班級：化學製藥092 姓名：楊姍姍學號：09020324
一、課題名稱：新型汙水處理劑
二、檢索分析：
一、關於新型汙水處理劑的背景資料：
汙水處理劑顧名思義就是在汙水處理時需要用到的一種新增劑，像聚丙烯醯胺、陽離子聚丙烯醯胺、陰離子聚丙烯醯胺、非離子聚丙烯醯胺、兩性離子聚丙烯醯胺等在不同用途中都可以做為汙水處理劑使用。汙水處理 (sewage treatment,wastewater treatment)：為使汙水達到排水某一水體或再次使用的水質要求，並對其進行淨化的過程。
汙水處理被廣泛應用於建築、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
● 我國水資源的目前現狀：
我國是水資源短缺和汙染比較嚴重的國家之一。2023年全國總取用水量與2023年相比增加18.43%，達到5 255億m3，人均用水量為450 m3。
用水結構發生很大轉變，自2023年以來，全國農業灌溉和農村生活用水(統稱農村用水)基本持平，而工業用水和城鎮生活用水則有較大的增長［1，2］。
從全國情況看，目前城市缺水嚴重，已造成嚴重的經濟損失和社會環境問題。缺水城市分布將由目前集中在三北(華北、東北、西北)地區及東部沿海城市逐漸向全國蔓延。
節約用水、治理汙水和開發新水源具有同等重要的意義。大力發展水處理化學品對節約用水、治理汙水起著重要的作用。
現代汙水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和**處理。 一級處理為主要去除汙水中呈懸浮狀態的固體汙染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的汙水，bod一般可去除30%左右，達不到排放標準。
一級處理屬於二級處理的預處理。二級處理為主要去除汙水中呈膠體和溶解狀態的有機汙染物質（bod，cod物質），去除率可達90%以上，使有機汙染物達到排放標準。**處理為進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。
主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法等。
整個過程為通過粗格柵的原汙水經過汙水提公升幫浦提公升後，經過格柵或者篩率器，之後進入沉砂池，經過砂水分離的汙水進入初次沉澱池，以上為一級處理（即物理處理），初沉池的出水進入生物處理裝置，有活性汙泥法和生物膜法，（其中活性汙泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床），生物處理裝置的出水進入二次沉澱池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入**處理，一級處理結束到此為二級處理，**處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的汙泥一部分回流至初次沉澱池或者生物處理裝置，一部分進入汙泥濃縮池，之後進入汙泥消化池，經過脫水和乾燥裝置後，汙泥被最後利用。
先進的汙水處理技術介紹：
（1）ccas工藝，即連續迴圈曝氣系統工藝（continuous cycle aeration system），是一種連續進水式sbr曝氣系統。這種工藝是在sbr（sequencing batch reactor，序批式處理法）的基礎上改進而成。sbr工藝早於2023年即研究開發成功，但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型汙水處理廠中推廣應用。
sbr工藝曾被普遍認為適用於小規模汙水處理廠。進入60年代後，自動控制技術和監測技術有了飛速發展，新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功，為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。2023年澳大利亞的新南威爾斯大學與美國abj公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水，週期排水，延時曝氣好氧活性汙泥工藝」。
2023年美國國家環保局正式承認ccas工藝屬於革新代用技術（i/a），成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
ccas工藝對汙水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是ccas反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成，出水可達標排放。
經預處理的汙水連續不斷地進入反應池前部的預反應池，在該區內汙水中的大部分可溶性bod被活性汙泥微生物吸附，並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。
在主反應區內依照「曝氣（aeration）、閒置(idle)、沉澱(settle)、排水(decant)」程式週期執行，使汙水在「好氧-缺氧」的反覆中完成去碳、脫氮，和在「好氧-厭氧」的反覆中完成除磷。各過程的歷時和相應裝置的執行均按事先編制，並可調整的程式，由計算機集中自控。
(2) spr高濁度汙水處理技術spr汙水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的汙染物從真溶液狀態下析出，形成具有固相介面的膠粒或微小懸浮顆粒；選用高效而又經濟的吸附劑將有機汙染物、色度等從汙水中分離出來；然後採用微觀物理吸附法將汙水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體；再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設計的spr高濁度汙水淨化器內使絮體與水快速分離；清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後，達到**處理的水準，出水實現回用；汙泥則在濃縮室內高度濃縮，定期靠壓力排出，由於汙泥含水率低，且脫水效能良好，可以直接送入機械脫水裝置，經脫水之後的汙泥餅亦可以用來製造行人路地磚，免除了二次汙染。
(3)百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性汙泥汙水處理系統。它是由最初採用天然土池作反應池而發展起來的汙水處理系統。自2023年以來，經多年研究形成了採用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性汙泥處理系統。
由於採用土池而大大減少了建設投資，採用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率，並減少執行費用，大大提高了處理效果。工藝設計簡捷，不需複雜的管理，在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益。
● 國外水處理劑發展現狀：
目前，國外業已形成了「水處理工業」這一概念。按照美國工業分析專家jean m.kennay的觀點，該工業可分為3個部分，即產品製造、服務和系統建設［3］。
產品製造包括水處理裝置和化學品製造，系統建設指水處理工程建設，服務指提供水處理技術服務。通常，化學品製造商也是服務商。
目前世界上水處理工業市場銷售額約300億美元，裝置製造和系統建設約佔該工業的73%。其餘為化學品銷售和技術服務營業額。化學品約佔20%，估計不會超過60億美元。
● 水處理劑在我國的生產及應用狀況：
1) 我國水處理劑的品種
我國水處理藥劑是在70年代引進大化肥裝置後才引起重視和逐步發展起來的；此後，自行研製開發了一系列水處理劑。目前，我國水處理劑的品種主要有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、無機凝聚劑、有機絮凝劑等幾大類。
1 阻垢劑
70年代以來，我國在引進和消化吸收基礎上開發和應用的水處理阻垢劑主要有兩類，一類是有機膦酸鹽如hedp(羥基亞乙基二膦酸鹽)、edtmp(乙二胺四亞甲基膦酸鹽)以及atmp(氨基三亞甲基膦酸鹽)等。另一類是聚羧酸如paa(聚丙烯酸)、hpma(聚馬來酸酐)等水溶性聚合物。在水溶性聚合物或共聚物中，還有乙個分支，即含磷聚合物。
2 緩蝕劑
無機鹽類是相當重要的一類緩蝕劑品種。目前採用的鉻系、磷系、鋅系、矽系、鉬系、鎢系和全有機配方，系分別指在配方中採用了鉻酸鹽、磷酸鹽、硫酸鋅、矽酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽和有機膦酸鹽。全有機配方則不採用無機鹽，特別是重金屬無機鹽，以降低藥劑對環境的汙染。
在全有機配方中常以有機膦酸鹽作緩蝕劑。芳香唑類是用於銅及其合金的緩蝕劑，國內常用的是苯並三氮唑和巰基苯並**。
3 殺菌滅藻劑
目前常用的水處理殺菌滅藻劑主要有兩大類，即氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑。氧化型殺菌劑中應用最廣泛的是氯及其製品，如naocl、ca(ocl)2等，近年來clo2和氯胺的應用有所增加，臭氧和溴化物的應用也值得重視。另一類為非氧化型殺菌劑，目前國內使用較普遍的是季銨鹽如十二烷基二甲基苄基氯化銨，其商品名稱為「1227」。
二硫氰基甲烷和戊二醛是另外兩類常用的非氧化型殺菌劑。
4 無機凝聚劑
作為低分子的無機凝聚劑，硫酸鋁、硫酸亞鐵和三氯化鐵在水處理中仍具有較大的市場。無機高分子凝聚劑是一類新型的水處理藥劑。近幾年，無機凝聚劑發展迅速，目前主要品種有聚合氯化鋁(pac)、聚合硫酸鋁(pas)、聚合硫酸鐵(pfs)和聚合氯化鐵(pfc)幾種。
前3種都有定型產品，聚合氯化鐵尚處於研製開發階段。複合型無機高分子凝聚劑的開發是近年來發展的明顯趨勢，開發的復合品種很多，如陰離子複合型(如pac中引入so42-、pfs中引入氯根等)，陽離子複合型(如pac中引入fe3+等)，多種離子複合型(鐵、硫酸根、氯根的復合)，無機-有機複合型(pac與聚丙烯醯胺復合)等，如聚合氯化硫酸鐵、聚合鋁矽、聚合鋁磷，聚合鋁鐵等。
5 有機絮凝劑
有機絮凝劑中分為4類：合成高分子絮凝劑、天然高分子改性絮凝劑、微生物絮凝劑和多功能水處理劑。合成高分子絮凝劑主要是聚丙烯醯胺(pam)及其衍生物。
天然高分子改性絮凝劑包括澱粉、纖維素、含膠植物、多醣類和蛋白質等類別的衍生物，目前產量約佔高分子絮凝劑總量的20%，微生物絮凝劑是指利用某些微生物分泌的高分子物質作絮凝劑。國內中科院微生物研究所等單位已有良好的研究成果。
2） 我國水處理劑的生產
表2是我國部分水處理藥劑生產企業狀況。
表2 我國部分水處理藥劑生產企業情況①
注：①資料取自「第三次全國工業普查資料」； ②包括水處理藥劑、水質穩定劑等。
從資料上看，這些水處理化學品生產廠家多是集體經濟，經營規模多是小型。生產品種較為單一，產能較小。其中武進精細化工廠和南京化工學院武進水質穩定劑廠是我國兩家最大的水質穩定劑生產廠家，2023年水處理藥劑產量均在4 000 t以上，產品品種比較齊全，覆蓋面廣，並有部分出口。
文獻檢索報告
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