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      我國是水資源短缺和污染比較嚴(yán)重的國家之一。1993年全國總?cè)∮盟颗c1980年相比增加18.43%，達(dá)到5 255億m3，人均用水量為450 m3。用水結(jié)構(gòu)發(fā)生很大轉(zhuǎn)變，自1980年以來，全國農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活用水(統(tǒng)稱農(nóng)村用水)基本持平，而工業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水則有較大的增長［1，2］。
1993年黃、淮、海河三流域人均占有水資源量分別為543、500和351 m3，而人均用水量為393、301和347 m3。國外學(xué)者認(rèn)為，人均占有水資源量1 000 m3是實現(xiàn)現(xiàn)代化的最低標(biāo)準(zhǔn)，從現(xiàn)狀和未來發(fā)展來看，我國北方黃、淮、海河三流域要達(dá)到人均占有水資源量1 000 m3是極其困難的，即使要達(dá)到500 m3也需進(jìn)行很大的投入。
從全國情況看，目前城市缺水嚴(yán)重，已造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會環(huán)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(qū)及東部沿海城市逐漸向全國蔓延。
節(jié)約用水、治理污水和開發(fā)新水源具有同等重要的意義。大力發(fā)展水處理化學(xué)品對節(jié)約用水、治理污水起著重要的作用。
水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中所必需使用的化學(xué)藥劑。經(jīng)過這些化學(xué)藥劑的使用，使水達(dá)到一定的質(zhì)量要求。水處理劑的主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少泡沫，減少與水接觸的材料的腐蝕，除去水中的懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭脫色，軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。因此水處理劑包括凝聚劑、絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、分散劑、殺菌劑、清洗劑、預(yù)膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂。一般性的化學(xué)藥品，如用于調(diào)整水的pH值的酸或堿，常常不被看作是水處理劑。
水處理劑屬于精細(xì)化工的范疇，相對于常用化學(xué)品，它具有精細(xì)化學(xué)品的許多特性，如生產(chǎn)規(guī)模一般不大，因此建廠設(shè)備投資少，產(chǎn)量??；產(chǎn)品品種多，品種的更新?lián)Q代快；附加產(chǎn)值大；技術(shù)服務(wù)必不可少；各種產(chǎn)品，尤其是復(fù)配產(chǎn)品，具有很強(qiáng)的專用性。
1、國外水處理劑發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國外業(yè)已形成了“水處理工業(yè)”這一概念。按照美國工業(yè)分析專家Jean M.Kennay的觀點(diǎn)，該工業(yè)可分為3個部分，即產(chǎn)品制造、服務(wù)和系統(tǒng)建設(shè)［3］。
產(chǎn)品制造包括水處理設(shè)備和化學(xué)品制造，系統(tǒng)建設(shè)指水處理工程建設(shè)，服務(wù)指提供水處理技術(shù)服務(wù)。通常，化學(xué)品制造商也是服務(wù)商。
目前世界上水處理工業(yè)市場銷售額約300億美元，設(shè)備制造和系統(tǒng)建設(shè)約占該工業(yè)的73%。其余為化學(xué)品銷售和技術(shù)服務(wù)營業(yè)額?；瘜W(xué)品約占20%，估計不會超過60億美元。
美國是世界上最大的水處理劑消耗國，其次是日本和西歐，詳見表1［4］。
表1　美國、西歐和日本水處理化學(xué)品用量　億美元

年　份	1993	1997
美　國	18.21	21.49
西　歐	7.46	8.22
日　本	7.64	9.54
總　計	33.31	39.25

2、水處理劑在我國的生產(chǎn)及應(yīng)用狀況
2.1　我國水處理劑的品種
我國水處理藥劑是在70年代引進(jìn)大化肥裝置后才引起重視和逐步發(fā)展起來的；此后，自行研制開發(fā)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(jī)凝聚劑、有機(jī)絮凝劑等幾大類。
2.1.1　阻垢劑
70年代以來，我國在引進(jìn)和消化吸收基礎(chǔ)上開發(fā)和應(yīng)用的水處理阻垢劑主要有兩類，一類是有機(jī)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，還有一個分支，即含磷聚合物。
2.1.2　緩蝕劑
無機(jī)鹽類是相當(dāng)重要的一類緩蝕劑品種。目前采用的鉻系、磷系、鋅系、硅系、鉬系、鎢系和全有機(jī)配方，系分別指在配方中采用了鉻酸鹽、磷酸鹽、硫酸鋅、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽和有機(jī)膦酸鹽。全有機(jī)配方則不采用無機(jī)鹽，特別是重金屬無機(jī)鹽，以降低藥劑對環(huán)境的污染。在全有機(jī)配方中常以有機(jī)膦酸鹽作緩蝕劑。芳香唑類是用于銅及其合金的緩蝕劑，國內(nèi)常用的是苯并三氮唑和巰基苯并三唑?！　?.1.3　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(yīng)用最廣泛的是氯及其制品，如NaOCl、Ca(OCl)2等，近年來ClO2和氯胺的應(yīng)用有所增加，臭氧和溴化物的應(yīng)用也值得重視。另一類為非氧化型殺菌劑，目前國內(nèi)使用較普遍的是季銨鹽如十二烷基
作為低分子的無機(jī)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(jī)高分子凝聚劑是一類新型的水處理藥劑。近幾年，無機(jī)凝聚劑發(fā)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(chǎn)品，聚合氯化鐵尚處于研制開發(fā)階段。復(fù)合型無機(jī)高分子凝聚劑的開發(fā)是近年來發(fā)展的明顯趨勢，開發(fā)的復(fù)合品種很多，如陰離子復(fù)合型(如PAC中引入SO42-、PFS中引入氯根等)，陽離子復(fù)合型(如PAC中引入Fe3+等)，多種離子復(fù)合型(鐵、硫酸根、氯根的復(fù)合)，無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型(PAC與聚丙烯酰胺復(fù)合)等，如聚合氯化硫酸鐵、聚合鋁硅、聚合鋁磷，聚合鋁鐵等。
2.1.5　有機(jī)絮凝劑
有機(jī)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酰胺(PAM)及其衍生物。天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、含膠植物、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物，目前產(chǎn)量約占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(zhì)作絮凝劑。國內(nèi)中科院微生物研究所等單位已有良好的研究成果。2.2　我國水處理劑的生產(chǎn)表2是我國部分水處理藥劑生產(chǎn)企業(yè)狀況。
表2　我國部分水處理藥劑生產(chǎn)企業(yè)情況①

藥劑	生產(chǎn)廠家數(shù)量	生產(chǎn)能力/t
水處理化學(xué)品②	50	28　270
阻垢劑	13	2　256
緩蝕劑	18	6　299
分散劑	5	1　665
絮凝劑	14	5　293
聚丙烯酰胺	27	7　891
殺菌劑	10	1　457
凈水劑	46	49　928
除垢劑	16	4　240
離子交換樹脂	38	46　580

　　注：①數(shù)據(jù)取自“第三次全國工業(yè)普查資料”； ②包括水處理藥劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑等。
從資料上看，這些水處理化學(xué)品生產(chǎn)廠家多是集體經(jīng)濟(jì)，經(jīng)營規(guī)模多是小型。生產(chǎn)品種較為單一，產(chǎn)能較小。其中武進(jìn)精細(xì)化工廠和南京化工學(xué)院武進(jìn)水質(zhì)穩(wěn)定劑廠是我國兩家最大的水質(zhì)穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠家，1995年水處理藥劑產(chǎn)量均在4 000 t以上，產(chǎn)品品種比較齊全，覆蓋面廣，并有部分出口。
2.3　我國水處理劑與國外的差距
我國水處理劑的生產(chǎn)和應(yīng)用雖然起步較晚，但由于不同水處理領(lǐng)域發(fā)展的歷史背景不同，因此對目前所體現(xiàn)的國內(nèi)外差距不能一概而論。整體上看，由于我國水處理劑是70年代以后陸續(xù)投產(chǎn)的，這些產(chǎn)品除少數(shù)是我國自行研制的外，大部分是剖析、仿制或依據(jù)國外專利研制的，再加上我國水處理劑工業(yè)發(fā)展歷史較短，科研經(jīng)費(fèi)有限，因此具有基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)比較落后、整體水平不高的特點(diǎn)。按以下幾方面分析國內(nèi)外差距。
2.3.1　產(chǎn)量
與先進(jìn)國家相比，我國水處理劑的產(chǎn)量很低。美國1997年各種水處理劑銷售總額約為35.2億美元。我國水處理劑的總產(chǎn)值與美國相差甚遠(yuǎn)。
2.3.2　品種
循環(huán)冷卻水處理劑　主要包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑及配套的預(yù)膜劑、清洗劑和消泡劑等。大類品種國內(nèi)基本配套齊全，已能大量替代進(jìn)口，并能部分出口。通過對不同年代3次大型技術(shù)引進(jìn)(70年代13套大化肥裝置、80年代的石油化工裝置和80年代末的寶鋼冶金裝置的配套水處理技術(shù))的及時消化和開發(fā)，大大縮短了我國與國外先進(jìn)水平的差距，基本掌握了國外一些著名的水處理公司如美國的Nalco、Drew、Betz、日本的栗田、片山等公司的技術(shù)和配方特點(diǎn)。目前在品種上與國外的差距主要體現(xiàn)在新型水溶性共聚物、新型膦羧酸、氧化型殺菌劑和含溴殺菌劑上。“八五”期間雖經(jīng)努力開發(fā)了某些新品種，如AA-STA(丙烯酸-磺化苯乙烯共聚物)、AA-AMPS(丙烯酸-磺化丙烯酰胺共聚物)、膦羧酸(如PBTC、HPA)等，但多半未形成生產(chǎn)規(guī)模。
殺菌劑，如工業(yè)用水殺菌劑，目前我國投入生產(chǎn)用的僅液氯、季銨鹽等少數(shù)品種，而國外近幾年發(fā)展了有機(jī)硫季膦鹽、噻唑膦等，目前不少水處理劑在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)，部分產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。
有機(jī)高分子絮凝劑　品種單一，除聚丙烯酰胺外，只有聚丙烯酸鈉和少量聚胺，聚丙烯酰胺的系列化水平很低。高分子量和超高分子量品種、低毒品種和陽離子品種(特別是粉末產(chǎn)品)遠(yuǎn)落后于國外。
從品種的總體看，我國已經(jīng)具有配套的、系列化的水處理劑品種，各個類別國外有的，國內(nèi)基本也有。但值得指出的是，國外上述品種很多是系列產(chǎn)品，有很多專用的品種，而我國一般只有1～2種。
2.3.3　質(zhì)量
我國的水處理劑約80%是由鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)的。經(jīng)過長期發(fā)展，出現(xiàn)一批在生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備、生產(chǎn)規(guī)模及管理上達(dá)到相當(dāng)水平的優(yōu)秀企業(yè)，但從整體看，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)潛力的枯竭，管理的滑坡，有不少企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有待提高。從全行業(yè)看，各家產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，致使整體質(zhì)量欠佳。
但以國內(nèi)先進(jìn)水平而論，則情況有所不同。循環(huán)冷卻水處理劑，就國內(nèi)某些主要生產(chǎn)廠家來說，其生產(chǎn)技術(shù)水平雖不能與國外先進(jìn)水平全面相比，但其產(chǎn)品質(zhì)量與國外相差不很大，有的品種質(zhì)量與國外產(chǎn)品完全相當(dāng)或超過國外產(chǎn)品，打入了國外市場。
我國有機(jī)高分子絮凝劑除品種少外，在分子量、毒性和速溶性等方面也體現(xiàn)了質(zhì)量上的差距，這些差距在水處理劑中還是很突出的。　　2.3.4　應(yīng)用與技術(shù)服務(wù)
水處理技術(shù)應(yīng)用面不夠廣，中小型企業(yè)應(yīng)用較少。如冷卻水，不少企業(yè)至今仍采用直流式，耗水量普遍高于國外的水平，如表3所示［5，6］。并且，水的重復(fù)使用率低，如我國目前城市用水的重復(fù)使用率為45%左右，而美國1985年即達(dá)75%，日本則為82.5%。
表3　國內(nèi)外有關(guān)產(chǎn)品噸耗水量比較

產(chǎn)　品	合成氨	鋼鐵	火力發(fā)電  (kWh)	造紙	啤酒
國外水平	＜20	＜5.5	(4～6)×10-3	200	＜10
國內(nèi)水平	300～500	25～56	(1～1.3)×10-2	450～500	20～60

國內(nèi)各生產(chǎn)廠現(xiàn)都有自己的技術(shù)服務(wù)隊伍，針對用戶的水質(zhì)、材質(zhì)、工藝，提供應(yīng)用配方、適用藥劑和使用方法。許多大的用戶，如石化廠、大化肥廠也有自己的水處理隊伍和儀器設(shè)備，并在技術(shù)服務(wù)方面，尤其對冷卻水處理積累了較豐富的經(jīng)驗。目前的問題是，技術(shù)服務(wù)的對象和內(nèi)容尚有局限性，一是在行業(yè)方面，如對電力、洗煤、造紙行業(yè)還缺乏經(jīng)驗；二是在污水處理方面，還不能滿足各種污水處理的要求。 
3　結(jié)論與對策
1990年我國水處理劑行業(yè)組織正式成立，行業(yè)管理也列入了化工部的生產(chǎn)管理系列。這標(biāo)志著精細(xì)化工的該領(lǐng)域已經(jīng)由起步、開發(fā)、試生產(chǎn)、小規(guī)模推廣正式進(jìn)入了成長和發(fā)展的階段。幾年來，水處理劑的生產(chǎn)廠家、研究單位、推廣單位積極投入市場。隨著我國改革開放形勢的進(jìn)一步發(fā)展，水處理劑行業(yè)會有一個長足的甚至是突破性的進(jìn)展。但是面對關(guān)貿(mào)總協(xié)定締約國地位的恢復(fù)和知識產(chǎn)權(quán)公約的簽訂，外國水處理公司將加強(qiáng)對國內(nèi)市場的開拓，面對歷史賦予水處理劑行業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，如何把握目前的有利時機(jī)，使水處理劑行業(yè)得到快速的發(fā)展，需要領(lǐng)導(dǎo)者保持清醒的頭腦，使決策更加科學(xué)化。
3.1　對策及建議
研究水處理劑的戰(zhàn)略發(fā)展離不開當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的新特點(diǎn)，尤其不能忽視我國短缺經(jīng)濟(jì)已經(jīng)在大多數(shù)領(lǐng)域基本結(jié)束，部分行業(yè)出現(xiàn)生產(chǎn)相對過剩的情況。在水處理劑這樣的競爭性行業(yè)，短缺經(jīng)濟(jì)已經(jīng)結(jié)束的特點(diǎn)更為明顯。在這種情況下，國家將加快國有經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性改組，解決好“退出”和“集中”兩個問題，貫徹“有所為，有所不為”的原則。分清哪些是國家和政府應(yīng)該干的，哪些是通過市場規(guī)律應(yīng)由企業(yè)辦的。只有這樣，國家才能集中精力和財力辦好為數(shù)不多的事情。從這個觀點(diǎn)出發(fā)，建議：
①水處理劑的科技開發(fā)已經(jīng)與市場充分接軌，絕大部分的研究課題都是從市場出發(fā)，成果有自己的市場，也有可觀的效益，大部分研究單位都有能力自籌資金進(jìn)行開發(fā)研究。因此，國家在財力緊張的情況下，并不需要增大投資力度。
②目前國內(nèi)水處理劑的生產(chǎn)能力已大于市場需求，因此，國家也不宜在這方面進(jìn)行投資。
③水處理劑的研究方向主要應(yīng)是改進(jìn)老工藝，以降低消耗，提高質(zhì)量，減少自身生產(chǎn)的污染；根據(jù)用戶需要，研究無磷或少磷的水處理配方；研究可以進(jìn)行計算機(jī)控制的能在線測定濃度的水處理劑及其應(yīng)用技術(shù)；研究苛刻條件下有特殊要求的水處理劑；研究海水代用淡水作冷卻水的水處理劑；研究天然或半天然及生物絮凝劑。此外，不宜在水處理劑品種上作過多或無用的開發(fā)，在水處理劑品種已基本配套并滿足市場要求的情況下，多一個品種或少一個品種對水處理行業(yè)并無大礙。國家應(yīng)在計算機(jī)控制的能在線測定濃度的水處理劑及其應(yīng)用技術(shù)、海水利用及生物絮凝劑3個方面加以資助。
④水處理劑目前面臨的主要問題是推廣速度跟不上形勢需求。不管在行業(yè)上還是在工廠數(shù)目上，都還沒有全面推廣，需要加大推廣力度，應(yīng)在法規(guī)法制的制訂、完善和貫徹上下功夫，也應(yīng)該在行政上加以引導(dǎo)和干預(yù)。在利用經(jīng)濟(jì)杠桿方面，如提高水價、限期治理，國家都已或?qū)⒁扇〈胧?，相信會有一定作用。在每個領(lǐng)域、每個行業(yè)都應(yīng)大力加強(qiáng)宣傳和推廣力度。化肥行業(yè)這幾年推廣兩水閉路循環(huán)，有很大成績，可以借鑒。
⑤現(xiàn)階段推廣的重點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)放在冷卻水處理劑上，并把冷卻水濃縮倍數(shù)由2提高到2.5以上，最好是2.5～3.5，以提高節(jié)水水平；第二應(yīng)大力推廣污水回用作冷卻水的水處理技術(shù)和藥劑，這對于節(jié)約用水、減少污染都有很大的效益；第三推廣不停車清洗技術(shù)和藥劑，以保證現(xiàn)代化工廠的連續(xù)、高效、長周期運(yùn)行，利于節(jié)能、高產(chǎn)；第四是大力推廣絮凝劑使用，以加速污水治理的速度。
⑥在推廣方式上，由于水處理劑多為水劑，規(guī)模效應(yīng)不太明顯，因此不宜搞大公司、大廠。可以以中小企事業(yè)單位為主，分散就地服務(wù)。但是需要加以聯(lián)合，取長補(bǔ)短。應(yīng)該鼓勵小型技術(shù)服務(wù)單位的成立，建立為數(shù)不多的基本藥劑工廠，配以大量可合成藥劑。進(jìn)行復(fù)配生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)的企業(yè)，通過水處理行業(yè)組織進(jìn)行聯(lián)合和交流，使企業(yè)間形成既有競爭又有聯(lián)合的良好關(guān)系。
⑦目前在推廣上還有一定的人為阻力，各行業(yè)都相繼成立了自己的監(jiān)測中心。應(yīng)該用正常的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測體系(如地方質(zhì)量監(jiān)測站)，采用已有的國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加上用戶自己的質(zhì)量監(jiān)測，來代替上述行業(yè)保護(hù)性監(jiān)測。