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水处理药剂发展及分类

 

水处理药剂发展及分类

从全国情况看,目前我国城市缺水严重,城市缺水问题已经造成严重的经济损失已经社会的环境问题。缺水的城市将会由目前集中的东北、华北、西北地区级东部沿海城市逐渐的想全国各地区蔓延。开发新水源、节约用水和污水治理就具有同等重要的意义了。那么大力发展水处理药剂对污水处理、节约用水就起着极其重要的作用。
  我国目前大多数城市的地下水都受到了一定程度的污染,并且这样的污染还在持续的逐年加重中。面对日趋严重的水污染,我国卫生部宣布从2012年7月1日起,《生活饮用水卫生标准》将在全国强制实施,饮用水监测指标将从目前的35项提高到106项。新标准与现在实行的1985年版本相比,加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求,对于砷、铅、铬这些重金属类的指标限制规定到最低,基本实现了饮用水标准与国际接轨。随着标准实施日期的临近,媒体对“新国标”表现得十分关注。水污染不仅仅降低了水体的使用功能,它进一步的加剧了水资源短缺的矛盾,也对我国正在实施的可持续发展的战略带来了非常严重的影响,而且还严重的威胁到大众的身体健康和人们的安全用水问题。
  水处理药剂属于精细化工的范畴,相对于我们日常中常用的化学品,它具有精细化学品的许许多多的特性,比如因生产规模小所以建厂设备投资较少,产量也很少;产品多种多样,产品种类更新换代较快;附加的产值较大;必不可少的技术服务;很多产品,特别是复配产品,具有很强的专用性。
  现在市面上,水处理药剂的品种主要有:有机絮凝剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂等几大类。我们下面就简单介绍下这几类水处理药剂:
1、有机絮凝剂:
  有机絮凝剂中分为4类:合成高分子絮凝剂、天然高分子改性絮凝剂、微生物絮凝剂和多功能水处理剂。合成高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物。天然高分子改性絮凝剂包括淀粉、纤维素、含胶植物、多糖类和蛋白质等类别的衍生物,目前产量约占高分子絮凝剂总量的20%,微生物絮凝剂是指利用某些微生物分泌的高分子物质作絮凝剂。国内中科院微生物研究所等单位已有良好的研究成果。
2、杀菌灭藻剂:
  目前常用的水处理杀菌灭藻剂主要有两大类,即氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂。氧化型杀菌剂中应用最广泛的是氯及其制品,如NaOCl、Ca(OCl)2等,近年来ClO2和氯胺的应用有所增加,臭氧和溴化物的应用也值得重视。另一类为非氧化型杀菌剂,目前国内使用较普遍的是季铵盐如十二烷基二甲基苄基氯化铵,其商品名称为“1227”。二硫氰基甲烷和戊二醛是另外两类常用的非氧化型杀菌剂。
3、无机凝聚剂:
  作为低分子的无机凝聚剂,硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁在水处理中仍具有较大的市场。无机高分子凝聚剂是一类新型的水处理药剂。近几年,无机凝聚剂发展迅速,目前主要品种有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铁(PFC)几种。前3种都有定型产品,聚合氯化铁尚处于研制开发阶段。复合型无机高分子凝聚剂的开发是近年来发展的明显趋势,开发的复合品种很多,如阴离子复合型(如PAC中引入SO42-、PFS中引入氯根等),阳离子复合型(如PAC中引入Fe3+等),多种离子复合型(铁、硫酸根、氯根的复合),无机-有机复合型(PAC与聚丙烯酰胺复合)等,如聚合氯化硫酸铁、聚合铝硅、聚合铝磷,聚合铝铁等。
4、缓蚀剂:
  无机盐类是相当重要的一类缓蚀剂品种。目前采用的铬系、磷系、锌系、硅系、钼系、钨系和全有机配方,系分别指在配方中采用了铬酸盐、磷酸盐、硫酸锌、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐和有机膦酸盐。全有机配方则不采用无机盐,特别是重金属无机盐,以降低药剂对环境的污染。在全有机配方中常以有机膦酸盐作缓蚀剂。芳香唑类是用于铜及其合金的缓蚀剂,国内常用的是苯并三氮唑和巯基苯并三唑。
5、阻垢剂:
  70年代以来,我国在引进和消化吸收基础上开发和应用的水处理阻垢剂主要有两类,一类是有机膦酸盐如HEDP(羟基亚乙基二膦酸盐)、EDTMP(乙二胺四亚甲基膦酸盐)以及ATMP(氨基三亚甲基膦酸盐)等。另一类是聚羧酸如PAA(聚丙烯酸)、HPMA(聚马来酸酐)等水溶性聚合物。在水溶性聚合物或共聚物中,还有一个分支,即含磷聚合物。
在国外,目前已经形成了“水处理工业”这一概念。水处理工业可以分为:产品制造、服务和系统建设三个部分。其中,产品制造包括水处理设备和水处理药剂制造,系统见着质水处理过程建设,服务指的就是提供水处理技术的服务。通常,水处理药剂制造商也是服务商。
目前认为小分子季铵盐的杀菌机理包括六个过程:①吸附至菌体表面。通过静电力、氢键或分子间力等作用吸附在菌体上;②通过渗透扩散作用穿过细胞壁,其疏水端镶嵌在细菌表面,对细菌产生窒阻效应,使有毒物质排谢受到阻碍,故使细胞壁上蛋白质变性;③表面活性剂穿透细胞壁,粘连到细胞膜上;④细胞膜由双层磷脂分子构成,磷脂分子的亲水端与表面活性剂的亲水基发生作用,改变了膜的通透性;⑤随着浓度的递增,表面活性剂逐渐增溶细胞膜,直到磷脂接触到表面活性剂的疏水基,造成内溶物如K+、DNA、RNA等物质的泄漏;⑥浓度更大时,表面活性剂将穿透细胞膜,与细胞内溶物作用导致菌体死亡。

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