陳朋利

（江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司，南京 210000）

新時代，我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，為人們提供了豐富的物質(zhì)生活資料。與此同時，我國仍面臨嚴峻的環(huán)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(shè)，更是影響人們的生活質(zhì)量。當前，要大力發(fā)展綠色環(huán)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(fā)展機遇

當前，我國局部地區(qū)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(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展道路，采取科學(xué)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(xù)的污水處理方式。綠水青山就是金山銀山。現(xiàn)階段，我國高度重視治理水污染，努力保護水環(huán)境，這為綠色環(huán)保型水處理藥劑的發(fā)展帶來了機遇。

1.1 節(jié)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(shù)據(jù)顯示，2018年，我國工業(yè)用水約1 350億m3，其中約73%為工業(yè)冷卻用水。當前，工業(yè)冷卻水系統(tǒng)通常會加入一定量的溶解鹽、溶解氧，使得冷卻水水質(zhì)在循環(huán)過程中逐漸惡化。因此，工業(yè)冷卻水系統(tǒng)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(huán)使用。當前，我國正在大力建設(shè)生態(tài)文明，持續(xù)開展節(jié)能減排工作，努力保護水資源，水處理藥劑迎來良好的發(fā)展機遇。人們大力開發(fā)綠色環(huán)保型水處理藥劑，有效發(fā)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(yǎng)化現(xiàn)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(huán)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?shù)爻擎?zhèn)污水排放前必須脫氮除磷，達到國家相關(guān)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(fā)展帶來了新契機。

1.3 治污科技發(fā)展的支撐

水處理藥劑的發(fā)展離不開技術(shù)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(huán)境質(zhì)量管理、水污染治理等方面已經(jīng)取得豐碩的研究成果。當前，我國水環(huán)境的管理目標逐漸從總量控制朝水質(zhì)提升方向轉(zhuǎn)變，最終建立全面的治污技術(shù)與管理體系。這不僅為我國水處理藥劑的發(fā)展提供了強有力的理論支撐與技術(shù)支持，也為我國水處理藥劑的發(fā)展指明了方向。

2 水處理藥劑的應(yīng)用現(xiàn)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(huán)保型緩蝕劑可以防止金屬腐蝕，具有經(jīng)濟、通用的優(yōu)勢。1860年，英國研發(fā)出第一種緩蝕劑。發(fā)展至今，緩蝕劑經(jīng)歷了從無機共聚物到有機共聚物、從單一使用到復(fù)配使用的歷程。當前，環(huán)保型緩蝕劑已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。為了保護生態(tài)環(huán)境，人們積極開展環(huán)保型緩蝕劑研究，先后開發(fā)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(zhì)發(fā)生沉淀。當前，環(huán)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(huán)保型阻垢劑提出更高的要求，阻垢劑的發(fā)展呈現(xiàn)兩個特點。一是阻垢藥劑復(fù)合化。復(fù)合型阻垢藥劑可以彌補單一藥劑在結(jié)構(gòu)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(huán)境保護理念，積極開發(fā)環(huán)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(fā)生粘泥現(xiàn)象而影響整個水處理系統(tǒng)的運行。通常，環(huán)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(fù)合。例如，作為復(fù)合型殺菌藥劑，二溴次氮基丙酰胺藥效穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定高效地抑制水中微生物的生長。

2.4 環(huán)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(fù)合型絮凝劑。研究表明，A3菌產(chǎn)絮凝劑對靛藍廢水的脫色率可以達到80%，PAC+PDADMAC復(fù)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(fā)展方向

結(jié)合現(xiàn)實需求進行創(chuàng)新是水處理藥劑實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本。目前，市場上已有很多種水處理藥劑，為我國水環(huán)境治理做出了突出貢獻。但是，人們?nèi)砸e極開發(fā)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(fā)展[1]。

3.1 有機復(fù)合高分子絮凝劑

近代混凝理論包括壓縮雙電層、黏結(jié)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(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。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(zhì)絡(luò)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(jīng)過科研人員的不斷努力，有機高分子絮凝劑和復(fù)合型絮凝劑相繼問世，水處理藥劑研制技術(shù)取得了突破性進展。

3.2 綠色水處理藥劑

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的環(huán)境保護意識逐漸增強，逐漸認識到水污染的危害。環(huán)保、綠色成為人們關(guān)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(huán)保，使用時不會對人體造成傷害，不會產(chǎn)生環(huán)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(zhì)素、丹寧、淀粉等；一類是人工合成型，如聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸等。未來，綠色、環(huán)保將是水處理藥劑發(fā)展的方向。

3.3 多元復(fù)合型水處理藥劑

多元復(fù)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(fā)展方向。例如，聚硅酸與鋁鹽復(fù)合絮凝劑就是一種新型的多元復(fù)合型水處理藥劑，它是聚硅酸與鋁鹽的復(fù)合產(chǎn)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(fù)合型水處理藥劑能夠發(fā)揮多種藥劑優(yōu)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型材料也應(yīng)用到水處理藥劑中。例如，納米材料具有良好的尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)，人們可以將其應(yīng)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(jīng)取得重大進展。此外，無毒害的微生物也被應(yīng)用于絮凝劑的研制中，其本身的機能蛋白質(zhì)或機能多糖物質(zhì)具有較好的生物降解特性。與傳統(tǒng)絮凝劑相比，微生物絮凝劑在使用過程中產(chǎn)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(zhì)量，保護生態(tài)環(huán)境。