水處理藥劑的發展趨勢

    按照可持續發展的要求，水處理技術的綠色化進程將會加快，開發研制適合環境保護需求的低磷、非氮和可生物降解的多功能綠色水處理藥劑，將成為工業水處理領域中最主流的研究方向。

1．生產過程綠色化

綠色化學的思路是從根本上消除污染源，使廢物不再產生或得到控制，從源頭徹底控制污染。因此，在研制綠色水處理藥劑的生產工藝中，應該努力實現生產過程的綠色化，在生產過程中控制污染物的產生。生產過程的綠色化，主要體現在采用可以減少或消除對人體健康或環境有害的原料、產物、副產物、溶劑、試劑等的使用或產生的化學工藝和方法。

    (1)分子結構新設計。由于綠色水處理藥劑及其清潔化生產工藝還處在初步研究階段，為了節約探索時間，可以通過計算機模擬，進行“虛擬”反應，從而篩選最佳的原料和設計最優的合成路線。

    目前，采用分子模擬進行分子結構設計和“剪裁”及對用于工業生產的預期指標進行的研究，主要包括磷酸鹽類和聚合物類阻垢劑。通過生物降解性實驗發現，增加聚羧酸阻垢劑分子結構中羧基的數目、酯基支鏈以及向主鏈中插入氮、氧元素的方法，均可提高其生物降解性。雖然傳統的聚丙烯酸類阻垢劑效果好，但難以生物降解。聚環氧琥珀酸就是經過計算機進行分子設計和“剪裁”后，通過向分子鏈中插入氧原子，獲得了既有優良阻垢性能又容易生物降解的產品。

    同樣的分子設計也應用在了聚天冬氨酸上，通過向其側基上引入羥基、醚、羥烷基胺、羥基烷氧基烴、羧基、磺烷基、磷酸基等基團，來提高聚合物的儲存穩定性以及基體線形結構，從而提高分子的生物可降解性。

    還可通過將甘氨酸等天然氨基酸與聚天冬氨酸共聚，使聚合物具有高度的生物一致性及可降解性。