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工业水处理药剂固态化可行性研究

发布日期:2015-1-31 11:42:26

    节能环保产业是“十二五”明确的七大战略性新型产业之一,水处理行业作为其重要的子产业,也更加受重视,我国提出的发展重点是新设备(如膜技术、脱氮除磷、脱硫脱硝、布袋除尘等相关设备)的产业化,新型解决方案的研发及相关服务。我国目前的水资源十分匮乏,随着工业上对水质要求的提高,企业对“循环水高浓缩倍数运行”的日益重视,水处理药剂对高效性、环境友好型的要求也更加迫切,这对我们水处理行业是一个巨大的机遇和挑战。

    工业水处理药剂作为工业水处理行业的翅膀之一,在我国发展较晚,但是发展势头迅猛,从七八十年代引进吸收国外技术并实现国产化,到二十世纪末期的创新研发并实现产业化,到目前的向无磷型、高效性、环境友好型、多重功能及生物可降解性发起科研攻关。通过近五十年的发展,我国已有百余种水处理化学品实现产业化。产品从产量到质量基本满足国内需求,并有部分产品出口,有些产品的性能和生产工艺已处于国际领先水平。从产品的研发方向上看,我国水处理药剂的研发已涵盖了各个方面的需求;从环境保护方面来看,其性能研究已经接近水处理药剂的顶峰,更多的考虑是从产品的新品种研发着眼。

    纵观这几十年的发展情况,我们可以发现一个共同点,即水处理药剂主要是以液态形式存在,其形态转变上的研究几近空白。液体药剂具有工艺成熟,设备简单,可操作性强等优点,同时也存在以下几个弊端:

     (一)产品有效成分低。大部分液态药剂以水溶液形式存在,其浓度范围大都在30%~50%之间,有些产品的浓度低于30%。有些商家为了获得更高的利润值,在此基础上对产品再稀释。这就导致国内产品的性能参差不齐,用户在推荐的加药浓度下操作时达不到预期效果,运行成本上不能有效控制,甚至超过预期成本,造成了不必要的经济浪费。

      (二)贮存空间大。《德勤化工季刊》2012年第三期中提到这样的数据水处理化学品:2005~2010年中国水处理化学品需求年平均增长率为12%2010年达到85亿元,2010~2015年平均增长率预计10%。按照此增长速率,2013年我国水处理药剂需求量将增加为102.85亿元,以每吨药剂6500元计算,则需求量接近1600万吨,以其比重为1.2计算,将需要1300多万方的存储空间。在当前中国土地如此紧张的形势下,单纯药剂的贮存就是一笔巨大的消费。即使药剂使用完后,包装桶的贮存所需空间也不会相应的减少。

       (三)贮存、运输、使用时安全隐患大。因包装、输送管道等的密封性能差引起液体药剂在贮存、运输、使用过程中的泄露时有发生。这不仅造成了经济上的损失,同时会造成环境污染,对操作人员的人身安全同样存在潜在的巨大的威胁。药剂对人体皮肤及粘膜组织均有不同程度的伤害,尤其是杀菌灭藻剂。因人体皮肤等表皮组织与细菌藻类等有相似之处,杀菌灭藻剂既然能杀灭菌藻,高浓度存在的情况下,对人体表皮组织也将造成巨大的伤害。

    (四)运输成本高。化工类产品的运输尤其是气态、液态等存在较大泄露的可能。对运输公司的资质审核要求十分严格,需要层层把关。这就导致有能力进行此类产品运输的公司所占比例较小,货物运送成本也因种种因素限制,要比固体类产品的成本高出很多。

    针对液态水处理药剂存在的弊端,其替代品固态化水处理药剂应运而生。固态化水处理药剂相对于液体药剂拥有诸多突出的优点。

      (一)药剂的高效性更加突出。固态化药剂经过先进的技术复配,用于水处理的部分达到或者接近100%。相同水量的掺加量大幅度降低,而效果成倍的增加。以缓蚀阻垢剂为例,每公斤固态化药剂可处理5.5吨锅炉水,以添加20ppm浓度为例,至少可处理5吨循环水。

      (二)运输、贮存、使用安全可靠,成本低。固体药剂制成高密实棒状或圆筒状,存贮时可置于货架,纸箱等简易包装容器内,且可以层层垒叠。相同空间存储的药剂比液体药剂多出几倍,且不会像液体药剂那样出现泄露、喷溅、污染蔓延等问题。可最大程度的保护操作人员免于危险。而且固体药剂运输比液体更为方便,满足运输资格的运输公司较比液体药剂要多出许多,相对的运输成本也会降低很多。

      (三)药剂加药方便,操作空间小。药剂采用壁挂式密闭容器承装,利用水泵输送的压力水将药剂溶解进入系统,节省了液体药剂储罐所占用的大空间。水泵系统与液体药剂系统通用,杜绝了设备更换的经济浪费。同时避免了加药时液体喷溅对人体造成的伤害。

     (四)环境友好性。固体水处理药剂除了在成分上注重对环境的保护,其包装上也贯彻这个理念。固体药剂包装采用完全可回收塑料包装和水溶性包装。做到绿色循环,防止因包装的问题造成二次污染。

    两种形态的药剂优劣对比如此明显,我们不难看出,无论从环境保护着手还是从成本控制方面考虑,水处理药剂固态化都是是大势所趋。从长远利益出发,我们可以预见,在不久的将来,固态化水处理药剂会占据行业市场的大半甚至全部。

    国际上对固态化水处理药剂的研究报道极少,产品也主要是以液态药剂为主。但欧美地区已经有机构研究和开发了一系类固态化水处理药剂,尤其是Solid Chemical Technologies(简称SCT)。该公司的缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂,无论是单体还是复配药剂均为固态,且同步开发出配套的加药设备,同时在终端服务上下功夫抓住客户。其企业发展市场以英国曼彻斯特为中心,辐射周边,并有继续拓展,进军全球的迹象。反观国内,在固态化水处理药剂上的研究几近为零。除个别单体做到高纯度的固体产品外,其他产品基本以液态形式存在,尤其是复配药剂,而复配药剂在水处理药剂中的所表现出的作用却最为突出。

    国外企业的成就给我们一个警醒,我们需要尽快开发和完善自己的固态化水处理药剂体系及其配套设备,在外来户进入之前占有市场,并逐步扩大,最终做到领军全球。山东化友化学有限公司看准时机,增强科研团队,加大研发力度,积极投入到固态化水处理药剂的研发和生产,目前,已有部分产品实验成功,即将批量生产。

    山东化友化学的研发只是中国水处理行业新课题的一个开端。如前文所言,从长远利益考虑,这是一个不可多得的机遇,同时也是一个挑战。中国水处理药剂固态化的研究在不久的将来必将出现百花齐放,百家争鸣的蓬勃景象。

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