水處理藥劑是當(dāng)前水工業(yè)、污染治理與節(jié)水回用處理工程技術(shù)中應(yīng)用較廣泛、用量較大的特殊產(chǎn)品之一，包括絮凝劑、阻垢分散劑、緩蝕劑、殺生劑等，主要用于除去水中懸浮固體和有毒物質(zhì)，控制水垢、污泥的形成，減少對(duì)水接觸材料的腐蝕，除臭殺菌，脫色，軟化，穩(wěn)定水質(zhì)及海水淡化等。
Freedonia咨詢公司較新研究報(bào)告指出，市值為252億美元/年的全球水處理化學(xué)品市場(chǎng)目前正以年均5．1%的速度快速增長，中國等發(fā)展中國家對(duì)此貢獻(xiàn)突出。
因此，隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、對(duì)水資源消耗的增大、水資源分配不均導(dǎo)致的許多地區(qū)水資源短缺問題的日益突出，以及環(huán)保法規(guī)日益完善和人們環(huán)保意識(shí)的日益提高，水處理問題將成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)，而研究新型高效環(huán)保的水處理藥劑將是成為水處理領(lǐng)域的較重要的環(huán)節(jié)之一。
盡管水處理藥劑在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用已經(jīng)初見成效，但在生產(chǎn)和使用過程中仍然存在如下問題：
(1)絮凝劑產(chǎn)生的“二次污染”問題
無機(jī)絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩大類。鐵鹽絮凝劑中Fe 2+與水中腐蝕質(zhì)等有機(jī)物可形成水溶性物質(zhì)，使自來水帶色；鐵鹽絮凝劑中的Fe2+易被還原成Fe2+ ，從而產(chǎn)生“二次污染”，而且鐵鹽絮凝劑腐蝕性強(qiáng)，極容易成設(shè)備的毀壞。
鋁鹽對(duì)生物體有一定毒性，我國部分城市自來水廠中的飲用水中鋁含量超標(biāo)，過量的環(huán)境殘留鋁對(duì)植物、水生生物、微生物等會(huì)造成巨大的危害，對(duì)人類的健康構(gòu)成潛在的巨大危害。其毒性與鋁鹽在環(huán)境中的存在形式、濃度、環(huán)境的理化性質(zhì)有密切聯(lián)系。Al3+在水中的高殘留量會(huì)導(dǎo)致“二次污染”，進(jìn)入人體后可誘發(fā)老年癡呆癥、鋁性骨病、鋁性貧血癥等。我國現(xiàn)有方法生產(chǎn)的飲用水鋁含量比原水一般高出1～2倍，對(duì)人體可能構(gòu)成不良影響，因而鋁系藥劑的使用需解決水中殘留鋁脫除等遺留問題。
在有機(jī)高分子絮凝劑中，PAM及其衍生物約占85%。雖然PAM本身基本無毒，但其中所包含的在生產(chǎn)過程中未完全轉(zhuǎn)化的丙烯酰胺單體卻是一種毒害神經(jīng)性很強(qiáng)的物質(zhì)，且有很強(qiáng)的致癌性，會(huì)對(duì)人類健康構(gòu)成巨大的威脅。生產(chǎn)過程中夾帶的有毒重金屬及PAM的難降解性也會(huì)對(duì)環(huán)境帶來“二次污染”的問題。
(2)其他水處理藥劑存在的問題
我國目前冷卻水占工業(yè)用水的60%～70%，冷卻水所用的阻垢劑以磷系配方為主，而磷的排放易產(chǎn)生富營養(yǎng)化直接導(dǎo)致破壞生態(tài)平衡；無機(jī)緩蝕劑中常用的鉻酸鹽、亞硝酸鹽等本身也具有較大的毒性；在大部分水處理藥劑制備過程中使用的原料基本上均為有機(jī)溶劑且均含有毒性，且在生產(chǎn)過程中消耗大量能源也在一定程度上對(duì)環(huán)境帶來了新的污染。不難發(fā)現(xiàn)，目前水處理藥劑的發(fā)展中存在著兩個(gè)主要問題，即“二次污染”和非清潔化生產(chǎn)。水處理是一項(xiàng)集生產(chǎn)工藝、設(shè)備與藥劑等多種領(lǐng)域?yàn)橐惑w的系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)水處理的“綠色化” ，必須要從工藝、設(shè)備和藥劑等相關(guān)領(lǐng)域共同人手，不僅發(fā)揮各個(gè)環(huán)節(jié)自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，還要實(shí)現(xiàn)其協(xié)同效應(yīng)。陸柱等曾經(jīng)就水處理技術(shù)的“綠色化”做過專題論述。
本文將在總結(jié)我國水處理藥劑“綠色化”發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論如何從分子結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)水處理藥劑的綠色化及實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)過程中的清潔化。