我國是水資源短缺和污染比較嚴重的國家之一。1993年全國總?cè)∮盟颗c1980年相比增加18.43%，達到5 255億m3，人均用水量為450 m3。用水結(jié)構(gòu)發(fā)生很大轉(zhuǎn)變，自1980年以來，全國農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活用水(統(tǒng)稱農(nóng)村用水)基本持平，而工業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水則有較大的增長［1，2］。

1993年黃、淮、海河三流域人均占有水資源量分別為543、500和351 m3，而人均用水量為393、301和347 m3。國外學者認為，人均占有水資源量1 000 m3是實現(xiàn)現(xiàn)代化的最低標準，從現(xiàn)狀和未來發(fā)展來看，我國北方黃、淮、海河三流域要達到人均占有水資源量1 000 m3是極其困難的，即使要達到500 m3也需進行很大的投入。

從全國情況看，目前城市缺水嚴重，已造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會環(huán)境問題。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蔓延。

節(jié)約用水、治理污水和開發(fā)新水源具有同等重要的意義。大力發(fā)展水處理化學品對節(jié)約用水、治理污水起著重要的作用。

水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中所必需使用的化學藥劑。經(jīng)過這些化學藥劑的使用，使水達到一定的質(zhì)量要求。水處理劑的主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少泡沫，減少與水接觸的材料的腐蝕，除去水中的懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭脫色，軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。因此水處理劑包括凝聚劑、絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、分散劑、殺菌劑、清洗劑、預膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂。一般性的化學藥品，如用于調(diào)整水的pH值的酸或堿，常常不被看作是水處理劑。

水處理劑屬于精細化工的范疇，相對于常用化學品，它具有精細化學品的許多特性，如生產(chǎn)規(guī)模一般不大，因此建廠設(shè)備投資少，產(chǎn)量��；產(chǎn)品品種多，品種的更新?lián)Q代快；附加產(chǎn)值大；技術(shù)服務必不可少；各種產(chǎn)品，尤其是復配產(chǎn)品，具有很強的專用性。

1　國外水處理劑發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國外業(yè)已形成了“水處理工業(yè)”這一概念。按照美國工業(yè)分析專家Jean M.Kennay的觀點，該工業(yè)可分為3個部分，即產(chǎn)品制造、服務和系統(tǒng)建設(shè)［3］。

產(chǎn)品制造包括水處理設(shè)備和化學品制造，系統(tǒng)建設(shè)指水處理工程建設(shè)，服務指提供水處理技術(shù)服務。通常，化學品制造商也是服務商。

目前世界上水處理工業(yè)市場銷售額約300億美元，設(shè)備制造和系統(tǒng)建設(shè)約占該工業(yè)的73%。其余為化學品銷售和技術(shù)服務營業(yè)額�；瘜W品約占20%，估計不會超過60億美元。

美國是世界上最大的水處理劑消耗國，其次是日本和西歐，詳見表1［4］。

表1　美國、西歐和日本水處理化學品用量   單位：億美元

2　水處理劑在我國的生產(chǎn)及應用狀況

2.1　我國水處理劑的品種

我國水處理藥劑是在70年代引進大化肥裝置后才引起重視和逐步發(fā)展起來的；此后，自行研制開發(fā)了一系列水處理劑。目前，我國水處理劑的品種主要有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、無機凝聚劑、有機絮凝劑等幾大類。

2.1.1　阻垢劑

70年代以來，我國在引進和消化吸收基礎(chǔ)上開發(fā)和應用的水處理阻垢劑主要有兩類，一類是有機膦酸鹽如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。另一類是聚羧酸如PAA(聚丙烯酸)、HPMA(聚馬來酸酐)等水溶性聚合物。在水溶性聚合物或共聚物中，還有一個分支，即含磷聚合物。

2.1.2　緩蝕劑

無機鹽類是相當重要的一類緩蝕劑品種。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、鎢酸鹽和有機膦酸鹽。全有機配方則不采用無機鹽，特別是重金屬無機鹽，以降低藥劑對環(huán)境的污染。在全有機配方中常以有機膦酸鹽作緩蝕劑。芳香唑類是用于銅及其合金的緩蝕劑，國內(nèi)常用的是苯并三氮唑和巰基苯并三唑。

2.1.3　殺菌滅藻劑

目前常用的水處理殺菌滅藻劑主要有兩大類，即氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑中應用最廣泛的是氯及其制品，如NaOCl、Ca(OCl)2等，近年來ClO2和氯胺的應用有所增加，臭氧和溴化物的應用也值得重視。另一類為非氧化型殺菌劑，目前國內(nèi)使用較普遍的是季銨鹽如十二烷基二甲基芐基氯化銨，其商品名稱為“1227”。二硫氰基甲烷和戊二醛是另外兩類常用的非氧化型殺菌劑。

2.1.4　無機凝聚劑

作為低分子的無機凝聚劑，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。無機高分子凝聚劑是一類新型的水處理藥劑。近幾年，無機凝聚劑發(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發(fā)階段。復合型無機高分子凝聚劑的開發(fā)是近年來發(fā)展的明顯趨勢，開發(fā)的復合品種很多，如陰離子復合型(如PAC中引入SO42-、PFS中引入氯根等)，陽離子復合型(如PAC中引入Fe3+等)，多種離子復合型(鐵、硫酸根、氯根的復合)，無機-有機復合型(PAC與聚丙烯酰胺復合)等，如聚合氯化硫酸鐵、聚合鋁硅、聚合鋁磷，聚合鋁鐵等。

2.1.5　有機絮凝劑

有機絮凝劑中分為4類：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、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物，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。國內(nèi)中科院微生物研究所等單位已有良好的研究成果。

2.2　我國水處理劑的生產(chǎn)

表2是我國部分水處理藥劑生產(chǎn)企業(yè)狀況。

表2　我國部分水處理藥劑生產(chǎn)企業(yè)情況①

注：①數(shù)據(jù)取自“第三次全國工業(yè)普查資料”； ②包括水處理藥劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑等。

從資料上看，這些水處理化學品生產(chǎn)廠家多是集體經(jīng)濟，經(jīng)營規(guī)模多是小型。生產(chǎn)品種較為單一，產(chǎn)能較小。其中武進精細化工廠和南京化工學院武進水質(zhì)穩(wěn)定劑廠是我國兩家最大的水質(zhì)穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠家，1995年水處理藥劑產(chǎn)量均在4 000 t以上，產(chǎn)品品種比較齊全，覆蓋面廣，并有部分出口。

2.3　我國水處理劑與國外的差距

我國水處理劑的生產(chǎn)和應用雖然起步較晚，但由于不同水處理領(lǐng)域發(fā)展的歷史背景不同，因此對目前所體現(xiàn)的國內(nèi)外差距不能一概而論。整體上看，由于我國水處理劑是70年代以后陸續(xù)投產(chǎn)的，這些產(chǎn)品除少數(shù)是我國自行研制的外，大部分是剖析、仿制或依據(jù)國外專利研制的，再加上我國水處理劑工業(yè)發(fā)展歷史較短，科研經(jīng)費有限，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。按以下幾方面分析國內(nèi)外差距。

2.3.1　產(chǎn)量

與先進國家相比，我國水處理劑的產(chǎn)量很低。美國1997年各種水處理劑銷售總額約為35.2億美元。我國水處理劑的總產(chǎn)值與美國相差甚遠。

2.3.2　品種

循環(huán)冷卻水處理劑　主要包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑及配套的預膜劑、清洗劑和消泡劑等。大類品種國內(nèi)基本配套齊全，已能大量替代進口，并能部分出口。通過對不同年代3次大型技術(shù)引進(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))的及時消化和開發(fā)，大大縮短了我國與國外先進水平的差距，基本掌握了國外一些著名的水處理公司如美國的Nalco、Drew、Betz、日本的栗田、片山等公司的技術(shù)和配方特點。目前在品種上與國外的差距主要體現(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，目前我國投入生產(chǎn)用的僅液氯、季銨鹽等少數(shù)品種，而國外近幾年發(fā)展了有機硫季膦鹽、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、低毒品種和陽離子品種(特別是粉末產(chǎn)品)遠落后于國外。

從品種的總體看，我國已經(jīng)具有配套的、系列化的水處理劑品種，各個類別國外有的，國內(nèi)基本也有。但值得指出的是，國外上述品種很多是系列產(chǎn)品，有很多專用的品種，而我國一般只有1～2種。

2.3.3　質(zhì)量

我國的水處理劑約80%是由鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)的。經(jīng)過長期發(fā)展，出現(xiàn)一批在生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備、生產(chǎn)規(guī)模及管理上達到相當水平的優(yōu)秀企業(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。

但以國內(nèi)先進水平而論，則情況有所不同。循環(huán)冷卻水處理劑，就國內(nèi)某些主要生產(chǎn)廠家來說，其生產(chǎn)技術(shù)水平雖不能與國外先進水平全面相比，但其產(chǎn)品質(zhì)量與國外相差不很大，有的品種質(zhì)量與國外產(chǎn)品完全相當或超過國外產(chǎn)品，打入了國外市場。

我國有機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。

2.3.4　應用與技術(shù)服務

水處理技術(shù)應用面不夠廣，中小型企業(yè)應用較少。如冷卻水，不少企業(yè)至今仍采用直流式，耗水量普遍高于國外的水平，如表3所示［5，6］。并且，水的重復使用率低，如我國目前城市用水的重復使用率為45%左右，而美國1985年即達75%，日本則為82.5%。

表3　國內(nèi)外有關(guān)產(chǎn)品噸耗水量比較

國內(nèi)各生產(chǎn)廠現(xiàn)都有自己的技術(shù)服務隊伍，針對用戶的水質(zhì)、材質(zhì)、工藝，提供應用配方、適用藥劑和使用方法。許多大的用戶，如石化廠、大化肥廠也有自己的水處理隊伍和儀器設(shè)備，并在技術(shù)服務方面，尤其對冷卻水處理積累了較豐富的經(jīng)驗。目前的問題是，技術(shù)服務的對象和內(nèi)容尚有局限性，一是在行業(yè)方面，如對電力、洗煤、造紙行業(yè)還缺乏經(jīng)驗；二是在污水處理方面，還不能滿足各種污水處理的要求。

3　結(jié)論與對策

1990年我國水處理劑行業(yè)組織正式成立，行業(yè)管理也列入了化工部的生產(chǎn)管理系列。這標志著精細化工的該領(lǐng)域已經(jīng)由起步、開發(fā)、試生產(chǎn)、小規(guī)模推廣正式進入了成長和發(fā)展的階段。幾年來，水處理劑的生產(chǎn)廠家、研究單位、推廣單位積極投入市場。隨著我國改革開放形勢的進一步發(fā)展，水處理劑行業(yè)會有一個長足的甚至是突破性的進展。但是面對關(guān)貿(mào)總協(xié)定締約國地位的恢復和知識產(chǎn)權(quán)公約的簽訂，外國水處理公司將加強對國內(nèi)市場的開拓，面對歷史賦予水處理劑行業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)，如何把握目前的有利時機，使水處理劑行業(yè)得到快速的發(fā)展，需要領(lǐng)導者保持清醒的頭腦，使決策更加科學化。

3.1　對策及建議

研究水處理劑的戰(zhàn)略發(fā)展離不開當前國民經(jīng)濟運行的新特點，尤其不能忽視我國短缺經(jīng)濟已經(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)相對過剩的情況。在水處理劑這樣的競爭性行業(yè)，短缺經(jīng)濟已經(jīng)結(jié)束的特點更為明顯。在這種情況下，國家將加快國有經(jīng)濟的戰(zhàn)略性改組，解決好“退出”和“集中”兩個問題，貫徹“有所為，有所不為”的原則。分清哪些是國家和政府應該干的，哪些是通過市場規(guī)律應由企業(yè)辦的。只有這樣，國家才能集中精力和財力辦好為數(shù)不多的事情。從這個觀點出發(fā)，建議：

①水處理劑的科技開發(fā)已經(jīng)與市場充分接軌，絕大部分的研究課題都是從市場出發(fā)，成果有自己的市場，也有可觀的效益，大部分研究單位都有能力自籌資金進行開發(fā)研究。因此，國家在財力緊張的情況下，并不需要增大投資力度。

②目前國內(nèi)水處理劑的生產(chǎn)能力已大于市場需求，因此，國家也不宜在這方面進行投資。

③水處理劑的研究方向主要應是改進老工藝，以降低消耗，提高質(zhì)量，減少自身生產(chǎn)的污染；根據(jù)用戶需要，研究無磷或少磷的水處理配方；研究可以進行計算機控制的能在線測定濃度的水處理劑及其應用技術(shù)；研究苛刻條件下有特殊要求的水處理劑；研究海水代用淡水作冷卻水的水處理劑；研究天然或半天然及生物絮凝劑。此外，不宜在水處理劑品種上作過多或無用的開發(fā)，在水處理劑品種已基本配套并滿足市場要求的情況下，多一個品種或少一個品種對水處理行業(yè)并無大礙。國家應在計算機控制的能在線測定濃度的水處理劑及其應用技術(shù)、海水利用及生物絮凝劑3個方面加以資助。

④水處理劑目前面臨的主要問題是推廣速度跟不上形勢需求。不管在行業(yè)上還是在工廠數(shù)目上，都還沒有全面推廣，需要加大推廣力度，應在法規(guī)法制的制訂、完善和貫徹上下功夫，也應該在行政上加以引導和干預。在利用經(jīng)濟杠桿方面，如提高水價、限期治理，國家都已或?qū)⒁扇〈胧�，相信會有一定作用。在每個領(lǐng)域、每個行業(yè)都應大力加強宣傳和推廣力度。化肥行業(yè)這幾年推廣兩水閉路循環(huán)，有很大成績，可以借鑒。

⑤現(xiàn)階段推廣的重點應繼續(xù)放在冷卻水處理劑上，并把冷卻水濃縮倍數(shù)由2提高到2.5以上，最好是2.5～3.5，以提高節(jié)水水平；第二應大力推廣污水回用作冷卻水的水處理技術(shù)和藥劑，這對于節(jié)約用水、減少污染都有很大的效益；第三推廣不停車清洗技術(shù)和藥劑，以保證現(xiàn)代化工廠的連續(xù)、高效、長周期運行，利于節(jié)能、高產(chǎn)；第四是大力推廣絮凝劑使用，以加速污水治理的速度。

⑥在推廣方式上，由于水處理劑多為水劑，規(guī)模效應不太明顯，因此不宜搞大公司、大廠�？梢砸灾行∑笫聵I(yè)單位為主，分散就地服務。但是需要加以聯(lián)合，取長補短。應該鼓勵小型技術(shù)服務單位的成立，建立為數(shù)不多的基本藥劑工廠，配以大量可合成藥劑。進行復配生產(chǎn)和技術(shù)服務的企業(yè)，通過水處理行業(yè)組織進行聯(lián)合和交流，使企業(yè)間形成既有競爭又有聯(lián)合的良好關(guān)系。

⑦目前在推廣上還有一定的人為阻力，各行業(yè)都相繼成立了自己的監(jiān)測中心。應該用正常的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測體系(如地方質(zhì)量監(jiān)測站)，采用已有的國家質(zhì)量標準，加上用戶自己的質(zhì)量監(jiān)測，來代替上述行業(yè)保護性監(jiān)測。

參考文獻

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