水處理化學(xué)品概況.doc

水處理化學(xué)品概況水處理化學(xué)品又稱水處理劑，在70年代，也有人稱它為水質(zhì)穩(wěn)定劑，主要指工業(yè)水處理所用的化學(xué)藥品，包括冷卻水、鍋爐水和油田用水等工業(yè)水處理用的阻垢劑、緩蝕劑、分散劑、殺菌滅藻劑、消泡劑、絮凝劑、除氧劑、污泥調(diào)節(jié)劑和螯合劑等。原水和污水處理用的凝聚劑和絮凝劑也包括在水處理化學(xué)品中。此外，活性炭和離子交換樹脂也是重要的水處理化學(xué)品。在國外的統(tǒng)計(jì)資料中，水處理劑包括以下三類產(chǎn)品：1.通用化學(xué)品：原指用于 水處理的無機(jī)化工產(chǎn)品，如硫酸鋁等。2. 專用化學(xué)品：包括活性炭、離子交換樹脂和有機(jī)聚合絮凝劑(如聚丙烯酰胺、聚胺和聚季銨鹽)等；3.配方化學(xué)品：包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑和燃燒助劑等。全世界水處理劑銷售額1992年為28.37億美元(不包括活性炭、離子交換樹脂、燃燒添加劑及一般無機(jī)凝聚劑)，其中美國為14.79億美元，西歐4.83億美元，日本5.75億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 美國有500多家從事水處理劑生產(chǎn)及服務(wù)的公司，它們以技術(shù)服務(wù)為主。西歐水處理市場主要受美國公司控制，西歐各國只有少數(shù)的水處理公司。西歐的有機(jī)聚合物絮凝劑，特別是聚丙烯酰胺產(chǎn)品具有一定優(yōu)勢，加之美國粉未產(chǎn)品的生產(chǎn)能力不足，其市場大部分被西歐公司占領(lǐng)，另外西歐幾家公司還從日本廠家手中奪走了韓鮮和中東部分市場。日本從事水處理劑生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)的公司也很多，其中與冷卻水處理劑制造和技術(shù)服務(wù)有關(guān)的公司就有20多家。我國水處理技術(shù)起始于50年代，從原蘇聯(lián)引進(jìn)化工技術(shù)的同時(shí)已開始使用無機(jī)磷酸鹽作水處理劑。70年代在引進(jìn)大化肥裝置同時(shí)開始引進(jìn)水處理技術(shù)，主要是引進(jìn)美國貝茲公司的技術(shù)，80年代初又從美國Nalco公司引進(jìn)了磷酸酯水處理技術(shù)和從日本栗田公司引進(jìn)T-225堿水處理配方。在此基礎(chǔ)上，我國處行開發(fā)了國產(chǎn)化的水處理技術(shù)和水處理劑，污水處理技術(shù)從60年代一級(jí)處理開始，目前大多采用二級(jí)處理，絮凝劑和凝聚劑從50年代即已開始生產(chǎn)，但在60年代才應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，80年代開發(fā)了許多新型藥劑。我國有機(jī)絮凝劑的生產(chǎn)以聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品為主，品種以非離子和陰離子型為主，陽離子型產(chǎn)品很少。其中產(chǎn)量較大，品種較多的生產(chǎn)廠是廣州南中塑料廠。到2000年，各種水處理劑除個(gè)別品種在制備技術(shù)上有所突破外，現(xiàn)已生產(chǎn)應(yīng)用的品種仍占主導(dǎo)地位。各類品種的平均年增長率將在5%-6%左右。國內(nèi)外水處理主要品種國外主要品種 國內(nèi)是否生產(chǎn)有機(jī)磷酸鹽(酯) ATMP 氨基三甲叉磷酸 HEDP 羥基乙叉二磷酸(鈉) EDTMP 乙二胺四甲叉磷酸 AEDP 乙脒基乙叉二磷酸 POE 三元醇磷酸酯 六元醇磷酸酯 單元醇磷酸酯 磷羧酸 PBTC磷酰基丁烷-1，2，4-三羧酸 HPA 羥基磷酸基乙酸 聚羧酸 PAA(Na) 聚丙烯酸鈉 PAA二元(N-7319)丙烯酸二元共聚物 PAA三元(T-225)丙烯酸三元共聚物 AA-MA丙烯酸-馬來酸共聚物 PMA 聚馬來酸酐 AA-VA丙烯酸-醋酸乙烯共聚物 AA-SA丙烯酸-磺化苯乙烯共聚物 AA-AMPS丙烯酸-磺化丙烯酰胺共聚物 聚合磷羧酸 殺生劑 潔爾滅、新潔爾滅 二硫氰基甲烷(S15) 二氯酚(G-4) 有機(jī)胺 聚季胺鹽 異噻唑啉酮 雙氧苯雙胍乙烷基甲酸鹽 戊二醛 二氯異氰尿酸鈉 鹵化海因 二氧化氯 液氯 次氯酸鈉 溴化鈉 木質(zhì)素磺酸鹽葡萄糖酸鈉 緩蝕劑 嗎啉 水合肼 二乙醇胺油酸皂 苯并三氮唑 巰基苯并噻唑 烏洛托品 若丁 鄰二甲苯硫脲 苯并噻唑 甲苯三唑胺的衍生物 1，3-丙二酰胺衍生物 甲苯三氮唑 各種無機(jī)鹽 絮凝劑 聚丙烯酰胺 陰離子型 非離子型 陽離子型 少量生產(chǎn)聚丙烯酸鈉 聚二甲基二烯丙基氯化銨 聚胺 少量生產(chǎn) 水處理劑的發(fā)展及其重要性1 水處理劑發(fā)展的背景地球已變得不堪負(fù)重1.1 人類生存的地球人類生存的地球是一切生命的搖籃，人類一直認(rèn)為宇宙是廣袤的，地球是巨大的，自然資源是無窮無盡的。實(shí)際上，地球環(huán)境也的確是一個(gè)絢麗燦爛的世界，它賦予人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。地球環(huán)境可以分為五個(gè)圈，即大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈和生物圈。這五個(gè)圈都是人類賴以生存的環(huán)境。我們抬頭看見的天空，即藍(lán)色的天就是大氣圈，它約高16km，在1000km高度空氣即已經(jīng)稀薄。真正影響人類生活的是16km高度以內(nèi)的大氣稠密區(qū)，各種氣候和氣象的變化都在這里不斷發(fā)生，人類生命呼吸代謝也都依賴這個(gè)區(qū)內(nèi)的空氣。它既提供了人類需要的氧氣，又象一層厚厚的罩衣，保護(hù)地球上的生物免受過多紫外線輻射的傷害。水圈有豐富的水，它占據(jù)著地球表面的70.8%，平均深度為3.8km。其中海水約占97%。水圈的水是恒定的，它既不會(huì)增加也不會(huì)減少，只是處在不斷的循環(huán)之中。地面、江、河、湖、 海的水不斷蒸發(fā)，變成云，在一定條件下，云變成雨雪降到地面，如此不斷地循環(huán)，形成了人類生活常見的天氣變化。巖石圈是地球的地殼層，厚度在100km上下。其中包含著金屬和非金屬的礦物，這些礦物都是人類生活所必需的物質(zhì)。土壤圈是巖石圈的表層，約幾米到幾百米。土壤養(yǎng)育了莊稼、植物和動(dòng)物，地球上約有1/10面積是耕地或可耕地，大約有1.5億km2。生物圈是人類生活的區(qū)域，生物、空氣、水、土壤都是生物圈的組成部分，由于它與人類關(guān)系最密切，所以單獨(dú)將它劃為一個(gè)區(qū)域。1.2 地球資源的耗竭地球資源是人類用于生活和生產(chǎn)的物質(zhì)和能源的總稱，包括土地資源、水資源、生物資源、礦產(chǎn)資源、氣候資源、太陽能和風(fēng)力資源等。這些資源有些是可以再生的，如生物資源、水資源、土地資源；有些是不可再生的，如礦產(chǎn)資源等?？稍偕Y源也不是短時(shí)間可以更新的，而要一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間。土地資源在不斷退化，包括水土流失、土地荒漠化的蔓延、土壤污染加劇，耕地面積不斷減少，耕地質(zhì)量日趨下降。我國荒漠化面積已占全國面積的27.32%，沙漠里北京只有12km。水資源赤字?jǐn)U大，包括地下水過度開采，水位不斷下降，地面水調(diào)蓄能力減少，地表水污染嚴(yán)重。森林資源由于受到超額采伐，毀林開荒、嚴(yán)重的盜伐及森林蟲災(zāi)、火災(zāi)等災(zāi)害的影響，受到嚴(yán)重破壞。我國是少林國家，森林覆蓋率只有13%，不到世界平均水平的1/10，現(xiàn)在每年有200hm2林地退化成無林地、疏林地和灌木林地。草場資源面積不斷減少，草種退化，草場沙化。我國草地退化面積已達(dá)到105萬km2，并仍以每年2%的速度發(fā)展。野生資源包括植物和動(dòng)物，涉危物種數(shù)目不斷增加。礦產(chǎn)資源由于無序開采、非法開采，破壞和浪費(fèi)嚴(yán)重。1.3 地球環(huán)境的惡化環(huán)境是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總和，包括天氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草場城市和鄉(xiāng)村等。地球環(huán)境的惡化是多方面的。大氣污染：主要表現(xiàn)在工業(yè)廢氣、燃煤排放的二氧化硫和飄塵、汽車尾氣排放的氮氧化物等毒素物質(zhì)所造成的煙塵、大氣污染造成的酸雨、臭氧層破壞及溫室效應(yīng)導(dǎo)致地球變暖。水污染：江、河、湖、海水體污染，污染物含量超過了水體的自然凈化能力。固體廢棄物的污染：包括工業(yè)固體廢棄物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)固體廢棄物及放射性固體廢棄物。噪聲污染：工業(yè)和交通工具所發(fā)出的不同頻率和強(qiáng)度雜亂組成的超常聲音是使人產(chǎn)生厭煩的聲音。上述四種污染，已被人們稱為四大公害。我國每年由環(huán)境污染造成的損失達(dá)1000億元以上。1.4 水資源的匱乏和污染長期以來，人們都認(rèn)為水是取之不盡用之不竭的。我國617個(gè)城市中，有300個(gè)城市缺水，50多個(gè)城市嚴(yán)重缺水。有180個(gè)城市平均日缺水1200萬m3，相當(dāng)于全國城市公共自來水供水能力的1/5。我國廢水總量1997年為416億t，其中工業(yè)廢水為227億t，生活廢水為189億t。工業(yè)廢水的處理率為78.9%，達(dá)標(biāo)率為54.4%。生活廢水的處理率只有20%。全國約有1/3的工業(yè)廢水和4/5的生活廢水未經(jīng)過處理直接排入江、河、湖、海，使水環(huán)境遭到嚴(yán)重污染。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測，全國城鎮(zhèn)每天至少有1億t污水未經(jīng)處理就直接排入水體。我國僅沿海城市和工廠直接排入的污水每年達(dá)86億t，主要有害物質(zhì)146萬t，海洋成了巨大的垃圾。1.5 出路持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署負(fù)責(zé)人勞斯特普費(fèi)爾在一份重要的報(bào)告中指出：“人口和經(jīng)濟(jì)增長對(duì)環(huán)境造成的影響仍然要超過管理和技術(shù)的進(jìn)步所取得的成果。我們正沿著一條不可持續(xù)發(fā)展的道路前進(jìn)?！庇缮纤觯h(huán)境問題是我們發(fā)展的關(guān)鍵因素。單從現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)效益看，我國每年因環(huán)境污染造成的經(jīng)濟(jì)損失占國民生產(chǎn)總值的3.5%，如果算上職工生病的開支和為環(huán)境污染導(dǎo)致的疾病提供醫(yī)療保障的開支，以及環(huán)境惡化導(dǎo)致森林和耕地減少造成的損失，世界銀行估計(jì)，污染將消耗高達(dá)我國8%的國民生產(chǎn)總值。這就是說，環(huán)境污染導(dǎo)致的惡果將使我國每年取得的經(jīng)濟(jì)增長化為烏有，全國人民辛苦一年的勞動(dòng)果實(shí)因此而付諸東流。結(jié)論只有一個(gè)，走持續(xù)發(fā)展的道路。走持續(xù)發(fā)展道路將會(huì)有兩個(gè)產(chǎn)業(yè)崛起：一個(gè)是綠色產(chǎn)業(yè)，一個(gè)是環(huán)保產(chǎn)業(yè)。有益于環(huán)境的高新科技產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)將成為迅速崛起的綠色產(chǎn)業(yè)，綠色產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè)。環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場是一個(gè)前景廣闊、商機(jī)無限的新興市場。環(huán)保產(chǎn)業(yè)顧名思義，就是從事環(huán)保生產(chǎn)、銷售、服務(wù)、研究、設(shè)計(jì)的單位都應(yīng)該屬于環(huán)保產(chǎn)業(yè)。環(huán)保產(chǎn)業(yè)包括：材料如金屬、塑料、功能高分子等。設(shè)備如污水處理設(shè)備、空氣凈化設(shè)備、垃圾處理設(shè)備、噪聲消除設(shè)備，污染監(jiān)測與科研實(shí)驗(yàn)室設(shè)備等。工藝如電鍍廢水處理工藝、印染廢水處理工藝、城市污水處理工藝等。藥劑如絮凝劑、凝聚劑、殺菌劑、脫色劑等。水處理劑應(yīng)是這個(gè)領(lǐng)域的重點(diǎn)。2 水處理劑與可持續(xù)發(fā)展2.1 水處理劑和節(jié)水節(jié)水首先要抓住比較集中使用的工業(yè)用水。在工業(yè)用水中，冷卻水占的比例最大，約占60%70%，因此節(jié)約冷卻水就成為工業(yè)節(jié)水最緊迫的任務(wù)。冷卻水循環(huán)使用后，大大節(jié)約了用水量。但由于冷卻水不斷蒸發(fā)，水中鹽類被濃縮，加上冷卻水與大氣接觸，溶解氧與細(xì)菌含量大大增加，導(dǎo)致循環(huán)冷卻水出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢、腐蝕和菌藻滋生三大弊病，使熱交換率大為降低，檢修頻繁，威脅生產(chǎn)正常進(jìn)行。為此，必須在冷卻水中加入阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑及與其配套的清洗劑、預(yù)膜劑、分散劑、消泡劑、絮凝劑等。這種加入化學(xué)藥劑以防止循環(huán)水結(jié)垢、腐蝕、菌藻滋生的一套技術(shù)叫做化學(xué)水處理技術(shù)，它包括預(yù)處理、清洗、酸洗、預(yù)膜、正常投加、殺菌等工序。污水處理中的一級(jí)處理使用凝聚劑和絮凝劑也是回收利用污水的重要手段?；瘜W(xué)水處理技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外公認(rèn)的工業(yè)節(jié)水最普遍的有效手段。2.2 水處理劑的主要內(nèi)容和發(fā)展歷史水處理化學(xué)品又名水處理劑。它包括工業(yè)、城建、環(huán)保方面的用于處理水的化學(xué)品，涉及冷卻水、鍋爐水、空調(diào)水、飲用水、污水及包括采油用水的工藝水?；瘜W(xué)處理就是用化學(xué)藥劑來消除及防止結(jié)垢、腐蝕和菌藻滋生及進(jìn)行水質(zhì)凈化的處理技術(shù)。它使用凝聚劑去除原水中的機(jī)械雜質(zhì)，用阻垢劑防止結(jié)2垢，用緩蝕劑抑制腐蝕，用殺菌劑阻止有害微生物的滋生，用清洗劑去除銹渣、老垢、油污等。循環(huán)冷卻水處理技術(shù)在國外是30年代初開始發(fā)展的。我國現(xiàn)有水處理劑生產(chǎn)廠200家，品種100多個(gè)，年總產(chǎn)量約20萬t，年產(chǎn)值約10億元。絮凝劑、凝聚劑占了水處理劑總量的3/4，其中作為絮凝劑的聚丙烯酰胺（PAM）又占了絮凝劑、凝聚劑的1/2，其余1/2為無機(jī)聚合物。2.3 水處理劑與基本建設(shè)投資我國建設(shè)急需各種投資，資金缺乏是長期面臨的突出矛盾。為此，節(jié)省建設(shè)資金對(duì)“四化”建設(shè)有極大意義。工業(yè)用水迅速增長，年平均增長率為5.4%，城市居民用水也有相應(yīng)的增長。為了滿足生產(chǎn)和生活用水的增長需要，只能采取開源節(jié)流的方針。據(jù)城建部門計(jì)算，建設(shè)一個(gè)水廠，平