我國(guó)水處理劑的現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略

1、我國(guó)水處理劑的現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略    摘要：水處理劑工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過(guò)程中所必需使用的化學(xué)藥劑。我國(guó)目前水處理劑品種已基本配套并滿足要求，生產(chǎn)能力已大于市場(chǎng)需求，但是我國(guó)水處理劑在產(chǎn)量、品種、質(zhì)量、應(yīng)用與技術(shù)服務(wù)等方面同國(guó)外相比存在一定差距。結(jié)合行業(yè)和當(dāng)前國(guó)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，提出了一些對(duì)策及建議。 關(guān)鍵詞：水處理劑 廢水處理 絮凝劑 緩蝕劑 阻垢劑 殺菌劑  Present Situation and development trend of China's water treatment agentAbstractWater tre

2、atment agent necessary for treating industrial water,waste water and water for daily use,has formed a complete set and meets various requirements;however,a definite gap is existing in its category,quality,production output,application and technical service,as compared with those in foreign countries

3、.Hence some relevant countermeasure put forward by the author.Key wordswater treatment agent,waste water treatment,flocculant,corrosion inhibitor,antiscale,fungicide我國(guó)是水資源短缺和污染比較嚴(yán)重的國(guó)家之一。1993年全國(guó)總?cè)∮盟颗c1980年相比增加18.43%，達(dá)到5 255億m3，人均用水量為450 m3。用水結(jié)構(gòu)發(fā)生很大轉(zhuǎn)變，自1980年以來(lái)，全國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉農(nóng)村生活用水(統(tǒng)稱農(nóng)村用水)基本持平，而工業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水則有較大

4、的增長(zhǎng)1，2。1993年黃、淮、海河三流域人均占有水資源量分別為543、500和351 m3，而人均用水量為393、301和347 m3。國(guó)外學(xué)者認(rèn)為，人均占有水資源量1 000 m3是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的最低標(biāo)準(zhǔn)，從現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展來(lái)看，我國(guó)北方黃、淮、海河三流域要達(dá)到人均占有水資源量1 000 m3是極其困難的，即使要達(dá)到500 m3也需進(jìn)行很大的投入。從全國(guó)情況看，目前城市缺水嚴(yán)重，已造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失社會(huì)環(huán)境問(wèn)題。缺水城市分布將由目前集中在三北(華北、東北、西北)地區(qū)及東部沿海城市逐漸向全國(guó)蔓延。節(jié)約用水、治理污水和開發(fā)新水源具有同等重要的意義。大力發(fā)展水處理化學(xué)品對(duì)節(jié)約用水、治理污水起著重要的

5、作用。水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過(guò)程中所必需使用的化學(xué)藥劑。經(jīng)過(guò)這些化學(xué)藥劑的使用，使水達(dá)到一定的質(zhì)量要求。水處理劑的主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少泡沫，減少與水接觸的材料的腐蝕，除去水中的懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭脫色，軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。因此水處理劑包括凝聚劑、絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、分散劑、殺菌劑、清洗劑、預(yù)膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂。一般性的化學(xué)藥品，如用于調(diào)整水的pH值的酸或堿，常常不被看作是水處理劑。水處理劑屬于精細(xì)化工的范疇，相對(duì)于常用化學(xué)品，它具有精細(xì)化學(xué)品的許多特性，如生產(chǎn)規(guī)模一般不大，因此建廠設(shè)投資少，產(chǎn)量??；產(chǎn)品品種多，品種的更新?lián)Q代

6、快；附加產(chǎn)值大；技術(shù)服務(wù)必不可少；各種產(chǎn)品，尤其是復(fù)配產(chǎn)品，具有很強(qiáng)的專用性。1國(guó)外水處理劑發(fā)展現(xiàn)狀目前，國(guó)外業(yè)已形成了“水處理工業(yè)”這一概念。按照美國(guó)工業(yè)分析專家Jean M.Kennay的觀點(diǎn)，該工業(yè)可分為3個(gè)部分，即產(chǎn)品制造、服務(wù)和系統(tǒng)建設(shè)3。產(chǎn)品制造包括水處理設(shè)備和化學(xué)品制造，系統(tǒng)建設(shè)指水處工程建設(shè)，服務(wù)指提供水處理技術(shù)服務(wù)。通常，化學(xué)品制造商也是服務(wù)商。目前世界上水處理工業(yè)市場(chǎng)銷售額約300億美元，設(shè)備制造和系統(tǒng)建設(shè)約占該工業(yè)的73%。其余為化學(xué)品銷售和技術(shù)服務(wù)營(yíng)業(yè)額?；瘜W(xué)品約占20%，估計(jì)不會(huì)超過(guò)60億美元。美國(guó)是世界上最大的水處理劑消耗國(guó)，其次是日本和西歐，詳見表14。表1美國(guó)、

7、西歐和日本水處理化學(xué)品用量?jī)|美元    年份19931997美國(guó)18.2121.49西歐7.468.22日本7.649.54總計(jì)33.3139.252水處理劑在我國(guó)的生產(chǎn)及應(yīng)用狀況 2.1我國(guó)水處理劑的品種我國(guó)水處理藥劑是在70年代引進(jìn)大化肥裝置后才引起重視和逐步發(fā)展起來(lái)的；此后，自行研制開發(fā)了一系列水處理劑。目前，我國(guó)水處理劑的品種主要有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、無(wú)機(jī)凝聚劑、有機(jī)絮凝劑等幾大類。2.1.1阻垢劑70年代以來(lái)，我國(guó)在引進(jìn)和消化吸收基礎(chǔ)上開發(fā)和應(yīng)用的水處理阻垢劑主要有兩類，一類是有機(jī)膦酸鹽如HEDP(羥基亞乙基二膦酸鹽)、EDTMP(乙二

8、胺四亞甲基膦酸鹽)以及ATMP(氨基三亞甲基膦酸鹽)等。另一類是聚羧酸如PAA(聚丙烯酸)、HPMA(聚馬來(lái)酸酐)等水溶性聚合物。在水溶性聚合物或共聚物中，還有一個(gè)分支，即含磷聚合物。2.1.2緩蝕劑無(wú)機(jī)鹽類是相當(dāng)重要的一類緩蝕劑品種。目前采用的鉻系、磷系、鋅系、硅系、鉬系、鎢系和全有機(jī)配方，系分別指在配方中采用了鉻酸鹽、磷酸鹽、硫酸鋅、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽和有機(jī)膦酸鹽。全有機(jī)配方則不采用無(wú)機(jī)鹽，特別是重金屬無(wú)機(jī)鹽，以降低藥劑對(duì)環(huán)境的污染。在全有機(jī)配方中常以有機(jī)膦酸鹽作緩蝕劑。芳香唑類是用于銅及其合金的緩蝕劑，國(guó)內(nèi)常用的是苯并三氮唑和巰基苯并三唑。2.1.3殺菌滅藻劑目前常用的水處理殺菌滅藻

9、劑主要有兩大類，即氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑中應(yīng)用最廣泛的是氯及其制品，如NaOCl、Ca(OCl)2等，近年來(lái)ClO2和氯胺的應(yīng)用有所增加，臭氧和溴化物的應(yīng)用也值得重視。另一類為非氧化型殺菌劑，目前國(guó)內(nèi)使用較普遍的是季銨鹽如十二烷基二甲基芐基氯化銨，其商品名稱為“1227”。二硫氰基甲烷和戊二醛是另外兩類常用的非氧化型殺菌劑。2.1.4無(wú)機(jī)凝聚劑作為低分子的無(wú)機(jī)凝聚劑，硫酸鋁、硫酸亞鐵和三氯化鐵在水處理中仍具有較大的市場(chǎng)。無(wú)機(jī)高分子凝聚劑是一類新型的水處理藥劑。近幾年，無(wú)機(jī)凝聚劑發(fā)展迅速，目前主要品種有聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合硫酸鐵(PFS)和聚合氯化

10、鐵(PFC)幾種。前3種都有定型產(chǎn)品，聚合氯化鐵尚處于研制開發(fā)階段。復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子凝聚劑的開發(fā)是近年來(lái)發(fā)展的明顯趨勢(shì)，開發(fā)的復(fù)合品種很多，如陰離子復(fù)合型(如PAC中引入SO42-、PFS中引入氯根等)，陽(yáng)離子復(fù)合型(如PAC中引入Fe3+等)，多種離子復(fù)合型(鐵、硫酸根、氯根的復(fù)合)，無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合型(PAC與聚丙烯酰胺復(fù)合)等，如聚合氯化硫酸鐵、聚合鋁硅、聚合鋁磷，聚合鋁鐵等。2.1.5有機(jī)絮凝劑有機(jī)絮凝劑中分為4類：合成高分子絮凝劑、天然高分子改性絮凝劑、微生物絮凝劑和多功能水處理劑。合成高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物。天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、含膠植物、多

11、糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物，目前產(chǎn)量約占高分子絮凝劑總量的20%，微生物絮凝劑是指利用某些微生物分泌的高分子物質(zhì)作絮凝劑。國(guó)內(nèi)中科院微生物研究所等單位已有良好的研究成果。2.2我國(guó)水處理劑的生產(chǎn)表2是我國(guó)部分水處理藥劑生企業(yè)狀況。表2我國(guó)部分水處理藥劑生產(chǎn)企業(yè)情況    藥劑生產(chǎn)廠家數(shù)量生產(chǎn)能力/t水處理化學(xué)品5028270阻垢劑132256緩蝕劑186299分散劑51665絮凝劑145293聚丙烯酰胺277891殺菌劑101457凈水劑4649928除垢劑164240離子交換樹脂3846580注：數(shù)據(jù)取自“第三次全國(guó)工業(yè)普查資料”； 包括水處理藥劑、水

12、質(zhì)穩(wěn)定劑等。 從資料上看，這些水處理化學(xué)品生產(chǎn)廠家多是集體經(jīng)濟(jì)，經(jīng)營(yíng)規(guī)模多是小型。生產(chǎn)品種較為單一，產(chǎn)能較小。其中武進(jìn)精細(xì)化工廠和南京工學(xué)院武進(jìn)水質(zhì)穩(wěn)定劑廠是我國(guó)兩家最大的水質(zhì)穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠家，1995年水處理藥劑產(chǎn)量均在4 000 t以上，產(chǎn)品品種比較齊全，覆蓋面廣，并有部分出口。2.3我國(guó)水處理劑與國(guó)外的差距我國(guó)水處理劑的生產(chǎn)和應(yīng)用雖然起步較晚，但由于不同水處理領(lǐng)域發(fā)展的歷史背景不同，因此對(duì)目前所體現(xiàn)的國(guó)內(nèi)外差距不能一概而論。整體上看，由于我國(guó)水處理劑是70年代以后陸續(xù)投產(chǎn)的，這些產(chǎn)品除少數(shù)是我國(guó)自行研制的外，大部分是剖析、仿制或依據(jù)國(guó)外專利研制的，再加上我國(guó)水處理劑工業(yè)發(fā)展歷史較短，科研經(jīng)

13、費(fèi)有限，因此具有基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)比較落后、整體水平不高的特點(diǎn)。按以下幾方面分析國(guó)內(nèi)外差距。2.3.1產(chǎn)量與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)水處理劑的產(chǎn)量很低。美國(guó)1997年各種水處理劑銷售總額約為35.2億美元。我國(guó)水處理劑的總產(chǎn)值與美國(guó)相差甚遠(yuǎn)。2.3.2品種循環(huán)冷卻水處理劑主要包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑及配套的預(yù)膜劑、清洗劑和消泡劑等。大類品種國(guó)內(nèi)基本配套齊全，已能大量替代進(jìn)口，并能部分出口。通過(guò)對(duì)不同年代3次大型技術(shù)引進(jìn)(70年代13套大化肥裝置、80年代的石油化工裝置和80年代末的寶鋼冶金裝置的配套水處理技術(shù))的及時(shí)消化和開發(fā)，大大縮短了我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，基本掌握了國(guó)外一些著名的水處公司如美國(guó)

14、的Nalco、Drew、Betz、日本的栗田、片山等公司的技術(shù)和配方特點(diǎn)。目前在品種上與國(guó)外的差距主要體現(xiàn)在新型水溶性共聚物、新型膦羧酸、氧化型殺菌劑和含溴殺菌劑上?！鞍宋濉逼陂g雖經(jīng)努力開發(fā)了某些新品種，如AA-STA(丙烯酸-磺化苯乙烯共聚物)、AA-AMPS(丙烯酸-磺化丙烯酰胺共聚物)、膦羧酸(如PBTC、HPA)等，但多半未形成生產(chǎn)規(guī)模。殺菌劑如工業(yè)用水殺菌劑，目前我國(guó)投入生產(chǎn)用的僅液氯、季銨鹽等少數(shù)品種，而國(guó)外近幾年發(fā)展了有機(jī)硫季膦鹽、噻唑膦等，目前不少水處理劑在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)，部分產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。有機(jī)高分子絮凝劑品種單一，除聚丙烯酰胺外，只有聚丙烯酸鈉和少量聚胺，聚丙烯酰胺的系列

15、化水平很低。高分子量和超高分子量品種、低毒品種和陽(yáng)離子品種(特別是粉末產(chǎn)品)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。從品種的總體看，我國(guó)已經(jīng)具有配套的、系列化的水處理劑品種，各個(gè)類別國(guó)外有的，國(guó)內(nèi)基本也有。但值得指出的是，國(guó)外上述品種很多是系列產(chǎn)品，有很多專用的品種，而我國(guó)一般只有12種。2.3.3質(zhì)量我國(guó)的水處理劑約80%是由鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，出現(xiàn)一批在生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備、生產(chǎn)規(guī)模管理上達(dá)到相當(dāng)水平的優(yōu)秀企業(yè)，但從整體看，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)潛力的枯竭，管理的滑坡，有不少企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有待提高。從全行業(yè)看，各家產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，致使整體質(zhì)量欠佳。但以國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平而論，則情況有所不同。循環(huán)冷卻水處理劑，就國(guó)內(nèi)某些主要生

16、產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，其生產(chǎn)技術(shù)水平雖不能與國(guó)外先進(jìn)水平全面相比，但其產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外相差不很大，有的品種質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品完全相當(dāng)或超過(guò)國(guó)外產(chǎn)品，打入了國(guó)外市場(chǎng)。我國(guó)有機(jī)高分子絮凝劑除品種少外，在分子量、毒性和速溶性等方面也體現(xiàn)了質(zhì)量上的差距，這些差距在水處理劑中還是很突出的。2.3.4應(yīng)用與技術(shù)服務(wù)水處理技術(shù)應(yīng)用面不夠廣，中小型企業(yè)應(yīng)用較少。如冷卻水，不少企業(yè)至今仍采用直流式，耗水量普遍高于國(guó)外的水平，如表3所示5，6。并且，水的重復(fù)使用率低，如我國(guó)目前城市用水的重復(fù)使用率為45%左右，而美國(guó)1985年即達(dá)75%，日本則為82.5%。表3國(guó)內(nèi)外有關(guān)產(chǎn)品噸耗水量比較   

17、60;產(chǎn)品合成氨鋼鐵火力發(fā)電 (kWh)造紙啤酒國(guó)外水平205.5(46)×10-320010國(guó)內(nèi)水平3005002556(11.3)×10-24505002060國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠現(xiàn)都有自己的技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍，針對(duì)用戶的水質(zhì)、材質(zhì)、工藝，提供應(yīng)用配方、適用藥劑和使用方法。許多大的用戶，如石化廠、大化肥廠也有自己的水處理隊(duì)伍和儀器設(shè)備，并在技術(shù)服務(wù)方面，尤其對(duì)冷卻水處理積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前的問(wèn)題是，技術(shù)服務(wù)的對(duì)象和內(nèi)容尚有局限性，一是在行業(yè)方面，如電力、洗煤、造紙行業(yè)還缺乏經(jīng)驗(yàn)；二是在污水處理方面，還不能滿足各種污水處理的要求。    3結(jié)

18、論與對(duì)策 1990年我國(guó)水處理劑行業(yè)組織正式成立，行業(yè)管理也列入了化工部的生產(chǎn)管理系列。這標(biāo)志著精細(xì)化工的該領(lǐng)域已經(jīng)由起步、開發(fā)、試生產(chǎn)、小規(guī)模推廣正式進(jìn)入了成長(zhǎng)和發(fā)展的階段。幾年來(lái)，水處理劑的生產(chǎn)廠家、研究單位、推廣單位積極投入市場(chǎng)。隨著我國(guó)改革開放形勢(shì)的進(jìn)一步發(fā)展，水處理劑行業(yè)會(huì)有一個(gè)長(zhǎng)足的甚至是突破性的進(jìn)展。但是面對(duì)關(guān)貿(mào)總協(xié)定締約國(guó)地位的恢復(fù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)公約的簽訂，外國(guó)水處理公司將加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的開拓，面對(duì)歷史賦予水處理劑行業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，如何把握目前的有利時(shí)機(jī)，使水處理劑行業(yè)得到快速的發(fā)展，需要領(lǐng)導(dǎo)者保持清醒的頭腦，使決策更加科學(xué)化。3.1對(duì)策及建議研究水處理劑的戰(zhàn)略發(fā)展離不開當(dāng)前國(guó)民經(jīng)

19、濟(jì)運(yùn)行的新特點(diǎn)，尤其不能忽視我國(guó)短缺經(jīng)濟(jì)已經(jīng)在大多數(shù)領(lǐng)域基本結(jié)束，部分行業(yè)出現(xiàn)生產(chǎn)相對(duì)過(guò)剩的情況。在水處理劑這樣的競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)，短缺經(jīng)濟(jì)已經(jīng)結(jié)束的特點(diǎn)更為明顯。在這種情況下，國(guó)家將加快國(guó)有經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性改組，解決好“退出”和“集中”兩個(gè)問(wèn)題，貫徹“有所為，有所不為”的原則。分清哪些是國(guó)家和政府應(yīng)該干的，哪些是通過(guò)市場(chǎng)規(guī)律應(yīng)由企業(yè)辦的。只有這樣，國(guó)家才能集中精力和財(cái)力辦好為數(shù)不多的事情。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，建議：水處理劑的科技開發(fā)已經(jīng)與市場(chǎng)充分接軌，絕大部分的研究課題都是從市場(chǎng)出發(fā)，成果有自己的市場(chǎng)，也有可觀的效益，大部分研究單位都有能力自籌資金進(jìn)行開發(fā)研究。因此，國(guó)家在財(cái)力緊張的情況下，并不需要增大投

20、資力度。目前國(guó)內(nèi)水處理劑的生產(chǎn)能力已大于市場(chǎng)需求，因此，國(guó)家也不宜在這方面進(jìn)行投資。水處理劑的研究方向主要應(yīng)是改進(jìn)老工藝，以降低消耗，提高質(zhì)量，減少自身生產(chǎn)的污染；根據(jù)用戶需要，研究無(wú)磷或少磷的水處理配方；研究可以進(jìn)計(jì)算機(jī)控制的能在線測(cè)定濃度的水處理劑及其應(yīng)用技術(shù)；研究苛刻條件下有特殊要求的水處理劑；研究海水代用淡水作冷卻水的水處理劑；研究天然或半天然及生物絮凝劑。此外，不宜在水處理劑品種上作過(guò)多或無(wú)用的開發(fā)，在水處理劑品種已基本配套并滿足市場(chǎng)要求的情況下，多一個(gè)品種或少一個(gè)品種對(duì)水處理行業(yè)并無(wú)大礙。國(guó)家應(yīng)在計(jì)算機(jī)控制的能在線測(cè)定濃度的水處理劑及其應(yīng)用技術(shù)、海水利用及生物絮凝劑3個(gè)方面加以資助。水處理劑目前面臨的主要問(wèn)題是推廣速度跟不上形勢(shì)需求。不管在行業(yè)上還是在工廠數(shù)目上，都還沒有全面推廣，需要加大推廣力度，應(yīng)在法規(guī)法制的制訂、完善和貫徹上下功夫，也應(yīng)該在行政上加以引導(dǎo)和干預(yù)。在利用經(jīng)濟(jì)杠桿方面，如提高水價(jià)、限期治理，