水處理藥劑發(fā)展及分類
從全國情況看，目前我國城市缺水嚴(yán)重，城市缺水問題已經(jīng)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)社會的環(huán)境問題。缺水的城市將會由目前集中的東北、華北、西北地區(qū)級東部沿海城市逐漸的想全國各地區(qū)蔓延。開發(fā)新水源、節(jié)約用水和污水治理就具有同等重要的意義了。那么大力發(fā)展水處理藥劑對污水處理、節(jié)約用水就起著極其重要的作用。
我國目前大多數(shù)城市的地下水都受到了一定程度的污染，并且這樣的污染還在持續(xù)的逐年加重中。面對日趨嚴(yán)重的水污染，我國衛(wèi)生部宣布從2012年7月1日起，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》將在全國強(qiáng)制實(shí)施，飲用水監(jiān)測指標(biāo)將從目前的35項(xiàng)提高到106項(xiàng)。新標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)在實(shí)行的1985年版本相比，加強(qiáng)了對水質(zhì)有機(jī)物、微生物和水質(zhì)消毒等方面的要求，對于砷、鉛、鉻這些重金屬類的指標(biāo)限制規(guī)定到最低，基本實(shí)現(xiàn)了飲用水標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌。隨著標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施日期的臨近，媒體對“新國標(biāo)”表現(xiàn)得十分關(guān)注。水污染不僅僅降低了水體的使用功能，它進(jìn)一步的加劇了水資源短缺的矛盾，也對我國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略帶來了非常嚴(yán)重的影響，而且還嚴(yán)重的威脅到大眾的身體健康和人們的安全用水問題。
水處理藥劑屬于精細(xì)化工的范疇，相對于我們?nèi)粘Ｖ谐Ｓ玫幕瘜W(xué)品，它具有精細(xì)化學(xué)品的許許多多的特性，比如因生產(chǎn)規(guī)模小所以建廠設(shè)備投資較少，產(chǎn)量也很少;產(chǎn)品多種多樣，產(chǎn)品種類更新?lián)Q代較快;附加的產(chǎn)值較大;必不可少的技術(shù)服務(wù);很多產(chǎn)品，特別是復(fù)配產(chǎn)品，具有很強(qiáng)的專用性。
現(xiàn)在市面上，水處理藥劑的品種主要有：有機(jī)絮凝劑、殺菌滅藻劑、無機(jī)凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑等幾大類。我們下面就簡單介紹下這幾類水處理藥劑：
1、有機(jī)絮凝劑：
有機(jī)絮凝劑中分為4類：合成高分子絮凝劑、天然高分子改性絮凝劑、微生物絮凝劑和多功能水處理劑。合成高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物。天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、含膠植物、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物，目前產(chǎn)量約占高分子絮凝劑總量的20%，微生物絮凝劑是指利用某些微生物分泌的高分子物質(zhì)作絮凝劑。國內(nèi)中科院微生物研究所等單位已有良好的研究成果。
2、殺菌滅藻劑：
目前常用的水處理殺菌滅藻劑主要有兩大類，即氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑中應(yīng)用最廣泛的是氯及其制品，如NaOCl、Ca(OCl)2等，近年來ClO2和氯胺的應(yīng)用有所增加，臭氧和溴化物的應(yīng)用也值得重視。另一類為非氧化型殺菌劑，目前國內(nèi)使用較普遍的是季銨鹽如十二烷基二甲基芐基氯化銨，其商品名稱為“1227”。二硫氰基甲烷和戊二醛是另外兩類常用的非氧化型殺菌劑。
3、無機(jī)凝聚劑：
作為低分子的無機(jī)凝聚劑，硫酸鋁、硫酸亞鐵和三氯化鐵在水處理中仍具有較大的市場。無機(jī)高分子凝聚劑是一類新型的水處理藥劑。近幾年，無機(jī)凝聚劑發(fā)展迅速，目前主要品種有聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合硫酸鐵(PFS)和聚合氯化鐵(PFC)幾種。前3種都有定型產(chǎn)品，聚合氯化鐵尚處于研制開發(fā)階段。復(fù)合型無機(jī)高分子凝聚劑的開發(fā)是近年來發(fā)展的明顯趨勢，開發(fā)的復(fù)合品種很多，如陰離子復(fù)合型(如PAC中引入SO42-、PFS中引入氯根等)，陽離子復(fù)合型(如PAC中引入Fe3+等)，多種離子復(fù)合型(鐵、硫酸根、氯根的復(fù)合)，無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型(PAC與聚丙烯酰胺復(fù)合)等，如聚合氯化硫酸鐵、聚合鋁硅、聚合鋁磷，聚合鋁鐵等。
4、緩蝕劑：
無機(jī)鹽類是相當(dāng)重要的一類緩蝕劑品種。目前采用的鉻系、磷系、鋅系、硅系、鉬系、鎢系和全有機(jī)配方，系分別指在配方中采用了鉻酸鹽、磷酸鹽、硫酸鋅、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽和有機(jī)膦酸鹽。全有機(jī)配方則不采用無機(jī)鹽，特別是重金屬無機(jī)鹽，以降低藥劑對環(huán)境的污染。在全有機(jī)配方中常以有機(jī)膦酸鹽作緩蝕劑。芳香唑類是用于銅及其合金的緩蝕劑，國內(nèi)常用的是苯并三氮唑和巰基苯并三唑。
5、阻垢劑：
70年代以來，我國在引進(jìn)和消化吸收基礎(chǔ)上開發(fā)和應(yīng)用的水處理阻垢劑主要有兩類，一類是有機(jī)膦酸鹽如HEDP(羥基亞乙基二膦酸鹽)、EDTMP(乙二胺四亞甲基膦酸鹽)以及ATMP(氨基三亞甲基膦酸鹽)等。另一類是聚羧酸如PAA(聚丙烯酸)、HPMA(聚馬來酸酐)等水溶性聚合物。在水溶性聚合物或共聚物中，還有一個分支，即含磷聚合物。
在國外，目前已經(jīng)形成了“水處理工業(yè)”這一概念。水處理工業(yè)可以分為：產(chǎn)品制造、服務(wù)和系統(tǒng)建設(shè)三個部分。其中，產(chǎn)品制造包括水處理設(shè)備和水處理藥劑制造，系統(tǒng)見著質(zhì)水處理過程建設(shè)，服務(wù)指的就是提供水處理技術(shù)的服務(wù)。通常，水處理藥劑制造商也是服務(wù)商。
目前認(rèn)為小分子季銨鹽的殺菌機(jī)理包括六個過程:①吸附至菌體表面。通過靜電力、氫鍵或分子間力等作用吸附在菌體上;②通過滲透擴(kuò)散作用穿過細(xì)胞壁，其疏水端鑲嵌在細(xì)菌表面，對細(xì)菌產(chǎn)生窒阻效應(yīng)，使有毒物質(zhì)排謝受到阻礙，故使細(xì)胞壁上蛋白質(zhì)變性;③表面活性劑穿透細(xì)胞壁，粘連到細(xì)胞膜上;④細(xì)胞膜由雙層磷脂分子構(gòu)成，磷脂分子的親水端與表面活性劑的親水基發(fā)生作用，改變了膜的通透性;⑤隨著濃度的遞增，表面活性劑逐漸增溶細(xì)胞膜，直到磷脂接觸到表面活性劑的疏水基，造成內(nèi)溶物如K+、DNA、RNA等物質(zhì)的泄漏;⑥濃度更大時，表面活性劑將穿透細(xì)胞膜，與細(xì)胞內(nèi)溶物作用導(dǎo)致菌體死亡。