我國水處理混凝劑的發展新趨勢
我國水處理混凝劑白20世紀7O年代以來，特別是近20年來取得了突飛猛進的發展，以無機高分子}昆凝劑為代表的新型混凝劑層出不窮，產銷量大幅上升。聚氯化鋁(PAC)和硫酸鋁(AS)產能(以固體計)均達到了100×104t／a以上，走進了世界最大產銷國的行列，技術研發也走在世界前列，但是與世界先進工業化水平比較還有較大差距。我國混凝劑雖然不乏高端產品，但是也有相當數量的混凝劑產品較粗糙，不溶物和重金屬含量偏高，少數企業用副產酸作生產原料，帶來了有機有毒污染，加之缺乏原材料、成品的質檢和有效的衛生監控，混凝劑的衛生安全存在較大隱患。我國主要用礦物原料直接生產混凝劑，主要產品為固體，有效成分溶出率不高，液體產品含水率較高，因此資源和能源消耗較大。
1 生活飲用水用聚氯化鋁的發展前景
未來十年聚氯化鋁仍是國內外生活飲用水凈化的主導產品，產品趨于高純、高濃，以確保生活飲用水的衛生安全和快速提高的水質標準以及節省能源和運輸成本。美國、法國甚至印尼和泰國都開始使用無色透明、高純、高濃的液體PAC來凈化生活飲用水，我國自來水行業應改變使用質低價廉的混凝劑產品的習慣。為了確；炷齽┑男l生安全，進人生活飲用水混凝劑市場的企業將采用認證制度。隨著以氫氧化鋁為主要原料的混凝劑成為生活飲用水凈化的主導產品，目前以礦物為原料生產的PAC將逐步退出生活飲用水市場，成為工業給水和污(廢) 水處理的主導產品。
為了適應國內對高純、高濃但價格不高的PAC 的市場需求，深圳中潤公司推出了“2010A、B、C”系列PAC新產品，其毒理指標達到歐美PAC同等水平，但混凝效果(同等氧化鋁)高于歐美PAC約 30％ ，售價(同等氧化鋁)僅為歐美PAC的20％ ～ 30％ 。以深圳水庫原水(濁度為32．2 NTU，pH= 6．95，水溫為27℃ ，GT值為25 182)為例，對us— HPAC、JP—PAC與中潤公司產品(ZR—HPAC、2010 -A、2010-B、2010-C)的混凝效果進行比較，結果見圖1。
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圖1 2010S不同混凝劑的效果比較
作為過渡產品，深圳中潤公司的2010D和ZR一 3系列的PAC產品全部指標達到《生活飲用水用聚氯化鋁》(GB 15892-2009)的要求，混凝效果優于現有產品。其中ZR一3系列的PAC(長三角地區商品名為聚硫氯化鋁)是深圳中潤公司開發的高效 PAC混凝劑，特別適于低溫、低濁水的凈化，具有較高的性價比，已在上海和長三角地區得到廣泛應用，在上海地區單耗低至7 g／m (AI2 O3 以8％ 液體計)，凈化后自來水濁度可達0．2 NTU以下。“2010 D系列PAC”是深圳中潤公司近年開發出的含硫酸根的高性價比PAC產品，特別適用于中小城市自來水廠使用。
2 硫酸鋁產業的創新發展
我國是硫酸鋁(AS)的生產大國，AS產品基本以含鋁礦物為原料、采用加壓溶出法生產，與國外以氫氧化鋁為原料的常壓法生產工藝相比，具有原料成本低的優點，但其流程復雜、能耗高、生產條件差、產品含鐵和其他微量金屬元素偏高等。由于受水處理和造紙市場逐漸被PAC擠占、符合要求的含鋁原料越來越少等因素困擾，AS生存空間越來越小。為了發展，只有創新才有出路。
2．1 以AS為原料開發新型高效的產品
① PACS：含硫酸根的PAC，其生產成本比一般的PAC低20％ ～30％，而混凝效率則高20％ ～ 30％。該產品以液體AS為原料，新增設備很少(產 3×10 t／a的液體PACS，新增設備費在50萬元以內)，現有設備可全部利用。
② 聚硫酸鋁(PAS)：以含鋁礦物、氫氧化鋁或液體AS為原料，生產成本與液體As相當，新增設備與PACS相同，其混凝效果優于一般PAC和AS。產品使用稀釋濃度(A1203)為1％ ～5％ ，產品不可與其他混凝劑混合使用。
深圳中潤公司生產的PAS技術指標見表1。
表1 深圳中潤PAS技術指標
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③ 高效硫酸鋁(ZR—AS)：其凈水效果比同等含量的硫酸鋁提高約30％ 以上，以液體AS為原料，不需增加生產設備。
2．2 原料的預處理和后處理工藝
原料預處理將使低品位資源得到合理利用，后處理工序將成為混凝劑生產的必備程序，為混凝劑安全增加最后一道防線。用含鋁礦物為原料生產硫酸鋁，為了使產品含鐵指標達標，含鋁礦物的含鐵量必須在1．5％以下(目前這種低鐵礦為數已不多)。為了充分利用資源，深圳中潤公司開發了高鐵含鋁礦物低成本除鐵技術，可使含鐵量高達5％ ～10％的含鋁礦其鐵含量降至0．5％ 以下。采用除鐵處理工藝后，可將其代替氫氧化鋁生產低鐵AS。
3 其他混凝劑的發展趨勢
① 高含量固體PAC。一般固體PAC的氧化鋁含量在27％ ～30％ ，深圳中潤公司生產的PAC氧化鋁含量達33％ ～50％ ，且現有生產原料和設備不變，等含量原料成本不變，具有節省能源、包裝、倉貯和運輸費用等優點，有利于出口外銷。
② 新型鐵鹽混凝劑將逐步進入生活飲用水凈化市場，但原料路線必須重新確認，以保衛生安全。
③ 鋁酸鈣作為PAC的重要生產原料，是中國的獨創，也是中國獨有的產品。水處理用鋁酸鈣在 21世紀將推向全世界，對鋁酸鈣的生產和應用技術還應進行深入創新研究，水處理劑用鋁酸鈣技術標準將由化工行業標準上升為國家強制標準。
④ 除磷劑。由于嚴格執行0．5 mg／L的污 (廢)水磷排放標準，除磷水處理劑將有巨大商機。 PAC雖然可以去除水中的磷，但效果不理想。
⑤ 有機高分子絮凝劑。由于污(廢)水和污泥處理的強化管理，作為污泥脫水劑和助凝劑的有機高分子絮凝劑，將有較大的需求增長，但還應進行不同水質和泥質的應用技術的深入開發。
⑥ 膜法水處理專用混凝劑。由于膜法水處理在海水淡化和工業用水及廢水處理中的大量應用，膜法的預處理專用混凝劑將會有較大市場需求。而現有混凝劑用于膜法水處理效果欠理想，需要研發專用產品。
⑦ 天然高分子絮凝劑用于水處理具有生態和環保的優勢，需加強多學科研發合作，以促進在食品、飲用水和生物化工領域的應用。
⑧ 個性化服務及綠色化工生產工藝。在水處理藥劑的技術服務方面，應針對特定的水質、原料和地方特點，設計專用混凝劑產品配方和服務。21世紀PAC的生產工藝應是低成本、低能耗、低資源消耗、清潔環保的綠色化工工藝。深圳中潤公司的 2010一A、B、C系列產品均為無“三廢”排放的綠色生產工藝，2010D和ZR一3系列的PAC產品有少量固廢排出，但可資源化利用。
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