水處理化學品概況.doc

水處理化學品概況水處理化學品又稱水處理劑，在70年代，也有人稱它為水質穩(wěn)定劑，主要指工業(yè)水處理所用的化學藥品，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品中。此外，活性炭和離子交換樹脂也是重要的水處理化學品。在國外的統(tǒng)計資料中，水處理劑包括以下三類產品：1.通用化學品：原指用于 水處理的無機化工產品，如硫酸鋁等。2. 專用化學品：包括活性炭、離子交換樹脂和有機聚合絮凝劑(如聚丙烯酰胺、聚胺和聚季銨鹽)等；3.配方化學品：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。據統(tǒng)計， 美國有500多家從事水處理劑生產及服務的公司，它們以技術服務為主。西歐水處理市場主要受美國公司控制，西歐各國只有少數的水處理公司。西歐的有機聚合物絮凝劑，特別是聚丙烯酰胺產品具有一定優(yōu)勢，加之美國粉未產品的生產能力不足，其市場大部分被西歐公司占領，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和技術服務的公司也很多，其中與冷卻水處理劑制造和技術服務有關的公司就有20多家。我國水處理技術起始于50年代，從原蘇聯引進化工技術的同時已開始使用無機磷酸鹽作水處理劑。70年代在引進大化肥裝置同時開始引進水處理技術，主要是引進美國貝茲公司的技術，80年代初又從美國Nalco公司引進了磷酸酯水處理技術和從日本栗田公司引進T-225堿水處理配方。在此基礎上，我國處行開發(fā)了國產化的水處理技術和水處理劑，污水處理技術從60年代一級處理開始，目前大多采用二級處理，絮凝劑和凝聚劑從50年代即已開始生產，但在60年代才應用于工業(yè)生產，80年代開發(fā)了許多新型藥劑。我國有機絮凝劑的生產以聚丙烯酰胺系列產品為主，品種以非離子和陰離子型為主，陽離子型產品很少。其中產量較大，品種較多的生產廠是廣州南中塑料廠。到2000年，各種水處理劑除個別品種在制備技術上有所突破外，現已生產應用的品種仍占主導地位。各類品種的平均年增長率將在5%-6%左右。國內外水處理主要品種國外主要品種 國內是否生產有機磷酸鹽(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?；⊥?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 少量生產聚丙烯酸鈉 聚二甲基二烯丙基氯化銨 聚胺 少量生產 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，人類一直認為宇宙是廣袤的，地球是巨大的，自然資源是無窮無盡的。實際上，地球環(huán)境也的確是一個絢麗燦爛的世界，它賦予人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎。地球環(huán)境可以分為五個圈，即大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈和生物圈。這五個圈都是人類賴以生存的環(huán)境。我們抬頭看見的天空，即藍色的天就是大氣圈，它約高16km，在1000km高度空氣即已經稀薄。真正影響人類生活的是16km高度以內的大氣稠密區(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區(qū)內的空氣。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，它既不會增加也不會減少，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。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，由于它與人類關系最密切，所以單獨將它劃為一個區(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的物質和能源的總稱，包括土地資源、水資源、生物資源、礦產資源、氣候資源、太陽能和風力資源等。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，如礦產資源等。可再生資源也不是短時間可以更新的，而要一個相當長的時間。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。水資源赤字擴大，包括地下水過度開采，水位不斷下降，地面水調蓄能力減少，地表水污染嚴重。森林資源由于受到超額采伐，毀林開荒、嚴重的盜伐及森林蟲災、火災等災害的影響，受到嚴重破壞。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物，涉危物種數目不斷增加。礦產資源由于無序開采、非法開采，破壞和浪費嚴重。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導致地球變暖。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)出的不同頻率和強度雜亂組成的超常聲音是使人產生厭煩的聲音。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1000億元以上。1.4 水資源的匱乏和污染長期以來，人們都認為水是取之不盡用之不竭的。我國617個城市中，有300個城市缺水，50多個城市嚴重缺水。有180個城市平均日缺水1200萬m3，相當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%，達標率為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的生活廢水未經過處理直接排入江、河、湖、海，使水環(huán)境遭到嚴重污染。據環(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86億t，主要有害物質146萬t，海洋成了巨大的垃圾。1.5 出路持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略聯合國環(huán)境計劃署負責人勞斯特普費爾在一份重要的報告中指出：“人口和經濟增長對環(huán)境造成的影響仍然要超過管理和技術的進步所取得的成果。我們正沿著一條不可持續(xù)發(fā)展的道路前進。”由上所述，環(huán)境問題是我們發(fā)展的關鍵因素。單從現在的經濟效益看，我國每年因環(huán)境污染造成的經濟損失占國民生產總值的3.5%，如果算上職工生病的開支和為環(huán)境污染導致的疾病提供醫(yī)療保障的開支，以及環(huán)境惡化導致森林和耕地減少造成的損失，世界銀行估計，污染將消耗高達我國8%的國民生產總值。這就是說，環(huán)境污染導致的惡果將使我國每年取得的經濟增長化為烏有，全國人民辛苦一年的勞動果實因此而付諸東流。結論只有一個，走持續(xù)發(fā)展的道路。走持續(xù)發(fā)展道路將會有兩個產業(yè)崛起：一個是綠色產業(yè)，一個是環(huán)保產業(yè)。有益于環(huán)境的高新科技產業(yè)在21世紀將成為迅速崛起的綠色產業(yè)，綠色產業(yè)是21世紀的朝陽產業(yè)。環(huán)保產業(yè)市場是一個前景廣闊、商機無限的新興市場。環(huán)保產業(yè)顧名思義，就是從事環(huán)保生產、銷售、服務、研究、設計的單位都應該屬于環(huán)保產業(yè)。環(huán)保產業(yè)包括：材料如金屬、塑料、功能高分子等。設備如污水處理設備、空氣凈化設備、垃圾處理設備、噪聲消除設備，污染監(jiān)測與科研實驗室設備等。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。水處理劑應是這個領域的重點。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。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，溶解氧與細菌含量大大增加，導致循環(huán)冷卻水出現嚴重的結垢、腐蝕和菌藻滋生三大弊病，使熱交換率大為降低，檢修頻繁，威脅生產正常進行。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、預膜劑、分散劑、消泡劑、絮凝劑等。這種加入化學藥劑以防止循環(huán)水結垢、腐蝕、菌藻滋生的一套技術叫做化學水處理技術，它包括預處理、清洗、酸洗、預膜、正常投加、殺菌等工序。污水處理中的一級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水處理技術是當前國內外公認的工業(yè)節(jié)水最普遍的有效手段。2.2 水處理劑的主要內容和發(fā)展歷史水處理化學品又名水處理劑。它包括工業(yè)、城建、環(huán)保方面的用于處理水的化學品，涉及冷卻水、鍋爐水、空調水、飲用水、污水及包括采油用水的工藝水?；瘜W處理就是用化學藥劑來消除及防止結垢、腐蝕和菌藻滋生及進行水質凈化的處理技術。它使用凝聚劑去除原水中的機械雜質，用阻垢劑防止結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)冷卻水處理技術在國外是30年代初開始發(fā)展的。我國現有水處理劑生產廠200家，品種100多個，年總產量約20萬t，年產值約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為無機聚合物。2.3 水處理劑與基本建設投資我國建設急需各種投資，資金缺乏是長期面臨的突出矛盾。為此，節(jié)省建設資金對“四化”建設有極大意義。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的增長。為了滿足生產和生活用水的增長需要，只能采取開源節(jié)流的方針。據城建部門計算，建設一個水廠，平