循环冷却水处理相关

一、国外发展状况 

当今世界水处理产业技术领域中水处理化学品是应用最广泛、用量最大的专用产品。20世纪80年代，发达国家水处理化学品一直以8%以上的速度增长，近年来仍保持3%~5%的增长速度。目前发达国家国内市场已基本趋于饱和并转向大量出口。而发展中国家的需求量则是高速增长阶段，其中，拉美国家年增长速度达到12%~15%，亚太国家增长速度高达20%。

    美国是水处理化学品生产和消耗最多的国家，其中最具代表性、销售额最大的公司为Nalco和Betz，约占美国市场50%以上的份额。除此之外，日本Kurita，德国Bayer，BASF公司，瑞士Ciba-Geigy，意大利Chima等公司销售额均超过10亿美元。近年来，随着国际市场的竞争加剧，水处理药剂制造及服务公司的兼并与战略重组也明显增长。国际化、规模化已成为当前国际水处理公司的发展趋向。

二、国内发展状况

    我国水处理化学品的发展是随着现代水处理技术的引进而发展起来的，开发时间比发达国家晚30~40年，但发展很快，现已形成了自主研制，开发及产业化的体系。发展历程可分为两个阶段：1974年~1989年为第一阶段，即引进吸收和国产化阶段，目标是建立我国水处理化学品研究及制造体系；1990年~2000年为第二阶段，是创新研发及产业化阶段，目标是建立起我国具有自主知识产权的水处理化学品及技术体系。从1992年开始，原国家科委抓住时机建立了专用化学品专项，标志着水处理化学品的研究进入创新阶段。这8年时间国家共投入资金数千万元，设立39个项目（现已全部完成），建立了52个中试或工业化生产装置，形成了2万多吨的新产品生产能力，申获专利37项，其中国外专利5项，形成了新一代具有自主知识产权的新产品、新技术。

到目前为止，我国已有水处理产品百种以上，年产值约为6亿~8亿元。各种水处理化学品从产量到质量已基本满足国内需要，且部分产品出口，从技术上讲，有些产品的生产技术和性能已处于国际领先水平。同时，通过工业水处理技术成果的推广，全国每年节水达50亿m3以上，经济效益、社会效益十分显著。

三、水处理药剂品种

    现在市场上水处理药剂品种主要有：缓蚀剂、阻垢分散剂、杀菌灭藻剂、絮凝剂。

1、缓蚀剂

在循环冷却水、锅炉水、油田注水处理许多场合需要用缓蚀剂来抑制与水接触的金属表面的腐蚀。缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。

无机缓蚀剂

无机缓蚀剂主要有铬酸盐、锌盐、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐等。在冷却水处理中药剂配方的类型多以缓蚀剂的类型来划分，如铬系、磷系、钼系配方等。目前磷系水处理配方仍然占有相当重要的地位。

有机缓蚀剂主要包括有机膦酸盐、多元醇酸酯、膦羟酸（PBTC）、羟基膦酰基乙酸（HPA）、苯并三氮唑（BZT）、甲苯三氮唑（TTA）、水合肼、甲乙基酮肟等。

2、阻垢分散剂

有机膦酸盐、低分子量丙烯酸聚合物和共聚物的采用曾经被视为对无机垢控制的重大突破。它对金属两价离子具有明显的鳌合能力和低限抑制作用，同时相互之间有明显的协同效应，因此广泛应用于水处理中。

有机膦酸研发于60~80年代，为第一代产品，其抗氧化性、热稳定性和耐钙离子性都有明显提高。

第二代产品（80~90年代）以膦酰基丁烷三膦酸（PBTC）、羟基膦羧酸（HPA）为代表，缓蚀性能有了明显的增强。

1998年以来，多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）又成为开发热点，该产品在阻垢性能方面又有新的提高，更加适用于高碱度、高硬度及高pH值的水质。

水溶性聚合物以其对碳酸钙、磷酸钙优异的阻垢分散性能被引入水处理配方中，促进了碱性水处理配方及全有机处理配方的发展。70年代以来，水溶性聚合物逐渐由羧酸均聚物逐渐由羧酸均聚物演变成二元共聚物，其主要性能是对碳酸钙的抑制作用；80年代后又进一步发展为三元共聚物，提高了对磷酸钙垢的抑制能力；进入90年代，带强极性基团的多元共聚物及含磷聚合物的研制成功对锌、铁离子的稳定作用及热稳定性能又有了明显提高。我国在水溶性聚合物方面取得了巨大的成功，产品品种和性能基本上达到了国外发达国家90年代的水平。

3、杀菌灭藻剂

冷却水系统的微生物污垢控制在工业水处理中是一个十分重要的问题。氯气是一种历史悠久，用量最大的氧化性杀菌剂，除此之外，常用的氧化性杀菌剂还包括：三氯异氰脲酸、二氯异氰脲酸、稳定性二氧化氯、活性溴及氯溴海因等。近年来含溴杀菌剂因其在碱性条件下比氯气杀菌活性高，而且在排污水残留性比氯气低，已引起水处理界的广泛注意。

20多年来，我国在非氧化性杀菌灭藻剂方面也取得了长足的进步，目前我国非氧化性杀菌灭藻剂的主要品种有季胺盐、聚季胺盐、二硫氰基甲烷、多氯酚异噻唑啉酮、戊二醛及季磷盐等，但与发达国家相比，无论在品种和质量上都还存在一定差距。

4、高分子絮凝剂

高分子絮凝剂在废水处理中占有重要位置。主要包括有机聚合物絮凝剂、天然高分子改性絮凝剂和微生物絮凝剂。

四、水处理化学品的发展趋势

现代社会与工业的快速发展，水资源匮乏及污染加剧的严峻形势，都会极大的促进水处理化学品新品种、新技术的不断出现和产业化规模的扩大。同时，新型水处理化学品的研究开发正向高效、低毒、无公害方面发展。

   1、缓蚀阻垢剂

有机膦酸和聚合物分散剂仍是目前广泛应用的品种，但随着工业冷却水利用率的提高、污水资源化及反渗透膜广泛用于海水淡化方面的迫切要求，对缓蚀阻垢剂提出了更高的要求。人们不但需要其在高含盐量水质中能对多类金属起到缓蚀作用，而且要具有更高的耐碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁、氢氧化铁、氢氧化锌性能和分散作用，同时对它们的化学稳定性也提出了更高的要求。

在有机膦酸中PBTC、HPA是继续重点发展的品种。同时，应加快对碳酸钙特别有效的新型PAPEMP产业化过程。在聚合物方面，除提高性能，另一动向是开发环境友好型产品，如聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸等。据报道，国外某公司开发的烷基环氧羧酸盐（AEC）属新型无磷阻垢剂，无毒、化学稳定性强，具有特别优良的阻碳酸钙垢性能，可用于高pH值、高碱度、高硬度、高浓缩倍数的冷却水系统。另外，为实现加药的准确性、科学化管理，实施在线分析或快速分析，带有示踪基团的聚合物分散剂的研究及应用已成为水处理界的热点。

2、杀菌灭藻剂

近年来，由于对氯气的限制使得溴类化合物及二氧化氯等氯化性杀菌剂有了更大的发展空间。同时环境友好型高效低毒非氯化性杀菌剂也会受到市场的欢迎，如葵硫代乙胺盐酸盐、葵硫代异壬基二甲基氯化铵、四羟甲基硫酸磷都是近来国外公司开发使用的新品种。另外，随着污水资源化及回用于工业冷却水需求的增加，针对回用水COD、BOD值较高的特点，开发高效杀菌灭藻剂、粘泥抑制剂、微生物分散剂也将成为热点。

3、絮凝剂

高效、低毒或无毒的无机和有机高分子絮凝剂正逐步替代传统絮凝剂。近年来，随着水质污染状况加剧，用水质量标准提高，要求絮凝剂不仅有高效除垢功能，同时还应具有去除COD、磷、氮以及杀菌灭藻、氧化还原多种功能。因此，无毒、高电荷、高分子量阳离子有机絮凝剂，天然高分子絮凝剂和微生物絮凝剂将是今后产业发展的重点和趋势。

五、水处理化学品及技术的市场需求形势

世界性水资源短缺形势已迫使世界各国政府高度重视水资源的可持续利用和重复利用。我国提出的节水总体目标是：工业用水量年均增长速度控制在1.2%以内；“十五”期间工业用水重复利用率从目前不足50%提到高60%以上；每增加1万元产值的工业用水量从目前的340m3下降到2005年的170 m3。这一目标的实现必须依靠工业水处理行业的科技进步。

目前我国数百家水处理化学品生产厂中乡镇企业约占80%，技术力量薄弱、质量管理体系不完善，今后应加强以下技术的开发和产业化进展：①适于北方高钙、高碱、高浓缩倍数冷却水阻垢分散剂及配套技术。②冷却水处理在线监控技术。③环境友好型水处理化学品。④污水回用于工业冷却水处理成套技术。⑤膜用系列化学品及成套技术。⑥锅炉水炉内化学处理成套技术。⑦化学改性天然有机高分子絮凝剂工业化技术。⑧高分子量食品级聚丙烯酰胺的工业化技术。⑨微生物絮凝剂工业化技术。

六、冷却水处理化学品存在的问题和面临的困难

我国的水处理化学品发展起步较晚，比国外晚30~40年。但这些化学品是消化吸收国外技术的基础上发展起来的，起点高，发展快。这些品种基本配套，已能大量代替进口，基本满足国内需要，且能部分出口。目前还存在以下各种问题：

A、生产规模小，产量低，生产技术落后，缺乏国际竞争能力

B、无序竞争，严重影响水处理药剂的发展

C、不重视知识产权，严重阻碍技术创新

D、投入少，发展后劲不足