第4讲：水处理剂概述

1、LOGO第3讲 水处理剂概述一、水处理剂的定义和主要作用 水处理剂的定义：又称为水处理化学品，主要指为了除去水中的有害物质而在水处理过程中添加的化学药品。它包括工业、城建、环保方面用于处理水的化学品，涉及冷却水、锅炉水、空调水、饮用水、污水及包括采油用水的工艺水等。 水处理剂的主要作用：控制水垢、污泥的形成，减少泡沫，减少与水接触材料的腐蚀，除去水中悬浮物和有毒物质，除臭、脱色，软化和稳定水质等。二、水处理剂的主要类型 给水处理药剂：阻垢剂、分散剂、缓蚀剂、复合水处理剂、杀生剂、清洗剂、钝化处理剂和预膜处理剂等； 废水处理药剂：凝聚剂、絮凝剂、杀菌剂、吸附剂、污泥脱水剂、脱色剂、膜、离子交换剂

2、等； 其他水处理药剂：消泡剂、螯合剂、除氧剂、污泥剥离剂等。LOGO三、水处理剂的研究现状及发展动态美国各类水处理药剂的需求状况美国各类水处理药剂的需求状况1994年与年与2000年美国水处理药剂的需求比较年美国水处理药剂的需求比较我国水处理药剂发展状态我国水处理药剂发展状态v 第一阶段（第一阶段（19741989）：引进吸收和国产化阶段，建立了我国水处理化学品研究及制造体系；v 第二阶段（第二阶段（19902000）：创新研发及产业化阶段，建立起具有我国自主知识产权的水处理化学品及技术体系。v 主要存在的问题：主要存在的问题：产量较小：产量较小：生产厂家规模小，多为小型企业，产品单一、产能小

3、；品种不全，系列化不够：品种不全，系列化不够：国外多为系列产品或专产品，国内一个系列一般只有12种；质量尚有差距：质量尚有差距：多为乡镇企业生产，产品质量参差不齐，整体质量欠佳。水处理药剂的发展趋势v 新型合成水处理药剂的开发：开发性能更好或能兼具多种性能的水处理剂；v 水处理药剂间的复配增效技术研究：克服单一水处理药剂的局限性，同时充分利用各种水处理药剂之间的协同效应；v 水处理药剂的环境友好化：高的生物降解性、对人类和其他生物无毒或低毒。LOGO四、绿色水处理剂的研究状况 绿色水处理剂绿色水处理剂：应用绿色化学概念和原理的水处理应用绿色化学概念和原理的水处理剂剂。 绿色化学绿色化学：又称环

4、境友好化学、清洁化学、绿色技又称环境友好化学、清洁化学、绿色技术。就是用化学的技术和方法，从根本上减少或消除术。就是用化学的技术和方法，从根本上减少或消除对人类健康和环境有害的原料、产物、副产物、溶剂对人类健康和环境有害的原料、产物、副产物、溶剂等的产生和应用。等的产生和应用。 绿色化学的思路是从根本上消除绿色化学的思路是从根本上消除污染源，使废物不再产生或得到控制，因此绿色化学污染源，使废物不再产生或得到控制，因此绿色化学是从源头彻底控制污染的化学。是从源头彻底控制污染的化学。绿色水处理剂的研究状况绿色水处理剂的研究状况绿色化学的四个基本要素绿色化学的四个基本要素 目标分子的结构：目标分子的

5、结构：设计或探索对人类健康和环境安设计或探索对人类健康和环境安全的目标物质。全的目标物质。 原材料和试剂原材料和试剂：开发和利用无毒的原料和试剂。开发和利用无毒的原料和试剂。 化学反应化学反应方式：方式：改变化学合成路线，不需分离出中改变化学合成路线，不需分离出中间体，不产生很多废弃物。间体，不产生很多废弃物。 反应条件反应条件：改变使用溶剂和催化剂等反应条件。改变使用溶剂和催化剂等反应条件。 评价一个过程或产品是否符合绿色化学的要求，要评价一个过程或产品是否符合绿色化学的要求，要把这四个方面联系起来统筹考虑。把这四个方面联系起来统筹考虑。绿色水处理剂的发展绿色水处理剂的发展设计更安全的新型绿

6、色水处理剂：设计更安全的新型绿色水处理剂： 如：绿色分散阻垢剂聚天冬氦酸（如：绿色分散阻垢剂聚天冬氦酸（PASP），易生物），易生物降解性，无毒、无突变等。降解性，无毒、无突变等。 开发不含磷的水处理剂开发不含磷的水处理剂； 尽可能采用稳定的催化剂和无毒的溶剂尽可能采用稳定的催化剂和无毒的溶剂。 如：聚丙烯酸胺（如：聚丙烯酸胺（ PAM ）是良好的絮凝剂和污泥脱）是良好的絮凝剂和污泥脱水剂，从制得相对分子量高的产品出发，采用反向乳液水剂，从制得相对分子量高的产品出发，采用反向乳液聚合较为合理，但存在有机溶剂污染问题。如果采用以聚合较为合理，但存在有机溶剂污染问题。如果采用以水为溶剂的溶液聚合法

7、，虽反应条件较难控制，但可避水为溶剂的溶液聚合法，虽反应条件较难控制，但可避免废液排放。免废液排放。五、水处理剂品种l 絮凝剂：在水处理时，向浑水中加入药剂使水中产生大颗粒凝聚体的过程称为絮凝过程，加入的药剂称为絮凝剂。1、絮凝剂絮凝剂的作用：l 在原水处理中，可用于除浊，脱色，除臭及除去其它杂质；l 在废水处理中，用于脱除废水中的油类，重金属类，有毒有害物质等；l 絮凝技术还用于选矿和污泥脱水等。絮凝剂絮凝剂絮凝剂的分类： 无机絮凝剂：铝盐和铁盐：Al2(SO4)3 ; FeCl3 有机絮凝剂：阳离子型，阴离子型，非离子型。 阳离子型：聚硫脲盐酸盐，水溶性氨基树脂， 聚乙烯基吡啶盐酸盐。 阴

8、离子型：羧甲基纤维素钠，藻酸钠 ，聚丙烯酸钠 非离子型：聚丙烯酸胺，聚氧乙烯醚等。絮凝剂 2、吸附剂 l 吸附：某种物质(离子或分子) 在另一种物质表面或微孔内积聚的现象。l 吸附剂：具有吸附性能的物质。 吸附剂 引起吸附的主要原因： （1）溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力。 （2）溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力。 吸附剂 吸附的分类： （1）交换吸附：溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子。 （2）物理吸附：溶质与吸附剂之间由于范德华力而产生的吸附。 （3）化学吸附：溶质与吸附剂发生化学反应，形成牢固的吸

9、附化学键和表面络合物。 吸附剂 典型吸附剂： 在废水处理中应用的吸附剂有：活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化铝，焦炭、树脂吸附剂、炉渣、木屑、煤灰、腐殖酸等。3、杀生剂氧化型：氯气；NaClO； ClO2 ；H2O2 ；KMnO4； O3等。非氧化剂：五氯酚，2，2-二羟基-5，5-二氯-二苯基-甲烷（DDT）。 OHClH2COHClNCCHCNH2BrBrO十二烷基二甲基苄基溴化铵（俗称新洁尔灭）。二硫氰基甲烷（MBT）高效杀菌杀藻化学品。 l 离子交换剂：是在与电解质溶液接触时与溶液中的离子发生交换反应的固体药剂。4、离子交换剂RH + M+ RM + H+ 其中：RH离子交换树脂 M+被交换的物质 l 两种类型：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 主要探讨：l离子交换的过程。l离子交换树脂的结构特征、分类和命名。l 离子交换树脂的合成方法和特性。l 离子交换树脂的性能。 l 离子交换树脂的使用与保管。l 离子交换树脂在水处理方面的应用。离子交换剂l 膜：是一种