我国水处理剂的研究现状_廖江芬

·!·#$$%年第&#卷第#期化工生产与技术’()*+,-./0123,4+15-526),(51.178我国水处理剂的研究现状廖江芬张波袁良财葛忠华（浙江工业大学催化新材料研究室，浙江杭州!&$$&9）摘要介绍了我国水处理阻垢剂、缓蚀剂的研究进展及现状，并对絮凝剂作了简要介绍。文章指出具有多种功能的共聚物类水处理剂是目前使用最广泛的品种，开发的热点将是多功能、高效、环保的绿色水处理剂。关键词水处理剂；阻垢剂；缓蚀剂水资源贫乏一直是我国面临的一大难题，尤其是近年来随着国内经济的迅速发展，用水量急剧上升，水资源的污染也日趋严重。工业水处理技术对于节约水资源、减少水污染、延长设备使用寿命等具有重要意义。因此，随着工业水处理及环境保护要求地不断提高，我国的水处理剂的品种不断丰富，性能不断提高。水处理剂品种多样，本文叙述了水处理阻垢剂和缓蚀剂的研究进展及现状，并对絮凝剂作了简要介绍。!阻垢剂阻垢剂是一类能阻止水中致垢盐类在设备表面沉积的物质。一般认为，阻垢剂起阻垢作用是因为它对水中金属离子有螯合作用、对微晶有吸附分散作用和晶格畸变作用。!!阻垢剂研究进展概述经过半个多世纪的发展，阻垢剂的研究开发和应用已取得一定的成果。近年来，阻垢剂的品种丰富多样，在工业水处理及环保要求的推动下，阻垢剂朝着多功能、高效、环保的方向发展:&;，参见表&。!#阻垢剂分类及研究现状!#!有机膦酸盐类有机多元膦酸盐是目前国内外产量最大、应用最广的水处理剂，具有良好的化学稳定性、耐高温性，用量少、具缓蚀作用。此外，有机多元磷酸盐对钙、镁、锌、铁等许多金属离子具有优异的螯合能力，故大量用于水处理中。!#!!羟基乙叉二膦酸表!阻垢剂研究进展阻垢剂天然有机高分子化合物无机聚磷酸盐有机磷酸盐合成有机聚合物多元共聚物开发时间（#$世纪）<$年代之前<$年代=$年代>$年代举例淀粉、纤维素、木质素等焦磷酸钠、三聚磷酸钠等?@A/、@A6B/等聚羧酸类（CC、BC等）CCDCB/E二元共聚物等优点来源广泛与多种金属螯合螯合能力强，具缓蚀性，不易水解、降解等热稳定、无毒、可生物降解多功能、高效、环保缺点人为控制难易水解、降解为正磷酸盐分子量低、官能团少、含磷阻垢性能单一羟基乙叉二膦酸（?@A/）是目前我国工业循环冷却水处理中应用最广的一种有机多元膦酸，对抑制碳酸钙、水合氧化铁等的沉积有很好的效果。?@A/广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及热水锅炉、换热器等的阻垢和缓蚀。目前我国?@A/年产量近万吨，是国内产量最大的水处理剂品种之一，也是国外仍广泛使用的水处理剂。?@A/的生产方法有很多:#;，其中三氯化磷—冰醋酸—水法是国内广泛采用的一种生产方法。该法近年来不断得到改进，并形成了专利技术:!;，反应式如下：#/’.!F<’?!’GG?;’?!’H/G!?#I#G’G’?!F9’?!’G’.F#?’.。该方法克服了以往生产过程中反应时间长、能耗大、原料消耗量大、产品纯度低等缺点，亚磷酸质量分数低于&J。!#!#氨基三甲叉膦酸氨基三甲叉膦酸（C6B/）不易水解，耐高温，低毒或无毒，对碳酸盐的防垢效果特别好，且具有一定的缓蚀性能，可作为硬度大、矿化度高、水质条件恶收稿日期：#$$9K&$K$环保与安全<========<==<========<==·!·劣等用水系统的阻垢剂，如工业循环冷却水、油田注水、印染用水等。#$%&的合成方法较多，据文献’!(报道，适合于工业生产的合成方法主要有)种，其中亚磷酸（或三氯化磷）与铵盐、甲醛在酸性介质中一步合成的反应式如下：&*+,-,.)/;.,&/,-,.*+,.,&/,-0.!*+-,.*./;.*+>-,.)/-0’*.)&/1/.2)(,。该方法具有原料易得、合成方法简单、成本低和产品质量稳定等优点，适合工业化生产。!#!$乙二胺四甲叉膦酸乙二胺四甲叉膦酸（34$%&）能与铁、铜、锌、铝、钙、镁等离子中的)个或多个金属离子螯合，形成立体结构的双环或多环螯合物可分散于水中，使水垢的正常结晶破坏，有效地抑制各种盐垢的生成。34$%&化学稳定性好，在高含量时还具有缓蚀性能，可作为工业循环冷却水、锅炉用水、电厂循环水及印染行业的阻垢缓蚀剂。34$%&一般可由市场上易购到的乙二胺、甲醛、三氯化磷为原料，合成路线为：0)0*.)*.)0.)-!.*./-!&*+,-5.)/;1.)/,&*.)）)0*.)*.)01*.)&/,.)2)-6).*+。!#!%多氨基多醚基甲叉膦酸进入上世纪7年代，以多氨基多醚基甲叉膦酸（&#&3%&）为代表的新型含醚有机膦酸的发展颇引人关注，由于醚键的引入使有机膦性能有了突破性进展。&#&3%&具有很好的钙容忍度和优异的阻垢、分散性能，它是作为优异的碳酸钙阻垢剂引入冷却水领域的。它也可以有效地控制硅垢