水處理劑是指用于水處理的化學藥劑，廣泛應用于化工、石油、輕工、日化、紡織、印染、建筑、冶金、機械、醫(yī)藥衛(wèi)生、交通、城鄉(xiāng)環(huán)保等行業(yè)，以達到節(jié)約用水和防止水源污染的目的。

水處理劑包括冷卻水和鍋爐水的處理、海水淡化、膜分離、生物處理、絮凝和離子交換等技術所需的藥劑。如緩蝕劑、阻垢分散劑、殺菌滅藻劑、絮凝劑、離子交換樹脂、凈化劑、清洗劑、預膜劑等。

根據(jù)不同的用途和處理過程劃分，水處理劑的主要類型有：

反滲透純水系統(tǒng)水處理制劑：采用具有良好的協(xié)同處理效應的復合制劑,能有效防止水垢、微生物粘體的形成、提高系統(tǒng)的脫鹽率、產(chǎn)水量；延長RO膜的使用壽命。

循環(huán)冷卻水處理：保證冷卻水塔、冷水機臺等設備處于最佳的運行狀態(tài)，有效的控制微生物菌群、抑制水垢的產(chǎn)生、預防管道設備的腐蝕。達到降低能耗、延長設備的使用壽命的目的。專案制定水處理方案，采用專業(yè)的復合水處理制劑及完善的技術服務體系。

殺菌滅藻劑

鍋爐水處理制劑，采用具有良好協(xié)同處理效應的復合制劑,防止鍋爐的腐蝕與結垢，穩(wěn)定鍋爐水質保證鍋爐的正常運行，降低鍋爐本體的消耗、延長其使用壽命。

復合鍋爐水處理制劑

清罐劑

堿度調整劑

噴漆房循環(huán)水處理制劑：藥劑屬于復合制劑具有廣普的分散能力，其處理的油漆渣脫水性良好，處理的漆渣為無黏性團狀，便于打撈等下一階段的處理。藥劑的環(huán)境介面友好、處理效能穩(wěn)定。能有效的防止油漆黏附在管道設備所帶來的困擾，同時降低水體中COD含量，除去異味，改善環(huán)境，延長循環(huán)水的使用壽命。

機油漆樹脂分散劑（漆霧凝聚劑）

懸浮劑

廢水處理制劑：采用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標準等，可以長時間循環(huán)使用，節(jié)約大量水資源。

環(huán)保型COD專用除去劑

重金屬捕捉劑

水處理劑和節(jié)水

節(jié)水首先要抓住比較集中使用的工業(yè)用水。在工業(yè)用水中，冷卻水占的比例最大，約占60%到70%，因此節(jié)約冷卻水就成為工業(yè)節(jié)水最緊迫的任務。

冷卻水循環(huán)使用后，大大節(jié)約了用水量。但由于冷卻水不斷蒸發(fā)，水中鹽類被濃縮，加上冷卻水與大氣接觸，溶解氧與細菌含量大大增加，導致循環(huán)冷卻水出現(xiàn)嚴重的結垢、腐蝕和菌藻滋生三大弊病，使熱交換率大為降低，檢修頻繁，威脅生產(chǎn)正常進行。為此，必須在冷卻水中加入阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑及與其配套的清洗劑、預膜劑、分散劑、消泡劑、絮凝劑等。這種加入化學藥劑以防止循環(huán)水結垢、腐蝕、菌藻滋生的一套技術叫做化學水處理技術，它包括預處理、清洗、酸洗、預膜、正常投加、殺菌等工序。污水處理中的一級處理使用凝聚劑和絮凝劑也是回收利用污水的重要手段。化學水處理技術是當前國內外公認的工業(yè)節(jié)水最普遍的有效手段。

化學水處理劑

化學處理就是用化學藥劑來消除及防止結垢、腐蝕和菌藻滋生及進行水質凈化的處理技術。它使用凝聚劑去除原水中的機械雜質，用阻垢劑防止結2垢，用緩蝕劑抑制腐蝕，用殺菌劑阻止有害微生物的滋生，用清洗劑去除銹渣、老垢、油污等。

水處理劑中用量較大的有三類：絮凝劑；殺菌滅藻劑；阻垢緩蝕劑。絮凝劑亦稱混凝劑，其作用是澄凝水中的懸浮物，降低水的濁度，通常用無機鹽絮凝劑添加少量有機高分子絮凝劑，溶于水中與所處理水均勻混合而使懸浮物大部沉降。殺菌滅藻劑亦稱殺生劑，其作用是控制或清除水中的細菌和水藻。阻垢緩蝕劑主要用于循環(huán)冷卻水中，提高水的濃縮倍數(shù)，降低排污量以實現(xiàn)節(jié)水，并降低換熱器和管道的結垢和腐蝕。

讓我們重點了解一下其中幾種水處理劑。

一、絮凝劑

1、淀粉衍生物絮凝劑

近年來淀粉類絮凝劑在印染廢水中應用也非常廣泛。李旭祥等用過硫酸銨為引發(fā)劑，使菱角粉與丙烯腈接枝共聚，制得的改性淀粉配以助凝劑堿式氯化鋁處理印染廢水，濁度去除率可以達到70％以上。趙彥生等在淀粉與丙烯酰胺共聚兩步法合成陽離子淀粉絮凝劑的基礎上，進行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法改性陽離子絮凝劑CSGM的合成及性能研究，用這種絮凝劑處理毛紡廠印染廢水取得了較好結果。陳玉成等利用生產(chǎn)魔芋精粉后的下腳料，以尿素作催化劑，通過磷酸鹽酯化制成絮凝劑1號，對含硫化染料印染廢水進行處理，當投藥量120mg/L時，COD去除率68.8％，色度去除率達92％。楊通在等以淀粉為原，合成了陽離子型改性高分子絮凝劑，并用它對印染等輕工廢水進行處理，研究結果表明，懸浮物、COD、色度去除率較高且產(chǎn)污泥量少，處理后的廢水水質得到較大改善。

2、木質素衍生物

自70年代以來，國外已研究了以木質素為原料合成季胺型陽離子表面活性劑，用其處理染料廢水獲得了良好的絮凝效果。我國朱建華等利用造紙蒸煮廢液中木質素合成了陽離子表面活性劑，處理印染廢水，結果表明，木質素陽離子表面活性劑具有良好的絮凝性能，脫色率超過90％。張芝蘭等以草漿黑液中提取木質素，作為絮凝劑，并與氯化鋁、聚丙烯酰胺的效果進行了比較，證實了木質素處理印染廢水的優(yōu)越性。雷中方等研究了從厭氧處理前后的堿法草漿黑液中提取木質素作為絮凝劑，處理印染廢水，取得了較好的效果，在此基礎上雷中方等又研究了木質素絮凝作用機理，證明了木質素絮凝劑是一種對高濁度、酸性廢液有特效的水處理劑。

3、其它天然高分子絮凝劑

宮世國等以天然資源為主要原料，經(jīng)物理、化學加工后制成兩性新型復合混凝脫色劑ASD-Ⅱ對印染廠的還原、硫化、納夫妥以及陽離子和活性染料的染色廢水進行絮凝脫色實驗，脫色率平均大于80％，最高達98％以上，COD去除率平均大于60％，最高達80％以上。張秋華等采用研制的羧甲基殼聚糖絮凝劑處理毛巾廠的印染廢水，實驗結果顯示，羧甲基殼聚糖絮凝劑在廢水的脫色和COD的去除效果方面，都優(yōu)于常用的其它高分子絮凝劑。

二、殺菌滅藻劑

能有效地挖去藻類繁殖和粘泥增長，在不同的PH值范圍內均有很好的殺菌滅藻能力，并有分散和滲透作用，能滲透并除去粘泥和剝離附著的藻類，

此外，還有去油能力。廣泛適用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，油田注水系統(tǒng)，冷凍水系統(tǒng)中，作為非氧化性殺菌滅藻劑，粘泥剝離劑使用，也可用作晴綸纖維染色的均染劑及其紡織加工前的柔滑和抗靜電處理。

三、阻垢緩蝕劑

羥基乙叉二膦酸HEDP

特性：

HEDP是一種有機磷酸類阻垢緩蝕劑，能與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的絡合物，能溶解金屬表面的氧化物。HEDP在250℃下仍能起到良好的緩蝕阻垢作用，在高pH值下仍很穩(wěn)定，不易水解，一般光熱條件下不易分解。耐酸堿性、耐氯氧化性能較其它有機磷酸（鹽）好。HEDP可與水中金屬離子，尤其是鈣離子形成六圓環(huán)螯合物，因而HEDP具較好的阻垢效果并具明顯的溶限效應，當和其它水處理劑復合使用時，表現(xiàn)出理想的協(xié)同效應。HEDP固體屬于高純產(chǎn)品，適用于冬季嚴寒地區(qū)；特別適用于電子行業(yè)的清洗劑和日用化學品添加劑。

HEDP應用范圍與使用方法

HEDP廣泛應用于電力、化工、冶金、化肥等工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及中、低壓鍋爐、油田注水及輸油管線的阻垢和緩蝕；HEDP在輕紡工業(yè)中，可以作金屬和非金屬的清洗劑，漂染工業(yè)的過氧化物穩(wěn)定劑和固色劑，無氰電鍍工業(yè)的絡合劑。HEDP通常與聚羧酸型阻垢分散劑配合使用。

四、KN系列污水處理劑處理難降解有機廢水

非金屬礦物根據(jù)所處理污水的性質，采用特定的活化工藝活化、復配成專屬性強的KN系列污水處理劑，可以與污水中的固體污染物、水溶性污染物、肢體態(tài)污染物等發(fā)生物理化學怍用，包括吸附、電性中和與化學作用，也可以通過傳質的作用分離去除污水中的水溶、膠體狀的污染物，使這些有害物質在絮凝劑的作用下，絮凝沉淀下來。

1、污水處理的原則工藝流程

用于污水處理核心塊的原則工藝流程如圖1所示。

污水在進人均衡池前根據(jù)污水的質可進行格渣、沉淀等處理。在這里高效固液分離器為自我研制，可強化渣液分離，減少占地面積。其它如均衡池、反應槽、絮凝槽、脫水設備均為污水處理中常用成熟設備。KN污水處理劑以粉狀加入，作用時間2～3min，絮凝劑以液態(tài)形式加人。作用時間1～2min渣液分離時，渣的沉降速度可達到1.5～20mm/s。

2、水處理試驗結果

采用KN系列污水處理劑進行了一系列污水處理試驗。

 (1)云豐造紙廠瓦楞紙生產(chǎn)線采用木槳造紙，元堿回收工藝，黑液pH值1055～11.48，懸浮物1520～1836mg/L，總氮29.99～35.47mg/L，采用KN-2污水處理劑，經(jīng)兩段加劑處理，排出水質可達到pH：6.87～7.12，懸浮物20～38mg/L，總氨1.91～2.32mg/L，COD：90.34～93.28mg/L，色度50～53倍，總磷0.01～0.08mg/L，其中COD的去除率大于99%，色度去除率大于99%。噸水處理成本1.1元，噸水投資668元。

 (2)運城氮肥廠是采用煤生產(chǎn)尿素，主要荇水產(chǎn)于合成車間，主要污染物為氨氮，一般為氨氯500mg/L，懸浮物400mg/L.CODcr450mg/L，采用KN8污水處理劑，經(jīng)一段加劑處理，出水水質可達到氬氮7867mg/L；懸浮物81.54mg/L，CODcr79.57mg/L，噸水處理成本0.776元，噸水投資589元。

 (3)玉溪造紙廠采用廢紙制槳生產(chǎn)包裝用紙，廢水BOD450mg/L，CODcr845mg/L，SS1150mg/L.采用KN-3號污水處理劑經(jīng)一段處理后，出水水質可達到BOD558mg/L，CODcr93mg/L，SS1367mg/L，噸水處理成本0.53元，噸水投資405元。

3、對KN污水處理劑處理

污水后產(chǎn)生的污泥的最終處置，可采用多種辦法進行無害化處置：

(1)纖維含量高的污泥，可作耐火磚的添加料或直接用于制造防火纖維板。(2)對含有難降解有毒污染物的污泥，可摻人燃煤中焚燒。(3)由于KN污水處理劑的主要成分為活化的非金屬礦。這些非金屬礦本身就是很好的建材原料，因此其污泥經(jīng)脫水后可運往磚廠，按一定比例摻人土中制成半內燃磚坯，待干后人窯中焚燒。經(jīng)反復測試，這種磚比純土燒成的磚強度增加.如單塊磚的平均抗壓強度由原來的6.98MPa提高到978MPa，平均抗折強度由25MPa提高到389MPa，節(jié)省燒磚煤10%～15%，并且無其它副作用。

五、環(huán)保天然高分子水處理劑在含鉻廢水處理中的應用

環(huán)保可用作吸附劑的天然高分子及其衍生物主要有:纖維素、淀粉、木質素、殼聚糖、單寧、蛋白質和藻類。這些天然高分子物質對鉻有一定的吸附性能,且原料來源豐富,價格低廉,選擇性大,投藥量小,安全無毒,可以完全生物降解,無二次污染,不受ｐＨ值變化影響,因此在眾多吸附劑的研究開發(fā)中備受關注。70年代以來,美、英、法、日和印度結合本國天然高分子資源,重視化學改性天然有機高分子吸附、絮凝劑的研制,我國天然高分子資源極為豐富,但相對而言,這方面的研究還較少。

1　以纖維素為原料

纖維素由葡萄糖單元組成,每個葡萄糖單元有3個具有活性的醇羥基,通過這些羥基的酯化、醚化、氧化、交聯(lián),以及與丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等進行接枝共聚等反應,可以制備改性纖維素。改性后的纖維素吸附點增多,從而吸附能力大大加強。

1.1　以棉纖維為原料

近年來,纖維素類吸附劑應用日趨廣泛。在天然纖維上接枝離子交換功能基團后,可產(chǎn)生具有吸附功能的離子交換纖維。這類纖維其特點是:比表面積大,對大分子的交換容量大;交換基團只要分布在纖維表面,交換過程基本不受固相內擴散限制,交換速度快,易達到平衡。以棉纖維為原料制備交換劑的研究較多,用不同的方法將脫脂棉用乙二胺胺化,可得到陰離子交換纖維和乙二胺螯合棉纖維。動態(tài)吸附性能的研究表明,在Ｃｒ(Ⅵ)濃度為40ｍｇ/Ｌ時,用陰離子交換纖維對Ｃｒ(Ⅵ)的最大吸附量為35.9ｍｇ/ｇ,而且Ｃｒ(Ⅵ)易于洗脫,如用8ｍｌ的氫氧化鈉(0.2ｍｏｌ/Ｌ)溶液,洗脫速度4ｍｌ/ｍｉｎ,可將Ｃｒ(Ⅵ)完全洗脫;乙二胺螯合棉纖維只對痕量的ＣｒＯ2-4有吸附作用,由不同交聯(lián)度的聚丙烯接枝4-乙烯基吡啶離子交換纖維(ＰＰ-ｇ-4ＶＰ)所制的ＰＰ-ｇ-4ＶＰ和ＰＰ-ｇ-4ＶＰ-季銨鹽纖維,對Ｃｒ(Ⅵ)靜態(tài)吸附量大,分別達到6.5ｍｏｌ/ｇ和4ｍｏｌ/ｇ。將纖維棉進行硅烷化處理后,負載磷酸三丁酯(ＴＢＰ),可制得性能良好的ＴＢＰ纖維棉,ＴＢＰ對Ｃｒ(Ⅵ)的吸附速度快、吸附能力強、吸附完全,并具有選擇性高、易于解脫、洗脫體積小及適用范圍寬等優(yōu)點,巰基棉可吸附水中的Ｃｒ(Ⅵ),回收率可達98%左右。堿性功能纖維對Ｃｒ(Ⅵ)的交換吸附量比較高,最高達293ｍｇ/ｇ,其中ＰＶＡ-ｇ-4ＶＰ-季銨化纖維比日本樹脂吸附量高很多,它還具有很好的動態(tài)吸附Ｃｒ(Ⅵ)的效果,穿透點前的鉻濃度近乎為零穿,透點突躍明顯。

用丙烯腈對棉花進行改性,能得到球形羧甲基纖維素(ＳＣＡ-1)吸附劑,此吸附劑用于處理制革工業(yè)中的含鉻廢液,可回收廢液中的Ｃｒ(Ⅲ),不僅可解決鉻的污染問題,而且還能獲得一定的經(jīng)濟效益。湯麗鴛等人制得的磺酸型和羧酸型功能纖維對Ｃｒ(Ⅲ)的靜態(tài)吸附量在25～45ｍｇ/ｇ纖維的范圍,動態(tài)吸附穿透曲線比相應的樹脂好,但穿透點之前出口液中Ｃｒ(Ⅲ)濃度偏高。

1.2　以其它植物纖維為原料

自然界中的植物其主要成分是纖維素、木質素、單寧等多聚糖類物質,因此它們同時具有纖維素、木質素的吸附特性。

各種農(nóng)業(yè)廢棄物中含纖維素大約為30%～50%,這些固體廢棄物的大量排放和焚燒,不僅給環(huán)境帶來了污染,而且造成了大量資源的浪費。若能利用農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物中的纖維素合成纖維素衍生物,既減少了因田間焚燒廢棄物產(chǎn)生的煙霧等污染環(huán)境,節(jié)約了工業(yè)原料,并可以提供廉價的產(chǎn)品。以稻殼為骨架材料制備含氮纖維,對Ｃｒ(Ⅵ)有很好的吸附能力。當ｐＨ=2.5時,對Ｃｒ(Ⅵ)的動態(tài)飽和吸附容量為34.217ｍｇ/ｇ(干基);用10%的氫氧化鈉進行洗脫可以再生,它是一種較為新型、高效、價廉的重金屬離子吸附劑。利用農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物麥稈、蕎麥皮、鋸末、稻殼中的纖維素制備纖維素強陰離子交換劑,模擬電鍍廢水中Ｃｒ(Ⅵ)的去除率的靜態(tài)方法的測定結果表明,該類纖維素強陰離子交換劑,特別是麥稈纖維素強陰離子交換劑對Ｃｒ(Ⅵ)有良好的吸附能力,吸附容量可達76.4ｍｇ·ｇ-1,是一種較好的吸附材料。

鋸屑等木材加工廢料具有很好的吸附性能,含有還原性和絡合性能的成分,可使重金屬離子Ｃｒ(Ⅵ)通過吸附、還原、絡合等作用被除去,木材加工廢料使用后可通過酸洗、離子交換等方式提取金屬離子Ｃｒ(Ⅵ)后再次使用。以鋸屑等木材加工廢料處理含Ｃｒ(Ⅵ)廢水,其對鉻離子的最大吸附量為1.6～2ｍｇ/ｇ。用甲醛和硝酸對木屑進行改性,得到甲醛改性木屑和硝酸改性木屑,用2種改性木屑處理含鉻(Ⅵ)廢水,吸附率達到99.9%[17]。玉米棒子等一些天然的吸附劑也可以處理含鉻廢水,能有效去除水中的六價鉻,而且吸附性能較好。

樹葉中包含各種成分如多酚類、植物色素和蛋白質,這些成分是吸附重金屬離子的活性部位。Ｃｈｏ等人對34種針葉木的樹葉進行了研究,發(fā)現(xiàn)它們吸收重金屬Ｃｒ離子的能力一般在2.74～5.22ｍｇ/ｇ之間,其中落葉松、銀杏、水松等顯示出很強的吸附鉻離子能力。

木材、鋸末及禾草等含碳廢料可以加工成黑炭,經(jīng)活化制成活性炭。活性炭表面的含氧官能團同ＨＣｒＯ-4和Ｃｒ2Ｏ2-7形成各種氫鍵結合,從而達到吸附的目的。Ｋｏｂｙａ、Ｋｕｒｎｉａｗａｎ分別用榛子殼和椰子殼制成活性炭來吸附水溶液中的Ｃｒ(Ⅵ)和電鍍廢水中的Ｃｒ(Ⅵ)。Ｂｉｓｈｎｏｉ用活性稻殼碳和活性礬土作為Ｃｒ(Ⅵ)的吸附劑。寧平等人在微波輻照下用氯化鋅法生產(chǎn)鋸末活性炭的方法,以此法生產(chǎn)的鋸末活性炭處理含鉻廢水,其性能優(yōu)于市售一級粉末活性炭,具有優(yōu)良的凈化效果。

2　以淀粉為原料

淀粉結構與纖維素相似,分子帶有很多羥基,因此對其進行一系列的改性也能達到吸附效果。接枝淀粉是淀粉的改性產(chǎn)物中的一種,是一種被廣泛應用的新型材料。其結構是以親水的、半剛性鏈為主鏈,以乙烯聚合物為支鏈。通常所使用的單體丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺等乙烯基類單體。可溶性淀粉與丙烯酸聚合制得的淀粉接枝丙烯酸,對重金屬離子Ｃｒ(Ⅵ)的吸附容量可達到42.23ｍｇ/ｇ,Ｃｒ(Ⅵ)去除率可達71.11%,兩性淀粉吸附劑也可有效地去除ＣｒＯ2-4。將氯乙酸接枝到交聯(lián)淀粉骨架上可制備羧甲基淀粉(ＣＭＳ)吸附劑,這種吸附劑對Ｃｒ3+的最大回收率可達96.1%。將丙烯腈單體接枝到交聯(lián)淀粉上,再經(jīng)過皂化制得的水不溶性接枝羧基淀粉聚合物,對去除體系中Ｃｒ3+有極好效果,去除百分率可達97.5%。以馬鈴薯淀粉為原料,經(jīng)苛化后,與丙烯酰胺接枝聚合,再引入叔胺基而制備絮凝劑。這種絮凝劑對制糖及制革廠廢水具有良好的絮凝作用。

3　以木素為原料

木素是由三種不同類型的苯丙烷單體通過脫氫聚合生成的無定形三維高分子聚合物。這三類苯丙烷單體為:對位香豆醇、松伯醇和芥子醇。因此木素成分復雜,分子量分布很廣,從幾百到上百萬,分子中含有醚鍵、碳碳雙鍵、苯甲醇羥基、酚羥基、羰基和苯環(huán)等。其結構表明可以進一步發(fā)生烷基化、羥甲基化、酯化、酰化等化學反應,從而改善木素對吸附鉻離子的吸附性能。Ｌａｌｖａｎｉ用木質素絮凝處理含Ｃｒ(Ⅵ)和Ｃｒ(Ⅲ)的水溶液,Ｃｒ(Ⅵ)的去除率達到63%,Ｃｒ(Ⅲ)去除率達到100%。

4　以甲殼素/殼聚糖為原料

將纖維素每個糖基上的羥基(-ＯＨ)換成乙酰胺基(-ＣＨ3ＣＯ-ＮＨ-)就成了脫乙酰甲殼素,又叫殼聚糖。在殼聚糖線性分子鏈上含有多個羥基和氨基,它們可將電子提供給含有空ｄ軌道的金屬離子Ｍｎ+螯合成穩(wěn)定的內絡鹽,使之可去處水中的Ａｌ3+、Ｚｎ2+、Ｃｒ6+、Ｈｇ2+、Ｐｂ2+、Ｃｕ2+等多種有害金屬離子。環(huán)保生物加工過程實驗室對殼聚糖分子印跡機理進行了研究,提出了目前國內外第一個殼聚糖吸附模型,并利用殼聚糖分子印跡技術,在國內首次實現(xiàn)了殼聚糖分子印跡樹脂的工業(yè)化,成功地用于皮革行業(yè)含鉻廢水處理,在山東建立了工業(yè)化裝置,皮革廠廢水鉻離子濃度由1500ｐｐｍ降到2ｐｐｍ,達到了國家排放標準。