。②幾乎不與氯作用。③

對鈣有較高的容忍度。POCA對CaCO3的抑制能力與PBTC大致相同，對磷酸鈣的控制、分散鐵、穩(wěn)定鋅鹽與磺酸三元共聚物相似，④陰極型緩蝕劑，具有一定的緩蝕能力。多功能的水處理藥劑。第52頁/共95頁3．含磷單體的聚羧酸型水處理劑異丙烯磷酸（IPPA)單體,分子結(jié)構(gòu)中含有羧基和膦酸基團(tuán)，具有阻垢和緩蝕功能。

CH2=C-COOHPO3H2由于IPPA單體中含有雙鍵，可聚合，也可與其它單體聚合，形成多功能的共聚物。第53頁/共95頁4.可生物降解聚合物（1）聚合天冬氨酸（2）聚環(huán)氧琥珀酸（3）聚谷氨酸第54頁/共95頁三、聚合物結(jié)垢與性能的關(guān)系

水溶性聚合物實(shí)際上是一類復(fù)雜的精細(xì)化學(xué)品，同類產(chǎn)品性能差異很大，至少有四種因數(shù)可以影響它的性能：①單體的種類及組成；②聚合物分子的排列；③聚合物分子量的大??；④聚合物分子量的分布第55頁/共95頁四、結(jié)晶學(xué)原理及阻垢機(jī)理的研究情況

結(jié)晶過程是一種在體系微區(qū)內(nèi)發(fā)生的相變過程。它可分為成核與長大兩階段。成核過程主要考慮熱力學(xué)因素，它包括兩個步驟：（1）在過飽和情況下，溶液中微溶鹽的陰陽離子將會相互碰撞，有的碰撞會產(chǎn)生胚團(tuán)。碰撞的頻率和溫度直接相關(guān)。隨著溫度的升高碰撞的頻率增大，因此形成初級胚團(tuán)的可能性增大。胚團(tuán)形成的頻率同樣隨著過飽和度的增大而增大。（2）形成的胚團(tuán)繼續(xù)與溶液中的分子碰撞。一些形成的胚團(tuán)可能會溶解而有的可能會因相互之間的碰撞或納入溶液中的離子而繼續(xù)長大，生長的胚團(tuán)最終克服能壘達(dá)到臨界值大小，而形成穩(wěn)定的晶核。此后晶核將繼續(xù)長大進(jìn)入晶體的生長階段。第56頁/共95頁對于不同的垢形，晶體的生長和膠粒的聚集傾向性不同。一般認(rèn)為，CaCO3垢是以晶體生長傾向?yàn)橹?。其晶粒呈分散狀、菱面體結(jié)構(gòu)。(Ca)3(PO4)2垢宏觀呈絮狀膠團(tuán)，微觀為非晶、多晶混合物。因此，阻垢劑的分散作用對后者尤為重要。有機(jī)磷酸與聚電解質(zhì)之間、不同分子量的聚電解質(zhì)之間、聚電解質(zhì)與非離子表面活性劑之間有明顯的協(xié)同阻垢作用。

五、阻垢劑的協(xié)同作用第57頁/共95頁第五節(jié)

殺生劑一、氧化性殺生劑二、非氧化性殺生劑三、新型殺生劑四、殺生劑的作用機(jī)理五、微生物的抗藥性六、殺生劑的協(xié)同作用七、殺生劑的應(yīng)用八、酶技術(shù)第58頁/共95頁理想的殺生劑第59頁/共95頁一、氧化性殺生劑類別

品種

氯基殺菌劑

氯氣Cl2次氯酸鈉溶液NaClO固體次氯酸鈣二氯異氰尿酸(DCCA)及三氯異氰尿酸(TCCA)二氯二甲基海因（DCDMH）1-氯-3-乙胺基-5-叔丁基胺基-均三嗪溴基殺菌劑

溴化鈉/氯氣、次氯酸鈉、臭氧、溴/氯溴穩(wěn)定性溴溶液固體釋溴物（BCDMH、BCMEH、DBDMH）溴化鈉/氯化異氰尿酸二氧化氯現(xiàn)場發(fā)生與穩(wěn)定性二氧化氯過氧化物過氧化氫與過氧乙酸臭氧現(xiàn)場發(fā)生第60頁/共95頁二、非氧化性殺生劑類別主要品種胺類化合物季銨鹽及聚季銨鹽、β-胺及β-二胺、胍類衍生物、吡啶類酚類化合物氯酚及多氯酚類有機(jī)硫化合物二硫氰基甲烷（MT）、硫代氨基甲酸鹽、硫代氰酸類化合物有機(jī)溴（鹵素）化合物溴代羥基苯乙酮、二溴次氮基丙酰胺（DBNPA）異噻唑啉酮類化合物2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮醛類化合物丙烯醛、水氧醛、戊二醛有機(jī)金屬化合物氯化三丁基錫等有機(jī)錫化合物、檸檬酸銅、甲基汞、醋酸苯汞有機(jī)膦化合物季膦鹽大蒜素

第61頁/共95頁三、新型殺生劑1.過氧乙酸

2.4,5-二氯-2-正丁基-4-異噻唑啉丁酮

3.2-硫代胺基乙基葵烷鹽酸鹽（DETA）

4.季磷鹽

5.釋放型殺生劑第62頁/共95頁四、殺生劑的作用機(jī)理殺生劑的主要作用:

阻止微生物新陳代謝的某些環(huán)節(jié)，鈍化酶的活性。具體表現(xiàn):

抑制細(xì)胞壁的合成;影響細(xì)胞膜的功能;干擾蛋白質(zhì)的合成;

阻礙核酸的合成;影響呼吸鏈等。其殺生的方式可以是可逆的（抑菌），也可以是不可逆的（殺菌）；低濃度時是抑菌，高濃度時是殺菌。一般按作用機(jī)理可將殺生劑分為氧化劑、親電子劑、溶解膜的化合物以及親電子劑等。

第63頁/共95頁

殺生劑的分類類別品種氧化劑Cl2、Br2、ClO2、H2O2、3COOOH親電子劑醛基殺生劑異噻唑啉酮二溴氮川丙酰胺（DBNPA）、二硫氰基甲烷（MBT）、2-硫代葵基乙基胺（DETA）

溶解膜的化合物季銨鹽類、雙胍類、表面活性劑親質(zhì)子劑有機(jī)弱酸、吡啶類、對苯類化合物第64頁/共95頁五、微生物的抗藥性

環(huán)境的改變會對微生物的生存有一定的影響，但是微生物也會對外界的環(huán)境產(chǎn)生主動反應(yīng)，或產(chǎn)生適應(yīng)性而賴以生存。適應(yīng)性是微生物在有害條件下能夠生存的一種能力。不同的微生物往往能適應(yīng)不同的環(huán)境條件，如對殺生劑、溫度、pH、重金屬離子等長期投加一種殺生劑1227，會使微生物細(xì)胞逐漸形成不同的結(jié)構(gòu)（如細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)）而產(chǎn)生抗藥性。另外細(xì)胞孢子也會產(chǎn)生一層蛋白質(zhì)，以保護(hù)其內(nèi)部遺傳物質(zhì)受到殺生劑的侵襲。第65頁/共95頁六、殺生劑的協(xié)同作用

殺生劑應(yīng)根據(jù)目標(biāo)有機(jī)體、致死速率或抑制和殺死活性之間的比較等來進(jìn)行選擇。由于作用機(jī)理不同的殺生劑之間存在著協(xié)同效應(yīng)，因此用影響細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能的不同殺生劑可提高殺生效率和克服抗藥性，導(dǎo)致目標(biāo)有機(jī)物的死亡和有效控制微生物。氧化性和非氧化性殺生劑的交替使用，作用機(jī)理不同的殺生劑的交替使用,不僅可降低殺生劑的使用成本，而且可提高殺生效率，另外殺生劑的濃度、投加頻率、投加方式（沖擊性投加或連續(xù)性投加）等對其使用效果均有一定的影響。第66頁/共95頁七、殺生劑的應(yīng)用最常用的控制微生物繁殖的藥品是殺生劑和生物抑制劑.殺生劑的作用是殺死生物體,而生物抑制劑的作用是抑制生物的生長和繁殖.為了發(fā)揮生物抑制劑的作用,水中必須保持藥品剩余濃度。藥品濃度越高，所需時間越短。間歇處理或沖擊處理的原則是允許微生物繁殖一定的時間，然后進(jìn)行沖擊處理。微生物生長和清除的周期隨不同的系統(tǒng)而改變，甚至采用同一水源的各個系統(tǒng)也不盡相同。第67頁/共95頁正確選擇適宜的處理方法，首先應(yīng)查明已經(jīng)發(fā)生的或預(yù)計要發(fā)生的問題。應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對沉積物進(jìn)行分析，必須研究它們的來源、形成速度以及消除這些沉積物的重要性。在運(yùn)行的系統(tǒng)中?？刹捎迷囼?yàn)換熱器和試驗(yàn)掛片，幫助對系統(tǒng)進(jìn)行評價。處理費(fèi)用是選擇處理方法的主要依據(jù)。影響因素有：藥品種類、投藥設(shè)備、運(yùn)行操作所需的人工、對系統(tǒng)可能產(chǎn)生的不利影響、排污水的水質(zhì)。安全和管理等。第68頁/共95頁

微生物控制程序

第69頁/共95頁

殺菌劑的投加方式

第70頁/共95頁第六節(jié)反滲透阻垢藥劑一、引起膜污染的原因：無機(jī)物的沉積（結(jié)垢）：膜表面鹽濃度升高（濃差極化現(xiàn)象），當(dāng)成垢鹽的濃度超過其飽和濃度時就會發(fā)生結(jié)垢，使得消耗的能量增大。顆粒物的沉積（膠體污染）：由于進(jìn)水中常含有大量的硅酸膠體，前端的過濾處理無法脫除，增加了溶質(zhì)的傳質(zhì)阻力，且有形成硅酸鹽垢的不利因素。

有機(jī)分子的吸附（有機(jī)污染）：油和烴類微生物的粘附及生長（生物污染）：進(jìn)水中含有微生物和膜的較大的表面積。第71頁/共95頁二、結(jié)垢及其控制按照結(jié)垢的順序有：碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化硅絡(luò)合物、硫酸鋇、硫酸鍶、氟化鈣。而鋁、鐵或錳的氫氧化物一般應(yīng)在預(yù)處理時沉淀析出，因而不會在膜上結(jié)晶。避免結(jié)垢：化學(xué)轉(zhuǎn)化，排除有害物質(zhì)或?qū)ζ溥M(jìn)行穩(wěn)定化處理；確定極限水質(zhì)條件采用接種技術(shù)：針對開式管道膜組件。1.碳酸鈣垢：最常見的垢。抑制方法有軟化法、加酸、阻垢劑。通常根據(jù)所選用的膜、水的硬度、最終水的性能及處理的費(fèi)用而定。第72頁/共95頁2.阻垢劑和分散劑

最早采用聚磷酸鹽（如六偏磷酸鈉SHMP）?，F(xiàn)在多使用有機(jī)抑垢劑，可在LSI超過2時使用。若原水的鈣含量及堿度不很高，且pH值小于8.0，則不用軟化器或加酸就可能用RO處理水，這種方法的優(yōu)點(diǎn)有：避免了與加酸或鹽相關(guān)的費(fèi)用、環(huán)境及貯放等問題，產(chǎn)品水水質(zhì)稍好。這些化合物能保持沉淀物懸浮于水中而遠(yuǎn)離膜。分散劑在防止過濾器未能有效地去除的淤泥固在膜上也是起作用的，甚至使金屬氫氧化物的絮狀物進(jìn)一步短列。通常在筒式過濾器之后、高壓泵之前投至RO進(jìn)料水。第73頁/共95頁三、進(jìn)料水的預(yù)處理添加殺生劑:過氧化氫、次氯酸鹽、過乙酸、甲醛、焦亞硫酸鈉、二溴氮川丙酰胺等絮凝、沉淀、沉降：粒狀活性炭吸附：吸附干擾RO過程的有機(jī)物，但也是微生物的污染源過濾器或微過濾器：截留細(xì)菌和減少它們進(jìn)入RO膜組件，但不能防止生物薄膜的發(fā)展；添加阻垢劑：SHMP含有大量的細(xì)菌，且正磷酸鹽提供了無機(jī)營養(yǎng)物。因此需和消毒劑（偏硫酸氫鈉）聯(lián)合使用。第74頁/共95頁四、清洗用化學(xué)品構(gòu)成覆蓋層的物質(zhì)清洗劑條件含鈣結(jié)垢金屬氫氧化物無機(jī)膠質(zhì)檸檬酸1%-2%，用氨水調(diào)節(jié)pH為4含鈣結(jié)垢EDTA1%-2%，氨水或NaOH調(diào)節(jié)pH為7有機(jī)污垢細(xì)菌陰離子表面活性劑0.1%-1%，H2SO4或NaOH調(diào)節(jié)pH為7細(xì)菌甲醛0.1%-1%第75頁/共95頁第七節(jié)環(huán)境友好化水處理藥劑一、當(dāng)前水處理藥劑的發(fā)展趨勢二、綠色化學(xué)及評價三、有機(jī)物生物降解性評價指標(biāo)四、快速的實(shí)驗(yàn)室測試方法五、天然化合物的提取物六、合成的環(huán)境友好的水處理劑第76頁/共95頁一、水處理藥劑的發(fā)展趨勢國外的水處理化學(xué)品趨向于開發(fā)和使用對環(huán)境安全無害的綠色產(chǎn)品。有機(jī)磷緩蝕阻垢劑從最早的含磷量較高的HEDP、ATMP到低磷的PBTCA、DTPMP，再發(fā)展到PAPEMP等具有優(yōu)異性能的緩蝕阻垢劑。有機(jī)膦酸鹽和磷酸酯作為阻垢劑已廣泛地使用，但其中許多系統(tǒng)的藥劑對環(huán)境的毒性較大，這些化學(xué)物質(zhì)正被新的、低毒的有機(jī)磷化合物所替代，如HPA（羧基羥基甲叉膦酸）、O,O-二丁基磷酸二硫酸等。第77頁/共95頁因此，許多化學(xué)公司也在此基礎(chǔ)上開發(fā)低毒、易生物降解的阻垢緩蝕劑，以滿足環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。綜合考慮政治、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等因素，以綠色化學(xué)品和污染防治的原理和思路來開發(fā)新型的不含磷的水處理藥劑及其相應(yīng)的水處理方案勢在必行，具有深遠(yuǎn)的意義。第78頁/共95頁二、綠色化學(xué)及評價

綠色、低毒化的產(chǎn)品是大多數(shù)緩蝕劑開發(fā)商的目標(biāo)，但是，什么是“綠色化學(xué)”還沒有形成統(tǒng)一的概念。美國環(huán)保署把它定義為“在分子標(biāo)準(zhǔn)上來說是無污染的，是為了降低和消除對人健康或環(huán)境有害的一系列化學(xué)品的使用和形成的化學(xué)品。”

第79頁/共95頁1.環(huán)境標(biāo)志是指依據(jù)有關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)和規(guī)定，由國家指定的機(jī)構(gòu)確認(rèn)并頒發(fā)的一種標(biāo)志。是以特殊的標(biāo)識告知消費(fèi)者某種商品是否符合環(huán)境保護(hù)的要求，是否無害于生態(tài)環(huán)境。她蘊(yùn)含了一種信息，即環(huán)境保護(hù)管理觀念的革新，即從尾部控制轉(zhuǎn)向全過程控制的變革。1978年德國開始實(shí)行的“蘭色天使”計劃；1988年加拿大、美國、日本開始實(shí)施；1991年法國、瑞士、芬蘭、奧地利；1992年新加坡、馬來西亞、臺灣；--作為非關(guān)稅壁壘。1994年我國成立環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證委員會。產(chǎn)品有六類：不使用氟里昂、無毒害物質(zhì)涂料、可回收再用的衛(wèi)生紙、車用無鉛汽油、真絲綢、無汞鎘鉛電池。第80頁/共95頁2.新化學(xué)品的健康安全和

環(huán)境影響的定量評估一個主要的原油供應(yīng)公司描述預(yù)期的新化學(xué)品（包括緩蝕劑）所做的健康、安全和環(huán)境影響的定量評估的過程。它包括四個相關(guān)部分。Purinon所說的系統(tǒng)考慮到了以下標(biāo)準(zhǔn)，把它們分為0～4四個級別（附“積分”），“0”級是最好的級別。A．全球“限制使用”的情況B.物理化學(xué)性質(zhì)C.環(huán)境表現(xiàn)D.暴露的危害第81頁/共95頁3.總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎1995年3月16日，克林頓總統(tǒng)宣布一項(xiàng)志愿合作計劃，以推動綠色化學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同年10月設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”，該獎項(xiàng)的設(shè)立是為了重視和支持那些基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性的綠色化學(xué)技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)該計劃，綠色化學(xué)被定義為利用化學(xué)原理和方法削減或消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計、制造與應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，使所設(shè)計的化學(xué)產(chǎn)品或過程更加環(huán)境友好。它包括反應(yīng)條件在內(nèi)的所有方面，認(rèn)可并提倡以下的綠色化學(xué)方法：綠色化學(xué)的合成途徑：催化或生物催化、自然過程（光化學(xué)和生物分子合成）、使用無毒且可更新的替代原料（生物質(zhì)）。綠色化學(xué)的反應(yīng)條件：使用對健康和環(huán)境影響小的溶劑、增加反映條件的選擇性并減少產(chǎn)生的廢物量和廢氣排放量?；瘜W(xué)品的設(shè)計要具有：比當(dāng)前所用的化學(xué)品的毒性小、發(fā)生以外事故時更為安全。第82頁/共95頁三、有機(jī)物生物降解性評價指標(biāo)有機(jī)物生物降解性評價指標(biāo)是衡量有機(jī)物生物降解難易程度的量度。對不同的評價方法，應(yīng)根據(jù)其實(shí)驗(yàn)測定原理選擇適當(dāng)?shù)脑u價指標(biāo)。有機(jī)物在生物降解過程中，許多參數(shù)(特性參數(shù)和非特性參數(shù))會發(fā)生變化，每個參數(shù)的改變都可在一定程度上表示有機(jī)物的生物降解性。因此，降解過程中參數(shù)的變化可以用來表示有機(jī)物生物降解性的評價指標(biāo)。非特性參數(shù)特性參數(shù)第83頁/共95頁3.生物降解測試標(biāo)準(zhǔn)方法與降解要求

歐洲經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)、美國試驗(yàn)和材料協(xié)會(ASTM)、瑞士聯(lián)邦材料和試驗(yàn)所(EMPA)、日本國際貿(mào)易工業(yè)部(MITI)均建立了自己的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)降解產(chǎn)物的不同可分為初級降解、部分降解和完全降解三種類型。目前生物降解性能測定一般經(jīng)過逐級篩選，有快速生物降解試驗(yàn)、固有生物降解性試驗(yàn)和模擬試驗(yàn)?？焖俳到庑栽囼?yàn)是受試物在限定時間內(nèi)與接種生物接觸，測定其降解能力；固有生物降解性試驗(yàn)為在最佳試驗(yàn)條件下，受試物長時間與接種物接，觸測定受試物的生物降解潛力；模擬試驗(yàn)則是模擬實(shí)際環(huán)境中生態(tài)因子的條件，測定受試物的生物降解性。第84頁/共95頁五、天然化合物的提取物作為阻垢緩蝕劑使用的天然高分子歷史較為悠久，具有環(huán)境友好、無毒無公害的特點(diǎn)。但由于其應(yīng)用過程中存在性能不穩(wěn)定、會加速微生物繁殖等缺點(diǎn)，目前應(yīng)用尚不夠廣泛。目前研究的主要品種主要有葡萄糖酸鈉、淀粉、單寧、木質(zhì)素等[5]。目前，人們發(fā)現(xiàn)從天然植物中獲得的提取液由于存在一些性質(zhì)優(yōu)良的緩蝕有效成分，因而成為研究的熱點(diǎn)