綠色水處理技術(shù)

1、Dr. Paul T. Anastas Dr. Paul T. Anastas 和麻省大學(xué)的和麻省大學(xué)的John C. WarnerJohn C. Warner教授提出了有關(guān)教授提出了有關(guān)，為綠色化學(xué)奠定，為綠色化學(xué)奠定了了理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)。 綠色化學(xué)與水處理綠色化學(xué)是一門新興學(xué)科，有沒有獨(dú)立的理論基礎(chǔ)呢？綠色化學(xué)是一門新興學(xué)科，有沒有獨(dú)立的理論基礎(chǔ)呢？這十二條原則目前已被國際化學(xué)界所公認(rèn)，這十二條原則目前已被國際化學(xué)界所公認(rèn)，成為指導(dǎo)綠色化學(xué)的成為指導(dǎo)綠色化學(xué)的。（1）防止污染優(yōu)于污染治理防止污染優(yōu)于污染治理 (Prevention) 防止產(chǎn)生廢物比在它產(chǎn)生后再處理或清除更好。（2）提高原子

2、經(jīng)濟(jì)性提高原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy) 設(shè)計(jì)合成方法時，應(yīng)盡可能使生產(chǎn)加工過程的材料都 進(jìn)入最后的產(chǎn)品中。（3）無害化學(xué)合成無害化學(xué)合成(Less Hazardous Chemical Syntheses) 所設(shè)計(jì)的合成方法應(yīng)使用和產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境毒 性小或沒有毒性。（4）設(shè)計(jì)安全化學(xué)品設(shè)計(jì)安全化學(xué)品(Design Safer Chemicals) 化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)該有效功能最大而毒性最小。（5）采用采用安全安全的溶劑和助劑的溶劑和助劑 (Safer Solvents and Auxiliaries) 所使用的輔助物質(zhì)包括溶劑，分離試劑，和其它 物品使用時都應(yīng)是無害的。（6）合理

3、使用和節(jié)省能源合理使用和節(jié)省能源(Design for Energy Efficiency) 化學(xué)過程的能源要求應(yīng)考慮其環(huán)境的和經(jīng)濟(jì)影響并應(yīng) 盡量節(jié)省。如果可能，合成應(yīng)在室溫和常壓下進(jìn)行。（7）使用可再生使用可再生資源為資源為原料原料(Use Renewable Feedstocks) 若技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行，原料和加工料都應(yīng)可再生。（8）減少衍生化步驟減少衍生化步驟(Reduce Derivatives) 盡量減少和避免利用衍生化反應(yīng)，此步驟需要添加 額外的試劑并可能產(chǎn)生廢物。（9）催化反應(yīng)催化反應(yīng)(Catalysis) 具有高選擇性的催化劑比化學(xué)計(jì)量學(xué)的試劑優(yōu)越的多。（10）設(shè)計(jì)可降解產(chǎn)品設(shè)計(jì)

4、可降解產(chǎn)品(Design for Degradation) 化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)使它們在功能終了時分解為無害的降 解產(chǎn)物。（11）預(yù)防污染預(yù)防污染的現(xiàn)場的現(xiàn)場實(shí)時分析實(shí)時分析(Real-Time Analysis for Pollution Prevention) 需要進(jìn)一步開發(fā)新的分析方法時可進(jìn)行實(shí)時的生產(chǎn)過程 監(jiān)測并在有害物質(zhì)形成之前給予控制。（12）防止防止生產(chǎn)生產(chǎn)事故的事故的安全工藝安全工藝(Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention) 減少或消除制備和使用過程中的事故和隱患。o以上十二條原則習(xí)慣上被稱作綠色化學(xué)的原則。 Envir

5、on. Sci. & Tech.雜志的編輯W. H. Glage 認(rèn)為：化學(xué)轉(zhuǎn)化的綠色程度，只有在放大（放大（scale-up）、應(yīng)用（應(yīng)用（application）與實(shí)踐實(shí)踐（practice）中才能評估。這就要求在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與工業(yè)所導(dǎo)致的一些競爭的因素之間做出權(quán)衡。為了補(bǔ)充Anastas & Wanner的不足，結(jié)合Glage的意見，利物浦大學(xué)化學(xué)系Leverhulm催化創(chuàng)新中心的Neil Winterton提出簡稱，以幫助化學(xué)家們評估每個的綠色性。 v1、鑒別與量化副產(chǎn)物（identify and quantify by-products）v2、報道轉(zhuǎn)化率、選擇性與生產(chǎn)率

6、（report conversions, selectivities and productivities）.v3、建立整個工藝的物料衡算（establish full mass-balance for process）.v4、測定催化劑、溶劑在空氣與廢水中的損失（measure catalyst and solvent losses in air and aqueous effluent）.v5、研究基礎(chǔ)的熱化學(xué)（investigate basic themochemistry）.v6、估算傳熱與傳質(zhì)的極限（anticipate heat and mass transfer limitati

7、on）v7、請化學(xué)或工藝工程師咨詢（consult a chemical or process engineer）v8、考慮全過程中選擇化學(xué)品與工藝的效益(consider effect of overall process on choice of chemistry)v9、促進(jìn)開發(fā)并應(yīng)用可持續(xù)性量度（help develop and apply sustainability measases）v10、量化和減用輔料與其他投入（quantity and minimize use of utilities and other inputs）v11、了解何種操作是安全的，并與減廢要求保持一致（r

8、ecognize where safety and waste minimization are incompatible）v12、監(jiān)控、報道并減少實(shí)驗(yàn)室廢物的排放（monitor, report and minimize laboratory waste emitted） 1 1、水處理劑、水處理劑水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中所需水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中所需使用的化學(xué)藥劑。使用的化學(xué)藥劑。各種水處理劑的主要作用：控制水垢、污泥的形成，降各種水處理劑的主要作用：控制水垢、污泥的形成，降低與水接觸材料的腐蝕，除去水中懸浮固體和有毒物質(zhì)，低與水接觸材料的腐蝕，除

9、去水中懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭、殺菌抑菌、脫色、軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。除臭、殺菌抑菌、脫色、軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。不同的水處理劑具有不同的功能，根據(jù)其功能可分為緩不同的水處理劑具有不同的功能，根據(jù)其功能可分為緩蝕劑、阻垢劑、清洗劑、殺菌滅藻劑等。蝕劑、阻垢劑、清洗劑、殺菌滅藻劑等。2 2、綠色水處理技術(shù)的含義、綠色水處理技術(shù)的含義(1)(1)綠色綠色水處理劑水處理劑所謂所謂綠色水處理劑綠色水處理劑，是指其制造過程是清潔的，在使用這，是指其制造過程是清潔的，在使用這些藥劑時對人體健康和環(huán)境沒有毒性，并可以生物降解為些藥劑時對人體健康和環(huán)境沒有毒性，并可以生物降解為對環(huán)境無害的水處理劑。對環(huán)境無害的水處理

10、劑。( (2 2) )綠色水處理技術(shù)的意義與范圍綠色水處理技術(shù)的意義與范圍循環(huán)水處理技術(shù)的誕生蘊(yùn)含著重要的循環(huán)水處理技術(shù)的誕生蘊(yùn)含著重要的“綠色綠色”思維。思維。狹義的綠色水處理技術(shù)包括水處理藥劑作為目標(biāo)產(chǎn)物的狹義的綠色水處理技術(shù)包括水處理藥劑作為目標(biāo)產(chǎn)物的綠色化和水處理藥劑生產(chǎn)工藝的綠色化；廣義的綠色水處綠色化和水處理藥劑生產(chǎn)工藝的綠色化；廣義的綠色水處理技術(shù)也體現(xiàn)在其他非循環(huán)水處理過程中。理技術(shù)也體現(xiàn)在其他非循環(huán)水處理過程中。3 3、綠色水處理劑的開發(fā)、綠色水處理劑的開發(fā)( (1 1) )金屬系綠色緩蝕阻垢劑金屬系綠色緩蝕阻垢劑（阻垢劑：具有能分散水中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽

11、在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能，并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類藥劑。）四五十年代：緩蝕劑為鉻酸鹽、亞硝酸鹽，后來逐漸被四五十年代：緩蝕劑為鉻酸鹽、亞硝酸鹽，后來逐漸被低毒性低毒性的的鉬酸鹽鉬酸鹽和和鎢酸鹽鎢酸鹽替代；替代；8080年代以來，鉬年代以來，鉬(Mo)(Mo)系復(fù)合配方被應(yīng)用；系復(fù)合配方被應(yīng)用；目前，我國開發(fā)了目前，我國開發(fā)了鎢酸鹽復(fù)合配方鎢酸鹽復(fù)合配方，并被應(yīng)用。，并被應(yīng)用。(2)(2)非金屬系綠色緩蝕阻垢劑非金屬系綠色緩蝕阻垢劑6060年代，環(huán)境的要求促使水配方完成了從鉻系到磷系的年代，環(huán)境的要求促使水配方完成了從鉻系到磷系的轉(zhuǎn)變，以轉(zhuǎn)變，以聚磷酸鹽聚磷酸鹽為主要緩蝕劑的磷系配

12、方占主導(dǎo)地位；為主要緩蝕劑的磷系配方占主導(dǎo)地位；8080年代，隨著環(huán)境法規(guī)的日趨嚴(yán)格，磷的使用被嚴(yán)格限年代，隨著環(huán)境法規(guī)的日趨嚴(yán)格，磷的使用被嚴(yán)格限制，制，低磷低磷及及無磷無磷綠色水處理劑的開發(fā)和應(yīng)用日益稱為焦點(diǎn)。綠色水處理劑的開發(fā)和應(yīng)用日益稱為焦點(diǎn)。9090年代以來，國內(nèi)外各種具有年代以來，國內(nèi)外各種具有生物降解性能生物降解性能的無磷綠色的無磷綠色阻垢緩蝕劑的開發(fā)層出不窮。阻垢緩蝕劑的開發(fā)層出不窮。PESAPESA是一種是一種無磷無磷、非氮且生物降解性能良好非氮且生物降解性能良好的綠色阻垢的綠色阻垢緩蝕劑，被國家經(jīng)貿(mào)委緩蝕劑，被國家經(jīng)貿(mào)委20012001年第年第5 5號公告列入當(dāng)前國家鼓號公

13、告列入當(dāng)前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設(shè)備勵發(fā)展的節(jié)水設(shè)備( (產(chǎn)品產(chǎn)品) )目錄第一批。目錄第一批。( (3 3) )綠色殺菌劑綠色殺菌劑 優(yōu)良的殺菌劑在性能上應(yīng)對菌藻的殺滅具有廣譜性，優(yōu)良的殺菌劑在性能上應(yīng)對菌藻的殺滅具有廣譜性，能對黏泥有較好的剝離性，投加藥量少，與其它水處理劑能對黏泥有較好的剝離性，投加藥量少，與其它水處理劑有很好的相容性，有較寬的有很好的相容性，有較寬的pHpH值使用范圍；另外，還要求值使用范圍；另外，還要求低毒性，對環(huán)境友好，即其殘留物、氧化產(chǎn)物、氧化副產(chǎn)低毒性，對環(huán)境友好，即其殘留物、氧化產(chǎn)物、氧化副產(chǎn)物有較高的物有較高的LDLD5050值，殘留物在環(huán)境中易分解。值，殘留物在環(huán)境中易分解。常見殺菌劑的種類常見殺菌劑的種類：氧化型殺菌劑氧化型殺菌劑：氯氣：氯氣(Cl(Cl2 2) )、次氯酸鹽、氯化異氰尿酸及、次氯酸鹽、氯化異氰尿酸及其鹽、二氧化氯其鹽、二氧化氯(ClO(ClO2 2) )、溴系殺菌劑、臭氧、溴系殺菌劑、臭氧(O(O3 3) )、過氧化、過氧化氫氫(H(H2 2O O2 2) )、過氧乙酸、過氧乙酸(CH(CH3 3COOOH)COOOH)等。等。非氧化型有機(jī)殺菌劑非氧化型有機(jī)殺菌劑：較好的殺菌活性，而且持續(xù)時間：較好的殺菌活性，而且持續(xù)時間長，對系統(tǒng)無腐蝕性，但容易產(chǎn)生抗藥性，有些非氧化型長，對系統(tǒng)無腐