水處理藥劑的應用與發展

陳朋利

（江蘇環保產業技術研究院股份公司，南京 210000）

新時代，我國社會經濟快速發展，為人們提供了豐富的物質生活資料。與此同時，我國仍面臨嚴峻的環境問題和資源問題，尤其是淡水資源局部短缺、生活飲用水安全無法得到有效保證，這不僅嚴重阻礙綠色中國建設，更是影響人們的生活質量。當前，要大力發展綠色環保型水處理藥劑，以便提高污水處理效率。水處理藥劑種類繁多，本文主要介紹緩蝕劑、殺菌劑、阻垢劑和軟化劑等。

1 水處理藥劑面臨的發展機遇

當前，我國局部地區水資源問題有所緩解，但整體形勢依然嚴峻。因此，人們要堅持綠色環保、可持續的發展道路，采取科學手段來治理水污染，解決水資源短缺問題，積極探索代價低、效率高、可持續的污水處理方式。綠水青山就是金山銀山。現階段，我國高度重視治理水污染，努力保護水環境，這為綠色環保型水處理藥劑的發展帶來了機遇。

1.1 節能減排的需求

我國幅員遼闊，人口眾多，但人均淡水資源占有量較少，水資源的利用率較低，水污染問題嚴重。數據顯示，2018年，我國工業用水約1 350億m3，其中約73%為工業冷卻用水。當前，工業冷卻水系統通常會加入一定量的溶解鹽、溶解氧，使得冷卻水水質在循環過程中逐漸惡化。因此，工業冷卻水系統需要添加水處理藥劑，改變冷卻水的酸度、堿度或鹽類的溶解度等，降低無機鹽的析出率和廢水的腐蝕性，使得冷卻水得到循環使用。當前，我國正在大力建設生態文明，持續開展節能減排工作，努力保護水資源，水處理藥劑迎來良好的發展機遇。人們大力開發綠色環保型水處理藥劑，有效發揮水處理藥劑的作用。

1.2 污水排放標準的提高

當前，我國水體富營養化現象整體比較嚴重。為了解決水污染問題，國家先后出臺了一些列廢水排放標準和政策，環境保護要求明顯提高。例如，太湖、巢湖等地是重點污染防治流域，當地城鎮污水排放前必須脫氮除磷，達到國家相關標準。國家污水排放標準的提高，不僅有效控制了水污染的蔓延，也為水處理藥劑指明了研究方向，為水處理藥劑的發展帶來了新契機。

1.3 治污科技發展的支撐

水處理藥劑的發展離不開技術支持。隨著我國水污染問題和用水安全問題的加劇，國家加大了治污科技投入，水環境質量管理、水污染治理等方面已經取得豐碩的研究成果。當前，我國水環境的管理目標逐漸從總量控制朝水質提升方向轉變，最終建立全面的治污技術與管理體系。這不僅為我國水處理藥劑的發展提供了強有力的理論支撐與技術支持，也為我國水處理藥劑的發展指明了方向。

2 水處理藥劑的應用現狀

2.1 緩蝕劑

緩蝕劑是一種常用的水處理藥劑，它包括微生物緩蝕劑、天然型緩蝕劑、鎢系緩蝕劑等。環保型緩蝕劑可以防止金屬腐蝕，具有經濟、通用的優勢。1860年，英國研發出第一種緩蝕劑。發展至今，緩蝕劑經歷了從無機共聚物到有機共聚物、從單一使用到復配使用的歷程。當前，環保型緩蝕劑已廣泛應用于各個行業。為了保護生態環境，人們積極開展環保型緩蝕劑研究，先后開發出松香胺類RA緩蝕劑、松香胺咪唑啉等緩蝕劑，其具有較好的緩蝕作用。

2.2 阻垢劑

阻垢劑主要是通過對水中微晶體進行吸附、分散，對金屬離子進行螯合，有效阻止水中鹽類物質發生沉淀。當前，環保型阻垢劑主要包括有機磷酸阻垢劑、馬來酸酐阻垢劑、聚天冬氨酸阻垢劑等。隨著水污染治理的推進，人們對環保型阻垢劑提出更高的要求，阻垢劑的發展呈現兩個特點。一是阻垢藥劑復合化。復合型阻垢藥劑可以彌補單一藥劑在結構上的缺陷，既能降低藥劑使用量，又能增強藥劑性能。二是單一藥劑的無磷化、可降解。近年來，人們遵循環境保護理念，積極開發環保型阻垢劑。

2.3 殺菌劑

在水處理過程中，殺菌劑可以抑制、破壞性水中微生物的生長，防止微生物發生粘泥現象而影響整個水處理系統的運行。通常，環保型殺菌劑主要包括二氧化氯、異噻唑啉酮、季銨鹽、溴類殺菌劑等。當前，水處理類殺菌劑具有三個顯著特點。一是低氯化。低氯可以減少飲用水的殘留氯量，降低其對人體的傷害。二是性能高效。例如，油田采用的二溴海因殺菌劑，對SRB有害菌的殺滅率能達到100%。三是低突變與高復合。例如，作為復合型殺菌藥劑，二溴次氮基丙酰胺藥效穩定，能夠穩定高效地抑制水中微生物的生長。

2.4 環保型絮凝劑

當前，常用的絮凝劑主要有四種類型。一是無機高分子絮凝劑，如聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等。二是有機高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺、聚合季銨鹽等。三是微生物絮凝劑。四是復合型絮凝劑。研究表明，A3菌產絮凝劑對靛藍廢水的脫色率可以達到80%，PAC+PDADMAC復合絮凝劑對水庫中水的濁度去除率可達93%、對色度的去除率可達90%、對TOC（總有機碳）的去除率可達71%。

3 水處理藥劑的發展方向

結合現實需求進行創新是水處理藥劑實現可持續發展的根本。目前，市場上已有很多種水處理藥劑，為我國水環境治理做出了突出貢獻。但是，人們仍要積極開發新型水處理藥劑，使其朝低磷或無磷、無毒害、可降解、低成本的方向發展[1]。

3.1 有機復合高分子絮凝劑

近代混凝理論包括壓縮雙電層、黏結架橋、卷掃絮凝和吸附電中和等機理，這四種機理為絮凝劑的發展奠定了理論基礎。近年來，有機高分子絮凝劑研究不斷推進，吸附架橋、吸附電中和等機理研究已較為成熟，聚電解質絡合絮凝機理與吸附膠束絮凝理論研究取得顯著成果，這為有機高分子絮凝劑的研制提供了更多的思路。經過科研人員的不斷努力，有機高分子絮凝劑和復合型絮凝劑相繼問世，水處理藥劑研制技術取得了突破性進展。

3.2 綠色水處理藥劑

隨著社會經濟的發展，人們的環境保護意識逐漸增強，逐漸認識到水污染的危害。環保、綠色成為人們關注的焦點，因而研制綠色水處理藥劑刻不容緩。綠色水處理藥劑是指制造過程清潔環保，使用時不會對人體造成傷害，不會產生環境污染，并且可降解的水處理藥劑[2]。當前，綠色水處理藥劑主要有兩類。一類是天然高分子類型，如木質素、丹寧、淀粉等；一類是人工合成型，如聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸等。未來，綠色、環保將是水處理藥劑發展的方向。

3.3 多元復合型水處理藥劑

多元復合型水處理藥劑是指同一劑藥同時擁有多種功效，它是水處理藥劑的重要發展方向。例如，聚硅酸與鋁鹽復合絮凝劑就是一種新型的多元復合型水處理藥劑，它是聚硅酸與鋁鹽的復合產物，不僅具有電中和的功能，還有吸附架橋的作用，該藥劑成本較低，污水處理效果顯著，其絮凝能力強于單一型水處理藥劑。多元復合型水處理藥劑能夠發揮多種藥劑優勢，達到快速高效去除廢水中污染物的目的。

3.4 采用新型材料的水處理藥劑

隨著科學技術的發展，新型材料也應用到水處理藥劑中。例如，納米材料具有良好的尺寸效應、表面效應，人們可以將其應用于水處理藥劑研制中，提升污水處理效果。當前，納米TiO2光催化降解毒害有機物的研究已經取得重大進展。此外，無毒害的微生物也被應用于絮凝劑的研制中，其本身的機能蛋白質或機能多糖物質具有較好的生物降解特性。與傳統絮凝劑相比，微生物絮凝劑在使用過程中產生的沉淀物更少，并且易降解、無毒害。未來，水處理藥劑的研究將涉及更多高性能的新型材料，從而提高藥劑處理效率和生活用水質量，保護生態環境。