[科普中国]-水处理剂

水处理剂是指为了除去水中的大部分有害物质(如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物等)，得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品。水处理剂是精细化工产品中的一个重要门类，具有很强的专用性。不同的使用目的和处理对象,要求不同的水处理剂。1

简介水处理剂是一类用于水处理的化学药剂的总称，广泛用于石油、化工、冶金、交通、轻工、纺织等工业部门。水处理剂包括缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、净化剂、清洗剂、预膜剂等。在实际应用中，往往使用复合配方的水处理剂，或者综合应用各类水处理剂。因此，既要注意各组分之间由于不适当的复配而产生对抗作用，使效果降低或丧失，也要充分利用协同效应（几种药剂共存时所产生的增效作用）而增效。此外，大多数水处理系统是敞开系统，会有一定的排放量，使用时要考虑到各类水处理剂对环境的影响。

常见的水处理剂有：絮凝剂、七水硫酸亚铁、聚合铁盐、氢氧化钙、六水三氯化铁、杀菌灭藻剂、二氧化氯、阻垢缓蚀剂、聚丙烯酰胺（阳离子、阴离子、非离子）、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、硫酸亚铁等。

分类缓蚀剂一类以适当浓度和形式投加在水中后，可以防止或减缓水对金属材料或设备腐蚀的化学品，具有效果好、用量少、使用方便等特点。缓蚀剂的类别和品种很多，按其化合物的种类，可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。按其抑制的反应是阳极反应、阴极反应或两者兼而有之，可分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂或混合型缓蚀剂。缓蚀剂还可以按照在金属表面形成保护膜的机理而分成钝化膜型、沉淀膜型和吸附膜型等。在水处理中常用的钝化膜型缓蚀剂如铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等；常用的沉淀膜型缓蚀剂有聚合磷酸盐、锌盐等；常用的吸附膜型缓蚀剂如有机胺等。

分散剂最早的阻垢分散剂是聚丙烯酸（钠），它对碳酸钙垢有良好的阻垢性能，但对磷酸钙沉积的抑制作用极低。此类聚羧酸型阻垢剂不仅有凝聚和分散作用，还有使晶体在生长过程中发生晶格歪曲的作用，从而阻碍了金属传热面上垢层的牢固沉积。后来发现丙烯酸共聚物对二者抑制能力极佳，因而逐渐取代了聚丙烯酸（钠）。有机多元膦酸盐是阴离子型缓蚀剂，也是非化学当量螯合型阻垢剂，对钙、镁、锌、铁等离子不仅具有明显的低限制作用，而且对其它药剂还有协同作用，广泛用于冷却水处理中。有机膦酸酯属于阳离子型缓蚀剂，阻垢机理主要是晶格畸变。它是一种对金属铁的缓蚀剂，但也有控制钙垢的作用；用量比膦酸盐要小并能水解，因此不存在药剂量的积累和排污问题，水解产物可以被生物降解。

自20世纪80年代以来，人们相继开发了磺 酸基团和磷酸基团共聚物的新产品，它们具有很 好的阻垢和分散能力，并有一定的缓蚀作用。梁 海燕等合成了含膦基、羧基和磺酸基的共聚物。它兼有机膦酸、羧酸和磺酸基团的优点，在水中既 有良好的阻碳酸钙垢和磷酸钙垢能力，又有好的 颗粒分散性，可认为是一种多功能的药剂，能广泛 用于钢铁、冶金、化工等行业的工业循环冷却水以 及锅炉用水等领域。

阻垢剂又称防垢剂，指一类能抑制水中钙、镁等成垢盐类形成水垢的化学品。有天然阻垢剂如单宁、木质素衍生物等；无机阻垢剂如六偏磷酸钠、三聚磷酸钠等；有机、高分子类阻垢剂，其中以高分子类阻垢剂效果最好，具有发展前途。在水处理中应用较多的有机、高分子类阻垢剂有两类：①有机膦酸类如 EDTMPS（乙二胺四亚甲基膦酸）、HEDP（羟基次乙基二膦酸）等；②聚羧酸，如聚丙烯酸盐、水解聚马来酸酐等。这两类阻垢剂的阻垢作用，通常是通过晶格畸变，以及分散-凝聚作用而实现的，在油田水、锅炉水以及工业冷却水等系统应用较广。

杀菌剂又称杀菌灭藻剂或污泥剥离剂、抗污泥剂等，指一类用于抑制水中菌藻等微生物滋长，以防止形成微生物粘泥的化学品。通常分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂两类。氧化性杀菌剂，如常用的氯气、次氯酸钠、漂白粉（主要成分次氯酸钙）、二氧化氯等；非氧化性杀菌剂中效果好、应用比较广泛的是能破坏细菌的细胞壁和细胞质的化学品，如季铵盐等。季铵盐中如氯化十二烷基二甲基苄基铵或溴化十二烷基二甲基苄基铵等，往往兼具杀菌、剥离、缓蚀等多种作用，有发展前途，现已应用于油田水、工业冷却水等方面。

絮凝剂一类用于除去或降低水中浊度或悬浮物，加快水中杂质和污泥沉降速度的化学品。科创絮凝剂中最早应用的是无机絮凝剂，如明矾、三氯化铁等。有机和高分子絮凝剂是今后广泛用于给水和废水处理中的絮凝剂。可分为阴离子型絮凝剂，如羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠等；阳离子型絮凝剂，如聚乙烯胺等；还有非离子型絮凝剂，如聚丙烯酰胺等。它们的絮凝作用主要是通过电荷中和、吸附架桥作用来实现的。

净化剂油田水处理中应用的一种专用的化学品，能除去含油污水中的机械杂质和油，其作用除了上述絮凝剂所起的分离悬浮固体或机械杂质以外，还具有油水分离的净化作用。因此，这种净化剂中除含有一般絮凝剂成分如铝盐、聚丙烯酰胺等以外，常含有一些表面活性剂。对于净化剂的净化效果，一般采用薄膜过滤器加以测定，用滤膜因数（见过滤）的大小表示净化效果的好坏。

清洗剂一类具有清洗作用的化学品。在水处理的预处理步骤中，常常需要用一些化学品清洗金属设备表面的沉积物，如腐蚀产物和水垢以及微生物粘泥等。根据清洗的不同要求，清洗剂可以分为酸洗剂如盐酸、硫酸、氢氟酸、柠檬酸等；钝化剂如苯甲酸钠等。所用的磺化琥珀酸二（α-乙基己酯）钠盐，则是一种表面活性剂，作为专用清洗剂，用于清洗金属表面的油污和浮锈等杂质。

预膜剂在水处理的预处理步骤中，能在金属表面预先形成保护膜的一类化学品。预膜的目的有两个：一是在使用化学品抑制腐蚀的初期提高投加的浓度；二是采用一种专用的预膜剂，以便在正常操作中投加少量的缓蚀剂，便可维持和修补保护膜，节约药剂和费用。常用的预膜剂有六偏磷酸钠加锌盐、三聚磷酸钠等

辅助剂为了更好发挥水处理剂的功效，还需要一系列与水处理剂配套使用的药剂，如清洗剂、消泡剂、除氧剂、含油浮选剂、预膜剂等。这些辅助剂大多是复配产品，与水处理剂有显著的协同作用。例如清洗剂，一般都为表面活性剂的复配产物，有时也可作为缓蚀剂、螯合剂的复配产物。预膜剂有六偏磷酸钠与硫酸锌配方的，也有将运行的水处理剂加大浓度至10~30倍用作预膜剂的。

化学成分类型硫酸亚铁【分子式】：FeSO4·7H2O

【分子量】：278.05

【基本性质】：天蓝色或绿色单斜晶体，或结晶性粉末。相对密度1.8987,熔点64℃。无臭，有收敛性。暴露在空气中易风化，表面变为白色粉末，在湿空气中易氧化，表面生成棕黄色的碱式硫酸铁，溶于水和甘油不溶于醇。有还原作用，在56.6℃由七水合成物转变为四水合物，在64.6℃变为一水合物，在90℃时失去六个结晶水，在300℃时失去全部结晶水而成无水物，红热时则分解放出SO2、SO3。有腐蚀性。在干燥空气中发荧光。无水物为白色粉末，与水作用则变为蓝绿色

【产品用途】：1、硫酸亚铁作为絮凝剂絮凝效果良好，具有很好的脱色能力；除了有絮凝功能外，还具有脱色、去除重金属离子、去油、除磷、杀菌等功能，尤其对印染废水的脱色和去除COD、电镀废水的铁氧体共沉淀等效果明显。2、硫酸亚铁还可作为食品添加剂、颜料、电子工业用的原材料、硫化氢除臭剂、土壤改良剂、叶面肥、工业触媒等。

【包装储运】：50Kg内衬聚乙烯塑料编织袋，防潮、防雨。严禁与有毒有害物质混储、混放。

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硫酸铁【产品概况】：硫酸铁（Ferric Sulphate 简称FS） 化学分子式：Fe2（SO4）3 形态性状：淡白色无定形细粉状固体，易溶于水，10%（重量）水溶液为乳白色胶体，静置逐渐转变为黄褐（茶）色透明溶液，易吸潮。

【基本用途】：用作净水剂，主要用于饮用水的净化处理以及工业用水、各种工业废水、城市污水等的净化处理。具有优良的除浊、脱色、脱油、除臭、除菌、除藻、除磷、去除油脂，去除COD、BOD及重金属离子等功效。亦可用作颜料、药物、催化剂及媒染剂等。

【产品特点】：与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：1.三价铁的低分子絮凝剂，产品性能稳定； 2.有效铁含量高，本产品为24%，最高达27%以上； 3.比聚铁及其复合型产品具有更强的电中和能力和更高的阳电荷密度； 4.产品具有更高的混凝效能和破乳净水效果，广泛用于饮用水的净化处理；在同等浓度下，水溶液色光较聚铁浅，在过量用的情况下，亦不会出现水体“泛黄”的现象。

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聚合铁盐高分子聚合铁盐是一种新型的净水剂，主要用于自来水、工业给水的净化处理，是一种能完全可以满足国家新的饮用水卫生规范需求的首选药剂；同时在处理各种工业废水、生活污水方面，按其性价比，在绝大部分水体中要优于传统的铝盐药剂。

【产品特点】

⒈混凝性能好、矾花多、密实，絮凝沉降速度快，絮凝体密实，且泥量少。

⒉净化后的水质好、不含铝氯及其它有害重金属离子无铁离子水相转移，水体不泛黄，无毒无害，完全可靠。

⒊具有明显脱色、除浊、除臭、除藻、去除COD、BOD及各种有害重金属离子的功效。

⒋在处理低温、低浊、微污染及高浊度原水时，其净化效果要明显优于传统铝盐药剂。且药剂成本要比铝盐药剂低20%左右。

⒌适应水体的PH值范围广（4-11，最价6-9），净化后的水体PH值及总碱度变化幅度小。

⒍在污泥脱水方面，能完全取代三氧化铁及其它无机盐药剂；与聚丙烯酰胺搭配使用，固液分离迅速，污泥容易剥离，并且污泥含水率低，能明显降低污泥脱水成本

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氢氧化钙【性能特点】

氢氧化钙，是废水处理的常规碱性药剂，与含量30%的氢氧化钠碱液相比，每吨氢氧化钠碱液的价格与每吨氢氧化钙粉剂相当，但从处理效果看，采取氢氧化钙粉剂的价格还不到采用氢氧化钠碱液的50%，从混凝脱色的效果看也要优于氢氧化钠碱液，是全世界公认的首选碱性中和药剂。

Ca(OH)2 过筛率325目≥95%

【产品用途】

⒈作为强碱性药剂中和酸性废水或者重金属废水，使酸性废水成为中性。

⒉吸收锅炉烟气中的SO 2，使排放烟气含硫量符合环保标准。

⒊对废水中胶体微粒能起助凝作用，并作为颗粒核增重剂，加速不溶物的分离。

⒋能有效的去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子。

⒌能破坏氨基磺酸根等络合剂或鳌合剂对有些金属离子的结合。

⒍通过调节PH值对乳化液废水有脱稳破乳的作用。

PAM聚丙烯酰胺分类聚丙烯酰胺产品简介：聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

产品使用特性

1**、絮凝性：**PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。

2**、粘合性：**能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。

3**、降阻性：**PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。

4**、增稠性**：PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显。

三氯化铁【分子式】：FeCl3.6H2O

【英文名】：Ferric chloride hexahydrate

【外 观】：褐黄色晶体

【性 能】：无臭味，有涩味，吸湿性强有潮解性，在空气中可潮解成红棕色液体。极易溶于水，水溶液呈强酸性，可使蛋白质凝固。易溶于乙醇、丙酮，也可溶于液体二氧化硫、乙胺、苯胺，不溶于甘油、三氯化磷。【用途】：主要用作水处理剂，印刷制版、电子线路图板的腐蚀剂、冶金工业的氯化剂、染料工业的氧化剂和媒染剂、有机合成工业的催化剂和氧化剂，是制造其他铁盐、颜料的原料以及用于矿山选矿。

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用途水处理剂是当前水工业、污染治理与节水回用处理工程技术中应用最广泛、用量最大的特殊产品之一，包括絮凝剂、阻垢分散剂、缓蚀剂、杀生剂等，主要用于除去水中悬浮固体和有毒物质，控制水垢、污泥的形成，减少对水接触材料的腐蚀，除臭杀菌，脱色，软化，稳定水质及海水。2

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院