国内外水处理技术和药剂的发展现状

1会计学国内外水处理技术和药剂的发展现状国内外水处理技术和药剂的发展现状主要内容主要内容第一节第一节 国外水处理技术的特点国外水处理技术的特点第二节第二节 混凝剂混凝剂第三节第三节 缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢剂第四节第四节 水溶性聚合物水溶性聚合物第五节第五节 杀生剂杀生剂第六节第六节 膜法水处理药剂膜法水处理药剂第七节第七节 环境友好化水处理药剂环境友好化水处理药剂第八节第八节 污水回用技术污水回用技术 第1页/共102页第一节第一节 国外水处理技术国外水处理技术的特点的特点n n水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉。水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉。n n早早在在19771977年年3 3月月联联合合国国用用水水会会议议上上就就发发出出：“水水不不久久将将成成为为一一个个深深刻刻的的社社会会危危机机，石石油油危危机机之之后后的的一一个个危机便是水危机便是水”。n n目目前前，随随着着人人类类社社会会生生产产的的迅迅猛猛发发展展、城城市市人人口口不不断断增增加加和和人人民民生生活活水水平平的的提提高高，用用水水量量以以每每年年接接近近5%5%的的速速度度递递增增，照照此此下下去去，每每1515年年用用水水总总量量就就翻翻一一番番.n n因因此此，有有人人发发出出“水水将将可可能能成成为为本本世世纪纪，世世界界、国国家、地区间争端乃至战争的原因家、地区间争端乃至战争的原因”的警告。的警告。第2页/共102页n n中国水资源总量为中国水资源总量为2.82.8万亿立方米，居世界第万亿立方米，居世界第4 4位，位，占世界水资源总量的占世界水资源总量的7%.7%.n n中国人均水资源量为中国人均水资源量为23042304立方米每人，处于缺水上立方米每人，处于缺水上下限下限(3000(300010001000立方米每人立方米每人)的中值，在世界银行的中值，在世界银行近年做连续资源统计的近年做连续资源统计的132132个国家中居第个国家中居第8282位，属位，属于水资源紧缺的国家。于水资源紧缺的国家。n n中国的水资源分布同样很不均匀，并由于水污染和中国的水资源分布同样很不均匀，并由于水污染和水土流失使情况更为恶化，使得工业、农业和人民水土流失使情况更为恶化，使得工业、农业和人民生活将得不到按现模式发展的足够水资源供应，因生活将得不到按现模式发展的足够水资源供应，因供水不足而造成的工业经济损失每年达数千亿元，供水不足而造成的工业经济损失每年达数千亿元，从而大大地影响了人民生活、工农业生产及整个国从而大大地影响了人民生活、工农业生产及整个国民经济的发展。民经济的发展。第3页/共102页 由于水资源短缺对于中国大部分地区都是最根由于水资源短缺对于中国大部分地区都是最根本的问题，因此水资源供需矛盾解决的根本办法也本的问题，因此水资源供需矛盾解决的根本办法也正是节水。正是节水。这里说的节水是广义的节水，有节约用水、提这里说的节水是广义的节水，有节约用水、提高水的重复利用率和污水资源化等三方面的含义。高水的重复利用率和污水资源化等三方面的含义。（1 1 1 1）节约用水）节约用水）节约用水）节约用水 （2 2 2 2）提高水的重复利用率）提高水的重复利用率）提高水的重复利用率）提高水的重复利用率 （3 3 3 3）污水回用与资源化）污水回用与资源化）污水回用与资源化）污水回用与资源化第4页/共102页n n 因因此此，节节约约用用水水、合合理理开开发发水水资资源源，治治理理水水污污染染已已成成为为我我国国目目前前急急需需解解决决的的重重大大课课题题，在在国国民民经经济济中中占占有一定的特殊地位。有一定的特殊地位。n n 如果把如果把如果把如果把20202020世纪称作石油世纪的话，那么世纪称作石油世纪的话，那么世纪称作石油世纪的话，那么世纪称作石油世纪的话，那么21212121世纪很可世纪很可世纪很可世纪很可能就是水世纪。能就是水世纪。能就是水世纪。能就是水世纪。n n 与变幻莫测的通讯技术产业相比，水工业广阔的市与变幻莫测的通讯技术产业相比，水工业广阔的市场、巨额的产值和稳定的收益无疑更具吸引力。难怪场、巨额的产值和稳定的收益无疑更具吸引力。难怪纽约一家投资公司的首席专家伊丽莎白把水工业称之纽约一家投资公司的首席专家伊丽莎白把水工业称之为为“下一世纪最好的投资领域下一世纪最好的投资领域”。第5页/共102页n n水水处处理理化化学学品品在在水水处处理理中中占占有有十十分分重重要要的的地地位位，因因而而获获得得了了迅迅速速的的发发展展。近近年年来来，在在我我国国广广大大水水处处理理科科技技工工作作者者的的努努力力下下，一一批批具具有有当当代代国国际际先先进进水水平平的的新新产产品品相相继继问问世世，基基本本满满足足了了我我国国水水处处理理工工业业和和环环境境保保护对该类化学品的要求。护对该类化学品的要求。n n作作为为水水工工业业制制造造业业和和高高新新技技术术产产业业方方面面的的主主要要化化工工产产品品，水水处处理理化化学学品品是是在在工工业业、市市政政、环环保保等等方方面面处处理理水水的的一一大大类类精精细细化化学学品品，包包括括絮絮凝凝剂剂、助助凝凝剂剂、阻阻垢垢分分散散剂剂、缓缓蚀蚀剂剂、杀杀生生剂剂、阻阻垢垢缓缓蚀蚀剂剂、锅锅炉炉水水处处理理剂剂以以及及清清洗洗、预预膜膜、消消泡泡、废废水水处处理理剂剂等等化化学学品品，共共计计200200多多个个品品种种，其其用用途途主主要要涉涉及及循循环环冷冷却却水水、锅锅炉炉水水、空空调调水水、饮饮用用水水、工工业业给给水水、工工业业废废水水、污污水水和和油油田田水水处处理理等等，从从而而达达到到节节约约用用水水、合合理理用用水水及及解解决水污染之目的。决水污染之目的。第6页/共102页国外技术与市场现状国外技术与市场现状n n国外水处理的发展历史比较悠久，水处理化学品国外水处理的发展历史比较悠久，水处理化学品行业已逐渐形成了不可忽视的生产规模，其产品行业已逐渐形成了不可忽视的生产规模，其产品销售和技术服务已遍及世界各地。销售和技术服务已遍及世界各地。n n据统计，全世界水处理化学品市场大约有据统计，全世界水处理化学品市场大约有225225亿美亿美元的规模，其中美国是世界最大的水处理剂消耗元的规模，其中美国是世界最大的水处理剂消耗国，约为国，约为31.3531.35亿美元，其次是西欧和日本。亿美元，其次是西欧和日本。第7页/共102页FreedoniaFreedonia咨询公司研究报告咨询公司研究报告n n市值为市值为252252亿美元年的全球水处理化学品市场目前亿美元年的全球水处理化学品市场目前正以年均正以年均5.15.1的速度快速增长，中国等发展中国家的速度快速增长，中国等发展中国家对此贡献突出。对此贡献突出。n n干净适于饮用的水、工业用水的快速增长、更为严厉干净适于饮用的水、工业用水的快速增长、更为严厉的环境标准的环境标准-促使发达国家的水处理化学品和服促使发达国家的水处理化学品和服务市场增长，并要求提供更为先进的技术和服务。务市场增长，并要求提供更为先进的技术和服务。n n水处理化学品用量最多的是冷却水，但是污水处理是水处理化学品用量最多的是冷却水，但是污水处理是水处理化学品增长最为迅速的终端市场。水处理化学品增长最为迅速的终端市场。第8页/共102页国外水处理技术发展的国外水处理技术发展的特点特点 1 1 政府与民营机构的联手政府与民营机构的联手 2 2 战略兼并联合战略兼并联合 3 3 扩大化学品的产能扩大化学品的产能 4 4 产品和服务相结合的新业务模式产品和服务相结合的新业务模式 5 5开拓国外市场开拓国外市场 6 6技术、产品专业化技术、产品专业化 7 7产品环保化产品环保化 8 8、相关技术迅速发展、相关技术迅速发展第9页/共102页 1 1政府与民营机构联手政府与民营机构联手n n目目前前在在美美国国、南南美美洲洲一一些些国国家家和和亚亚洲洲的的印印尼尼等等国国的的许多城市都开始和民营水务公司展开合作。许多城市都开始和民营水务公司展开合作。n n水水工工业业正正在在创创造造巨巨大大的的商商机机。仅仅供供水水一一项项，水水工工业业全全球球的的年年产产值值就就可可以以达达到到40004000亿亿美美元元，这这相相当当于于全全球球石石油油工工业业的的4040，同同时时超超出出全全球球制制药药业业的的1 13 3。仅美国一个国家水工业的产值就达到仅美国一个国家水工业的产值就达到10001000亿美元。亿美元。n n越越来来越越多多的的城城市市开开始始选选择择民民营营供供水水公公司司，水水工工业业的的年增长率至少是年增长率至少是1010。第10页/共102页n n全球目前只有全球目前只有5 5的人口依靠民营水务公司，美国的人口依靠民营水务公司，美国目前的目前的5500055000家水务公司中只有家水务公司中只有60006000家是民营的。家是民营的。这些都表明了水务公司的巨大发展潜力。这些都表明了水务公司的巨大发展潜力。n n当前绝大多数城市的供水系统仍然是由政府管理当前绝大多数城市的供水系统仍然是由政府管理的，其结果大都不尽如人意。因此，一些政府开的，其结果大都不尽如人意。因此，一些政府开始认真考虑把这个领域交给始认真考虑把这个领域交给那些资金充足而又有那些资金充足而又有经验的水务公司经验的水务公司来管理。这些水务公司能够以极来管理。这些水务公司能够以极低的费用来推动整个水系统的运转，把节余的资低的费用来推动整个水系统的运转，把节余的资金用来更新水厂的设备。金用来更新水厂的设备。第11页/共102页n n目目前前，全全球球最最大大的的四四家家水水务务公公司司分分别别是是法法法法国国国国的的的的苏苏苏苏伊伊伊伊士士士士、威威威威望望望望迪迪迪迪（vivendivivendivivendivivendi）、英英英英国国国国的的的的泰泰泰泰唔唔唔唔士士士士河河河河和和和和美美美美国的阿祖里克斯（国的阿祖里克斯（国的阿祖里克斯（国的阿祖里克斯（AzurixAzurixAzurixAzurix）；n n苏苏伊伊士士公公司司是是最最成成功功的的一一家家。它它在在6 6年年间间从从濒濒临临破破产产发发展展成成市市值值350350亿亿美美元元的的跨跨国国水水务务公公司司，足足以以证证明明水水工工业业的的吸吸引引力力。苏苏伊伊士士公公司司19991999年年利利润润为为1515亿亿美美元元，已已和和马马尼尼拉拉、卡卡萨萨布布兰兰卡卡、圣圣地地亚亚哥哥和和亚特兰大等亚特兰大等2020多个大城市展开合作。多个大城市展开合作。第12页/共102页2 2 战略兼并联合战略兼并联合n n随随着着市市场场竞竞争争的的加加剧剧，工工业业企企业业间间的的兼兼并并与与联联合合战战略略增增多。多。n n水水处处理理公公司司间间的的兼兼并并与与收收购购具具有有积积极极的的战战略略意意图图，因因为为收收购购已已渗渗透透或或占占领领某某一一水水处处理理领领域域及及市市场场的的公公司司比比重重新新开拓市场容易。开拓市场容易。n nGEGE公公司司收收购购IonicsIonics公公司司也也将将使使GEGE在在今今后后几几年年内内其其城城市市水水处处理理业业务务的的营营业业收收入入将将提提高高3030。GEGE公公司司在在该该部部门门的的现现有营业收入约为有营业收入约为2020亿美元。亿美元。n n亚亚什什兰兰公公司司于于0606年年6 6月月收收购购法法国国Eurocal Eurocal SASSAS公公司司水水处处理理业业务务，强强化化在在法法国国食食品品和和饮饮料料行行业业水水处处理理的的占占有有地地位位，并并扩扩展展其其在在法法国国的的工工业业、商商业业和和公公共共行行业业的的水水处处理理服服务务能能力力。以以约约1 12 2亿亿欧欧元元收收购购德德固固赛赛公公司司水水处处理理业业务务，这这项项业业务务给给亚亚什什兰兰带带来来水水溶溶性性聚聚合合物物新新技技术术业业务务，20052005年年销售额为销售额为2.52.5亿美元。亿美元。第13页/共102页n n陶陶氏氏化化学学公公司司于于20062006年年7 7月月并并购购了了浙浙江江欧欧美美环环境境工工程程公公司司。确确立立陶陶氏氏化化学学公公司司在在水水净净化化领领域域的的领领先先地地位位。通通过过并并购购将将拓拓展展陶陶氏氏化化学学公公司司三三项项新新的的水水处处理理技技术术：超超滤滤、膜膜生生物物反反应应器器用用膜膜和和电电极极离离子子化化(该该工工艺艺使使用用电电而而不不是是使使用用化化学学品品用用于于水水的的再再生生)。组组建建陶陶氏氏水水解解决决方方案案(DowWater(DowWater SolutionsSolutions，DWS)DWS)公司，该公司销售额将为公司，该公司销售额将为3.53.5亿美元年。亿美元年。n n芬芬兰兰凯凯米米拉拉公公司司于于20062006年年7 7月月1818日日以以约约2.42.4亿亿美美元元收收购购美美国国氰氰特特工工业业公公司司水水处处理理化化学学品品和和丙丙烯烯酰酰胺胺业业务务，该该新新业业务务的的20052005年年销销售售额额约约为为3.353.35亿亿美美元元，这这将将使使凯凯米米拉拉公公司司水水处处理理化化学学品品业业务务规规模模翻翻近近一一番番。凯凯米米拉拉公公司司现现是是水水处处理理用用无无机机凝凝聚聚剂剂全全球球领领先先的的供供应应商商。而而氰氰特特的的业业务务系系供供应应基基于于有有机机单单体体如如丙丙烯烯酰酰胺胺和和二二烯烯丙丙基基氯氯化化铵铵的的凝凝聚聚剂剂和和絮絮凝凝剂剂聚聚合合物。物。第14页/共102页3 3扩大化学品的产能扩大化学品的产能n nAqua+Tech Aqua+Tech 特种产品公司强化了水处理化学品业务，扩大了特种产品公司强化了水处理化学品业务，扩大了瑞士拉帕雷纳地区聚丙烯酰胺类絮凝剂产能，使该公司瑞士拉帕雷纳地区聚丙烯酰胺类絮凝剂产能，使该公司4 4台台反应器反应器30003000吨天生产能力提高到超过吨天生产能力提高到超过1200012000吨年。该公吨年。该公司生产乳液型聚丙烯酰胺类絮凝剂，包括司生产乳液型聚丙烯酰胺类絮凝剂，包括SnowFlakeSnowFlake型粉状型粉状絮凝剂。絮凝剂。n n日本旭化成公司在富士投产了用于城市废水处理的聚偏二氟日本旭化成公司在富士投产了用于城市废水处理的聚偏二氟乙烯膜装置。乙烯膜装置。n nSNF FloergerSNF Floerger公司在法国圣特一阿沃德建设聚二烷基二甲基公司在法国圣特一阿沃德建设聚二烷基二甲基氯化铵氯化铵(PolyDADMAC)(PolyDADMAC)絮凝剂装置，该产品已经欧盟认证，可絮凝剂装置，该产品已经欧盟认证，可用于净化饮用水。用于净化饮用水。20052005年建成时的初期能力为年建成时的初期能力为1 1万吨年，万吨年，并可按需扩能，这将是欧洲第一套大规模并可按需扩能，这将是欧洲第一套大规模PolyDADMACPolyDADMAC装置。装置。SNFSNF公司也将在印度和俄罗斯新建公司也将在印度和俄罗斯新建PolyDADMACPolyDADMAC装置。装置。第15页/共102页n n汽巴精化和拜耳公司的水处理化学品业务积极拓展到亚洲，汽巴精化和拜耳公司的水处理化学品业务积极拓展到亚洲，拜耳化学品公司在宁渡的离子交换树脂装置已于拜耳化学品公司在宁渡的离子交换树脂装置已于20042004年年4 4月投产，该装置可处理受污染的河水用于电厂。装置采用月投产，该装置可处理受污染的河水用于电厂。装置采用专利的多步法工艺，可减少处理水的树脂用量和节能。专利的多步法工艺，可减少处理水的树脂用量和节能。n n德固赛公司重组其德固赛公司重组其2 2亿欧元年水处理化学品业务，该公亿欧元年水处理化学品业务，该公司在德国克洛菲尔德和美国格林斯博罗生产聚丙烯酰胺类司在德国克洛菲尔德和美国格林斯博罗生产聚丙烯酰胺类絮凝剂，这项业务已于最近出让给了亚什兰公司。絮凝剂，这项业务已于最近出让给了亚什兰公司。n n水处理化学品公司也加快投资中国市场，水处理化学品公司也加快投资中国市场，GEGE公司投资公司投资11001100万美元于万美元于20042004年年4 4月在无锡投产了月在无锡投产了2 27 7万吨年水处理化万吨年水处理化学品装置，产品用于亚洲地区的锅炉、凉水塔、废水处理学品装置，产品用于亚洲地区的锅炉、凉水塔、废水处理等领域。等领域。GEGE在上海的研发中心也已于在上海的研发中心也已于20032003年开业。年开业。n nBuckmamBuckmam实验室服务于水处理、造纸和皮革工业的化学装实验室服务于水处理、造纸和皮革工业的化学装置于置于20042004年年4 4月在上海投产，生产能力为月在上海投产，生产能力为60006000吨年。吨年。第16页/共102页4.4.产品和服务相结合的新业务模式产品和服务相结合的新业务模式n n业务模式已从业务模式已从单纯提供水处理化学品单纯提供水处理化学品转向转向包括出售包括出售专用化学品及提供相关配套服务专用化学品及提供相关配套服务的经营模式，供应的经营模式，供应商们通过提供各种配套服务来增强产品的附加值以商们通过提供各种配套服务来增强产品的附加值以获得更大的利润。获得更大的利润。n n随着计算机和通讯技术的飞速发展，提供服务的业随着计算机和通讯技术的飞速发展，提供服务的业务范围和手段也得到快速发展，当今象昂帝欧纳尔务范围和手段也得到快速发展，当今象昂帝欧纳尔科这样的综合性服务商已开始利用互联网在控制中科这样的综合性服务商已开始利用互联网在控制中心对所服务客户的系统实行心对所服务客户的系统实行远距离的实时监控远距离的实时监控，及，及时快速地监测、诊断并解决问题。时快速地监测、诊断并解决问题。n n随着水处理市场客户群体的合并重组，这些客户寻随着水处理市场客户群体的合并重组，这些客户寻求减少供应商的数量，尤其是那些有许多地域市场求减少供应商的数量，尤其是那些有许多地域市场的客户正在倾向于来自那些的客户正在倾向于来自那些具有能够提供全套产品具有能够提供全套产品具有能够提供全套产品具有能够提供全套产品和服务、强有力的技术资源和世界范围内地域覆盖和服务、强有力的技术资源和世界范围内地域覆盖和服务、强有力的技术资源和世界范围内地域覆盖和服务、强有力的技术资源和世界范围内地域覆盖率的大供应商提供的一站式销售服务率的大供应商提供的一站式销售服务率的大供应商提供的一站式销售服务率的大供应商提供的一站式销售服务。降低供应商。降低供应商数量也将简化采购管理，使这些客户能将精力更加数量也将简化采购管理，使这些客户能将精力更加集中于他们的生产运行过程。集中于他们的生产运行过程。第17页/共102页5 5开拓国外市场开拓国外市场n n 拉拉丁丁美美洲洲水水处处理理化化学学品品市市场场年年增增长长速速度度高高于于12%12%；一一些些亚亚太太国国家家的的年年增增长长速速度度则则高高达达30%30%。远远超超过过美国美国3-5%3-5%、欧洲、欧洲5-7%5-7%的增长率。的增长率。n n中中国国、马马来来西西亚亚、新新加加坡坡、韩韩国国、泰泰国国、巴巴西西、墨墨西西哥哥、智智利利、阿阿根根廷廷等等国国家家都都是是很很有有希希望望的的市市场。场。n n美美国国、日日本本和和西西欧欧等等发发达达国国家家的的国国内内市市场场趋趋于于饱饱和和，为为寻寻求求发发展展，各各大大水水处处理理公公司司正正将将目目光光转转向向拉拉丁丁美美洲洲、亚亚洲洲和和非非洲洲等等国国外外市市场场，在在国国外外设设有有分分支支机机构构或或代代表表处处，通通过过合合资资或或独独资资建建厂厂，抢抢占占国国外外市市场场，积积极极扩扩大大市市场场占占有有率率，使使市市场场竞竞争争十十分激烈。分激烈。第18页/共102页6 6技术、产品专业化技术、产品专业化 目目前前许许多多公公司司均均以以水水处处理理药药剂剂方方面面的的单单项项专专利利技技术术见见长长，如：如：n nNalcoNalco公司在现场服务管理，尤以公司在现场服务管理，尤以示踪在线监测示踪在线监测方面；方面；n nGreat Lakes ChemicalGreat Lakes Chemical 公司在公司在含溴杀菌剂含溴杀菌剂方面；方面；n nRohm Rohm Hass Hass 公公司司在在专专用用杀杀菌菌剂剂、聚聚合合物物和和离离子子交交换换树脂树脂方面；方面；n nCytecCytec公司在公司在水溶性聚合物水溶性聚合物方面；方面；n nBuckmanBuckman在在季铵盐类杀菌剂季铵盐类杀菌剂方面等具有优势。方面等具有优势。n nUnion CarbideUnion Carbide 公司的公司的戊二醛戊二醛；n nBayerBayer 公司的公司的PBTCAPBTCA(2-(2-膦酸基丁烷膦酸基丁烷-1,2,4-1,2,4-三羧酸三羧酸)；n nFMCFMC公司的公司的POCAPOCA(膦酰基羧酸膦酰基羧酸)等等聚合物聚合物；n nDonlarDonlar公司的公司的聚天冬氨酸聚天冬氨酸；n nBASFBASF公司的公司的PAAPAA等；等；n nGE BetzGE Betz公司的公司的HTP-2HTP-2、PEGAEPEGAE和聚环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸等；等；n n日日本本三三菱菱和和法法国国爱爱森森等等公公司司的的絮絮凝凝剂剂，都都具具有有领领先先的的优优势。势。第19页/共102页7 7 7 7产品环保化产品环保化产品环保化产品环保化n n研研究究低低毒毒和和无无毒毒的的产产品品，开开发发低低磷磷药药剂剂（如如PAPEMPPAPEMP、PBTCAPBTCA、HPAHPA、POCAPOCA等等）和和可可生生物物降降解药剂（聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸）；解药剂（聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸）；n n以以低低磷磷、非非磷磷配配方方代代替替磷磷系系、铬铬系系配配方方，以以全全有有机配方代替含金属配方；机配方代替含金属配方；n n以以臭臭氧氧、过过氧氧化化氢氢、溴溴化化海海因因等等取取代代ClCl2 2、MBTMBT等等杀菌剂；杀菌剂；n n以以二二乙乙基基羟羟胺胺（DEHADEHA）、二二甲甲基基酮酮肟肟（DMKO)DMKO)、异抗坏血酸等取代锅炉的肼类等缓蚀剂；、异抗坏血酸等取代锅炉的肼类等缓蚀剂；n n以以聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠取取代代泛泛用用的的无无机机混混凝凝剂。剂。第20页/共102页8 8相关技术迅速发展相关技术迅速发展(1)(1)生产过程的自动化：为产品的质量提供了良好的保证；生产过程的自动化：为产品的质量提供了良好的保证；(2)(2)计计算算机机管管理理：监监测测和和分分析析技技术术上上的的进进步步，如如TRASARTRASAR技技术术，为为水水处处理理的的计计算算机机系系统统管管理理提提供供了了良良好好的的基基础础，在在线线监监测测、远程控制等使水处理服务工作更加科学。远程控制等使水处理服务工作更加科学。(3)(3)水水处处理理工工程程：性性能能优优异异的的水水处处理理设设备备的的设设计计制制造造、机机泵泵选选型型的的实实用用性性和和先先进进性性、管管线线运运行行的的合合理理性性和和科科学学性性、计计算算机辅助设计在水系统中的应用，使水处理工程产业快速发展。机辅助设计在水系统中的应用，使水处理工程产业快速发展。（4 4）基基础础研研究究及及应应用用基基础础研研究究：基基础础理理论论研研究究，如如不不同同药药剂剂的的作作用用机机理理等等；应应用用研研究究相相应应的的配配套套技技术术，如如配配方方筛筛选选的的协同效应研究、试验方法、系统监测方法的研究。协同效应研究、试验方法、系统监测方法的研究。第21页/共102页国内水处理技术的现状国内水处理技术的现状 随随着着进进入入WTOWTO后后，国国内内市市场场的的国国际际化化发发展展进进程程加加快快，入入世世将将给给我我国国的的水水处处理理技技术术带带来来良良好好的的发发展展机机遇遇。我我国国水水处处理理技技术术的的具具体体优优势势主主要要体体现现在：在：1 1起点高，发展快起点高，发展快2 2品种全，有一定的规模。品种全，有一定的规模。3 3生产成本相对较低。生产成本相对较低。4 4有利于先进技术的引进有利于先进技术的引进第22页/共102页水处理技术所面临的困境水处理技术所面临的困境 1 1具有独立知识产权的产品少具有独立知识产权的产品少 2 2生产规模小且分散，自动化程度低生产规模小且分散，自动化程度低 3.3.应用技术水平较低应用技术水平较低 4.4.工工程程研研究究设设计计生生产产技技术术服服务务的的配配套套方方面面未未完完全系统化，缺乏国际竞争的能力。全系统化，缺乏国际竞争的能力。5.5.缺乏大量的科研和软件开发的投入。缺乏大量的科研和软件开发的投入。6.6.其它其它第23页/共102页第二节第二节 混凝剂混凝剂一、概述一、概述二、无机混凝剂的发展二、无机混凝剂的发展三、有机高分子絮凝剂的发展三、有机高分子絮凝剂的发展四、四、微生物絮凝剂微生物絮凝剂第24页/共102页一、概述一、概述n n絮絮凝凝沉沉降降法法是是目目前前国国内内外外普普遍遍用用来来提提高高水水质质处处理理效效率的一种既经济又简便的水质处理方法。率的一种既经济又简便的水质处理方法。n n高高分分子子絮絮凝凝剂剂以以其其良良好好的的凝凝聚聚效效果果、脱脱色色能能力力和和操操作作简简便便等等优优点点，在在水水处处理理过过程程中中起起着着不不可可替替代代的的作作用，引起国内外广泛关注。用，引起国内外广泛关注。n n随随着着人人们们环环保保意意识识的的加加强强，将将会会出出现现更更多多的的高高效效、低低毒毒、经经济济适适用用的的高高分分子子絮絮凝凝剂剂，同同时时也也将将有有力力地地推动对絮凝过程基础理论的研究。推动对絮凝过程基础理论的研究。n n根根据据高高分分子子絮絮凝凝剂剂的的组组成成，可可分分为为无无机机高高分分子子絮絮凝凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂三大类。剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂三大类。第25页/共102页混凝剂的作用混凝剂的作用除去水中的细菌、病毒除磷、脱色作用污泥脱水脱除水中的细微颗粒(80-90%)胶体物质（65-95%）、降低水中COD值混凝剂的作用第26页/共102页混凝剂的应用领域混凝剂的应用领域给排水洗涤剂颜料分散剂低粘胶造纸超吸水剂混凝剂的应用领域第27页/共102页二、无机混凝剂的发二、无机混凝剂的发展展n n无无机机絮絮凝凝剂剂的的应应用用历历史史悠悠久久，但但无无机机高高分分子子絮絮凝凝剂却是在剂却是在6060年代后期才在世界上发展起来。年代后期才在世界上发展起来。n n无无机机低低分分子子絮絮凝凝剂剂在在水水处处理理过过程程中中存存在在较较大大的的问问题题，而而逐逐渐渐被被无无机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂所所取取代代。它它比比原原有有传传统统药药剂剂絮絮凝凝效效果果高高得得多多，而而价价格格相相应应较较低低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。因而有逐步成为主流药剂的趋势。n n目目前前日日本本、俄俄罗罗斯斯、西西欧欧生生产产已已达达到到工工业业化化和和规规模模化化，流流程程控控制制自自动动化化，产产品品质质量量稳稳定定。聚聚合合类类絮凝剂的生产已经占絮凝剂总产量的絮凝剂的生产已经占絮凝剂总产量的30%30%60%60%。第28页/共102页1.1.无机混凝剂的分类无机混凝剂的分类阳离子型阴离子型无机复合型聚合氯化铝(PAC)聚合硫酸铝(PAS)聚合磷酸铝(PAP)聚合硫酸铁(PFS)聚合氯化铁(PFC)聚合磷酸铁(PFP)活化硅酸(AS)聚合硅酸(PS)聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合硅酸铝铁(PAFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)第29页/共102页2.2.总的发展趋势总的发展趋势（）由由一一般般的的无无机机铝铝盐盐、铁铁盐盐向向高高分分子子聚聚合合铝铝、铁方向发展铁方向发展（）聚聚合合铝铝（铁铁）的的主主要要形形态态向向高高电电荷荷多多核核络络合物的方向发展合物的方向发展（）聚聚合合铝铝（铁铁）的的共共存存阴阴离离子子从从低低价价到到高高价价的发展趋势的发展趋势（）聚聚合合铝铝铁铁、聚聚铝铝（铁铁）硅硅酸酸盐盐絮絮凝凝剂剂的的开开发发（）以以矿矿物物、矿矿渣渣废废料料为为原原料料开开发发复复合合絮絮凝凝剂剂的现状的现状第30页/共102页三、有机高分子絮凝剂三、有机高分子絮凝剂的发展的发展n n 1954 1954年美国首先开发出商品聚丙烯酰胺絮凝剂。年美国首先开发出商品聚丙烯酰胺絮凝剂。n n 有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂具具有有用用量量少少、絮絮凝凝速速度度快快、受受共共存存盐盐类类、pHpH值值及及温温度度影影响响小小、生生成成污污泥泥量量少少而易处理而易处理等特点等特点n n 主主要要有有合合成成和和改改性性两两种种。在在合合成成的的有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂中中，聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺(PAM)(PAM)的的应应用用最最多多。聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺有有非非离离子子型型、阳阳离离子子型型和和阴阴离离子子型型三三种种，它它们的分子量均在们的分子量均在60060016001600万之间。万之间。n n PAMPAM絮絮凝凝剂剂存存在在着着一一定定量量的的残残余余单单体体丙丙烯烯酰酰胺胺，不不可可避避免免地地带带来来了了毒毒性性，因因而而使使其其应应用用受受到到了了限限制制。高高分分子子量量(10(106 6以以上上)的的聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠属属阴阴离离子子型型絮凝剂，有强絮凝作用，而且无毒。絮凝剂，有强絮凝作用，而且无毒。n n 聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠对对悬悬浮浮于于水水介介质质中中的的细细粒粒子子产产生生非非离离子子性性吸吸附附，使使粒粒子子之之间间产产生生交交联联。它它对对具具有有金金属属氢氢氧氧化化物物这这类类正正电电荷荷的的胶胶体体粒粒子子更更显显示示出出其其优优良的性能。良的性能。第31页/共102页1 1 合成高分子絮凝合成高分子絮凝剂剂（1 1）向超高分子量和低单体含量发展）向超高分子量和低单体含量发展 （2 2）阳阳离离子子絮絮凝凝剂剂作作为为龙龙头头产产品品在在加加速速发展发展 （3 3）新一代合成絮凝剂的开发）新一代合成絮凝剂的开发第32页/共102页2 2 天然高分子改性絮凝天然高分子改性絮凝剂剂n n包包括括淀淀粉粉、纤纤维维素素、含含胶胶植植物物、多多糖糖类类和和蛋蛋白白质质等等类类别别的的衍衍生生物物，目目前前产产量量占占高高分分子子絮絮凝凝剂剂总总量量的的20%20%。它它为为天天然然资资源源的的利利用用或或生生产产无无毒毒絮絮凝凝剂剂开开辟辟了了新新的的途途径径。其其中中最最有有发发展展潜潜力力的的是是水水溶溶性性淀淀粉衍生物粉衍生物和和多聚糖改性絮凝剂多聚糖改性絮凝剂。n n 天天然然高高分分子子絮絮凝凝剂剂的的使使用用远远小小于于合合成成的的有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂，原原因因是是其其电电荷荷密密度度较较小小，分分子子量量较较低低，且且易易发发生生生生物物降降解解而而失失去去其其絮絮凝凝活活性性。7070年年代代以以来来，美美、英英、法法、日日和和印印度度等等国国结结合合本本国国天天然然高高分分子子资资源源，重重视视化化学学改改性性有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂的的研研制制。经经改改性性后后的的天天然然有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂与与合合成成的的有有机机高高子子絮絮凝凝剂剂相相比比，具具有有选选择择性性大大、无无毒毒、价廉等显著特点。价廉等显著特点。第33页/共102页四、微生物絮凝剂四、微生物絮凝剂n n 是是指指利利用用某某些些微微生生物物分分泌泌的的高高分分子子物物做做絮絮凝凝剂剂，如如利利用用某某种种淀淀粉粉杆杆菌菌在在玉玉米米淀淀粉粉等等适适宜宜营营养养介介质质下下繁繁殖殖生生长长，把把淀淀粉粉转转化化为为粘粘多多糖糖-微微生生物物胶胶，进进而而将将其其沉沉淀淀分分离离而而得到产品。得到产品。n n 8080年年代代后后期期，研研究究和和开开发发出出第第三三类类絮絮凝凝剂剂生生物物絮絮凝凝剂剂。该该絮絮凝凝剂剂是是利利用用生生物物技技术术，通通过过微微生生物物发发酵酵抽抽提、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂。提、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂。生物絮凝剂与普通絮凝剂相比，其优越性：生物絮凝剂与普通絮凝剂相比，其优越性：1)1)易于固液分离，而且形成沉淀物少；易于固液分离，而且形成沉淀物少；2)2)易被微生物降解，具有无毒、无害等安全性；易被微生物降解，具有无毒、无害等安全性；3)3)无二次污染；无二次污染；4)4)适用性广；适用性广；5)5)具有除浊和脱色性能。具有除浊和脱色性能。第34页/共102页第三节第三节 有机磷缓蚀剂有机磷缓蚀剂1 1ATMPATMP与与HEDP(HEDP(氨氨基基三三甲甲叉叉膦膦酸酸与与羟羟基基乙乙叉叉二二膦膦酸酸)2 2PBTCAPBTCA（2-2-膦酸基丁烷膦酸基丁烷-1,2,4-1,2,4-三羧酸）三羧酸）3 3HPAHPA（羟基膦酸乙酸）（羟基膦酸乙酸）4 4PAPEMP(PAPEMP(聚氨基聚醚基甲叉膦酸聚氨基聚醚基甲叉膦酸)5.5.缓蚀剂的作用机理及协同作用缓蚀剂的作用机理及协同作用第35页/共102页分类名称代号甲叉膦酸型氨基三甲叉膦酸ATMP乙二胺四甲叉膦酸EDTMP二乙烯三胺五甲叉膦酸DETPMP己二胺四甲叉膦酸HDTMP甘氨酸二甲叉膦酸GDMP甲胺二甲叉膦酸MADMP同碳二膦酸型1-羟基乙叉-1,1-二膦酸HEDP1-氨基乙叉-1,1-二膦酸AEDP羧酸膦酸型2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸PBTCA1,3,3-三膦酸基戊酸双（3-膦酸丙酸基）膦酸4,4-二膦酸基-1,7-庚二酸含其它原子膦酸型二乙硫醚二胺四甲叉膦酸N-三甲氧基丙硅烷基乙二胺N,N-二甲叉膦酸 有机多元膦酸的分类有机多元膦酸的分类第36页/共102页1.ATMP1.ATMP与与HEDPHEDP目前使用最普遍的两种缓蚀阻垢剂。相对于无机目前使用最普遍的两种缓蚀阻垢剂。相对于无机磷酸盐（如聚磷酸盐），其优点是明显的磷酸盐（如聚磷酸盐），其优点是明显的:a.a.较好的热稳定性较好的热稳定性;b.;b.耐水解性耐水解性；c.c.阻垢缓蚀阻垢缓蚀能力。能力。AMPAMP的缺点：的缺点：对氧化性杀生剂很敏感，对氧化性杀生剂很敏感，易易分解成正磷分解成正磷酸盐酸盐；有可能加速有色金属的腐蚀。有可能加速有色金属的腐蚀。AMPAMP的应用局限性：的应用局限性：一些较小的冷却水系统（如空调冷却水）一些较小的冷却水系统（如空调冷却水）；增加增加苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑的投加苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑的投加量量，会影响药剂的会影响药剂的稳稳定性，因而常常需要添加剂定性，因而常常需要添加剂来解决这一问题来解决这一问题，从而，从而会引起操作费用的增加。会引起操作费用的增加。利用二价金属离子来解决其抗氧化性的利用二价金属离子来解决其抗氧化性的问题。问题。第37页/共102页HEDPHEDP HEDP HEDP是全有机配方的是全有机配方的主要成分主要成分。缺点缺点缺点缺点：分分子子上上的的羟羟基基易易受受卤卤素素攻攻击击，也也可可能能被被氧氧化剂所分解化剂所分解在在高高的的钙钙离离子子浓浓度度下下会会生生成成微微溶溶性性的的HEDP-HEDP-CaCa盐。盐。A.A.水的硬度有一个极限。水的硬度有一个极限。B.B.HEDPHEDP的活性含量的活性含量一般一般被限制在被限制在5 5mg/Lmg/L C.C.影影响响其其沉沉淀淀的的其其它它因因素素有有pHpH温温度度和和药药剂的停留时间。剂的停留时间。第38页/共102页2.PBTCA2.PBTCA 与与ATMPATMP和和HEDPHEDP相比有两大优点：相比有两大优点：对氧化性杀生剂稳定，可在停留时间长的对氧化性杀生剂稳定，可在停留时间长的系统中使用；系统中使用；与与HEDPHEDP相比，对钙的容忍度大大提高，可相比，对钙的容忍度大大提高，可适用于更高硬度的水中。适用于更高硬度的水中。第39页/共102页3.HPA 为为了了解解决决全全有有机机配配方方中中的的缓缓蚀蚀问问题题，8080年年代代中中期期开开发发出出一一种种新新的的有有机机膦膦酸酸缓缓蚀蚀剂剂-羟羟基基膦膦酰酰基基乙乙酸酸（HPAHPA），其其缓缓蚀蚀能能力要高于力要高于HEDPHEDP和和PBTCAPBTCA。第40页/共102页4.PAPEMP(4.PAPEMP(聚氨基聚醚基甲聚氨基聚醚基甲叉膦酸叉膦酸)第41页/共102页PAPEMPn nPAPEMPPAPEMP是是一一种种优优良良的的碳碳酸酸钙钙和和硫硫酸酸钙钙抑抑制制剂剂。它它还还能能很很好好地地稳稳定定锌锌、铁铁、锰锰等等金金属属离离子子，且且对对硅硅垢垢也也有有良良好好的的抑抑制制作作用用，已已被被广广泛泛应应用用于于水的纯化过程，如反渗透和多级闪蒸系统。水的纯化过程，如反渗透和多级闪蒸系统。n n美美国国EnronEnron电电力力公公司司开开发发了了以以PAPEMPPAPEMP为为主主的的商商品品名名为为PHREEdomPHREEdom系系列列冷冷却却水水处处理理产产品品，9292年年用用于于TexasTexas市市的的一一座座450450MWMW的的发发电电厂厂，使使浓浓缩缩倍倍数数从从5 5提高到提高到1010。第42页/共102页5.缓蚀剂的作用机理及协缓蚀剂的作用机理及协同作用同作用预膜剂性质特点铬酸盐、亚硝酸盐氧化型膜致密，薄，与金属表面结合牢固，防腐效果好。如-Fe2O3。聚磷酸盐、硅酸盐、杂环化合物沉积型膜质地多孔，较厚，须控制沉积速度。胺类吸附型膜结合性较差，较少使用保护膜的性质第43页/共102页第四节第四节 阻垢分散剂阻垢分散剂n n 为为了了不不用用毒毒性性较较大大的的重重金金属属进进行行缓缓蚀蚀，冷冷却却水水系系统统需需要要在在较较高高的的pHpH下下运运行行，这这时时阻阻垢垢就就成成为为一一个个主主要要矛矛盾盾。二二十十世世纪纪五五十十年年代代，低低分分子子量量的的聚聚丙烯酸作为阻垢分散剂开始进入这个领域。丙烯酸作为阻垢分散剂开始进入这个领域。n n 随随着着浓浓缩缩倍倍数数的的提提高高，要要求求其其对对碳碳酸酸钙钙、碳碳酸酸镁镁、磷磷酸酸钙钙、磷磷酸酸镁镁、有有机机磷磷酸酸钙钙以以及及硅硅酸酸盐盐等等均均有有抑抑制制作作用用，而而且且能能稳稳定定、分分散散氢氢氧氧化化锌锌、氢氢氧化铁、锰的氧化物以及生物粘泥等。氧化铁、锰的氧化物以及生物粘泥等。n n 用用于于冷冷却却水水中中的的聚聚合合物物就就从从均均聚聚物物（如如聚聚丙丙烯烯酸酸、聚聚马马来来酸酸）发发展展到到共共聚聚物物，从从二二元元发发展展到到三三元元、四四元元聚聚合合物物，各各种种具具有有不不同同官官能能团团的的单单体体被被大量引入，形成了自己独特的领域。大量引入，形成了自己独特的领域。第44页/共102页一、阻垢分散剂在冷却水中一、阻垢分散剂在冷却水中的作用的作用 作作为为水水处处理理的的核核心心药药剂剂之之一一，聚聚合合物物的的主主要要目目的的不不仅仅是是防防止止污污垢垢的的沉沉积积，而而且且对对缓缓蚀蚀剂剂功功效效的发挥起着重要的作用。的发挥起着重要的作用。n n 抑制水垢的形成和分散微小垢物。抑制水垢的形成和分散微小垢物。n n 抑抑制制系系统统腐腐蚀蚀是是冷冷却却水水处处理理的的主主要要目目的的之之一一。大大多多数数的的聚聚合合物物本本身身对对腐腐蚀蚀没没有有抑抑制制作作用用，但但它它对对缓缓蚀蚀剂剂缓缓蚀蚀作作用用的的有有效效发发挥挥起起着着至至关关重重要要的的作作用。用。聚磷酸盐和正磷酸盐聚磷酸盐和正磷酸盐常用作缓蚀剂；常用作缓蚀剂；有有机机膦膦酸酸盐盐易易和和溶溶液液中中的的钙钙离离子子形形成成有有机磷酸钙沉积；机磷酸钙沉积；锌盐锌盐会生成氢氧化锌沉淀；会生成氢氧化锌沉淀；n n 氧化铁和粘泥等颗粒物。氧化铁和粘泥等颗粒物。第45页/共102页二、聚合物的研究进展二、聚合物的研究进展目前，人们开发的热点主要集中在含磺酸盐聚合物、含磷聚合物及其衍目前，人们开发的热点主要集中在含磺酸盐聚合物、含磷聚合物及其衍生物、可生物降解的聚合物。生物、可生物降解的聚合物。1.1.磺酸盐聚合物磺酸盐聚合物2 2膦基聚羧酸及其衍生物膦基聚羧酸及其衍生物3 3丙烯酸与其它含膦单体共聚而成的含瞵聚羧酸型水处理剂丙烯酸与其它含膦单体共聚而成的含瞵聚羧酸型水处理剂4 4可生物降解聚合物可生物降解聚合物第46页/共102页水溶性聚合物的发展阶段水溶性聚合物的发展阶段年代聚合物名称1978聚丙烯酸1980聚马来酸1983丙烯酸/马来酸共聚物，丙烯酸/丙烯酸羟烷基脂等1985丙烯酸/丙烯酸羟烷基脂及丙烯酸/丙烯酸羟烷基脂/丙稀酰胺等的二元、三元共聚物1993单体带强极性基团的二元或三元共聚物（磺化苯乙烯/马来酸、丙烯酸/2丙稀酰胺基2甲基丙磺酸、丙烯酸/3烯丙醇基2羟基丙基磺酸、丙烯酸/磺酸/非离子多元醇脂/丙烯酸羟烷基脂等）1995含磷二元、三元或多元共聚物（PCA）1998聚天冬氨酸，聚烷基环氧羧酸盐等环境友好，易生物降解聚合物第47页/共102页2 2膦基聚羧酸及其衍膦基聚羧酸及其衍生物生物n n 七十年代七十年代Giba-GeigyGiba-Geigy公司开发了膦基聚丙烯酸，公司开发了膦基聚丙烯酸，当时就发现它有较好的碳酸钙阻垢能力。当时就发现它有较好的碳酸钙阻垢能力。n n 八十年代八十年代BetzBetz公司则发现这类公司则发现这类PCAPCA与与AA/HPA AA/HPA 复复配后对抑制碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙垢及分散粘配后对抑制碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙垢及分散粘泥和氧化铁有协同效应。泥和氧化铁有协同效应。n n 八十年代后期日本伯东化学株式会社发现膦基八十年代后期日本伯东化学株式会社发现膦基聚丙烯酸与有机膦酸盐或有机膦羧酸复配后有明聚丙烯酸与有机膦酸盐或有机膦羧酸复配后有明显的缓蚀增效作用。显的缓蚀增效作用。n n 九十年代九十年代MogulMogul公司又发现膦基聚丙烯酸对公司又发现膦基聚丙烯酸对CaCOCaCO3 3、Ca(OH)Ca(OH)2 2(PO(PO4 4)6 6特别是特别是MgSiOMgSiO3 3有一定的溶解能有一定的溶解能力。力。第48页/共102页 PCA PCAn n 膦基聚羧酸聚合物是由一种无机单体次磷酸与膦基聚羧酸聚合物是由一种无机单体次磷酸与其它有机单体反应而成，其它有机单体反应而成，Phospino Carboxylic Phospino Carboxylic Acid=PCAAcid=PCA。n n 由由Giba-GeigyGiba-Geigy公司、公司、NalcoNalco公司于公司于7070年代开发含年代开发含磷聚合物磷聚合物(PCA)(PCA)，表现出良好的性能，表现出良好的性能:n n 优优良良的的阻阻垢垢分分散散剂剂，具具有有溶溶解解氧氧化化铁铁的的能能力力，膦膦酸酸基基团团极极大大地地提提高高了了对对铁铁的的螯螯合合能能力力，使使聚聚合合物具有优良的分散氧化铁性能。物具有优良的分散氧化铁性能。n n PCAPCA含含有有膦膦酸酸基基团团、羧羧酸酸基基团团或或磺磺酸酸基基团团-阻阻磷酸钙垢性能。磷酸钙垢性能。n n 其分解碎片其分解碎片POCAPOCA能够保持能够保持PCAPCA的分散和溶解性能。的分散和溶解性能。n n PCAPCA的的分分子子量量对对其其性性能能有有一一定定影影响响，在在比比较较宽宽的的分子量范围内具有高的阻垢分散性能。分子量范围内具有高的阻垢分散性能。n n 与与其其它它缓缓蚀蚀阻阻垢垢剂剂复复配配，对对CaCOCaCO3 3、CaCa3 3(PO(PO4 4)2 2、MgSiOMgSiO3 3等垢具有很好的效果。等垢具有很好的效果。第49页/共102页膦羧酸聚合物膦羧酸聚合物膦羧酸聚合物膦羧酸聚合物（PCAPCA）n nNalcoNalco公司将膦基聚马来酸用于油田水处理，公司将膦基聚马来酸用于油田水处理，对硬度高达对硬度高达4000mg/L 4000mg/L 的油井地下水，投加量的油井地下水，投加量仅为仅为1 15mg/L5mg/L。另外对海水、地下水等苛刻。另外对海水、地下水等苛刻水质，也得到较为满意的结果。水质，也得到较为满意的结果。n nKelvinyKelviny ChangChang等对磷基聚羧酸（等对磷基聚羧酸（PCAPCA）进行）进行了较为详细的研究。在用压容器对了较为详细的研究。在用压容器对PCAPCA热稳定热稳定性研究中发现：在性研究中发现：在600psig600psig和和3253250 0C C下下PCAPCA也有也有少量分解，核磁共振研究结果表明其碎片少量分解，核磁共振研究结果表明其碎片Phosphono Carboxylic Acid(POCA)Phosphono Carboxylic Acid(POCA)含有多种含有多种官能团。官能团。PCAPCA不仅在常温、常压下具有很好的不仅在常温、常压下具有很好的阻垢性能且在高温、高压下其性能也可得到阻垢性能且在高温、高压下其性能也可得到很好保持。很好保持。第50页/共102页膦酰基羧酸膦酰基羧酸(POCA)POCA)n n美国美国FMCFMC公司开发的膦酰基羧酸公司开发的膦酰基羧酸（POCA=phosphonocarboxylic AcidPOCA=phosphonocarboxylic Acid）将膦酸盐）将膦酸盐和聚合物有机地结合在一起，具有如下结构：和聚合物有机地结合在一起，具有如下结构：其中 R可以是任一常用单体，如丙烯酸酯或带磺酸基的单体等。分子量一般在2000以上。对碳酸钙、磷酸钙垢的抑制、颗粒的分散以及对铁金属腐蚀均具有最佳的效果。几乎不与氯作用。对钙有较高的容忍度。POCA 对CaCO3的抑制能力与PBTC大致相同，对磷酸钙的控制、分散铁、稳定锌盐与磺酸三元共聚物相似，阴极型缓蚀剂，具有一定的缓蚀能力。多功能的水处理药剂。第51页/共102页3 3含磷单体的聚羧酸型水处含磷单体的聚羧酸型水处理剂理剂n n异丙烯磷酸（异丙烯磷酸（IPPA)IPPA)单体单体,分子结构中含分子结构中含有羧基和膦酸基团，具有阻垢和缓蚀功有羧基和膦酸基团，具有阻垢和缓蚀功能。能。CHCH2 2=C-COOH =C-COOH PO PO3 3H H2 2n n由于由于IPPAIPPA单体中含有双键，可聚合，也单体中含有双键，可聚合，也可与其它单体聚合，形成多功能的共聚可与其它单体聚合，形成多功能的共聚物。物。第52页/共102页4.4.可生物降解聚合物可生物降解聚合物（1 1）聚合天冬氨酸）聚合天冬氨酸（2 2）聚环氧琥珀酸）聚环氧琥珀酸（3 3）聚谷氨酸）聚谷氨酸第53页/共102页三、聚合物结垢与性能的关系三、聚合物结垢与性能的关系 水水溶溶性性聚聚合合物物实实际际上上是是一一类类复复杂杂的的精精细细化化学学品品，同同类类产产品品性性能能差差异异很很大大，至至少少有有四四种因数可以影响它的性能：种因数可以影响它的性能：单体的种类及组成；单体的种类及组成；聚合物分子的排列；聚合物分子的排列；聚合物分子量的大小；聚合物分子量的大小；聚合物分子量的分布聚合物分子量的分布第54页/共102页四、结晶学原理及阻垢机理的四、结晶学原理及阻垢机理的研究情况研究情况 结结晶晶过过程程是是一一种种在在体体系系微微区区内内发发生生的的相相变变过过程程。它它可可分分为为成成核核与与长长大大两两阶阶段段。成成核核过过程程主主要要考考虑虑热力学因素，它包括两个步骤：热力学因素，它包括两个步骤：（1 1）在在过过饱饱和和情情况况下下，溶溶液液中中微微溶溶盐盐的的阴阴阳阳离离子子将将会会相相互互碰碰撞撞，有有的的碰碰撞撞会会产产生生胚胚团团。碰碰撞撞的的频频率率和和温