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)損失和社會(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(kāi)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作用。
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)備投資少,產(chǎn)量小;產(chǎn)品品種多,品種的更新?lián)Q代快;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(zhuān)用性。
一、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(zhuān)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)。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)指水處理工程建設(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(xiāo)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(xiāo)售和技術(shù)服務(wù)營(yíng)業(yè)額。化學(xué)品約占20%,估計(jì)不會(huì)超過(guò)60億美元。
二、水處理劑在我國(guó)的生產(chǎn)及應(yīng)用狀況:
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(kāi)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(lèi)。
(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(kāi)發(fā)和應(yīng)用的水處理阻垢劑主要有兩類(lèi),一類(lèi)是有機(jī)膦酸鹽如HEDP(羥基亞乙基二膦酸鹽)、EDTMP(乙二胺四亞甲基膦酸鹽)以及ATMP(氨基三亞甲基膦酸鹽)等。另一類(lèi)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) 緩蝕劑:
無(wú)機(jī)鹽類(lèi)是相當(dāng)重要的一類(lèi)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(lèi)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。
(3) 殺菌滅藻劑:
目前常用的水處理殺菌滅藻劑主要有兩大類(lèi),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**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(lèi)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(chēng)為“1227”。二硫氰基甲烷和戊二醛是另外兩類(lèi)常用的非氧化型殺菌劑。
(4) 有機(jī)絮凝劑:
有機(jī)絮凝劑中分為4類(lèi):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、多糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等類(lèi)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。
(5) 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(lèi)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(kāi)發(fā)階段。復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子凝聚劑的開(kāi)發(fā)是近年來(lái)發(fā)展的明顯趨勢(shì),開(kāi)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、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(zhuān)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)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。
(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(xiāo)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) 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)模及管理上達(dá)到相當(dāng)水平的****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。
(3) 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(lèi)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(kāi)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)外一些著名的水處理公司如美國(guó)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。“八五”期間雖經(jīng)努力開(kāi)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(lèi)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(zhuān)用的品種,而我國(guó)一般只有1~2種。
研究水處理劑的戰(zhàn)略發(fā)展離不開(kāi)當(dāng)前國(guó)民經(jīng)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。