环保型水处理药剂现状及趋势探讨

欧国华 1 ，欧杰 2

摘要：近些年来，国家大力推动环保事业的发展，在大气污染、水污染等各方面投入了更多的资金和精力。为了提升水资源的重复利用率，以缓解我国水资源紧张的问题，对新型水处理药剂的研究具有非常重要的现实意义。基于此，本文主要分析了水处理药剂的发展前景以及有效应用。关键词：水处理药剂；发展前景；应用现状

1. 水处理药剂的发展机遇

我国不断加强环境保护力度，避免重蹈覆辙发达国家“先污染、后治理”的道路，目前政府颁布一系列举措，为水处理药剂的探索提供机遇。主要有三方面，水资源的贫乏，致使国家对节能减排、水资源的循环使用提出更加迫切的需求；环境标准日益提高，给水处理药剂带来全新的挑战；同时也是我国改善环境，增强水质的需求。

2. 水处理药剂在实际生活中的应用

2.1缓蚀剂的应用

环保型缓蚀剂的属性是金属防腐蚀，它以经济实惠、成效显著、适用范围广的优势，被广泛应用到化工、能源、石油等部门。缓蚀剂的发展经历多个阶段，为有效缓解它对环境带来的破坏问题，国内外众多专家学者对环保型缓蚀剂进行充分的研究。

2.2阻垢剂的应用

环保型阻垢剂的应用原理是，通过水中各物质的吸附、螯合等功能，防止设备上覆盖致垢盐类，经过多年努力，阻垢剂的发展方向逐渐走向无磷、可降解、复合化的道路。

2.3杀菌剂的应用

环保型杀菌剂的作用有抑制微生物、菌藻等植被的生长，杜绝“微生物粘泥”的出现[1]，以免这种化学药剂对整体的系统造成危害。并且在长期探讨合作下，环保型杀菌剂正向着低残留、高复合、无氯的方向发展。

2.4絮凝剂的应用

环保型絮凝剂包括以下类型，分别为微生物、有机和无机絮凝剂三种，絮凝剂的生产过程复杂多样，前后共经历六个阶段，才发展到当下使用的环保型絮凝剂。

3. 新型环保型水处理药剂的发展方向

创新是水处理药剂可持续发展的原动力，绿色化是未来水处理药剂发展的方向，开发研制适合我国环境保护要求的低磷、非氮、可生物降解、无毒无害、低成本的绿色水处理药剂，将成为我国未来水处理药剂发展的方向。

3.1有机高分子絮凝剂及多元复合絮凝剂

近代混凝理论创新可划分为3个主要发展阶段:继早期Schuldz-Hardy规则根据经典胶体化学的Guoy-Chapman双电层模型建立的DLVO理论、网扫絮凝模式(sweepcoagulation)、吸附架桥模型(bridgemodel)。混凝理论认为混凝过程中主要存在压缩双电层、吸附电中和、黏结架桥和卷扫絮凝4种机理，这为絮凝剂由传统无机絮凝剂发展为环保型无机高分子絮凝剂奠定了理论基础。近年来，随着有机高分子絮凝剂的吸附架桥、吸附电中和、聚合物-颗粒物表面络合物形成的耗散絮凝(depletionflocculation)等机理的形成，以及对聚电解质络合絮凝机理和吸附胶束絮凝等难降解有机物强化絮凝机理的研究，为有机高分子絮凝剂及多元复合絮凝剂的研制和应用提供了理论基础，一批新型高效环保型有机高分子絮凝剂及多元复合絮凝剂得以研制，实现了水处理药剂的新突破。

3.2绿色水处理药剂

绿色水处理药剂具有绿色化学品的特点，即制造过程是清洁的，使用过程中对人体健康和环境没有毒性，并可生物降解为对环境无害的生物处理药剂。绿色水处理药剂的发展经历了由天然高分子绿色水处理剂到人工合成型高分子绿色水处理药剂的过程。常见的天然高分子绿色水处理剂有木质素、淀粉、丹宁及衍生物等。人工合成型高分子绿色水处理药剂主要有烷基环氧羧酸盐、聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸类。研制具有高阻垢性能、良好生物降解性、无毒、无磷或低磷的新型绿色水处理药剂是21世纪水处理药剂发展的方向。

3.3多元复合水处理药剂

多元复合水处理药剂是一类具有一剂多效的水处理药剂，如聚硅酸与铝盐复合絮凝剂，就是一类新型无机高分子混凝剂，是在活化硅酸(即聚硅酸)及铝盐混凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与铝盐的复合产物，同时具有电中和作用和吸附架桥作用。该类混凝剂具有混凝效果好、价格便宜、处理后水中的残留铝量低等优点。又如聚卤代醇噻啉季铵盐絮凝剂，具有絮凝能力强的特点，特别适用于选矿作业中矿石与水的分离，同时还具有一定的杀菌和缓释作用。多元复合水处理药剂一剂多效的特点，吸引越来越多的研究者从事其制备工艺的研究及应用开发。张春菊等采用CaO溶液和FeCl3溶液的复合絮凝剂处理白钨选矿废水，能有效去除废水中的水玻璃、重金属离子等杂质，且出水水质良好;金一萍采用聚硅酸铝铁和聚丙烯酰胺(PAFSS－PAM)共同处理造纸废水，达到了较好的絮凝效果，其中，浊度去除率达96.2%，色度去除率达87.6%，COD去除率达79.3%;谢娟等［21］研究了采用聚硅酸铝铁絮凝剂处理造纸黑液的效果:在最佳投加量下，COD、木质素和色度的去除率分别达到62.4%，90%和72%;董君英等进行了联合投加絮凝剂PFS和铁粉对含铅废水的吸附研究，主要是通过铁粉电化学反应的氧化还原以及絮凝剂PFS的絮凝作用的综合效应使重金属得以从废水中除去。

3.4纳米材料、微生物絮凝剂等新型高效水处理药剂

纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，作为一种新型高效水处理药剂而被寄予厚望。目前，采用纳米TiO2光催化降解毒害有机物、碳纳米管改性去除重金属等的研究已取得突破性进展，为纳米材料水处理药剂的研发开创了先例。蔡河山等进行了纳米TiO2光催化剂可见光响应的改性的研究;刘泊良等采用次氯酸钠氧化法研究了改性碳纳米管对水中铜离子的去除效果，结果表明，改性碳纳米管对水中铜离子的去除效果明显高于未改性的碳纳米管。微生物絮凝剂是一种无毒的生物高分子化合物，包括机能蛋白质或机能多糖类物质，具有生物降解的独特性质。与其他絮凝剂相比，微生物絮凝剂具有易于固液分离、形成沉淀物少、易被微生物降解、无毒无害、实用性强等优点。目前，对微生物絮凝剂的研究比较多，而且也有一些研究者将无机-有机高分子絮凝剂复配使用，取得了很好的效果。武春艳等采用复合型微生物絮凝剂处理六硝基芪废水，在最佳絮凝条件下，六硝基芪生产废水的色度、浊度、COD去除率分别为93.33%、51.13%、73.08%;郭旭辉等采用筛选出的1株产絮凝剂的棉生枝孢菌株处理废水，絮凝试验显示，该菌对废水中悬浮物去除能力强，对色度类废水脱色能力也达50%。

4. 结语

综上所述，在目前国家大力推进环保事业发展的背景之下，必须要对新型水处理药剂进行全面的研究与推广，将各种现代高新科技融入到其中，在有效推动国家经济发展的同时，为环境保护形成良好的基础。而这个过程不仅需要国家和政府部门的努力，还要全体国民和各大环保企业的大力支持，为环境友好型社会的构建形成重要的保障，为我们的子孙后代创造出更为优质的生存环境。

参考文献

1. 赵丽华.钢铁企业的水处理药剂市场及发展方向[J].中国市场,2014(44):120-121.

[2]姜琦,辛丽花,田秉晖.环保型水处理药剂应用现状及发展趋势[J].水资源保护,2012,28(05):66-70.

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