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1、萊特萊德 KIGHTLEDER 水處理藥劑綠色化發(fā)展中，無毒、無害、易生物降解都是方向。最典型的綠色水處理藥 劑是近年來國內(nèi)外開發(fā)的分散阻垢劑聚天冬氨酸 （PASP）。PASP是合成的一種生物高分子。 有良好的生物相溶性和可生物降解性。 毒理學(xué)的研究揭示出聚天冬氨酸 （PASP）無毒、無敏感 或無突變的效果。絮凝劑，水處理藥劑，殺生劑 水處理藥劑的應(yīng)用和發(fā)展 1、 前言 水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中必需的化學(xué)藥劑， 通過使用這些化學(xué) 藥劑，可使水達到一定的質(zhì)量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、 減少泡沫、減 少與水接觸的材料腐蝕、 除去水中的懸浮固

2、體和有毒物質(zhì)、 除臭脫色、軟化水質(zhì)等。目前由 于世界各國用水量急劇增加，同時各種環(huán)保法規(guī) （水凈化法）相繼制定，而且要求日益嚴(yán)格， 所以對于各類高效的水處理藥劑增長很快。 在我國，與日益嚴(yán)峻的水資源危機矛盾的是水處 理藥劑的生產(chǎn)能力很低， 質(zhì)量也得不到保證， 所以加快我國水處理藥劑這一環(huán)保材料產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展迫在眉睫。 水處理藥劑包括絮凝劑、 緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑、分散劑、清洗劑、預(yù)膜劑、消泡劑、 脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂等。本文將對絮凝劑和殺生劑作系統(tǒng)地介紹。 2、 絮凝劑 絮凝技術(shù)的關(guān)鍵是絮凝劑的選擇。絮凝劑可分為無機、有機和微生物絮凝劑。 2.1、無機絮凝劑

3、無機低分子絮凝劑有氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。其聚集速度慢，形成的絮狀 物小，腐蝕性強，在水處理過程中存在較大的問題，而逐漸被無機高分子絮凝劑所取代。 無機高分子絮凝劑是在傳統(tǒng)鋁鹽、 鐵鹽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的水處理劑， 價格 較低廉，凈水效果好。 聚合氯化鋁（PAC）的混凝性能好，生成的磯花大，投藥量少，效率高，沉降快，適合水 質(zhì)范圍較寬。主要用于飲用水和工業(yè)給水的凈化。 同時還能用于去除水中所含的鐵、錳、鉻、 鉛等重金屬，以及氟化物和水中含油等，故可用于處理多種工業(yè)廢水。 聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種新型的無機高分子凈水劑， 產(chǎn)品中鋁鐵二者的配比是可調(diào)的， 以適應(yīng)

4、不同水質(zhì)的需求，已分別在石化、鋼鐵、煤炭工業(yè)等廢水的凈化處理中得到應(yīng)用。 結(jié) 果表明，該藥劑質(zhì)優(yōu)、價廉，是一種新型、高效、穩(wěn)定的凈水劑，具有廣泛的應(yīng)用前景。有 人通過實驗比較得出 PAFC的凈水效果稍好于 PAC但PAFC加藥成本比PAC少得多。 聚合硫酸鐵具有良好的絮凝和吸附作用, 廣泛應(yīng)用于原水，飲用水、自來水、工業(yè)用水、 工業(yè)廢水及生活污水的處理。聚合硫酸鋁 (PAS)是一種使用最廣的混凝劑，主要用于飲用水 和工業(yè)用水的凈化處理。 聚硅酸鹽是在聚硅酸及傳統(tǒng)的鋁鹽、 鐵鹽基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。高度聚合的硅酸與金屬離 子一起可產(chǎn)生良好的混凝效果。 通過把金屬離子的電中和能力和聚硅酸的吸

5、附架橋能力結(jié)合 在一起，使復(fù)合產(chǎn)物具有較強的電中和與吸附架橋作用， 達到更好的凈水效果。 它們的絮凝 脫穩(wěn)性能遠超過聚硅酸和聚金屬離子， 同聚硅酸相比，不但提高了穩(wěn)定性， 且增加了電中和 能力；同聚金屬離子相比，則增強了粘結(jié)架橋性能。以聚合硅酸硫酸鋁 (PASS)、聚硅氯化鋁 (PASC)和硅鐵復(fù)合無機高分子絮凝劑為代表的復(fù)合無機高分子絮凝劑， 成功應(yīng)用在給水、工 業(yè)廢水以及城市污水的各種流程中，現(xiàn)已成為主流絮凝劑。 但是，無機高分子絮凝劑的相對分子質(zhì)量和粒度以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很 多，且存在對進一步水解反應(yīng)的不穩(wěn)定性問題。 22有機高分子絮凝劑 與無機絮凝劑相比，合

6、成有機高分子絮凝劑用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質(zhì) pH及環(huán)境溫度影響小，生成污泥量也少 ；而且有機高分子絮凝劑分子可帶一 COO — NH—、 SO3 — OH等親電基團，可具鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)，利于污染物進入絮體，脫色性好。一 般有機絮凝劑的色度去除較無機絮凝劑高 20%左右.目前應(yīng)用較為廣泛的是聚丙烯酰胺類。 它能適應(yīng)多種絮凝對象，用量少，效率高，生成的泥渣少，后處理容易。常與其它無機絮凝 劑復(fù)配，如與氯化鋁的復(fù)配使用。 但合成高分子絮凝劑其單體或水解、降解產(chǎn)物常常有毒，如聚丙烯酰胺 (PAM)的單體， 有神經(jīng)毒性和致畸、致癌、致突變的“三致”效應(yīng)。 2.3微生物絮凝劑

7、微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)， 從微生物或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高 效、能自然降解的新型水處理劑，至今發(fā)現(xiàn)具有絮凝性的微生物已超過 17種，包括霉菌、 細菌、放線菌和酵母菌等。它分為： (1) 直接利用微生物細胞的絮凝劑，如某些細菌、霉菌、放線菌和酵母，他們大量存在 于土壤、活性污泥和沉積物中 ； (2) 利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑，如酵母細胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)和 N-乙酰葡萄糖胺等成分； （3）利用微生物細胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑，微生物細胞分泌到細胞外的代謝產(chǎn)物是細胞的 莢膜和粘液質(zhì)，除水外，其主要成分為多糖及少量多肽、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物。其中多 糖在某種

8、程度上可用做絮凝劑。 迄今為止，發(fā)現(xiàn)的絮凝效果最好的微生物絮凝劑是紅平諾卡氏菌 N0C-1?？捎糜谛螽a(chǎn)廢 水處理，膨脹污泥的沉降及紙漿廢水 （黑液）顏料廢水等有色廢水的脫色，效果顯著。 雖然，對微生物絮凝劑的研究屢有報道， 但大多處于實驗室研究階段， 未走向工業(yè)應(yīng)用。 我國這方面的起步較晚，目前的研究僅限于菌種篩選。 成都生物研究所分離篩選初步獲得 6株微生物絮凝劑產(chǎn)生菌，用其發(fā)酵離心上清液對造 紙黑液，皮革廢水，偶氮染料廢水，硫化染料廢水，電鍍廢水，彩印制板廢水，石油化工廢 水，造幣廢水及藍黑水，碳素墨水等進行的絮凝試驗表明，廢水固液分離效果良好， COD去 除率55%— 98

9、%懸浮物，色度、濁度去除率 90%以o 上海大學(xué)環(huán)境科學(xué)系在污水處理廠的回流污泥及底泥中分離， 篩選出3株絮凝劑產(chǎn)生菌? 該菌株所產(chǎn)培養(yǎng)液可使土壤懸液濁度去除率達 99%以上，使堿性染料廢水 COD去除率為70% 左右，色度去除為 92%左右。絮凝劑，水處理藥劑，殺生劑 目前，絮凝劑正向價廉實用、 無毒高效的方向發(fā)展。 有機高分子絮凝劑將逐漸取代目前 被廣泛使用的無機絮凝劑， 另一方面，微生物絮凝劑具有使用穩(wěn)定性、 安全性、高效性及低 耗性。是當(dāng)今最具發(fā)展前途的絮凝之一。 所以，未來的發(fā)展不僅要開發(fā)新型廉價高效的微生 物絮凝劑，還要研究微生物絮凝劑與其他絮凝劑的配合使用。 已有試驗

10、表明，二者配合使用， 可以互補，不僅可以提高絮凝效率，而且還可降低投加量。 3、殺生劑 殺生劑是在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中， 用以殺死微生物（菌藻）以阻止其大量繁殖致使冷卻水系 統(tǒng)中的金屬設(shè)備發(fā)生腐蝕及事故， 影響正常運行的水處理藥劑。根據(jù)殺生機制分為氧化性殺 生劑和非氧化性殺生劑。 3.1氧化性殺生劑 氯氣是一種強氧化性殺生劑， 其殺菌力強，價格低廉，使用較簡單，是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛 的殺生劑之一。但不適于堿性水處理。 另外，它可能與水中有機物生成致癌物三鹵甲烷， 因 而限制了它的應(yīng)用。于是溴類、臭氧、二氧化氯相繼為人們所重視。 溴類殺生劑主要有溴化鈉、溴化海因、活性溴、溴化丙酰胺等。溴

11、化丙酰胺是近年來開 發(fā)出的一類氧化性殺生劑，其中 2, 2-二溴-3-氮川丙酰胺是一種非常有效的廣譜殺生劑。 隨著冷卻水pH值和溫度的升高，它的半衰期迅速變短，對環(huán)境污染小。 臭氧具有十分優(yōu)良的殺菌活性， 剝離粘泥作用較強，同時還兼具緩蝕阻垢作用，用它處 理循環(huán)冷卻水，其濃縮倍數(shù)可達 30?50。但由于成本較高，目前還未被廣泛采用。 二氧化氯對細胞壁有較強的吸引和穿透能力， 它對冷卻水中存在的主要危害菌種如異養(yǎng) 菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌等都有很好的殺滅作用。它的特點是用量少、高效、快速、藥效 持續(xù)時間長。如2mg/L的二氧化氯作用30s后就能殺死近100%的微生物；在pH為8.6 ,

12、活菌 數(shù)達71萬個/ml的水中投加0.5mg/L的二氧化氯作用12h后，對異養(yǎng)菌的殺菌率保持在 99% 以上。另外，它能不受 pH的影響，不與水中氨、有機胺類及酚類反應(yīng) ；不僅能殺死微生物， 而且能分解殘留的細胞結(jié)構(gòu)，具有殺孢子和殺病毒的作用 ；適用于堿性水處理，對環(huán)境沒有 威脅。在我國，以前由于它的不穩(wěn)定性限制了其推廣應(yīng)用。 近年來，一些廠家已先后批量生 產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯，南京某公司還推出了化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器，其設(shè)計獨特，操作簡便， 安全可靠。用二氧化氯取代氯氣作為工業(yè)循環(huán)冷卻水的殺生劑具有很多的優(yōu)越性， 特別是對 于合成氨廠，化工廠和煉油廠的冷卻水系統(tǒng)，由于系統(tǒng)中有機物和氨的含量

13、高，需氯量大， pH值偏堿性，用二氧化氯取代氯氣可以取得更好的經(jīng)濟、環(huán)境效益。 3.2非氧化性殺生劑 非氧化性殺生劑種類較多，應(yīng)用較早的氯酚類因毒性大， 易污染水體，漸漸被棄之不用。 有機胺類使用也極少。 二硫氰基甲烷是使用較早的有機硫化物殺生劑。 對于抑制藻類、真菌和細菌，尤其是硫 酸鹽還原菌十分有效。但不適宜在堿性冷卻水系統(tǒng)中使用。 異噻唑啉酮是一類較新的有機硫化物殺生劑。 該類殺生劑是通過斷開細菌和藻類蛋白質(zhì) 的鍵而起殺生作用的， 濃度為0.5mg/L時，即能有效地抑制冷卻水系統(tǒng)中的藻類、 真菌和細 菌，具有廣譜高效、作用時間長 (0.5mg/L的加入量，使用5周后仍有效

14、)、低毒、pH使用范 圍廣、配伍性混溶性好、不起泡沫，并能阻止粘泥生成等優(yōu)點。 國外已廣泛應(yīng)用于冷卻水處 理中。 季銨鹽殺生劑因其成本低， 毒性小，且兼具緩蝕性。故得到廣泛的應(yīng)用， 但使用中還存 在易產(chǎn)生抗藥性、費用增加，起泡，加重腐蝕等問題。鑒于此，新合成的十六烷基辛基二甲 基溴化銨(168)和十六烷基癸基二甲基溴化銨 (1610)兩種雙烷基季銨鹽，改變了季銨鹽的表 面活性和分子穩(wěn)定性，它產(chǎn)生的泡沫少，殺生活性也得以提高。 戊二醛具有高效廣譜的殺菌滅藻作用， 對生物粘泥也有一定的剝離作用。 美國聯(lián)合碳化 物公司生產(chǎn)了系列戊二醛水處理殺生劑 A515、A525、A530等，試驗證明

15、，A515對異養(yǎng)菌等 具有明顯的殺生作用，且藥效持續(xù)時間長，72h后殺菌率仍有90鳩上;它適用于堿性水處理， 與磷系藥劑具有良好的配伍性。武漢某公司近年推出戊二醛系列用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)， 效果 明顯。在對冷卻水的推薦使用濃度下， 戊二醛幾乎沒有毒性， 它的水溶液本身會發(fā)生生物降 解。隨著社會環(huán)保意識的加強，戊二醛類殺生劑將大有發(fā)展前途。 開發(fā)新型殺生劑，要考慮價格、毒性，使用安全性，貯存穩(wěn)定性、微生物耐藥性等因素 外，還應(yīng)考慮殺生劑的復(fù)配間的協(xié)同效應(yīng)， 復(fù)配在一起，既能增強殺生能力，又能降低加藥 量。 4、水處理藥劑的發(fā)展方向 4.1專用水處理藥劑的開發(fā) 為了滿足不同廢水系統(tǒng)（

16、如造紙廢水、印染廢水、食品加工廢水等 ）的需要，專用性強， 針對某一類化學(xué)物質(zhì)的品種的研制與開發(fā)勢在必行。 4.2多功能水處理藥劑的開發(fā) 多功能水處理劑是水處理藥劑研究的一個重要方面， 這類新型水處理技術(shù)的出現(xiàn)， 將開 拓水處理劑的生產(chǎn)和應(yīng)用范圍，對化學(xué)法處理工業(yè)水的發(fā)展有重大的促進作用。 這方面的研究主要有： 緩蝕-阻垢劑、絮凝-緩蝕劑、絮凝-殺菌劑、絮凝-殺菌-緩蝕劑、 絮凝-緩蝕-阻垢劑等。 4.3綠色水處理藥劑的發(fā)展 水處理藥劑綠色化發(fā)展中， 無毒、無害、易生物降解都是方向。 最典型的綠色水處理藥 劑是近年來國內(nèi)外開發(fā)的分散阻垢劑聚天冬氨酸 （PASP）。PASP是合成的一種生物高分子。 有良好的生物相溶性和可生物降解性。 毒理學(xué)的研究揭示出聚天冬氨酸 （PASP）無毒、無敏感 或無突變的效果。 4.4高性價比的水處理藥劑的開發(fā) 目前高性能的藥劑價格普遍偏高， 可通過尋找價廉易得的原料研制出高性能產(chǎn)品， 也可 通過加強對復(fù)配技術(shù)的研究， 即添加廉價輔助劑，減少藥劑的實際用量，同時保持凈水效能 而達降低成本的目的。絮凝劑 ，水處理藥劑，殺生劑