您好,欢迎来到中国电动车网   请 登录免费注册
服务热线:
当前位置:首页 >> 资讯频道 >> > 技术应用 >> 绿色化学及其技术在水处理的应用

绿色化学及其技术在水处理的应用

时间:2017/7/20 14:28:00   来源:本网   添加人:admin

  水处理技术绿色化学及其技术在水处理的应用陆柱(华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237)将污染控制在一定水平,即在化学品的制造和应用中降低或消除有毒有害物质。水处理缓蚀剂和阻垢剂作为一类化学品,如果在这些领域应用绿色化学技术,可以减少或消除许多有毒有害的化学品,并在此基础上开发新型的环境友好型的水处理药剂。

  1绿色化学及其技术概况我们正生活在一个充满化学品的世界,至1993年全球化学品已近4亿t,人类普遍使用的化学品约有80000种之多,我国生产的化学品也已超过30000种,它们对发展经济和提高人类生活水平起了重要作用,并创造了巨大效益,但遗憾的是它们中不少是有毒有害化学品,如农药、氯乙烯、多氯联苯等。

  学是要求除了在过程末端控制废物外,它还要求我们在化学品生产全过程中产生更少废物甚至零排放,以便更有效地生产有用产品的新的方法。简单地说,绿色化学是应用化学技术和方法降低或消除副产物、有机溶剂等对人体健康和环境有害的技术。

  目前绿色化学已引起全球各国政府、企业家、研究者和开发商的重视。绿色化学要实现以下目标:(1)降低排放或实现废物零排放;(2)发展安全产品和安全工艺;(3)米用生命周期评价方法(life-cycleassessment);(4)提高米用材料、能源和水的效率,循环或再利用材料和再生资源。

  在过去几年中,许多化学发明者已经开发了有更好的环境可接受的产品。一般说,绿色化学的评价是化学反应可被以下几个基本因素所影响:(1)原材料的选择;(2)合成方法的选择;(3)反应条件的选1择;(4)产品和分子目标的选择。因此,绿色化学(greenchemistry)及其技术是指能减少对人类健康和环境影响而进行的化学物质和制品的原料、生产、废弃、回收的全部循环技术推行绿色化学的目标是要创造出一个优良的循环型经济的社会。如所2绿色化学在水处理缓蚀剂的应用在冷却水、空调水等工业用水处理药剂中,缓蚀剂和阻垢剂是常用的两大类药剂。缓蚀剂是一类化学物质,当它少量加入腐蚀环境可以降低或阻止金属的腐蚀,从而可以使金属或合金得到保护;阻垢剂则是另一类化学物质,加入系统如冷却塔或锅炉可降低或阻止水垢的生成。缓蚀剂通常可分成无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两种。

  2.1无机缓蚀剂有的无机缓蚀剂可在没氧存在时具有钝化的功能,包括铬酸盐、亚硝酸盐,它们能氧化金属的表面而生成钝化氧化物膜。其他的无机缓蚀剂则要求有氧存在时工作如磷酸钠、硅酸盐、硼酸盐、钨酸盐和钼酸盐。在冷却塔中抑制腐蚀方面,聚磷酸盐、亚硝酸盐和铬酸盐早已有应用,但由于它们的环境毒性使铬酸盐(+6排放标准为0.05mg/L)等的应用受到限制,甚至在密闭系统也很少应用。其他无机缓蚀剂还有锂盐、锌盐、钙盐或钼酸盐、钨酸钠或钨酸锂、溴化铵、重铬酸钠、二氧化硫、硫酸钠、磷酸钠或磷酸钾等,除氧剂或硫化物的清除剂则还利用亚硫酸钠、碳酸锌、氧化锌、氢氧化锌、硫酸锌等。在无机缓蚀剂领域应用绿色化学概念时的主要改进,是消除许多对环境有毒化合物的应用,如铬酸盐和重铬酸盐,而代之以环境友好的化学品。钼酸盐和钨酸盐是两种近期开发应用的无机缓蚀剂,钼酸钠可添加在冷却系统、汽车防冻系统以及金属切削系统以代替铬酸盐,其防止腐蚀的机理一般认为是钼酸盐离子可吸附在冷却塔金属表面生成金属钼酸盐膜可以防止腐蚀。由表1可知钼酸盐的毒性远低于铬酸盐卜表i钼酸盐与铬酸盐的毒性比较降解性以微生物降解后释放出的CO2量不低于参比的葡萄糖。

  新型的水处理药剂将根据绿色化学原理和观点来设计以防止污染。许多对环境低毒性的化合物,将逐渐代替原有的毒性高的化合物。这将促使许多化学品公司和工厂制造低毒和更易生物降解的水处500'lSOOO200'sCOO'lSOOd'理药剂,因此显示出围绕性能、环境和经济三个目标AC1A(AC3C7 C5C3的绿色化学及其技术确实是水处理药剂未来的发展阻垢效果对比(AC―聚丙烯酸,C―聚天冬氨酸)、向因而可应用于锅炉管道溶解硅酸盐,这是常用的清洗方法之一。在过去几年中,新的低毒性阻垢剂已经开始开发,如聚丙烯酸PAA可代替毒性高的阻垢剂,但是它虽然对环境没有毒性,但还是不能生物降解解因此对环境仍有影响。其他的还有多种聚合物如二元共聚物或三元共聚物等。PAM聚丙烯酰胺也是一种阻垢剂,但也和PAA有同样不可生物降解的问题。最近华东理工大学开发的绿色化学阻垢剂是TPA(热聚天冬氨酸)。TPA除可抑制CaC3垢外还可抑制CaS4以及BaS4垢,如所示。

  它可在油田应用,既有缓蚀功能又有阻垢功能。

  众所周知,油田C2会导致石油生产线上许多腐蚀问题。聚天冬氨酸是解决这类腐蚀和结垢问题的良好选择。此外TPA在海水淡化和反渗透制水的防垢方面也有良好的应用前景。

  4绿色化学在水处理杀生剂的应用水处理中应用的杀菌剂主要应用于控制或杀灭水中的菌、藻等微生物,即水的消毒灭菌。要达到这一要求,常规的杀菌剂本身往往具有一定毒性或对环境和人体有一定影响。例如以氯及其制品为代表的氯化型杀菌剂,易在水中产生三卤代甲烷一THM等对人体有毒有害物质。以季铵盐为代表的非氯化型杀菌剂,则与阴离子型阻垢剂相容性差而受到限制,为此要开发新型杀生剂,在这方面过氧乙酸等是环境友好型杀生剂的一个代表。