我國水處理混凝劑白20世紀(jì)7O年代以來，特別是近20年來取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，以無機(jī)高分子}昆凝劑為代表的新型混凝劑層出不窮，產(chǎn)銷量大幅上升。聚氯化鋁(PAC)和硫酸鋁(AS)產(chǎn)能(以固體計(jì))均達(dá)到了100×10⁴t／a以上，走進(jìn)了世界最大產(chǎn)銷國的行列，技術(shù)研發(fā)也走在世界前列，但是與世界先進(jìn)工業(yè)化水平比較還有較大差距。我國混凝劑雖然不乏高端產(chǎn)品，但是也有相當(dāng)數(shù)量的混凝劑產(chǎn)品較粗糙，不溶物和重金屬含量偏高，少數(shù)企業(yè)用副產(chǎn)酸作生產(chǎn)原料，帶來了有機(jī)有毒污染，加之缺乏原材料、成品的質(zhì)檢和有效的衛(wèi)生監(jiān)控，混凝劑的衛(wèi)生安全存在較大隱患。我國主要用礦物原料直接生產(chǎn)混凝劑，主要產(chǎn)品為固體，有效成分溶出率不高，液體產(chǎn)品含水率較高，因此資源和能源消耗較大。

1 生活飲用水用聚氯化鋁的發(fā)展前景

未來十年聚氯化鋁仍是國內(nèi)外生活飲用水凈化的主導(dǎo)產(chǎn)品，產(chǎn)品趨于高純、高濃，以確保生活飲用水的衛(wèi)生安全和快速提高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以及節(jié)省能源和運(yùn)輸成本。美國、法國甚至印尼和泰國都開始使用無色透明、高純、高濃的液體PAC來凈化生活飲用水，我國自來水行業(yè)應(yīng)改變使用質(zhì)低價(jià)廉的混凝劑產(chǎn)品的習(xí)慣。為了確保混凝劑的衛(wèi)生安全，進(jìn)人生活飲用水混凝劑市場的企業(yè)將采用認(rèn)證制度。隨著以氫氧化鋁為主要原料的混凝劑成為生活飲用水凈化的主導(dǎo)產(chǎn)品，目前以礦物為原料生產(chǎn)的PAC將逐步退出生活飲用水市場，成為工業(yè)給水和污(廢) 水處理的主導(dǎo)產(chǎn)品。

為了適應(yīng)國內(nèi)對(duì)高純、高濃但價(jià)格不高的PAC 的市場需求，深圳中潤公司推出了“2010A、B、C”系列PAC新產(chǎn)品，其毒理指標(biāo)達(dá)到歐美PAC同等水平，但混凝效果(同等氧化鋁)高于歐美PAC約 30％ ，售價(jià)(同等氧化鋁)僅為歐美PAC的20％ ～ 30％ 。以深圳水庫原水(濁度為32．2 NTU，pH= 6．95，水溫為27℃ ，GT值為25 182)為例，對(duì)us— HPAC、JP—PAC與中潤公司產(chǎn)品(ZR—HPAC、2010 -A、2010-B、2010-C)的混凝效果進(jìn)行比較，結(jié)果見圖1。

圖1 2010S不同混凝劑的效果比較

作為過渡產(chǎn)品，深圳中潤公司的2010D和ZR一 3系列的PAC產(chǎn)品全部指標(biāo)達(dá)到《生活飲用水用聚氯化鋁》(GB 15892-2009)的要求，混凝效果優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品。其中ZR一3系列的PAC(長三角地區(qū)商品名為聚硫氯化鋁)是深圳中潤公司開發(fā)的高效 PAC混凝劑，特別適于低溫、低濁水的凈化，具有較高的性價(jià)比，已在上海和長三角地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，在上海地區(qū)單耗低至7 g／m (AI2 O3 以8％ 液體計(jì))，凈化后自來水濁度可達(dá)0．2 NTU以下。“2010 D系列PAC”是深圳中潤公司近年開發(fā)出的含硫酸根的高性價(jià)比PAC產(chǎn)品，特別適用于中小城市自來水廠使用。

2 硫酸鋁產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展

我國是硫酸鋁(AS)的生產(chǎn)大國，AS產(chǎn)品基本以含鋁礦物為原料、采用加壓溶出法生產(chǎn)，與國外以氫氧化鋁為原料的常壓法生產(chǎn)工藝相比，具有原料成本低的優(yōu)點(diǎn)，但其流程復(fù)雜、能耗高、生產(chǎn)條件差、產(chǎn)品含鐵和其他微量金屬元素偏高等。由于受水處理和造紙市場逐漸被PAC擠占、符合要求的含鋁原料越來越少等因素困擾，AS生存空間越來越小。為了發(fā)展，只有創(chuàng)新才有出路。

2．1 以AS為原料開發(fā)新型高效的產(chǎn)品

① PACS：含硫酸根的PAC，其生產(chǎn)成本比一般的PAC低20％ ～30％，而混凝效率則高20％ ～ 30％。該產(chǎn)品以液體AS為原料，新增設(shè)備很少(產(chǎn) 3×10 t／a的液體PACS，新增設(shè)備費(fèi)在50萬元以內(nèi))，現(xiàn)有設(shè)備可全部利用。

② 聚硫酸鋁(PAS)：以含鋁礦物、氫氧化鋁或液體AS為原料，生產(chǎn)成本與液體As相當(dāng)，新增設(shè)備與PACS相同，其混凝效果優(yōu)于一般PAC和AS。產(chǎn)品使用稀釋濃度(A1203)為1％ ～5％ ，產(chǎn)品不可與其他混凝劑混合使用。

深圳中潤公司生產(chǎn)的PAS技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 深圳中潤PAS技術(shù)指標(biāo)

③ 高效硫酸鋁(ZR—AS)：其凈水效果比同等含量的硫酸鋁提高約30％ 以上，以液體AS為原料，不需增加生產(chǎn)設(shè)備。

2．2 原料的預(yù)處理和后處理工藝

原料預(yù)處理將使低品位資源得到合理利用，后處理工序?qū)⒊蔀榛炷齽┥a(chǎn)的必備程序，為混凝劑安全增加最后一道防線。用含鋁礦物為原料生產(chǎn)硫酸鋁，為了使產(chǎn)品含鐵指標(biāo)達(dá)標(biāo)，含鋁礦物的含鐵量必須在1．5％以下(目前這種低鐵礦為數(shù)已不多)。為了充分利用資源，深圳中潤公司開發(fā)了高鐵含鋁礦物低成本除鐵技術(shù)，可使含鐵量高達(dá)5％ ～10％的含鋁礦其鐵含量降至0．5％ 以下。采用除鐵處理工藝后，可將其代替氫氧化鋁生產(chǎn)低鐵AS。

3 其他混凝劑的發(fā)展趨勢(shì)

① 高含量固體PAC。一般固體PAC的氧化鋁含量在27％ ～30％ ，深圳中潤公司生產(chǎn)的PAC氧化鋁含量達(dá)33％ ～50％ ，且現(xiàn)有生產(chǎn)原料和設(shè)備不變，等含量原料成本不變，具有節(jié)省能源、包裝、倉貯和運(yùn)輸費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，有利于出口外銷。

② 新型鐵鹽混凝劑將逐步進(jìn)入生活飲用水凈化市場，但原料路線必須重新確認(rèn)，以保衛(wèi)生安全。

③ 鋁酸鈣作為PAC的重要生產(chǎn)原料，是中國的獨(dú)創(chuàng)，也是中國獨(dú)有的產(chǎn)品。水處理用鋁酸鈣在 21世紀(jì)將推向全世界，對(duì)鋁酸鈣的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)還應(yīng)進(jìn)行深入創(chuàng)新研究，水處理劑用鋁酸鈣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將由化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上升為國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。

④ 除磷劑。由于嚴(yán)格執(zhí)行0．5 mg／L的污 (廢)水磷排放標(biāo)準(zhǔn)，除磷水處理劑將有巨大商機(jī)。 PAC雖然可以去除水中的磷，但效果不理想。

⑤ 有機(jī)高分子絮凝劑。由于污(廢)水和污泥處理的強(qiáng)化管理，作為污泥脫水劑和助凝劑的有機(jī)高分子絮凝劑，將有較大的需求增長，但還應(yīng)進(jìn)行不同水質(zhì)和泥質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)的深入開發(fā)。

⑥ 膜法水處理專用混凝劑。由于膜法水處理在海水淡化和工業(yè)用水及廢水處理中的大量應(yīng)用，膜法的預(yù)處理專用混凝劑將會(huì)有較大市場需求。而現(xiàn)有混凝劑用于膜法水處理效果欠理想，需要研發(fā)專用產(chǎn)品。

⑦ 天然高分子絮凝劑用于水處理具有生態(tài)和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，需加強(qiáng)多學(xué)科研發(fā)合作，以促進(jìn)在食品、飲用水和生物化工領(lǐng)域的應(yīng)用。

⑧ 個(gè)性化服務(wù)及綠色化工生產(chǎn)工藝。在水處理藥劑的技術(shù)服務(wù)方面，應(yīng)針對(duì)特定的水質(zhì)、原料和地方特點(diǎn)，設(shè)計(jì)專用混凝劑產(chǎn)品配方和服務(wù)。21世紀(jì)PAC的生產(chǎn)工藝應(yīng)是低成本、低能耗、低資源消耗、清潔環(huán)保的綠色化工工藝。深圳中潤公司的 2010一A、B、C系列產(chǎn)品均為無“三廢”排放的綠色生產(chǎn)工藝，2010D和ZR一3系列的PAC產(chǎn)品有少量固廢排出，但可資源化利用。

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