環(huán)保型水處理劑的應(yīng)用和展望研究

虞芳英

摘要：基于環(huán)保背景，針對(duì)水處理劑的應(yīng)用與發(fā)展問(wèn)題，展開(kāi)具體的論述，總結(jié)水處理劑的應(yīng)用創(chuàng)新，展望其未來(lái)發(fā)展。首先，概述了水處理劑的發(fā)展現(xiàn)狀。其次，結(jié)合實(shí)踐分析水處理劑的應(yīng)用。最后，展望了水處理劑的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：環(huán)保;水處理劑;應(yīng)用與發(fā)展

水處理劑指的是用于水處理的化學(xué)藥劑，包括污水處理和冷卻水處理等所需的各類藥劑，例如緩蝕劑和阻垢分散劑等，常被應(yīng)用到化工和石油石化以及城鄉(xiāng)環(huán)保等行業(yè)，通過(guò)發(fā)揮水處理劑的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到節(jié)約用水與保障加工制造的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)防止水源污染。污水處理劑則多用于工業(yè)廢水與生活污水處理，目的是實(shí)現(xiàn)廢水處理達(dá)標(biāo)排放與再利用，防范水資源浪費(fèi)和水環(huán)境污染，被廣泛應(yīng)用。

一.水處理劑的發(fā)展現(xiàn)狀

從我國(guó)的水處理劑市場(chǎng)情況分析，保持快速增長(zhǎng)的狀態(tài)。2013年-2020年時(shí)間段內(nèi)，我國(guó)水處理劑市場(chǎng)保持上漲趨勢(shì)，數(shù)據(jù)顯示2019年我國(guó)水處理劑市場(chǎng)規(guī)模大約為318.5億人民幣，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到344.16億元。近年來(lái)，環(huán)保監(jiān)管力度不斷加大，發(fā)展水處理劑創(chuàng)新，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，以此獲得更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。其中，環(huán)保型產(chǎn)品是企業(yè)的“殺手锏”，也是重要的競(jìng)爭(zhēng)工具，各個(gè)企業(yè)都在加大環(huán)保型水處理劑的研究。

二.水處理劑的應(yīng)用實(shí)踐分析

2.1 幾種環(huán)保型水處理劑產(chǎn)品

聚環(huán)氧琥珀酸PESA。目前，水處理中聚環(huán)氧琥珀酸PESA的應(yīng)用較多。其屬于綠色環(huán)保型水溶性聚合物，具有無(wú)磷非氮的特點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)水中含有的碳酸鈣和硫酸鈣等起到積極的阻垢的分散效果，與磷酸鹽復(fù)配則可以增強(qiáng)使用效果。PESA的生物降解性能比較好，被廣泛應(yīng)用，適用于高堿和高硬的冷卻水系統(tǒng)，可以達(dá)到高濃縮倍數(shù)運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)，多用作納米碳酸鈣分散劑，或者用于造紙和化工等行業(yè)。除此之外，還被應(yīng)用到紡織印染領(lǐng)域，在染然前處理工藝應(yīng)用，能夠提高煮煉效果，若應(yīng)用到漂白或者染色等工序則能夠減少金屬離子的影響。聚環(huán)氧琥珀酸PESA的技術(shù)指標(biāo)如下：1）無(wú)色至淡琥珀色透明液體;2）固體含量≥40%;3）密度（20℃）/g·cm-3≥1.30;4）pH（1%水溶液）在10.0-12.0范圍內(nèi)。從水處理的角度分析，多用于油田注水和鍋爐水處理，在鋼鐵和石化等領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用，用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

谷氨酸二乙酸四鈉鹽GLDA.Na4。從產(chǎn)品的制備分析，由植物基原料L-谷氨酸制作，支持在很大范圍的pH值范圍內(nèi)應(yīng)用，具有超強(qiáng)的去污能力，同時(shí)可以和體系中的殺菌劑共同發(fā)揮效應(yīng)，也可以用作EDTA等的替代，多用于水處理劑或者高分子化學(xué)工業(yè)等[1]。

聚天冬氨酸（PASP）。產(chǎn)品為水溶性聚合物，屬于新型綠色水處理劑，不僅無(wú)磷無(wú)毒無(wú)公害，而且可以完全生物降解，兼具緩釋與阻垢的能力。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)碳酸鈣可以達(dá)到100%阻垢，還可以阻垢硫酸鈣和磷酸鈣等，在發(fā)揮分散作用的同時(shí)，還可以達(dá)到防止金屬設(shè)備被腐蝕的作用?？梢蕴娲椎乃幚韯瑢?shí)際應(yīng)用中可避免水體的富營(yíng)養(yǎng)化以及排放二次污染，被應(yīng)用到工業(yè)循環(huán)水、鍋爐水、反滲透水等水處理項(xiàng)目。技術(shù)指標(biāo)如下：1）黃色至紅棕色液體;2）固體含量≥40%;3）pH值（1%水溶液）9.0-11.0范圍內(nèi)。

2.2 環(huán)保型水處理劑的應(yīng)用效果分析

2.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為掌握環(huán)保型水處理劑的應(yīng)用效果，開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)與分析。本次試驗(yàn)準(zhǔn)備的試劑，主要包括天冬氨酸和氫氧化鈉水溶液以及丙烯酸類阻垢分散劑等。為滿足試驗(yàn)的需求，準(zhǔn)備了動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置和電動(dòng)攪拌器以及燒杯等。試驗(yàn)的開(kāi)展，必須嚴(yán)格遵循操作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，做好細(xì)節(jié)的控制。

2.2.2 藥劑成分制取

天冬氨酸。按照操作流程，選擇15g聚天冬氨酸，放入到準(zhǔn)備的額燒杯內(nèi)。試驗(yàn)中將磷酸濃度控制在8%左右，再選擇5mL量放到攪拌杯內(nèi)。為達(dá)到有效反應(yīng)，需做好熱縮聚處理。做好溫度的控制，保持在220-260℃，防范產(chǎn)生不良效果。完成處理后，選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%-9%范圍內(nèi)的氫氧化鈉水溶液，同之前的混合物進(jìn)行混合，獲得新混合物，再進(jìn)行水解處理，獲得酸堿度為9-10的溶解物，并且呈現(xiàn)出紅棕色，則為聚天冬氨酸鹽溶液[2]。

膦羥基乙酸。使用110g的亞磷酸二乙酯，同乙醛溶液混合，獲得膦羥基乙酸。整個(gè)操作期間，乙醛溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須不超出45%-55%范圍內(nèi)，用量不可以超過(guò)220g，避免影響試驗(yàn)效果?；旌衔锇l(fā)生反應(yīng)后，進(jìn)行加熱處理，逐步增加溫度，溫度不可以超過(guò)90-110℃，再給予一定的反應(yīng)時(shí)間，獲得膦羥基乙酸溶液。

低磷環(huán)保型水處理劑。將膦羥基乙酸或者聚天冬氨酸原料，開(kāi)展復(fù)配處理，同時(shí)滲入一定的聚丙烯酸類阻垢分散劑。為確保各成分的性能達(dá)到發(fā)揮，需將配置比例控制為1：3：1。整個(gè)拌制操作期間，做好攪拌速度與力度的有效控制，防范液體噴出。經(jīng)過(guò)攪拌后，獲得膦羥基乙酸溶液[3]。

2.3 動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照實(shí)驗(yàn)條件和要求開(kāi)展模擬分析，獲得表1的結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，低磷環(huán)保型水處理劑的應(yīng)用，具有突出的阻垢緩釋性能，可以達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即使?jié)饪s倍數(shù)達(dá)到了3倍，制備的低磷環(huán)保型水處理劑的足夠率也能夠超過(guò)90%，并且腐蝕率與黏附率達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有應(yīng)用價(jià)值。

三.水處理劑的應(yīng)用發(fā)展

目前，使用的水處理劑，主要包括阻垢分散劑和緩蝕劑以及殺菌滅藻劑等，產(chǎn)品類型多，適用性比較強(qiáng)。我國(guó)提出碳中和和碳達(dá)峰的具體實(shí)施目標(biāo)，對(duì)各個(gè)行業(yè)都提出了更高的環(huán)保創(chuàng)新要求，將會(huì)帶動(dòng)水處理劑的需求和產(chǎn)品要求增加，加大水處理劑的研究，研發(fā)新產(chǎn)品，具有現(xiàn)實(shí)意義。在創(chuàng)新發(fā)展的角度分析，做好合成工藝的理論基礎(chǔ)研究。具體研究中，從反應(yīng)原理出發(fā)，詳細(xì)探究各工藝條件對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，進(jìn)一步去除雜質(zhì)，提高反應(yīng)效率，從源頭找尋改善產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本的方法。除此之外，還需要結(jié)合當(dāng)前水處理的需求進(jìn)行分析，圍繞相應(yīng)地行業(yè)進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)發(fā)，研發(fā)出適宜的產(chǎn)品，解決當(dāng)前水處理難題。

四.結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，環(huán)保型水處理劑的研發(fā)不斷增加，涌現(xiàn)出很多新產(chǎn)品，為水處理提供了支持與保障。從實(shí)際應(yīng)用分析，環(huán)保型水處理劑的應(yīng)用功能得到肯定，且具有環(huán)境友好特點(diǎn)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)，環(huán)保監(jiān)管力度不斷加大，加大環(huán)保型水處理劑的研發(fā)和推廣應(yīng)用力度，具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李秀峰.環(huán)保型水處理劑的應(yīng)用和展望[J].云南化工，2020，47（12）：127-129.

[2]王岱宇，蔣益豪.綠色環(huán)保水處理劑的應(yīng)用及展望[J].綠色環(huán)保建材，2017（12）：36.

[3]李雯.綠色環(huán)保水處理劑的應(yīng)用及展望[J].山西科技，2016，31（06）：190-191+194.