水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)劑(ji)(ji)(ji)(ji)是當前水(shui)(shui)(shui)(shui)工業、污染治理(li)(li)與節水(shui)(shui)(shui)(shui)回用(yong)(yong)處(chu)理(li)(li)工程技術(shu)中應用(yong)(yong)最廣泛(fan)、用(yong)(yong)量最大的特殊產(chan)品之一，包括絮(xu)凝劑(ji)(ji)(ji)(ji)、阻垢分(fen)散(san)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、緩蝕劑(ji)(ji)(ji)(ji)、殺(sha)生劑(ji)(ji)(ji)(ji)等，主要(yao)用(yong)(yong)于除去水(shui)(shui)(shui)(shui)中懸浮固體和(he)有毒物質(zhi)，控制水(shui)(shui)(shui)(shui)垢、污泥(ni)的形成，減少(shao)對水(shui)(shui)(shui)(shui)接觸材料的腐蝕，除臭殺(sha)菌，脫(tuo)色，軟化(hua)，穩定水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)及海水(shui)(shui)(shui)(shui)淡化(hua)等。

Freedonia咨詢公司(si)最新(xin)研究(jiu)報告指(zhi)出，市值為252億美元/年(nian)的(de)全球水處理(li)化(hua)學品市場目前正以(yi)年(nian)均5．1%的(de)速(su)度快速(su)增長，中(zhong)國等(deng)發展中(zhong)國家(jia)對此貢獻(xian)突(tu)出。

因(yin)此，隨著全球(qiu)經(jing)濟不斷發展、對(dui)水(shui)資(zi)源(yuan)消耗的(de)(de)(de)增大、水(shui)資(zi)源(yuan)分配不均導致的(de)(de)(de)許多地(di)區(qu)水(shui)資(zi)源(yuan)短缺問題的(de)(de)(de)日(ri)益突出，以及環(huan)保法規日(ri)益完善和人們(men)環(huan)保意識的(de)(de)(de)日(ri)益提高，水(shui)處理問題將(jiang)成(cheng)為(wei)人們(men)日(ri)益關(guan)注的(de)(de)(de)焦點，而研究新型高效環(huan)保的(de)(de)(de)水(shui)處理劑將(jiang)是成(cheng)為(wei)水(shui)處理領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)環(huan)節之一(yi)。

盡管(guan)水處理劑在環境(jing)保護(hu)中的(de)應用已經初見成(cheng)效，但在生產(chan)和使用過(guo)程中仍然(ran)存(cun)在如下問(wen)題：

(1)絮(xu)凝(ning)劑產生的“二次污染”問題(ti)

無機(ji)絮(xu)(xu)(xu)凝劑按(an)金(jin)屬鹽(yan)可(ke)分為鋁鹽(yan)系(xi)及(ji)鐵鹽(yan)系(xi)兩(liang)大類。鐵鹽(yan)絮(xu)(xu)(xu)凝劑中(zhong)(zhong)Fe 2+與(yu)水中(zhong)(zhong)腐蝕質等有機(ji)物可(ke)形成(cheng)水溶性(xing)物質，使自(zi)來(lai)水帶色；鐵鹽(yan)絮(xu)(xu)(xu)凝劑中(zhong)(zhong)的Fe2+易被(bei)還(huan)原成(cheng)Fe2+ ，從(cong)而產生(sheng)“二次污(wu)染”，而且鐵鹽(yan)絮(xu)(xu)(xu)凝劑腐蝕性(xing)強，極容易成(cheng)設(she)備的毀(hui)壞。

鋁(lv)(lv)鹽對生(sheng)(sheng)物體(ti)有(you)一定(ding)毒(du)性，我(wo)國(guo)(guo)部分(fen)城市自來水(shui)廠(chang)中(zhong)(zhong)的(de)飲(yin)(yin)用水(shui)中(zhong)(zhong)鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)超標，過量(liang)的(de)環(huan)境(jing)殘留(liu)(liu)鋁(lv)(lv)對植物、水(shui)生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物、微生(sheng)(sheng)物等會(hui)造成(cheng)巨大(da)的(de)危害(hai)，對人(ren)類的(de)健康構成(cheng)潛在的(de)巨大(da)危害(hai)。其毒(du)性與(yu)鋁(lv)(lv)鹽在環(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)存在形(xing)式、濃度(du)、環(huan)境(jing)的(de)理化性質有(you)密切聯系。Al3+在水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)高殘留(liu)(liu)量(liang)會(hui)導致“二次污(wu)染”，進入人(ren)體(ti)后可誘發老年癡呆癥、鋁(lv)(lv)性骨病、鋁(lv)(lv)性貧(pin)血(xue)癥等。我(wo)國(guo)(guo)現(xian)有(you)方法(fa)生(sheng)(sheng)產的(de)飲(yin)(yin)用水(shui)鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)比原水(shui)一般高出1～2倍(bei)，對人(ren)體(ti)可能構成(cheng)不良影響，因而(er)鋁(lv)(lv)系藥劑(ji)的(de)使用需解決水(shui)中(zhong)(zhong)殘留(liu)(liu)鋁(lv)(lv)脫除等遺留(liu)(liu)問題。

在有(you)機(ji)高分(fen)子(zi)絮凝劑中，PAM及其衍生物(wu)約占85%。雖(sui)然PAM本身基本無毒，但其中所包含(han)的(de)(de)(de)在生產(chan)過(guo)程中未完全轉(zhuan)化的(de)(de)(de)丙烯酰胺單(dan)體卻是一(yi)種毒害神經性(xing)很(hen)強的(de)(de)(de)物(wu)質，且有(you)很(hen)強的(de)(de)(de)致癌性(xing)，會(hui)對人類健康(kang)構成(cheng)巨大的(de)(de)(de)威脅。生產(chan)過(guo)程中夾帶的(de)(de)(de)有(you)毒重金屬及PAM的(de)(de)(de)難降解性(xing)也會(hui)對環境帶來“二次(ci)污(wu)染(ran)”的(de)(de)(de)問題。

(2)其他(ta)水處理劑存(cun)在的問(wen)題

我國目前冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)占工業用水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)60%～70%，冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)所用的(de)(de)(de)(de)(de)阻垢劑(ji)(ji)以磷(lin)(lin)系配方為(wei)主，而磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)排放易產生(sheng)(sheng)富營養化直接導致破壞生(sheng)(sheng)態平衡(heng)；無機(ji)緩蝕劑(ji)(ji)中(zhong)(zhong)常用的(de)(de)(de)(de)(de)鉻酸(suan)鹽(yan)(yan)、亞(ya)硝酸(suan)鹽(yan)(yan)等(deng)(deng)本(ben)身也具有(you)較大的(de)(de)(de)(de)(de)毒性；在(zai)大部分水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)劑(ji)(ji)制備(bei)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)使用的(de)(de)(de)(de)(de)原料基本(ben)上均為(wei)有(you)機(ji)溶劑(ji)(ji)且(qie)均含有(you)毒性，且(qie)在(zai)生(sheng)(sheng)產過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)消耗(hao)大量能源(yuan)也在(zai)一(yi)(yi)定(ding)程(cheng)度上對(dui)環境(jing)帶來了新的(de)(de)(de)(de)(de)污染。不(bu)難發(fa)現(xian)，目前水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展中(zhong)(zhong)存在(zai)著兩個(ge)主要問題(ti)，即“二(er)次污染”和非清潔化生(sheng)(sheng)產。水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)是一(yi)(yi)項集生(sheng)(sheng)產工藝(yi)、設備(bei)與藥劑(ji)(ji)等(deng)(deng)多種領(ling)域(yu)為(wei)一(yi)(yi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)系統工程(cheng)，要實現(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)“綠色(se)化” ，必(bi)須要從工藝(yi)、設備(bei)和藥劑(ji)(ji)等(deng)(deng)相關領(ling)域(yu)共(gong)同人手，不(bu)僅發(fa)揮各(ge)個(ge)環節自身的(de)(de)(de)(de)(de)獨特優勢，還(huan)要實現(xian)其協同效應。陸(lu)柱等(deng)(deng)曾經就水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)“綠色(se)化”做過(guo)(guo)專題(ti)論述。

本文(wen)將在總結(jie)我(wo)國水處理劑(ji)“綠(lv)色化”發展現狀的基礎上(shang)(shang)，重(zhong)點討論如何從分子結(jie)構(gou)上(shang)(shang)實現水處理劑(ji)的綠(lv)色化及實現其生產(chan)過程中(zhong)的清(qing)潔化。

1 綠(lv)色水處(chu)理劑(ji)使用現(xian)狀

綠(lv)色水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)劑(ji)(ji)(ji)(ji)又稱環(huan)(huan)境(jing)友好水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，是指其生(sheng)產(chan)過(guo)程清潔化(hua)，使用過(guo)程不影響人體(ti)健康(kang)和環(huan)(huan)境(jing)，并可(ke)以生(sheng)物降解為(wei)對環(huan)(huan)境(jing)無害的水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。綠(lv)色水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)劑(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)表(biao)現在(zai)(zai)阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、緩(huan)蝕劑(ji)(ji)(ji)(ji)、絮(xu)凝劑(ji)(ji)(ji)(ji)上，其中(zhong)阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)已基(ji)本實(shi)現“綠(lv)色化(hua)”并投人應用。阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)：在(zai)(zai)所有的水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)劑(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)，阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的“綠(lv)色化(hua)”進(jin)展最快。阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主要通過(guo)螯合金屬，吸附分散(san)微晶和晶格畸變作用從而阻(zu)(zu)止水(shui)(shui)中(zhong)致垢(gou)(gou)鹽類(lei)(lei)(lei)在(zai)(zai)設(she)備(bei)表(biao)面沉積。高聚物阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的研究顯得極(ji)為(wei)活躍，可(ke)分為(wei)丙(bing)烯(xi)酸類(lei)(lei)(lei)、馬來酸類(lei)(lei)(lei)、馬來酸/丙(bing)烯(xi)酸類(lei)(lei)(lei)、磺酸類(lei)(lei)(lei)和含磷(lin)類(lei)(lei)(lei)聚合物阻(zu)(zu)垢(gou)(gou)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng)。

目(mu)前國內(nei)主要(yao)用(yong)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)羧酸(suan)類阻(zu)垢(gou)(gou)劑雖具有低劑量效應、毒性小、價廉且(qie)阻(zu)垢(gou)(gou)效果好(hao)等(deng)(deng)優點(dian)，但由(you)于其(qi)在水(shui)中易形成(cheng)聚(ju)(ju)(ju)丙烯酸(suan)鈣，當Ca2 濃(nong)度高(gao)(gao)時效果更(geng)差且(qie)生(sheng)(sheng)物(wu)降解性差，因此(ci)已經逐(zhu)漸被(bei)能夠生(sheng)(sheng)物(wu)降解的(de)(de)(de)綠色阻(zu)垢(gou)(gou)劑聚(ju)(ju)(ju)天冬(dong)(dong)(dong)氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)等(deng)(deng)代替。聚(ju)(ju)(ju)天冬(dong)(dong)(dong)氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)型水(shui)處理劑主要(yao)包括聚(ju)(ju)(ju)天冬(dong)(dong)(dong)氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)及其(qi)鈉(na)鹽和酯，是以(yi)從自然界中提取且(qie)制備過(guo)程清潔無(wu)污染的(de)(de)(de)天冬(dong)(dong)(dong)氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)或(huo)馬來酸(suan)酐為原(yuan)料制成(cheng)，其(qi)特點(dian)是具有生(sheng)(sheng)物(wu)降解性和較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)阻(zu)垢(gou)(gou)性及對(dui)鈣的(de)(de)(de)高(gao)(gao)容忍度。霍宇(yu)凝等(deng)(deng)人合成(cheng)的(de)(de)(de)相對(dui)分子質量為4000的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)天冬(dong)(dong)(dong)氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)具有優良的(de)(de)(de)阻(zu)垢(gou)(gou)性能，當投(tou)加O．2mg/L時X~CaCO3的(de)(de)(de)阻(zu)垢(gou)(gou)率可達88%，而當阻(zu)垢(gou)(gou)率達到100%時藥劑濃(nong)度僅為2．0mg/L，且(qie)對(dui)CaCO3的(de)(de)(de)容忍度高(gao)(gao)，可用(yong)于高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)鈣離子濃(nong)度水(shui)系統的(de)(de)(de)阻(zu)垢(gou)(gou)，并且(qie)可完全(quan)降解為對(dui)環(huan)境(jing)無(wu)害的(de)(de)(de)終產物(wu)。

熊(xiong)蓉春等(deng)開發出一(yi)種無磷(lin)、非(fei)氮和(he)可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)解(jie)(jie)的綠色阻垢(gou)劑一(yi)聚(ju)環氧(yang)琥(hu)珀(po)(po)酸(suan)(suan)。這是一(yi)種綠色水溶性(xing)聚(ju)合物，可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)解(jie)(jie)性(xing)好，對鈣、鎂、鐵等(deng)離子的螯合力強，用量小，阻垢(gou)性(xing)能(neng)優異，可(ke)廣泛用于鍋(guo)爐水、冷卻水、污(wu)水處理及海水淡化和(he)膜分(fen)離等(deng)。魏(wei)剛等(deng)的實驗結果表明，聚(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)酸(suan)(suan)、聚(ju)環氧(yang)琥(hu)珀(po)(po)酸(suan)(suan)均為(wei)易降(jiang)解(jie)(jie)的阻垢(gou)劑。雖然聚(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)酸(suan)(suan)在(zai)原(yuan)來合成關鍵步驟(zou)天(tian)冬(dong)氨(an)酸(suan)(suan)熱縮聚(ju)反應中(zhong)使用磷(lin)系催化劑，可(ke)能(neng)會產生(sheng)(sheng)“二次污(wu)染(ran)”，但(dan)通(tong)過(guo)改進工藝，已經得(de)到了一(yi)套完善的清潔(jie)化生(sheng)(sheng)產工藝流程。

因此，在(zai)水處理(li)劑(ji)的(de)“綠色化”進程(cheng)中，阻垢(gou)劑(ji)的(de)發展無疑已(yi)經走(zou)在(zai)了最前列。

緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)：緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)主(zhu)要(yao)有(you)(you)(you)無機(ji)和有(you)(you)(you)機(ji)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)兩大類(lei)(lei)。緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)發展從(cong)(cong)(cong)最初的(de)(de)(de)鉻酸鹽(yan)、聚磷(lin)酸鹽(yan)到現在的(de)(de)(de)全(quan)有(you)(you)(you)機(ji)系列(lie)有(you)(you)(you)機(ji)膦(lin)酸鹽(yan)．從(cong)(cong)(cong)高磷(lin)、含(han)金(jin)屬的(de)(de)(de)配(pei)方(fang)到低磷(lin)、全(quan)有(you)(you)(you)機(ji)配(pei)方(fang)，從(cong)(cong)(cong)單一配(pei)方(fang)到復合配(pei)方(fang)，正朝(chao)著多品種、高效率(lv)、低毒性(xing)等方(fang)向發展。有(you)(you)(you)機(ji)膦(lin)酸類(lei)(lei)是(shi)陰極型緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)，其共聚物同時含(han)有(you)(you)(you)磷(lin)酰基(ji)和羧基(ji)，兼具阻垢、分(fen)散(san)、緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)功能，無毒，不(bu)會造成“二(er)次污染”，不(bu)需加酸調節(jie)pH值，藥(yao)劑(ji)(ji)(ji)不(bu)易水解，耐(nai)高溫且(qie)操作(zuo)簡(jian)化安全(quan)。

絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)：絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)是(shi)水處理劑(ji)中用(yong)(yong)量最大的(de)(de)一種藥劑(ji)，可(ke)分(fen)(fen)為(wei)無(wu)機、高(gao)(gao)分(fen)(fen)子、復(fu)合(he)型等(deng)種類(lei)，其(qi)中高(gao)(gao)分(fen)(fen)子絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)又分(fen)(fen)為(wei)合(he)成與天(tian)然(ran)兩大類(lei)。一般(ban)而(er)言，合(he)成高(gao)(gao)分(fen)(fen)子絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)易于(yu)通過分(fen)(fen)子設計(ji)和合(he)成手段“剪(jian)裁”分(fen)(fen)子結構，從而(er)可(ke)以(yi)根據(ju)應用(yong)(yong)需求靈活地調控其(qi)性(xing)能，但其(qi)在處理后的(de)(de)水溶液中的(de)(de)殘(can)留物很難被生(sheng)物降解，從而(er)導致“二次(ci)污染”。因(yin)此絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)“綠色化”應主(zhu)要著眼于(yu)天(tian)然(ran)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)上。根據(ju)來源，天(tian)然(ran)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)三大類(lei)：多糖類(lei)、甲殼(ke)素類(lei)以(yi)及微生(sheng)物絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)類(lei)。

①多糖類

多糖類物(wu)質因為(wei)(wei)剪(jian)切穩(wen)定性(xing)(xing)、生物(wu)可降(jiang)解性(xing)(xing)以及其接(jie)枝產物(wu)比直鏈合(he)成(cheng)聚合(he)物(wu)~flPAM具(ju)有(you)(you)更大的(de)空間位阻的(de)特(te)性(xing)(xing)而成(cheng)為(wei)(wei)研究熱門(men)，同時(shi)由(you)于其原料易得一可取(qu)自農、林產品如淀(dian)粉、纖維素、木質素、單寧等而具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)經濟性(xing)(xing)。

要實現絮(xu)凝(ning)功能，多糖類物質一般都需要經過改性以改善(shan)其(qi)溶解性和增加其(qi)絮(xu)凝(ning)能力(li)。在(zai)眾多的(de)(de)天然(ran)改性高(gao)(gao)分(fen)子絮(xu)凝(ning)劑中，淀(dian)粉改性絮(xu)凝(ning)劑的(de)(de)研究(jiu)和開發(fa)尤為引人注目。淀(dian)粉分(fen)子結構中帶有羥基(ji)，通過對這些羥基(ji)的(de)(de)酯化、醚化、氧化、交聯等(deng)(deng)反應，可對淀(dian)粉改性；淀(dian)粉還能與丙(bing)烯(xi)腈、丙(bing)烯(xi)酸(suan)、丙(bing)烯(xi)酰胺等(deng)(deng)人工(gong)合成高(gao)(gao)分(fen)子單體(ti)進行接(jie)枝共(gong)聚反應，從而(er)使共(gong)聚物兼具天然(ran)高(gao)(gao)分(fen)子和人工(gong)合成高(gao)(gao)分(fen)子的(de)(de)優點(dian)。

由于(yu)淀(dian)粉(fen)具(ju)有(you)來源(yuan)廣(guang)泛、價格(ge)低廉、降解徹底(di)、環境友好的(de)(de)(de)特點(dian)，因此具(ju)有(you)較好的(de)(de)(de)發展前景。我國近(jin)十年來在改(gai)性淀(dian)粉(fen)絮凝(ning)劑研究方面取(qu)得(de)了一定的(de)(de)(de)進(jin)展，通過(guo)淀(dian)粉(fen)官能團的(de)(de)(de)化(hua)學轉(zhuan)化(hua)和接枝共聚反應(ying)，開(kai)發出了一系(xi)列無(wu)毒、低成(cheng)本(ben)而又具(ju)有(you)良好絮凝(ning)效(xiao)(xiao)果的(de)(de)(de)淀(dian)粉(fen)絮凝(ning)劑并開(kai)始應(ying)用(yong)于(yu)高礦化(hua)度含油廢水的(de)(de)(de)處理上并取(qu)得(de)了良好的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果。但是，在生(sheng)產(chan)過(guo)程中由于(yu)改(gai)性所使用(yong)的(de)(de)(de)產(chan)品大部(bu)分為有(you)機溶劑，會對(dui)環境帶來新的(de)(de)(de)污染，對(dui)人(ren)體健康也(ye)會造成(cheng)一定的(de)(de)(de)影響，因此淀(dian)粉(fen)類絮凝(ning)劑的(de)(de)(de)清潔化(hua)生(sheng)產(chan)工藝顯得(de)更為重要。

②甲殼素類

甲(jia)殼(ke)(ke)素是自然(ran)界中含(han)量(liang)僅(jin)次于纖(xian)維素的第二(er)大天然(ran)有機高分子(zi)化(hua)合(he)物，它是許多(duo)甲(jia)殼(ke)(ke)類動物外殼(ke)(ke)的主要成分，也存在于某些植物，如(ru)菌、藻類的細胞壁中，質量(liang)含(han)量(liang)一(yi)般為(wei)30% ～60%，是一(yi)種十分豐富的自然(ran)資源。

由于(yu)這類物(wu)質分(fen)子中(zhong)(zhong)含有(you)酰(xian)胺基(ji)及氨(an)(an)基(ji)、羥(qian)基(ji)，因(yin)此具有(you)絮(xu)凝吸(xi)附等功能(neng)，其最大優(you)勢(shi)體(ti)現(xian)在對(dui)食品加(jia)工(gong)廢水(shui)(shui)的(de)處(chu)理中(zhong)(zhong)。殼聚糖(tang)是甲殼素(su)脫乙酰(xian)化(hua)的(de)產(chan)物(wu)，它(ta)可使各種(zhong)食品加(jia)工(gong)廢水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)固體(ti)懸浮物(wu)減(jian)少70%～98%。近年的(de)研究還發現(xian)，其對(dui)重金屬(shu)離(li)子具有(you)很強的(de)去除能(neng)力(li)。但由于(yu)其游(you)離(li)的(de)氨(an)(an)基(ji)可接受(shou)質子和鹽，故在酸(suan)性水(shui)(shui)溶液中(zhong)(zhong)可溶解而流失(shi)，使其應用受(shou)到限制，因(yin)此一(yi)般對(dui)其進(jin)行改性使用。

通(tong)過改性使它(ta)兼具(ju)有電中和(he)絮(xu)(xu)凝和(he)吸(xi)附(fu)絮(xu)(xu)凝的雙(shuang)重作(zuo)用(yong)，并借助高分子鏈的吸(xi)附(fu)和(he)架橋作(zuo)用(yong)而產生絮(xu)(xu)凝沉降，用(yong)于除去(qu)水(shui)體中的無機懸(xuan)浮(fu)固(gu)體、處理蔬菜及罐(guan)頭(tou)生產廢水(shui)、回收蛋白質以及污泥脫水(shui)等；它(ta)還(huan)可有效地去(qu)除廢水(shui)中的有機農藥、多氯聯苯及廢水(shui)中的石油等污染物。近年來甲殼素及殼聚糖(tang)的應用(yong)研(yan)究已有相當部分進入了實用(yong)階(jie)段并逐步實現了商品化。

③微生物絮凝劑

微(wei)生物(wu)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)是指利用(yong)生物(wu)技術(shu)通過微(wei)生物(wu)的(de)(de)(de)發酵、抽提、精制(zhi)而(er)(er)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)一(yi)類(lei)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)，是一(yi)種(zhong)無毒的(de)(de)(de)生物(wu)高分子化(hua)合物(wu)，包括(kuo)機能性(xing)(xing)蛋(dan)白(bai)質和機能性(xing)(xing)多糖類(lei)物(wu)質，絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)真正的(de)(de)(de)生理意義并不在(zai)于使微(wei)生物(wu)產生絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)，而(er)(er)是在(zai)于構(gou)成微(wei)生物(wu)的(de)(de)(de)多糖莢膜(mo)。微(wei)生物(wu)的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)性(xing)(xing)是一(yi)種(zhong)伴生性(xing)(xing)狀。其絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)性(xing)(xing)主要(yao)由位(wei)于染色(se)體(ti)上和染色(se)體(ti)外的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)遺(yi)傳基因(yin)決定(ding)這(zhe)些絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)基因(yin)是由多個基因(yin)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)，絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)基因(yin)經過修(xiu)飾和校正基因(yin)的(de)(de)(de)修(xiu)正后，才可有(you)效表達絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)能力。

微生(sheng)(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑可廣泛應用(yong)于給水、畜產(chan)(chan)(chan)(chan)、焦化、建材(cai)、染料、紙漿廢水處理和(he)消除(chu)膨脹污泥(ni)等(deng)方面。目(mu)前研究較為深入的(de)(de)(de)有(you)醬(jiang)油(you)曲霉、擬青霉屬(shu)微生(sheng)(sheng)物(wu)、紅平紅球菌(jun)等(deng)。我國目(mu)前已在利用(yong)廢棄物(wu)產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)微生(sheng)(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑的(de)(de)(de)開(kai)發與應用(yong)方面取得了(le)(le)一(yi)些進展(zhan)。利用(yong)混合(he)菌(jun)株產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑易被微生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解，克服了(le)(le)常規的(de)(de)(de)無機(ji)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑和(he)有(you)機(ji)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑對(dui)人體(ti)有(you)害(hai)和(he)易產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)“二次(ci)污染”缺點，且具有(you)高(gao)效(xiao)、無毒(du)、絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)對(dui)象廣泛、除(chu)濁脫色(se)效(xiao)果獨特等(deng)優點，但培養液的(de)(de)(de)溫度、pH對(dui)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)菌(jun)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)率和(he)活性有(you)很大(da)影響(xiang)，不同金屬(shu)離子對(dui)微生(sheng)(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑的(de)(de)(de)活性具有(you)抑制或促進作(zuo)用(yong)。

2 綠色水(shui)處理劑發展趨(qu)勢

按照(zhao)可持(chi)續(xu)發(fa)展的(de)要求，水(shui)處理技術的(de)綠(lv)色化進程將會(hui)加快(kuai)，開發(fa)研(yan)制適合(he)環境保護(hu)需求的(de)低(di)磷(lin)、非氮和可生物降解(jie)的(de)多(duo)功能綠(lv)色水(shui)處理劑將成(cheng)為工業水(shui)處理領(ling)域中(zhong)最主(zhu)流的(de)研(yan)究(jiu)方向(xiang)。

(1)生產過程綠色化

綠色(se)化(hua)(hua)學的(de)(de)(de)思(si)路是(shi)從根本上消除(chu)污染源(yuan)，使廢物不再產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)或(huo)(huo)得(de)到控(kong)制，從源(yuan)頭徹底控(kong)制污染。因此，在(zai)研制綠色(se)水處理劑的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝中，應該努力實現(xian)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程的(de)(de)(de)綠色(se)化(hua)(hua)，在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程中控(kong)制污染物的(de)(de)(de)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程的(de)(de)(de)綠色(se)化(hua)(hua)主要(yao)體現(xian)在(zai)采用(yong)可以減少或(huo)(huo)消除(chu)對(dui)人體健(jian)康或(huo)(huo)環(huan)境有害的(de)(de)(de)原料、產(chan)(chan)(chan)物、副(fu)產(chan)(chan)(chan)物、溶(rong)劑、試劑等(deng)的(de)(de)(de)使用(yong)或(huo)(huo)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學工(gong)藝和方法。

①分子結構新設計

 由于(yu)綠色水處(chu)理劑(ji)及(ji)其清(qing)潔(jie)化生產工藝(yi)還處(chu)在(zai)初步研究(jiu)階段，為(wei)了(le)節約探(tan)索(suo)時(shi)間，可(ke)以(yi)計算機模擬(ni)(ni)進行“虛(xu)擬(ni)(ni)”反應而篩選(xuan)最(zui)佳的原料和設計最(zui)優的合成路線(xian)。

目(mu)前采用(yong)(yong)分子(zi)模(mo)擬進行分子(zi)結構設計(ji)和(he)“剪裁”及對用(yong)(yong)于工(gong)業生(sheng)產的(de)(de)預期指標進行的(de)(de)研究主要包括(kuo)膦酸(suan)(suan)(suan)鹽類和(he)聚(ju)合物(wu)(wu)類阻垢(gou)(gou)(gou)劑(ji)。通過(guo)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)性實驗發現，增加聚(ju)羧酸(suan)(suan)(suan)阻垢(gou)(gou)(gou)劑(ji)分子(zi)結構中羧基的(de)(de)數(shu)目(mu)、酯(zhi)基支鏈(lian)以及向主鏈(lian)中插(cha)入(ru)氮、氧(yang)(yang)元(yuan)素的(de)(de)方法均(jun)可提高其可生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)性。傳統的(de)(de)聚(ju)丙烯酸(suan)(suan)(suan)類阻垢(gou)(gou)(gou)劑(ji)雖然效果(guo)好，但難以生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)。聚(ju)環氧(yang)(yang)琥珀酸(suan)(suan)(suan)就是經過(guo)計(ji)算機(ji)進行分子(zi)設計(ji)和(he)“剪裁”，通過(guo)向分子(zi)鏈(lian)中插(cha)入(ru)氧(yang)(yang)原子(zi)，獲得(de)了既有優良阻垢(gou)(gou)(gou)性能(neng)又容(rong)易生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)的(de)(de)產品。

同(tong)樣的分子設計也應用在聚天(tian)冬(dong)氨酸(suan)(suan)上(shang)，通(tong)過向(xiang)其側基上(shang)引入(ru)羥(qian)(qian)基、醚、羥(qian)(qian)烷基胺(an)、羥(qian)(qian)基烷氧基烴、羧基、磺烷基、磷酸(suan)(suan)等基團來提(ti)高聚合(he)物(wu)的儲存穩定性(xing)以及基體線形結構，從而(er)提(ti)高分子的生物(wu)可(ke)降解性(xing)。還可(ke)通(tong)過將甘(gan)氨酸(suan)(suan)等天(tian)然氨基酸(suan)(suan)與(yu)聚天(tian)冬(dong)氨酸(suan)(suan)共聚，則可(ke)使聚合(he)物(wu)具有高度(du)的生物(wu)一致(zhi)性(xing)及可(ke)降解性(xing)。

②原子經濟性反應

選擇天然產(chan)物為(wei)原料，同時在(zai)合(he)成路(lu)(lu)線上實現原子(zi)經濟l生。以(yi)聚天冬氨酸的合(he)成為(wei)例(li)，原料是從自然中提取；合(he)成路(lu)(lu)線若以(yi)磷酸為(wei)催化(hua)劑(ji)可以(yi)制(zhi)得相(xiang)對分子(zi)量(liang)高的線性高分子(zi)，但存在(zai)副產(chan)物的分離和排放問題。

而Donlar的(de)(de)工(gong)藝是(shi)通過(guo)干的(de)(de)固體聚合反(fan)應將(jiang)天(tian)冬氨酸轉化成聚丁二酰亞(ya)胺(an)。在轉化過(guo)程中(zhong)不使用有機(ji)溶劑，縮合反(fan)應的(de)(de)副(fu)產物(wu)是(shi)水(shui)且反(fan)應過(guo)程的(de)(de)效(xiao)率很高，產率一般(ban)可(ke)達97%。將(jiang)聚丁二酰亞(ya)胺(an)進一步堿水(shui)解即(ji)可(ke)得到聚天(tian)冬氨酸。這(zhe)是(shi)個(ge)典型的(de)(de)高效(xiao)而無廢(fei)物(wu)產生的(de)(de)轉化過(guo)程，實(shi)現(xian)了原子經濟性反(fan)應。

③生產工藝的改進

從綠色理念出發(fa)，重視生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程中(zhong)對(dui)環境的(de)影(ying)響，改進水處(chu)理劑(ji)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)，如催化劑(ji)、反應溶劑(ji)等，在選擇技(ji)術(shu)方案、工程項目設計以及技(ji)術(shu)改造過(guo)程中(zhong)采納清(qing)潔(jie)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)思想，研(yan)究開(kai)發(fa)和(he)采用清(qing)潔(jie)的(de)流程。

如兩(liang)性(xing)聚丙(bing)烯(xi)酰胺是具有(you)特殊(shu)功(gong)能的(de)(de)(de)絮凝劑(ji)和當前最好的(de)(de)(de)污(wu)泥脫水(shui)劑(ji)，在處(chu)理一(yi)些難(nan)度大的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)時(shi)顯示出獨特的(de)(de)(de)優(you)良性(xing)能，可以提高(gao)懸浮液的(de)(de)(de)凝聚、澄清、沉(chen)降(jiang)速度等，其(qi)制(zhi)備過(guo)(guo)(guo)程通常可采(cai)用反(fan)相乳液聚合，得到相對分子量(liang)高(gao)的(de)(de)(de)產(chan)品，但存在有(you)機溶劑(ji)污(wu)染(ran)問題；采(cai)用以水(shui)為溶劑(ji)的(de)(de)(de)溶液聚合法，則可避免廢液排放，但是這種方法在生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)(guo)程中要經過(guo)(guo)(guo)造(zao)粒干(gan)燥(zao)粉碎工序，干(gan)燥(zao)過(guo)(guo)(guo)程消(xiao)耗大量(liang)能源，粉碎過(guo)(guo)(guo)程產(chan)生(sheng)粉塵污(wu)染(ran)，對工作(zuo)人員的(de)(de)(de)健康可能造(zao)成一(yi)定的(de)(de)(de)影響。

新型的“水包水”乳液聚(ju)合法則(ze)有望避(bi)(bi)免(mian)這些缺點，并可減(jian)少設備投(tou)資，降低能耗和成本，避(bi)(bi)免(mian)了(le)聚(ju)合物在干(gan)燥(zao)過程中(zhong)的降解，是一種良好的綠色工藝。

(2)使用過程綠(lv)色化

①有效替代品的使用

對(dui)那些可(ke)能產生“二(er)次(ci)污染”的物質，應當盡量使用(yong)其他可(ke)替代(dai)的且有效的水處理(li)劑產品(pin)，如原來(lai)使用(yong)的有機(ji)磷(lin)酸(suan)(suan)中(zhong)磷(lin)的排(pai)放易(yi)產生富營養化，破壞生態平衡，使用(yong)鉻酸(suan)(suan)鹽(yan)、亞硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)等無機(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑具(ju)有較大(da)的毒(du)性，這些都可(ke)以(yi)使用(yong)鉬酸(suan)(suan)鹽(yan)、鎢酸(suan)(suan)鹽(yan)、硅酸(suan)(suan)鹽(yan)等無機(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑和全(quan)有機(ji)系水處理(li)劑以(yi)及新近(jin)開(kai)發的聚(ju)天(tian)冬(dong)氨酸(suan)(suan)、聚(ju)環氧琥珀酸(suan)(suan)和烷基(ji)環氧羧(suo)酸(suan)(suan)等綠色阻垢(gou)劑作為(wei)替代(dai)；有機(ji)胺是緩(huan)(huan)蝕(shi)劑使用(yong)最大(da)的一(yi)類，在實際應用(yong)中(zhong)應當更多的使用(yong)脂肪胺取代(dai)芳香胺。

②水處(chu)理后期(qi)“綠色化”補救(jiu)措施

而對那(nei)些尚無替代且行之有效的(de)(de)(de)(de)水(shui)處理(li)劑(ji)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)，應當(dang)盡快開發配套的(de)(de)(de)(de)治理(li)方案予(yu)以(yi)補充(chong)，如對工(gong)業水(shui)處理(li)后的(de)(de)(de)(de)排(pai)放，可以(yi)采(cai)用(yong)太(tai)陽能并(bing)借助納米光(guang)催化劑(ji)Ti02對殘余(yu)藥劑(ji)進行氧化降解，或采(cai)用(yong)新型的(de)(de)(de)(de)超臨界(jie)水(shui)氧化技術。這(zhe)些措施對使用(yong)過程的(de)(de)(de)(de)綠色化都是良好的(de)(de)(de)(de)補充(chong)。

綠(lv)色(se)水處理(li)劑(ji)(ji)及其清潔化(hua)生產(chan)是水處理(li)劑(ji)(ji)研究的(de)(de)必然發(fa)(fa)展趨勢，但目前僅(jin)有(you)阻垢劑(ji)(ji)與緩蝕劑(ji)(ji)在“綠(lv)色(se)化(hua)”上取得了一定(ding)發(fa)(fa)展，而(er)絮凝(ning)劑(ji)(ji)作為最主(zhu)要的(de)(de)且用量最多的(de)(de)藥(yao)劑(ji)(ji)，在目前所使用的(de)(de)無(wu)機(ji)與有(you)機(ji)絮凝(ning)劑(ji)(ji)中還存在著“二次污染”問題，而(er)且容(rong)易對人(ren)體的(de)(de)健(jian)康(kang)造成重(zhong)大的(de)(de)傷害，因此應(ying)當加大其“綠(lv)色(se)化(hua)”進(jin)程的(de)(de)研究開發(fa)(fa)。

在開發過程中以天然產物如農、林產品作為原料，輔以“綠色”的“水包水”乳液聚合技術，使生產和使用過程中均實現“綠色化” ，并且無“二次污染”的產生。同時加強對微生物絮凝劑的研究開發并對微生物絮凝劑分子結構和性能的關系、絮凝基團的定位、工程菌的組建、培養基成本以及1二業發酵的可行性研究等問題進行進一步的研究，從而開發出更具潛力的微生物絮凝劑。 
 
 

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