环保型水处理药剂及渗滤液处理技术研究

王晓光 

【摘要】：垃圾处理质量效果直接关系着居民的生活品质，垃圾处理质量越高，人们的生活环境也就越理想。而随着科技的不断发展和进步，虽然可以用化学和生物的手段对废水进行处理，但是水资源这个问题还是始终存在，并且在未来化学手段很有可能起不到特别主要的作用了，这个时候就不仅需要高科技的介入了，更需要人民群众的加入，人民群众需要对环境保护有自己的观点，也需要重视水资源的保护，这也都属于群众的环保意识。随着时代的发展，人民群众了解了水资源缺乏的情况是存在的，而水资源要进行保护也是刻不容缓的，本文主要分析环保型水处理药剂及渗滤液处理技术，能为相关部门提供一些积极意见，促进我国水处理工作高效快速发展。

【关键词】：环保型；水处理药剂；渗滤液；应用发展

引言

垃圾处理方式的多样性在当今环境保护中得到广泛应用，虽然填埋式处理法是一种常见方式，但其产生的渗滤液却是环境的一大隐忧。渗滤液含有有害物质，若处理不当，可能导致二次污染，损害生态环境和人类生活。因此，环保型水处理药剂及渗滤液处理技术成为当务之急，通过技术创新和科学分析，可以开发出高效的渗滤液处理方法，以减少对环境的负面影响。这些技术包括物理、化学和生物处理方法，能有效降低污染物含量，减少对生态系统的损害。

1 环保型水处理三大药剂

1.1 阻垢分散剂作用机理

（1）晶格畸变作用

晶格畸变是指晶体结构中原子或分子排列不规则的情况，而水垢结晶成长则是由于水中溶解的盐类物质在表面结晶的过程，在这个过程中，抑制剂通常具有正带电荷，能够吸附在晶格中，并改变结晶的形态，从而阻碍其进一步成长。此外，添加螯合分散剂也能在晶体的活性增长点上吸附，抑制晶格向特定方向的增长，导致晶体畸变，使其不再增大。在这个过程中，一些成分物质可能会被卷入晶格中，引起位错和空洞的形成，这种变化使得硬垢变得软化，易被水流冲洗掉。因此，通过结合抑制剂和螯合分散剂的作用，可以有效地控制水垢的形成和增长，保持设备表面的清洁，这不仅提高了设备的运行效率，还延长了设备的使用寿命，从而有效地降低了维护成本。

（2）增溶作用

阻垢分散剂与水中的金属离子如Ca2+、Fe3+、Mg2+形成稳定络合物，这些络合物能够提高CaCO3晶粒析出时的过饱和度，进而增加CaCO3在水中的溶解度。其中，有机膦酸则通过吸附在CaCO3晶粒的增长点上，从而引起晶粒的畸变，使得形成的晶粒更加细小，这也增大了CaCO3的溶解度，从而进一步提高了CaCO3析出时的过饱和度。通过使用这些阻垢分散剂和有机膦酸，可以有效地控制水中CaCO3的析出，保持水质清洁。

1.2 缓蚀剂作用机理

由于金属腐蚀和缓蚀过程的复杂性以及缓蚀剂的多样性，难以用同一种理论解释各种各样缓蚀剂的作用机理，概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理。

（1）电化学机理

电化学理论认为缓蚀剂在腐蚀过程中的作用机制主要体现在阻碍阴极或阳极过程中的电子传递，缓蚀剂通过增加阴极或阳极过程的电阻来减小金属的腐蚀速率，当缓蚀剂能够抑制甚至阻碍阴极或阳极反应中的一个或两个过程时，就会显著减缓原电池反应的进行，从而降低金属腐蚀的速率。这种机制可被视为一种有效的防护措施，因为它不是简单地将腐蚀过程完全阻止，而是通过干扰电子传递的路径来减缓金属表面的浸蚀腐蚀过程。因此，通过合理选择和应用缓蚀剂，可以在一定程度上保护金属材料免受腐蚀的侵害，延长其使用寿命。

（2）物理化学机理

物理化学机理包括成相膜理论和吸附膜理论，成相膜理论是解释缓蚀剂如何在金属表面形成保护膜以防止腐蚀的重要理论之一，这种保护膜通常由氧化物膜或沉淀膜组成。

而吸附膜理论深入探讨了缓蚀剂在金属表面形成的保护膜，其机制涉及物理吸附和化学吸附两个关键过程，物理吸附通常由静电引力和分子间作用力主导，使缓蚀剂分子或离子紧密附着于金属表面，而化学吸附则涉及缓蚀剂与金属表面的配位键形成，加强了吸附层的稳定性。在这个吸附层中，缓蚀剂的亲水基团会与金属表面发生相互作用，而疏水基则排斥介质，形成有效的屏障，阻止了腐蚀的发生。有机缓蚀剂分子结构的设计和吸附特性的优化对于提高缓蚀效果至关重要，通过理解和应用吸附膜理论，可以更有效地保护金属免受介质侵蚀的影响。

2 环保型水处理药剂的应用现状及研究进展

2.1 环保型缓蚀剂

缓蚀剂技术在石油、化工、电力、能源等领域广泛应用，从简单的金属防腐蚀到环保型缓蚀剂的研究，经历了多种发展阶段。从最初的钼酸盐类、硅酸盐类到现在的天然型、微生物缓蚀剂，技术不断创新。特别是松香胺类 RA 缓蚀剂在高压 CO2 体系下的应用表现出色，对碳钢具有良好的缓蚀效果。随着环保意识的提升，研究重点逐渐向环保型缓蚀剂倾斜，国内外学者对其进行了深入探讨。此外，缓蚀剂的发展也涉及到从无机共聚物到有机共聚物、从高磷、低磷到无磷的转变，追求更加环保和可持续的方向。

2.2 环保型阻垢剂

环保型阻垢剂是一种重要的水处理剂，它通过各种机制来防止水中致垢盐类在设备表面沉积，环保型阻垢剂可以是天然的，如有机磷酸酯类、有机膦酸类，也可以是合成的，如马来酸酐类共聚物、烷基环氧羧酸类。这些阻垢剂中含磷量较低，甚至是无磷或低磷化，不含氮，并且可生物降解，符合环保要求，通过螯合、吸附分散和晶格畸变等方式，有效地抑制了水中金属离子与致垢盐类的结合，从而阻止了它们在设备表面的沉积，延长了设备的使用寿命，降低了维护成本。

2.3 环保型杀菌剂

环保型杀菌剂是现代水处理和工业领域中不可或缺的一环。它们涵盖了多种类型，包括氧化性和非氧化性杀菌剂。其中，二氧化氯、溴类杀菌剂以及异噻唑啉酮等被广泛运用于水处理领域。这些杀菌剂不仅能有效抑制微生物的滋长，还能防止水中粘泥的形成，从而维护水质的清洁和安全。未来，环保型杀菌剂的发展趋势更加注重无氯或低氯化、安全低残留以及低至突变的特性。此外，复合效率高也是发展的重点之一。DBNPA作为一种环保型杀菌剂，不仅具有绿色合成方法，还有效控制了可能出现的污染问题，成为杀菌剂行业的一颗璀璨明珠。对于油田回注水领域，二溴海因水溶液杀菌剂（FDBH）展现出了惊人的杀菌效果。特别是对于硫酸盐还原菌（SRB），其高杀菌率让其成为油田回注水中的首选杀菌剂之一。

2.4 环保型絮凝剂

环保型絮凝剂是水处理领域的重要组成部分，其中包括了无机高分子和有机高分子絮凝剂，以及微生物絮凝剂和多元复合絮凝剂等。在处理靛蓝废水方面，研究表明，A3菌产絮凝剂在最佳条件下的脱色率可高达80%，显示出良好的絮凝效果。此外，贾大伟等研究了PAC + PDADMAC复合絮凝剂对册田水库水的处理效果，结果显示其对浊度、色度和TOC具有显著的去除效果，去除率分别高达93%、90%和71%。这些研究成果表明，环保型絮凝剂在水处理中具有广阔的应用前景，可以有效提高废水处理的效率，净化水质，保护环境。

3 几种常见的垃圾渗滤液处理技术

3.1 物理化学处理技术

垃圾渗滤液处理是环境保护的重要课题，物理化学方法在其中发挥着关键作用。通过吸附和淡化等方式，物理化学方法能有效去除渗滤液中的有害物质，包括重金属、有机物等。吸附利用吸附剂表面对有害物质进行吸附，而淡化则是通过稀释、稀释/沉淀等方式减少有害物质的浓度。这些方法具有操作简便、成本低廉等优点，适用于大规模的处理。经过物理化学处理后，垃圾渗滤液中的有害物质明显减少，但并未完全清除。此时，可以采用生物处理方法进一步降解残留的有机物，提高处理效率。比如利用生物活性池或者生物滤池，通过微生物的作用将有机物降解成无害的物质，从而实现对渗滤液的彻底净化。然而，在应用物理化学方法时，需特别注意环境监测工作。因为如果处理过程中不当，有可能造成二次污染，甚至逆转原先的净化效果，因此，必须进行严格的监测，确保处理过程符合环保标准，防止对环境造成更大的伤害。

3.2 生物处理技术

生物处理技术在垃圾渗滤液处理中发挥着关键作用。对于高COD浓度的垃圾渗滤液而言，厌氧工艺是一种经济高效的选择。厌氧生物反应器能够在缺氧条件下降解有机物质，将其转化为沼气，同时减少了能耗。通过这一过程，不仅能够有效减少污染物的排放，还可以将沼气作为可再利用的能源，实现资源的循环利用。然而，厌氧工艺并不适用于处理氨氮元素，针对氨氮的去除，好氧工艺则表现出色。好氧生物反应器利用氧气氧化有机物，同时还能有效去除水中的氨氮。这种工艺对氨氮的去除效果较好，能够有效地改善水质。然而，大多数垃圾渗滤液同时含有高浓度的COD和氨氮，这就需要综合考虑厌氧和好氧工艺的优势。在处理这种综合性水质时，兼性厌氧工艺成为了一种科学合理的选择。这种工艺结合了厌氧和好氧的特点，能够综合处理含有多种有害物质的废水。在兼性厌氧反应器中，废水先经过厌氧阶段进行有机物质的降解，随后再进入好氧阶段进行氨氮的去除。通过这种方式，能够高效地降解废水中的有机物质和氨氮，使水质得到有效净化。

3.3 膜法处理技术

环境污染、全球变暖以及其他环境问题日益凸显，其中垃圾渗滤液成为不可忽视的污染源之一。为解决这一难题，国家不断提升垃圾渗滤液处理指标，不断优化处理技术。在这个持续发展的背景下，膜法处理技术作为一项新兴技术备受瞩目，膜法处理技术以其高效的过滤和渗透效果成为垃圾渗滤液处理的一种前沿选择。然而，与其潜在优势相比，其资金投入却相对较高，这可能成为其在实际应用中的一大挑战。此外，膜质量也是影响膜法处理技术效果的重要因素。低质量的膜可能导致渗透和过滤效果不彻底，从而增加了处理难度，降低了处理效率。因此，对于膜材料的选择和质量把控至关重要。在实际操作中，需要结合具体的垃圾渗滤液组成、浓度以及环境条件等因素，因地制宜地调整技术方案，以最大程度地发挥其优势。

结语

综上所述，

当前社会垃圾产量不断攀升，严重威胁着环境生态平衡，这一问题不仅导致了环境污染，还对人类健康产生了直接影响。为了有效解决这一难题，必须采取积极的工作实施措施。首先，加大资金投入用于研发新技术与新工艺，例如，利用生物降解技术或者高效的焚烧设备来减少垃圾的体积和对环境的污染。其次，应该特别重视垃圾渗滤液处理工作，垃圾渗滤液中含有大量有害物质，如果处理不当，将直接渗入土壤和水源，加剧污染问题。通过加大资金投入，可以推动新技术和新工艺的研发和应用，这将有效地减少垃圾产量，并最终减轻环境污染对人类的影响。同时，加强垃圾渗滤液的处理工作也是至关重要的，这有助于保护土壤和水资源的健康。

参考文献

[1]吴广凤.垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].广东化工，2016，43（2）：92-93.

[2]石永，周少奇，张鸿郭.垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].中国沼气，2006，24（3）：27-30.

[3]张铁军,臧晓峰.垃圾渗滤液处理技术研究进展[J].天津化工，2018，32（6）：1-4.