在石油、化工等工業(yè)循環(huán)冷卻水處理過程中，都是采用投加緩蝕阻垢劑的方法控制設(shè)備、管道結(jié)垢。在近期由中國化工學(xué)會工業(yè)水處理專業(yè)委員會主辦的2014中國水處理技術(shù)研討會暨第34屆年會上，專家呼吁，循環(huán)水水處理藥劑并非夕陽西下，國際上對新藥劑的研發(fā)，對老藥劑的改性研究從未停止，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)當(dāng)堅守事業(yè)不動搖，創(chuàng)新驅(qū)動不停步，重視人才的培養(yǎng)與引進，多在產(chǎn)品創(chuàng)新上下功夫。
國內(nèi)外差距甚大
據(jù)了解，我國自上世紀(jì)70年代開始把水溶性聚合物作為循環(huán)冷卻水阻垢分散劑，以后一直緊跟世界潮流，開發(fā)生產(chǎn)了一代又一代新型聚合物和共聚物，成績斐然。但是近年來，對有關(guān)冷卻水用水溶性聚合物的開發(fā)卻放慢了腳步，有關(guān)論文、專利的數(shù)量正在減少，實際上市的新品沒有質(zhì)的變化，對強酸、弱酸、非離子基團的排列組合的研究似乎更是走到了盡頭。
水溶性聚合物在循環(huán)水處理中的應(yīng)用并未"夕陽西下"， 相反，國際上對新藥劑的研發(fā)和對老藥劑的改性研究從未停止，并還在不斷進行創(chuàng)新。從2012、2013兩屆國際水會議和美國水處理展年會來看，在美，英等國至少有4家公司正在不斷地進行著水溶性聚合物的研發(fā)，其中既有對老藥劑的改進，也有對新藥劑、復(fù)配以及工藝過程改進而引入的新單體等。像聚丙烯酸和聚馬來酸是數(shù)十年前就用于冷卻水處理的老產(chǎn)品，國外至今也沒有放棄對它們的進一步研究，而且正在系列化、精細(xì)化和不斷開發(fā)新的用途。
但反觀國內(nèi)，低分子量的水溶性聚丙烯酸和聚馬來酸至今還沒有萬噸級的工業(yè)化裝置，企業(yè)目前使用最大的聚合釜僅在10立方米左右；產(chǎn)品性能也不夠穩(wěn)定；極少有全自動控制，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。而且，更談不上深入研發(fā)。這是我們應(yīng)該反思的。目前，水溶性聚合物發(fā)展到環(huán)境友好、低毒、有優(yōu)良阻垢的無磷配方新階段。美國一家公司多年堅持適用于高pH、高堿條件下的無磷碳酸鈣阻垢劑的開發(fā)，適用于不同水質(zhì)無磷配方的開發(fā)，已經(jīng)進行了300多個配方的試驗。
要創(chuàng)新關(guān)鍵在人
目前，我國在聚合物結(jié)構(gòu)、性能關(guān)系的基礎(chǔ)研究上重視不夠，缺少基礎(chǔ)理論研究的支持，科研機構(gòu)、高等院校、工廠企業(yè)在這方面投入的力量太少，可以認(rèn)為在這方面至今沒有我們的創(chuàng)造。事實上，冷卻水領(lǐng)域低磷、無磷處理已成必然趨勢；物理、化學(xué)、生物處理相結(jié)合亦是大勢所趨，工業(yè)水領(lǐng)域也出現(xiàn)了冷卻水、鍋爐水、廢水處理相結(jié)合的總包新動向。水溶性聚合物如何面對這種新的局面，很值得深思。冷卻水處理用水溶性聚合物要創(chuàng)新、要發(fā)展關(guān)鍵在人，具體講是在領(lǐng)導(dǎo)、在技術(shù)人才，要舍得引進、培養(yǎng)一批高素質(zhì)的人才。
環(huán)境友好是趨勢
目前，國際先進的循環(huán)水水處理劑呈現(xiàn)了向高效能、低毒無公害、多功能、復(fù)合化的環(huán)境友好產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展趨勢。對此，中國化工學(xué)會工業(yè)水處理專業(yè)委員會專家認(rèn)為，水處理藥劑的環(huán)境友好化不僅包括水處理劑本身的環(huán)境友好，還應(yīng)包括水處理劑生產(chǎn)用原材料、轉(zhuǎn)化試劑、反應(yīng)方式、反應(yīng)條件的環(huán)境友好化，以及改進水處理劑的生產(chǎn)工藝。首先應(yīng)當(dāng)從綠色理念出發(fā)，重視生產(chǎn)過程中對人和環(huán)境的影響，改進水處理劑的生產(chǎn)工藝，如采用本身不會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響的原料、穩(wěn)定的催化劑、采用無毒溶劑等。例如催化劑方面，阻垢劑對金屬離子往往有很強的螯合力，在其合成過程中有可能與金屬催化劑反應(yīng)生成螯合物，增加分離過程和廢物排放，若能采用不與阻垢劑反應(yīng)的穩(wěn)定催化劑，可縮短工藝流程，實現(xiàn)潔凈生產(chǎn)。對于綠色阻垢劑的研制要嘗試不同的改性和復(fù)配，發(fā)揮其協(xié)同效應(yīng)，研制出更加高效和經(jīng)濟的阻垢劑。
海水處理潛力巨大
目前，在海水循環(huán)系統(tǒng)中存在著嚴(yán)重的污損生物附著等問題，給水系統(tǒng)安全運行帶來極大危害。而開發(fā)一種全新的殺生劑，風(fēng)險大、周期長、投資大。國內(nèi)在農(nóng)藥、涂料等行業(yè)的殺生劑、防腐劑、防霉劑品種很多，相對于工業(yè)水處理行業(yè)而言，這些行業(yè)的新品種開發(fā)實力強。
如果就上述行業(yè)的某些產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)改進和復(fù)配性開發(fā)，不僅能極大地豐富海水處理殺生劑的產(chǎn)品種類，而且能夠降低開發(fā)風(fēng)險和節(jié)省資源。目前全世界大約有200個農(nóng)用殺菌劑品種，加上在研的則有250多個，而在工業(yè)上應(yīng)用的僅10%左右。如果將農(nóng)用殺生劑品種經(jīng)過結(jié)構(gòu)改型后用作海水系統(tǒng)殺生劑，將有很大潛力，同時將大大降低新品開發(fā)的周期。另外，將化妝品、造紙、涂料等領(lǐng)域的防菌、防霉劑進行毒性、降解性和生物蓄積性等研究后，也可以直接應(yīng)用于海水處理系統(tǒng)，對非水溶性品種通過選擇合適的溶劑，使其成為水溶性產(chǎn)品。
國內(nèi)外差距甚大
據(jù)了解，我國自上世紀(jì)70年代開始把水溶性聚合物作為循環(huán)冷卻水阻垢分散劑，以后一直緊跟世界潮流，開發(fā)生產(chǎn)了一代又一代新型聚合物和共聚物，成績斐然。但是近年來，對有關(guān)冷卻水用水溶性聚合物的開發(fā)卻放慢了腳步，有關(guān)論文、專利的數(shù)量正在減少，實際上市的新品沒有質(zhì)的變化，對強酸、弱酸、非離子基團的排列組合的研究似乎更是走到了盡頭。
水溶性聚合物在循環(huán)水處理中的應(yīng)用并未"夕陽西下"， 相反，國際上對新藥劑的研發(fā)和對老藥劑的改性研究從未停止，并還在不斷進行創(chuàng)新。從2012、2013兩屆國際水會議和美國水處理展年會來看，在美，英等國至少有4家公司正在不斷地進行著水溶性聚合物的研發(fā)，其中既有對老藥劑的改進，也有對新藥劑、復(fù)配以及工藝過程改進而引入的新單體等。像聚丙烯酸和聚馬來酸是數(shù)十年前就用于冷卻水處理的老產(chǎn)品，國外至今也沒有放棄對它們的進一步研究，而且正在系列化、精細(xì)化和不斷開發(fā)新的用途。
但反觀國內(nèi)，低分子量的水溶性聚丙烯酸和聚馬來酸至今還沒有萬噸級的工業(yè)化裝置，企業(yè)目前使用最大的聚合釜僅在10立方米左右；產(chǎn)品性能也不夠穩(wěn)定；極少有全自動控制，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。而且，更談不上深入研發(fā)。這是我們應(yīng)該反思的。目前，水溶性聚合物發(fā)展到環(huán)境友好、低毒、有優(yōu)良阻垢的無磷配方新階段。美國一家公司多年堅持適用于高pH、高堿條件下的無磷碳酸鈣阻垢劑的開發(fā)，適用于不同水質(zhì)無磷配方的開發(fā)，已經(jīng)進行了300多個配方的試驗。
要創(chuàng)新關(guān)鍵在人
目前，我國在聚合物結(jié)構(gòu)、性能關(guān)系的基礎(chǔ)研究上重視不夠，缺少基礎(chǔ)理論研究的支持，科研機構(gòu)、高等院校、工廠企業(yè)在這方面投入的力量太少，可以認(rèn)為在這方面至今沒有我們的創(chuàng)造。事實上，冷卻水領(lǐng)域低磷、無磷處理已成必然趨勢；物理、化學(xué)、生物處理相結(jié)合亦是大勢所趨，工業(yè)水領(lǐng)域也出現(xiàn)了冷卻水、鍋爐水、廢水處理相結(jié)合的總包新動向。水溶性聚合物如何面對這種新的局面，很值得深思。冷卻水處理用水溶性聚合物要創(chuàng)新、要發(fā)展關(guān)鍵在人，具體講是在領(lǐng)導(dǎo)、在技術(shù)人才，要舍得引進、培養(yǎng)一批高素質(zhì)的人才。
環(huán)境友好是趨勢
目前，國際先進的循環(huán)水水處理劑呈現(xiàn)了向高效能、低毒無公害、多功能、復(fù)合化的環(huán)境友好產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展趨勢。對此，中國化工學(xué)會工業(yè)水處理專業(yè)委員會專家認(rèn)為，水處理藥劑的環(huán)境友好化不僅包括水處理劑本身的環(huán)境友好，還應(yīng)包括水處理劑生產(chǎn)用原材料、轉(zhuǎn)化試劑、反應(yīng)方式、反應(yīng)條件的環(huán)境友好化，以及改進水處理劑的生產(chǎn)工藝。首先應(yīng)當(dāng)從綠色理念出發(fā)，重視生產(chǎn)過程中對人和環(huán)境的影響，改進水處理劑的生產(chǎn)工藝，如采用本身不會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響的原料、穩(wěn)定的催化劑、采用無毒溶劑等。例如催化劑方面，阻垢劑對金屬離子往往有很強的螯合力，在其合成過程中有可能與金屬催化劑反應(yīng)生成螯合物，增加分離過程和廢物排放，若能采用不與阻垢劑反應(yīng)的穩(wěn)定催化劑，可縮短工藝流程，實現(xiàn)潔凈生產(chǎn)。對于綠色阻垢劑的研制要嘗試不同的改性和復(fù)配，發(fā)揮其協(xié)同效應(yīng)，研制出更加高效和經(jīng)濟的阻垢劑。
海水處理潛力巨大
目前，在海水循環(huán)系統(tǒng)中存在著嚴(yán)重的污損生物附著等問題，給水系統(tǒng)安全運行帶來極大危害。而開發(fā)一種全新的殺生劑，風(fēng)險大、周期長、投資大。國內(nèi)在農(nóng)藥、涂料等行業(yè)的殺生劑、防腐劑、防霉劑品種很多，相對于工業(yè)水處理行業(yè)而言，這些行業(yè)的新品種開發(fā)實力強。
如果就上述行業(yè)的某些產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)改進和復(fù)配性開發(fā)，不僅能極大地豐富海水處理殺生劑的產(chǎn)品種類，而且能夠降低開發(fā)風(fēng)險和節(jié)省資源。目前全世界大約有200個農(nóng)用殺菌劑品種，加上在研的則有250多個，而在工業(yè)上應(yīng)用的僅10%左右。如果將農(nóng)用殺生劑品種經(jīng)過結(jié)構(gòu)改型后用作海水系統(tǒng)殺生劑，將有很大潛力，同時將大大降低新品開發(fā)的周期。另外，將化妝品、造紙、涂料等領(lǐng)域的防菌、防霉劑進行毒性、降解性和生物蓄積性等研究后，也可以直接應(yīng)用于海水處理系統(tǒng)，對非水溶性品種通過選擇合適的溶劑，使其成為水溶性產(chǎn)品。
