水處理藥劑是當前水工業(yè)、污染治理與節(jié)水回用處理工程技術(shù)中應用較廣泛、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告指出，市值為252億美元/年的全球水處理化學品市場目前正以年均5．1%的速度快速增長，中國等發(fā)展中國家對此貢獻突出。
因此，隨著全球經(jīng)濟不斷發(fā)展、對水資源消耗的增大、水資源分配不均導致的許多地區(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)保意識的日益提高，水處理問題將成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點，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)境保護中的應用已經(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，極容易成設(shè)備的毀壞。
鋁鹽對生物體有一定毒性，我國部分城市自來水廠中的飲用水中鋁含量超標，過量的環(huán)境殘留鋁對植物、水生生物、微生物等會造成巨大的危害，對人類的健康構(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導致“二次污染”，進入人體后可誘發(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)性很強的物質(zhì)，且有很強的致癌性，會對人類健康構(gòu)成巨大的威脅。生產(chǎn)過程中夾帶的有毒重金屬及PAM的難降解性也會對環(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)化直接導致破壞生態(tài)平衡；無機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)展中存在著兩個主要問題，即“二次污染”和非清潔化生產(chǎn)。水處理是一項集生產(chǎn)工藝、設(shè)備與藥劑等多種領(lǐng)域為一體的系統(tǒng)工程，要實現(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)揮各個環(huán)節(jié)自身的獨特優(yōu)勢，還要實現(xiàn)其協(xié)同效應。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，重點討論如何從分子結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)水處理藥劑的綠色化及實現(xiàn)其生產(chǎn)過程中的清潔化。