水处理化学品手册

水是人类社会赖以生存和发展的不可替代的资源。随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对水的需求量越来越大，对其质量要求也越来越高，但人类可取用的水资源却不断减少。为改善水资源环境，促进节约用水和提高污水资源化程度，并使水资源短缺和水环境污染并存的局面得以改变，众多专家学者开展了大量的研发工作，从而使得水处理技术不断革新，水处理化学品不断呈现新品种，水处理行业不断向前发展。 　　水处理化学品是实施水处理技术与过程中的重要手段和材料。水处理化学品行业对于改善水质，防止结垢、腐蚀、菌藻滋生和环境污染，保证工业生产的高效、安全和长期运行，并对节水、节能、节材和环境保护等方面均具有重大意义。现代社会与工业的快速发展、水资源匮乏及污染加剧的严峻形势，极大地促进了水处理化学品新品种、新技术的不断出现和产业化规模的不断扩大。同时，新型水处理化学品的研究开发正向高效、低毒、无公害方面发展。 　　为了促进水处理行业的信息交流和技术合作，推广水处理化学品制造和应用技术，推动我国水处理工业的持续发展，本书结合近几年国内外在水处理化学品开发方面的新研究，编写了《水处理化学品手册》一书，以供读者参考。诚挚地希望本书的出版能够给相关工程技术人员在从事水处理工作时提供一定的指导作用，给环境科学和环境工程领域的科研、生产、教育等相关人员提供一些帮助。 　　全书共12章，第1章是绪论，第2章至第12章共收集包括混凝剂、絮凝剂、吸附剂、阻垢分散剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂、离子交换剂、膜材料、污泥脱水剂等多类水处理化学品，共收录药剂近500种。主要对各种化学品的性能、制备及应用进行了叙述，并对水处理化学品制备的机理及产品技术指标进行了分析和介绍。 　　限于编者的专业水平和知识范围有限，虽已尽力，但疏漏及不妥之处仍在所难免，恳请广大读者和同仁不吝指正。 编者 2016年1月

本书系统介绍了水处理化学品的制备和应用。全书共12章，第1章是绪论，第2章至第12章共收集包括混凝剂、絮凝剂、吸附剂、阻垢分散剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂、离子交换剂、膜材料、污泥脱水剂等多类水处理化学品，约四百余种，收录新药剂五十余种。 本书可供市政工程、环境科学与工程、化学工程等领域的工程技术人员、科研人员参考，也可供高等学校相关专业师生参阅。

刘明华：福州大学环境学院教授，院长，入选福建省第六批“百千万人才工程”和2006年度“福建省高等学校新世纪人才支持计划”。主要从事精细化学品合成、环境友好材料的研究与开发以及植物资源高值化利用方面的研究。已在国内外核心期刊上发表论文80多篇，其中被SCI、EI和ISTP收录51篇，出版专著2部，主编1部。他已申请国家发明专利25项，其中已授权13项，并先后主持或参加了国家863课题、国家九五攻关课题、国家自然科学基金等科研项目。

1绪论/ 1 1.1水处理化学品概述1 1.1.1水资源与水处理1 1.1.2水处理化学品的定义2 1.1.3水处理化学品的分类2 1.2水处理化学品的发展历程3 1.2.1国外发展概况3 1.2.2国内发展概况3 1.2.3国内外发展比较及相应的对策建议4 1.3水处理化学品的发展趋势6 1.3.1新型合成水处理化学品的开发6 1.3.2水处理化学品间的复配增效技术研究6 1.3.3多功能水处理化学品的研究6 1.3.4水处理化学品的环境友好化6 参考文献7 2混凝剂/ 8 2.1概述8 2.1.1混凝剂的分类8 2.1.2混凝剂在我国的发展现状8 2.1.3混凝机理8 2.1.4混凝剂的发展趋势10 2.2无机低分子混凝剂10 2.2.1硫酸铝10 2.2.2三氯化铝13 2.2.3三氯化铁16 2.2.4铝酸钠18 2.2.5硫酸亚铁20 2.2.6高铁酸钾22 2.3无机高分子混凝剂24 2.3.1聚合氯化铝（PAC）24 2.3.2改性聚合氯化铝（MPAC）29 2.3.3聚合三氯化铁（PFC）30 2.3.4聚合硫酸铁（PFS）31 2.3.5聚合氯化硫酸铁（PFCS）35 2.3.6聚磷硫酸铁（PPFS）36 2.3.7聚磷氯化铝（PPAC）37 2.3.8聚合氯化铝铁（PAFC）38 2.3.9聚硅硫酸铁（PFSS）40 2.3.10聚硅硫酸铝（PASS）41 2.3.11聚合硅酸铝铁（PSAF）41 2.3.12聚氯硅酸铝（PASiC）42 2.3.13聚合氯化硫酸铁铝（PAFCS）43 2.3.14聚硅酸铝铁（PAFSC）44 2.3.15聚合氯化硫酸铁（PFCS）44 参考文献45 3絮凝剂/ 50 3.1概述50 3.1.1絮凝剂的分类50 3.1.2有机高分子絮凝剂的研究概况51 3.2非离子型合成有机高分子絮凝剂54 3.2.1聚合型絮凝剂54 3.2.2缩合型絮凝剂65 3.3阴离子型合成有机高分子絮凝剂66 3.3.1聚合型絮凝剂66 3.3.2高分子反应型絮凝剂74 3.4阳离子型合成有机高分子絮凝剂76 3.4.1聚合型絮凝剂76 3.4.2高分子反应型絮凝剂89 3.4.3缩合型絮凝剂94 3.5两性型合成有机高分子絮凝剂103 3.5.1聚合型絮凝剂104 3.5.2高分子反应型絮凝剂113 3.5.3缩合型絮凝剂117 3.6非离子型天然有机高分子改性絮凝剂118 3.6.1淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物118 3.6.2β-环糊精改性产品124 3.6.3改性瓜尔胶产品126 3.6.4F691-丙烯酰胺接枝共聚物128 3.7阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂128 3.7.1改性淀粉类絮凝剂128 3.7.2黄原胶及其改性产品139 3.7.3改性纤维素类絮凝剂141 3.7.4海藻酸钠145 3.7.5改性木质素类絮凝剂146 3.7.6植物丹宁及其接枝共聚物150 3.7.7F691改性产品151 3.8阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂152 3.8.1改性淀粉类絮凝剂152 3.8.2改性木质素类絮凝剂169 3.8.3改性纤维素类絮凝剂173 3.8.4壳聚糖及其季铵化产品177 3.8.5F691改性产品186 3.9两性型天然有机高分子改性絮凝剂193 3.9.1改性淀粉类絮凝剂194 3.9.2改性木质素类絮凝剂205 3.9.3改性壳聚糖类絮凝剂209 3.9.4改性纤维素类絮凝剂211 3.9.5F691改性絮凝剂216 参考文献218 4吸附剂/ 225 4.1概述225 4.1.1吸附剂的基本特征225 4.1.2吸附的类型226 4.2吸附剂的制备和应用226 4.2.1粉煤灰（CFA）226 4.2.2黏土235 4.2.3硅藻土239 4.2.4膨润土243 4.2.5纳米二氧化硅255 4.2.6沸石260 4.2.7轻质氧化镁269 4.2.8活性氧化铝（γ-Al2O3）274 4.2.9硅胶280 4.2.10活性炭(AC)284 4.2.11活性炭纤维(ACF)299 4.2.12改性淀粉类吸附剂304 4.2.13改性壳聚糖类吸附剂311 4.2.14改性纤维素类吸附剂322 4.2.15改性木质素类吸附剂330 4.2.16大孔吸附树脂337 4.2.17甲壳素类树脂342 参考文献343 5阻垢分散剂/ 350 5.1概述350 5.2天然改性阻垢分散剂的制备及应用351 5.2.1木质素磺酸盐351 5.2.2丹宁354 5.2.3淀粉磷酸酯356 5.2.4羧酸磷酸化淀粉358 5.2.5羧甲基纤维素钠359 5.2.6海藻酸钠360 5.2.7腐殖酸362 5.2.8壳聚糖363 5.3多元膦酸型阻垢分散剂的制备及应用364 5.3.1乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)364 5.3.2氨基三亚甲基膦酸(ATMP)366 5.3.31-羟基乙烷-1，1-二膦酸(HEDP)368 5.3.4二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMP)370 5.3.5聚醚多氨基亚甲基膦酸盐-N-氧化物371 5.3.6甘油磷酸三酯372 5.3.7辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯372 5.3.82-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTC)373 5.3.9二甲基磷酸氨基甲磺酸(DPAMS)374 5.3.10N，N，N-三亚甲基三膦酸-乙二胺-N-羟丙基磺酸(EDTMPPS)375 5.4聚合物型阻垢分散剂的制备及应用376 5.4.1聚丙烯酸(PAA)377 5.4.2聚丙烯酰胺(PAM)378 5.4.3聚丙烯酸钠(PAAS)380 5.4.4聚甲基丙烯酸(PMA)381 5.4.5聚天冬氨酸(PASP)382 5.4.6聚环氧琥珀酸(PESA)384 5.4.7水解聚马来酸酐386 5.4.8聚亚甲基丁二酸(聚衣康酸)388 5.4.9聚苯乙烯磺酸钠389 5.4.10聚-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠(PAMPS)390 5.4.11次磷酸基聚丙烯酸391 5.4.12丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物392 5.4.13丙烯酸-马来酸酐共聚物393 5.4.14丙烯酸-丙烯酰胺共聚物395 5.4.15丙烯酸-丙烯醇共聚物396 5.4.16丙烯酸-衣康酸共聚物397 5.4.17丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物398 5.4.18马来酸酐-丙烯酰胺共聚物399 5.4.19马来酸酐-丙烯酰吗啉共聚物400 5.4.20丙烯酸-丙烯酰基吗啉共聚物401 5.4.21丙烯酸-异丙烯膦酸共聚物(AA/IPPA)401 5.4.22丙烯酰胺-丙烯酰基吗啉共聚物403 5.4.23丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠共聚物403 5.4.24丙烯酸/聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯二元共聚物404 5.4.25丙烯酸-马来酸-膦基三元共聚物404 5.4.26丙烯酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸-次磷酸钠共聚物405 5.4.272-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠-丙烯酰基吗啉共聚物406 5.4.28苯乙烯磺酸-苯乙烯膦酸共聚物406 5.4.29苯乙烯磺酸钠-丙烯酰基吗啉共聚物408 5.4.30N-丙烯酰基对氨基苯磺酸钠-丙烯酰基吗啉共聚物408 5.4.31丙烯醇-丙烯酰基吗啉共聚物408 5.4.32丙烯酸羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物409 5.4.332-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-丙烯酰基吗啉共聚物409 5.4.342-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-丙烯酸共聚物410 5.4.352-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-丙烯酰胺共聚物411 5.4.362-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-丙烯酸-β-羟丙酯共聚物411 5.4.372-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸共聚物412 5.4.382-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-苯乙烯磺酸钠共聚物412 5.4.392-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸-甲基丙烯酸共聚物413 5.4.40烯丙氧基聚醚羧酸盐共聚物413 5.4.41衣康酸-丙烯酰胺共聚物414 5.4.42衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙基膦酸共聚物414 5.4.43衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠共聚物415 5.4.44衣康酸-丙烯酸羟丙酯共聚物415 5.4.45衣康酸-丙烯基磺酸钠共聚物416 5.4.46衣康酸-丙烯三羧酸-丙烯酸-聚环氧琥珀酸共聚物417 5.4.47衣康酸-马来酸-丙烯磺酸钠三元共聚物418 5.4.48聚乙二醇-衣康酸-AMPS/MA三元共聚物418 5.4.49S-羧乙基硫代琥珀酸418 5.4.50烯丙氧基聚醚羧酸盐共聚物419 5.4.51聚醚型无磷共聚物阻垢剂419 参考文献420 6缓蚀剂/ 423 6.1缓蚀剂的分类及作用机理423 6.1.1缓蚀剂分类423 6.1.2缓蚀剂的特征及缓蚀机理425 6.1.3工业缓蚀剂的协同应用技术427 6.2有机缓蚀剂427 6.2.1六亚甲基四胺427 6.2.2硫脲430 6.2.3N，N-二邻甲苯基硫脲434 6.2.4吡啶434 6.2.5烷基吡啶436 6.2.6苯胺437 6.2.7苯胺、乌洛托品缩聚物440 6.2.8苯并三氮唑(BTA)442 6.2.9N，N-双(苯并三氮唑亚甲基)月桂胺445 6.2.102-巯基苯并噻唑(MBT)445 6.2.11丙炔醇(PA)448 6.2.12二聚炔醇(DMH)450 6.2.13葡萄糖酸钠(GS)450 6.2.14对苯二酚(HQ)455 6.2.15苯甲酸458 6.2.162-羟基膦基乙酸(HPAA)461 6.2.17S-羧乙基硫代琥珀酸462 6.2.18多元醇磷酸酯(PAPE)463 6.2.19N-月桂酰基肌氨酸(LS)464 6.2.202-炔丙基巯基苯并咪唑466 6.2.21咪唑啉季铵盐缓蚀剂466 6.2.22咪唑啉酮类缓蚀剂469 6.2.23复合芳基双环咪唑啉季铵盐469 6.2.24羧酸类缓蚀剂470 6.2.252-苯甲酰基-3-羟基-1-丙烯(BAA)470 6.2.26多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)472 6.2.272-癸硫基乙基胺盐酸盐(DTEA)472 6.2.28YSH-05高温酸化缓蚀剂472 6.2.29PTX-4缓蚀剂473 6.2.30环己胺474 6.2.311-羟甲基苯并三氮唑476 6.2.32氨基三亚甲基膦酸(ATMP)476 6.2.33羟基乙叉二膦酸(HEDP)477 6.2.34乙二胺四甲叉膦酸五钠(EDTMP·Na5)478 6.3无机缓蚀剂478 6.3.1亚硝酸钠478 6.3.2硝酸钠481 6.3.3硅酸钠484 6.3.4三聚磷酸钠(STPP)488 6.3.5六偏磷酸钠489 6.3.6钼酸钠491 6.3.7钨酸钠497 6.3.8硫化钠500 6.3.9七水硫酸锌501 6.3.10氯化锌503 6.3.11水合肼508 6.3.12磷酸二氢钠508 参考文献509 7杀菌灭藻剂/ 514 7.1概述514 7.1.1微生物概况及危害514 7.1.2杀菌灭藻剂的分类516 7.1.3杀菌机理516 7.1.4杀菌灭藻剂的发展趋势517 7.2氧化型杀菌灭藻剂的制备及应用517 7.2.1液态氯517 7.2.2臭氧518 7.2.3次氯酸钠521 7.2.4次氯酸钙 523 7.2.5二氧化氯525 7.2.6二氯异氰尿酸钠529 7.2.7三氯异氰尿酸532 7.2.8氯胺-T534 7.2.9过氧化氢535 7.2.10过氧乙酸538 7.2.11溴氯海因(BCDMH)540 7.2.12二溴海因(DBDMH)541 7.2.132，2-溴氰乙酰胺(DBNPA)543 7.2.14高铁酸钾545 7.2.15四氯甘脲(TCGU)547 7.2.16过硫酸氢钾548 7.3非氧化型杀菌灭藻剂552 7.3.1氯酚类552 7.3.2有机硫化合物555 7.3.3有机锡化合物562 7.3.4烯醛类563 7.3.5季铵盐类杀菌剂571 7.3.6季盐杀菌灭藻剂581 7.3.7其他杀菌灭藻剂591 参考文献595 8清洗剂、预膜剂/ 599 8.1概述599 8.2无机化学清洗剂600 8.2.1无机酸清洗剂600 8.2.2无机碱清洗剂612 8.3有机化学清洗剂616 8.3.1有机酸清洗剂616 8.3.2螯合物清洗剂634 8.3.3聚合物清洗剂637 8.3.4表面活性剂638 8.4预膜剂649 8.4.1表面活性剂-聚磷酸盐预膜剂649 8.4.2六偏磷酸钠-锌盐预膜剂650 参考文献651 9离子交换剂/ 655 9.1概述655 9.2无机离子交换剂655 9.2.1泡沸石655 9.2.2磷酸锆660 9.2.3海绿石661 9.3有机离子交换剂662 9.3.1磺化煤662 9.3.2阳离子交换树脂663 9.3.3阴离子交换树脂672 9.3.4螯合树脂689 9.3.5氧化还原树脂704 9.3.6两性树脂709 参考文献712 10膜材料/ 715 10.1概述715 10.2膜的分类715 10.2.1功能膜的分类715 10.2.2膜分离过程的类型717 10.3膜材料及膜的制备与结构717 10.3.1膜材料717 10.3.2膜的制备720 10.3.3膜的结构727 10.3.4膜的结晶态727 10.4膜组件的结构设计727 10.4.1膜材料与膜组件727 10.4.2板框式膜组件与流程728 10.4.3卷式膜组件与流程730 10.4.4中空纤维膜组件与流程731 10.4.5管式膜组件的基本结构733 10.5典型的膜分离技术及应用领域733 10.5.1微孔过滤技术733 10.5.2超滤技术 736 10.5.3纳滤技术737 10.5.4反渗透技术738 10.5.5离子交换膜与电渗析742 10.5.6气体分离膜743 10.5.7其他类型膜748 参考文献749 11污泥脱水剂/ 751 11.1概述751 11.2天然高分子改性污泥脱水剂751 11.2.1淀粉改性类污泥脱水剂751 11.2.2壳聚糖改性污泥脱水剂756 11.2.3其他天然高分子改性污泥脱水剂760 11.3合成型有机高分子污泥脱水剂764 11.3.1合成型有机阳离子污泥脱水剂764 11.3.2合成型两性污泥脱水剂771 参考文献774 12其他水处理化学品/ 776 12.1水体除氧剂776 12.1.1概述776 12.1.2水合肼776 12.1.3吗啉780 12.1.4丙酮肟782 12.1.5丁酮肟783 12.1.6乙醛肟785 12.1.7环己胺786 12.1.8N，N，N，N-四甲基对苯二胺788 12.1.9氢醌789 12.1.10碳酰肼791 12.1.11异抗坏血酸792 12.1.12二乙基羟胺794 12.1.13N-异丙基羟胺795 12.1.14氨气或液氨797 12.1.15无水亚硫酸钠798 12.1.16亚硫酸氢钠799 12.1.17焦亚硫酸钠800 12.1.18亚硫酸氢铵801 12.2消泡剂801 12.2.1概述801 12.2.2矿物油、脂肪酸（酯）、酰胺类、低级醇类等有机物802 12.2.3聚醚类805 12.2.4有机硅类807 12.2.5聚醚改型聚硅氧烷消泡剂811 12.3污泥剥离剂813 12.3.1松香胺813 12.3.2松香胺聚氧乙烯醚814 12.3.3N-十二烷基丙氨酸816 参考文献817

本书系统介绍了水处理化学品的制备和应用。全书共12章，第1章是绪论，第2章至第12章共收集包括混凝剂、絮凝剂、吸附剂、阻垢分散剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂、离子交换剂、膜材料、污泥脱水剂等多类水处理化学品，约四百余种，收录新药剂五十余种。 本书可供市政工程、环境科学与工程、化学工程等领域的工程技术人员、科研人员参考，也可供高等学校相关专业师生参阅。

刘明华：福州大学环境学院教授，院长，入选福建省第六批“百千万人才工程”和2006年度“福建省高等学校新世纪人才支持计划”。主要从事精细化学品合成、环境友好材料的研究与开发以及植物资源高值化利用方面的研究。已在国内外核心期刊上发表论文80多篇，其中被SCI、EI和ISTP收录51篇，出版专著2部，主编1部。他已申请国家发明专利25项，其中已授权13项，并先后主持或参加了国家863课题、国家九五攻关课题、国家自然科学基金等科研项目。