當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全面城市化建設(shè)步伐不斷推進(jìn)，人口不斷增加，用水量與排放量都大幅度增加。大量的廢水、污水被排入河流水體中，水環(huán)境惡化、水資源匱乏問題已成為當(dāng)前城市重要的生態(tài)環(huán)境問題。工業(yè)水處理技術(shù)對(duì)緩解城市水資源匱乏等方面水環(huán)境問題具有重要意義，因此隨著工業(yè)水處理技術(shù)的提升，水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，我國(guó)水處理劑技術(shù)的也在不斷發(fā)展，本文就水處理阻垢劑和緩蝕劑的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。

1 阻垢劑

阻垢劑是一類能阻止水中致垢鹽類在設(shè)備表面沉積的物質(zhì)。一般認(rèn)為，阻垢劑起阻垢作用是因?yàn)樗鼘?duì)水中金屬離子有螯合作用、對(duì)微晶有吸附分散作用和晶格畸變作用。

經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，阻垢劑的研究開發(fā)和應(yīng)用已取得一定的成果。近年來，阻垢劑的品種豐富多樣，在工業(yè)水處理及環(huán)保要求的推動(dòng)下，阻垢劑朝著多功能、高效、環(huán)保的方向發(fā)展[1]。

1.1 有機(jī)膦酸鹽類

有機(jī)多元膦酸鹽是目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的水處理劑，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐高溫性，用量少、具緩蝕作用。此外，有機(jī)多元磷酸鹽對(duì)鈣、鎂、鋅、鐵等許多金屬離子具有優(yōu)異的螯合能力，故大量用于水處理中。

（1）羥基乙叉二膦酸

羥基乙叉二膦酸（HEDP）是目前我國(guó)工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中應(yīng)用最廣的一種有機(jī)多元膦酸，對(duì)抑制碳酸鈣、水合氧化鐵等的沉積有很好的效果。HEDP廣泛應(yīng)用于電力、化工、冶金、化肥等工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及熱水鍋爐、換熱器等的阻垢和緩蝕。

（2）氨基三甲叉

膦酸氨基三甲叉膦酸（ATMP）不易水解，耐高溫，低毒或無毒，對(duì)碳酸鹽的防垢效果特別好，且具有一定的緩蝕性能，可作為硬度大、礦化度高、水質(zhì)條件惡劣等用水系統(tǒng)的阻垢劑，如工業(yè)循環(huán)冷卻水、油田注水、印染用水等。

（3）乙二胺四甲叉膦酸

乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）能與鐵、銅、鋅、鋁、鈣、鎂等離子中的） 個(gè)或多個(gè)金屬離子螯合，形成立體結(jié)構(gòu)的雙環(huán)或多環(huán)螯合物可分散于水中，使水垢的正常結(jié)晶破壞，有效地抑制各種鹽垢的生成。EDTMP化學(xué)穩(wěn)定性好，在高含量時(shí)還具有緩蝕性能，可作為工業(yè)循環(huán)冷卻水、鍋爐用水、電廠循環(huán)水及印染行業(yè)的阻垢緩蝕劑。

（4）多氨基多醚基甲叉膦酸

進(jìn)入上世紀(jì)90 年代，以多氨基多醚基甲叉膦酸（PAPEMP）為代表的新型含醚有機(jī)膦酸的發(fā)展頗引人關(guān)注，由于醚鍵的引入使有機(jī)膦性能有了突破性進(jìn)展。PAPEMP具有很好的鈣容忍度和優(yōu)異的阻垢、分散性能，它是作為優(yōu)異的碳酸鈣阻垢劑引入冷卻水領(lǐng)域的。

1.2 聚合物類阻垢劑

聚合物阻垢劑具有阻垢效果好、熱穩(wěn)定性高、用量少等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于石化、化肥、電力等冷卻水系統(tǒng)[2]。

（1）羧酸類聚合物阻垢劑

羧酸類聚合物阻垢劑是丙烯酸（AA）、馬來酸或馬來酸酐（MA），在引發(fā)劑作用下，通過均聚或與其他單體共聚形成的一類水溶性高分子化合物。該類阻垢劑中的羧基官能團(tuán)對(duì)Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe3+等離子具有較強(qiáng)的螯合能力，不僅有分散、凝聚作用，還能在無機(jī)垢結(jié)晶過程中干擾晶格的正常排列，從而起到阻垢作用。

（2）膦基羧酸聚合物阻垢劑

有機(jī)膦酸和聚羧酸是工業(yè)水處理中較為常用的水處理劑。但隨著工業(yè)處理及環(huán)保要求的提高，綜合了有機(jī)膦酸和聚羧酸兩者優(yōu)點(diǎn)，具有多項(xiàng)水處理功能的膦基羧酸聚合物正逐步發(fā)展。

（3）含磺酸基團(tuán)的聚合物阻垢劑

羧酸類均聚物阻垢劑在高鈣、高pH值條件下會(huì)產(chǎn)生難溶的鈣凝膠，有機(jī)膦酸阻垢劑在磷系、鋅系配方處理系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生磷酸鈣垢和鋅垢。而含磺酸基團(tuán)的聚合物阻垢劑，則能有效防止鈣凝膠的生成，對(duì).p，s，Ca，Ba，Mg等鹽垢，特別是對(duì)磷酸鈣垢和鐵垢有良好的抑制作用，且能有效地分散顆粒物，能穩(wěn)定金屬離子和有機(jī)膦酸。

2 緩蝕劑

在整個(gè)水處理化學(xué)品中，緩蝕劑所占的分額最大，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的研究開發(fā)，主要形成了無機(jī)緩蝕劑（磷酸鹽、鋅鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、鉻酸鹽等）和有機(jī)緩蝕劑（有機(jī)膦酸鹽類、有機(jī)羧酸類及含磷共聚物類等）。由于自身缺陷的存在，水處理緩蝕劑從最初的鉻酸鹽、聚磷酸鹽到有機(jī)膦酸鹽；從高磷、含金屬的配方到低磷、全有機(jī)配方；從單一配方到復(fù)合配方，顯示出水處理緩蝕劑正朝著多品種、高效率、低毒性等方向發(fā)展[3]。

（1）PBTCA

PBTCA是20世紀(jì)70年代后期開發(fā)應(yīng)用的水處理劑。PBTCA分子中同時(shí)引入-PO3H2基團(tuán)和CO2H基團(tuán)，因此具有獨(dú)特的緩蝕阻垢性能。其緩蝕效果、耐氧化性均優(yōu)于HEDP和ATMP等第一代產(chǎn)品，且穩(wěn)定性能高，并具有優(yōu)異的穩(wěn)定鋅離子作用。

（2）HPA

HPA化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解成正磷酸鹽。同時(shí)它能在水中形成金屬保護(hù)膜，有效防止金屬腐蝕，與HEDP和PBTCA相比，緩蝕能力大大提高。它能適用于軟水、低硬度水，毒性低，相溶性好，與Zn2+復(fù)配增效作用明顯。HPA是目前緩蝕性能最好的膦系產(chǎn)品。國(guó)外合成過程因涉及到劇毒的氰化物，易造成環(huán)境污染；且工藝路線復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻。殷德宏等以二烷基亞磷酸酯與乙醛酸為原料，經(jīng)一步反應(yīng)得到HPA。

（3）POCA

POCA是20世紀(jì)90年代開發(fā)的一種大分子有機(jī)膦酸。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，將具有緩蝕性能的膦?；途哂凶韫阜稚⑿阅艿聂然?、酯基和磺酸基等官能團(tuán)，通過自由基共聚反應(yīng)引入到同一分子中，是一種兼具阻垢和緩蝕的多功能的低磷水處理化學(xué)品，同時(shí)也是一種有效的鋅鹽穩(wěn)定性。

（4）共聚物緩蝕劑

人們發(fā)現(xiàn)某些共聚物不但具有阻垢分散作用，而且還具有緩蝕作用，因此近年來國(guó)外大力研究共聚物緩蝕劑，以代替無機(jī)磷酸鹽、鋅鹽、有機(jī)磷酸鹽或磷酸酯等緩蝕劑，用于配制不含有機(jī)磷的全有機(jī)配方。如粟田公司的馬來酸# 戊烯共聚物、不飽和酚# 不飽和磺酸和不飽和羧酸共聚物；片山公司的聚烷撐二醇丙烯醚# 不飽和羧酸共聚物。除以上所述新型緩蝕劑外，還有氨基磷酸、烷基環(huán)氧羧酸酯、無磷鎢系緩蝕劑、有機(jī)硅緩蝕劑等。

4 結(jié)語

在過去的幾十年中，中國(guó)水處理劑發(fā)展已于了長(zhǎng)足的進(jìn)步，隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)水處理劑的研究成果也不斷豐富。但是因發(fā)展時(shí)間較短的原因，我國(guó)的水處理劑技術(shù)暫時(shí)較為落后。為符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，水處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該向綠色環(huán)保、無毒、污染等方向不斷提升[4]。