目前水处理化学品(包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等)市场销售额约250亿美元。四羟甲基硫酸磷是近些年公认的油田杀菌剂。美国是水处理化学品生产和消费*多的国家,约有1200多家从事水处理剂制造和服务的公司,其中*具有代表性的是Nalco和Betz公司。我国水处理化学品生产厂家约500家,生产的水处理剂有100多种,年产值为50~100亿元。
在水处理化学品中,磷系化合物作为水质稳定剂,广泛用于石油化工、化肥生产、钢铁冶金、火力发电等工业循环冷却水处理,能有效地防止设备腐蚀和结垢,延长设备的使用寿命,保证设备的安全运转以及节省淡水资源。尤其中国是一个水资源缺乏的国家,人均淡水资源不足2300m3,约为世界平均水平的1/4,而且分布又极不均匀。2011年西南地区大面积的干旱和目前长江中下游地区60年不遇的大旱,都给人们敲起了节水保水的警钟。水是生命之源。节约用水、保护水资源,对于促进国民经济健康快速可持续发展,建设和谐社会具有极其重要的意义。
磷系水处理剂包括聚磷酸钠(习惯称为六偏磷酸钠)和有机多元膦酸等是目前国内外广泛应用的水质稳定剂。聚磷酸钠(通式为 Nan+2PnO3n+1,n=14~20,)在工业水处理中作为缓蚀阻垢剂,它具有较强的配合作用,螯合封闭金属离子,阻止碳酸钙等水垢的形成,是国内外广泛使用的一种无机磷酸盐水质稳定剂。有机多元膦酸的品种有氨基三亚甲基三膦酸(ATMP)、羟乙基二膦酸(HEDP)乙二胺四亚甲基四膦酸(EDTMP)、丁二胺四亚甲基四膦酸(BDTMP)、氨乙基二膦酸(AEDP)、羟丙基二膦酸(HPDP)等,其中HEDP是目前工业循环冷却水处理中在磷系、磷/锌系和全有机膦系配方里应用*多的一种有机多元膦酸,具有良好的阻垢和缓蚀作用;而且HEDP与其他缓蚀剂、阻垢剂配合使用,具有协同效应,可提高药效。
有机膦羧酸分子中同时含有膦酸基和羧基,阻垢和缓蚀性能均佳,能在高硬度、高碱度、高C1-含量和较高温度下使用,用药量少。例如,2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)是有机膦羧酸的代表性品种,能耐酸耐碱耐氧化剂,热稳定性比ATMPHEDP等为好,是目前全有机配方中广泛应用的主要缓蚀阻垢剂。今后中国水处理剂的发展应坚持创新开发为主,重点开发高效低廉、特色性好和专用性强的多功能水处理剂,以满足不同行业、不同领域和不同水质的处理需要,以合理利用工业用水,保护和节约水资源。