水處理藥劑（也稱作水處理劑、水處理化學品，Water Treatment Chemicals）是工業(yè)用水、生活用水、廢水處置過程中通常所需的化學藥劑。主要作用是控制水垢、污泥的形成，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。

      通常根據(jù)產(chǎn)品性能，水處理藥劑可分為絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑、消泡劑、清洗劑等。此外，還可劃分為一般水處理化學品和專用水處理化學品，一般水處理化學品如明礬、氯、硫酸鐵、 三氯化鐵和聚合氯化鋁等；專用水處理化學品又分為單一化學品 （如有機絮凝劑）和配方產(chǎn)品（殺菌劑、防腐劑和阻垢劑等）

1、絮凝劑

絮凝劑根據(jù)其組成不同主要分為以下四類，其中不同種類的絮凝劑又有繁多的細分： 

（1）無機絮凝劑：根據(jù)組成可分為簡單無機絮凝劑和無機高分子絮凝劑。其中，簡單無機絮凝劑通常又可分為鋁鹽絮凝劑（常見藥劑包括硫酸鋁、氯化鋁和鋁酸鈉）和鐵鹽絮凝劑（包括氯化鐵和硫酸鐵）；無機高分子絮凝劑通常又可分為鋁鹽系列（包括聚氯化鋁和聚硅硫酸鋁）和鐵鹽系列（包括聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合磷酸類復合鐵鹽和聚合硅酸類復合鐵鹽）。 

（2）有機高分子絮凝劑：根據(jù)組成可分為天然有機高分子絮凝劑和人工合成高分子絮凝劑。

         <1>天然有機高分子絮凝劑又可分為淀粉衍生物（包括高取代度季銨型陽離子淀粉絮凝劑、高取代度陽離子馬鈴薯淀粉、交聯(lián)氧化淀粉和交聯(lián)羧甲基淀粉）、木質(zhì)素衍生物（包括改性季銨鹽木質(zhì)素和層狀雙氫氧化物。）及甲殼素衍生物（包括殼聚糖-聚三甲基氯化銨）等；

       <2>人工合成高分子絮凝劑又可分為非離子型有機高分子絮凝劑（包括聚丙烯酰胺，英文全稱為Polyacrylamide，簡稱PAM）、陰離子型有機高分子絮凝劑（包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣、苯乙烯磺酸鹽、木質(zhì)磺酸鹽、丙烯酸和甲基丙烯酸）、陽離子型有機高分子絮凝劑（包括季銨化的PAM）以及兩性PAM聚合物（包括具有羧基和胺甲基的兩性型PAM絮凝劑）。  

（3）微生物絮凝劑：包括微生物菌體作為絮凝劑（如某些細菌、放線菌、酵母菌、霉菌）、微生物細胞壁提取絮凝劑（如酵母菌細胞壁葡聚糖、絲狀真菌細胞壁殼聚糖）、微生物代謝產(chǎn)物作絮凝劑（如莢膜、黏液質(zhì)）以及基因克隆技術(shù)獲得絮凝劑（如高效遺傳菌株）。  

（4）復合絮凝劑

2、阻垢劑

      阻垢劑是一類能阻止水中致垢鹽類在設(shè)備表面沉積的物質(zhì)。一般認為，阻垢劑起阻垢作用是因為它對水中金屬離子有螯合作用，對微晶有吸附分散作用或晶格畸變作用。 

      阻垢劑一般按照阻垢劑研究的發(fā)展歷程和阻垢劑分子中的官能團進行分類，主要分為四大類：

（1）天然聚合物阻垢劑：常見藥劑包括單寧、纖維素、淀粉、木質(zhì)素、殼聚糖、腐植酸鈉等，優(yōu)點是使用較早、來源廣泛，缺點則是加量大、費用高。 

（2）含磷聚合物阻垢劑：此類阻垢劑又分為無機含磷聚合物阻垢劑和有機含磷聚合物阻垢劑。前者常見藥劑包括焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉，優(yōu)點是可與多種結(jié)垢金屬離子螯合，缺點是易水解。后者常見藥劑包括羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸和多氨基多醚基甲叉膦酸，優(yōu)點是螯合能力強、兼具緩蝕性以及不易水解，缺點是高溫、高堿、高硬水質(zhì)下使用受限，本身易結(jié)垢和污染。

 （3）共聚物阻垢劑：常見藥劑包括丙烯酸類共聚物、磺酸類共聚物、馬來酸酐類共聚物和其它非磷緩蝕阻垢劑。優(yōu)點是活性高、毒性小，缺點是生物可降解性差。 

（4）綠色新型阻垢劑：常見藥劑包括聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸，優(yōu)點是活性高、高鈣濃度下阻垢效果好以及綠色可降解。

3、緩蝕劑

       緩蝕劑屬于一種兼具經(jīng)濟性、高效性以及通用性的防腐蝕藥劑，目前已廣泛應(yīng)用于電力、石油以及能源等多種工業(yè)生產(chǎn)活動。從 1860 年世界上款緩蝕劑出現(xiàn)，該類藥劑經(jīng)歷了從無機共聚物、高磷、單一應(yīng)用方法，轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C共聚物、無磷以及復配使用。

（1）按照自身化學組成可分為：無機緩蝕劑，常見藥劑包括鋅鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、硅酸鹽、（亞）硝酸鹽、（聚）磷酸鹽及鉻酸鹽；有機緩蝕劑，常見藥劑包括包括膦酸（鹽）、膦羧酸含氮氧的雜環(huán)化合物。不同組成緩蝕劑有不同的性質(zhì)和用途，如鋅鹽緩蝕劑成膜快，膜松軟，多用于冷卻水系統(tǒng)；膦羧酸緩蝕劑與二價離子螯合作用強，適用于低硬、低堿腐蝕性水介質(zhì)。 

（2）按照電化腐蝕部位可分為：陽極型緩蝕劑，常見藥劑包括鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、亞硝酸鹽、硼酸鹽，該類緩蝕劑特點是陽極區(qū)與金屬離子作用形成保護膜，要保持較高濃度以使陽極全部鈍化，否則造成點蝕；陰極型緩蝕劑，常見藥劑包括鋅的碳酸鹽、磷酸鹽和氫氧化物鈣的碳酸鹽和磷酸鹽，該類緩蝕劑特點是在陰極成膜，只需向介質(zhì)中加入可溶性鋅鹽或可溶性磷酸鹽。 

（3）按照保護膜類型可分為：氧化膜型緩蝕劑，常見藥劑包括鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、正磷酸鹽和硼酸鹽，特點是在氧作用下于金屬表面陽極區(qū)形成氧化膜；沉淀膜型緩蝕劑，常見藥劑包括鋅的碳酸鹽、磷酸鹽和氫氧化物鈣的碳酸鹽和磷酸鹽，特點是緩蝕膜多孔且未與金屬表面直接結(jié)合，附著性不好，效果不如氧化膜型緩蝕劑；吸附膜型緩蝕劑，常見藥劑包括一些含氮、硫、羥基具有表面活性的有機化合物，特點是金屬表面有腐蝕產(chǎn)物或積垢應(yīng)配合表面活性劑加入，幫助成膜。

4、殺菌劑

        殺菌劑，也稱殺菌滅藻劑，在水處理過程中可以抑制、破壞性水中微生物的生長，防止微生物發(fā)生粘泥現(xiàn)象而影響整個水處理系統(tǒng)的運行。

       殺菌劑按藥劑化學組成不同可分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑兩大類：

（1）氧化性殺菌劑：常見藥劑包括氯氣（優(yōu)點是常用、廉價；缺點是加氯操作不便）、次氯酸鹽（優(yōu)點是常用、廉價；缺點是性質(zhì)不穩(wěn)定）、氯化異氰尿酸（優(yōu)點是兼具緩釋性、殺菌性好、較常用；缺點是不能剝離粘泥）、氯化溴（優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單；缺點是不穩(wěn)定、成本高）、鹵胺（優(yōu)點是性能穩(wěn)定、功效可再生；缺點是成本高）、鹵化海因（優(yōu)點是殺菌性好；缺點是成本高）、二氧化氯（優(yōu)點是殺菌性能極好；缺點是不穩(wěn)定）、臭氧（優(yōu)點是殺菌性好；缺點是成本高）、過氧化氫以及高錳酸鉀（優(yōu)點是常用作剝離劑；缺點是臨時性使用）。

（2）非氧化性殺菌劑：常見藥劑包括重金屬化合物（優(yōu)點是品種多、用途廣；缺點是毒性大、難降解、已淘汰）、氯酚（國內(nèi)使用較多；缺點是毒性大、限制使用）、有機氮硫物（常用；缺點是易產(chǎn)生抗藥性）、季銨鹽類（常用；缺點是泡沫多）、活性鹵化物（優(yōu)點是殺菌性好、低毒），洗必泰、戊二醛、咪唑啉及均三嗪（優(yōu)點是殺菌性好；缺點是成本高）。

5、消泡劑

     消泡劑有油型、溶液型、乳液型、粉末型和復合型幾種，各種消泡劑均應(yīng)具備以下特點：消泡作用強，用量少；不改變加入體系的基本性質(zhì)；表面張力?。慌c表面的平衡性好；擴散和滲透性好；耐熱性好；化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易氧化；氣體溶解和透過性好；在起泡性溶液中溶解度?。粺o生理活性，安全性高。同時具備上述十余種特性的消泡劑是不存在的，一種消泡劑只能對特定一種或幾種體系起作用。

6、清洗劑

       清洗劑種類繁多，首先可根據(jù)其組成物質(zhì)分為無機清洗劑和有機清洗劑兩大類。而根據(jù)所針對的設(shè)備材質(zhì)不同和具體污垢不同，清洗劑又分為酸洗劑、氨洗劑、堿洗劑和溶劑型清洗劑四類。值得注意的是，普通的清洗劑一般不屬于水處理藥劑，此處清洗劑特指用于膜法水處理設(shè)備的清洗劑，主要用于對膜進行清潔、清洗： 

（1）酸洗劑：一般包括鹽酸、硫酸、氨基磺酸、氫氟酸、檸檬酸、羥基醋酸、甲酸、草酸、乙二胺四醋酸等，越強的酸對水垢的溶解效果就越好，但要考慮對設(shè)備的損傷； 

（2）氨洗劑：通常選用1-3%的氨水，通常還要向其中加入過硫酸銨、過碳酸銨、亞硝酸鈉等氧化劑配合使用，以提高氨洗效率； 

（3）堿洗劑：通常包括苛性鈉、純堿、磷酸鈉、亞硫酸鈉、聯(lián)氨等，同樣的，為了提高堿洗效率往往需要再加入一定量表面活性劑和雙氧水； [3]

（4）溶劑型清洗劑：以前多采用汽油，現(xiàn)在改為有機氯化物、有機氟化物，此類清洗劑操作方便，穩(wěn)定性好，可循環(huán)使用。

       水處理藥劑的應(yīng)用領(lǐng)域按照終端客戶水處理的對象和方式的不同， 一般可以分為：工業(yè)水處理、市政與飲用水處理、污水與廢水處理、海水淡化。 

工業(yè)用水處理

       水處理藥劑主要運用在循環(huán)水冷卻系統(tǒng)和工業(yè)鍋爐水中。循環(huán)冷卻水是把使用過的水通過冷卻塔降溫后再次用于冷卻，整個水系統(tǒng)是處于一個不斷循環(huán)的動態(tài)過程之中，屬于多次使用。循環(huán)水冷卻系統(tǒng)需要解決管線和設(shè)備的結(jié)聚、腐蝕和微生物問題。工業(yè)循環(huán)水處理使用的藥劑主要有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、清洗劑、預膜劑等。 

       工業(yè)鍋爐水處理的常用方法有鍋外水處理和鍋內(nèi)水處理，使用的藥劑主要有緩蝕阻垢劑、除氧劑、給水降堿劑、離子交換劑、再生劑、軟化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、清垢劑等。 

市政與飲用水處理

       在生產(chǎn)合格生活用水的過程中，必須添加合適的水處理化學品使出廠的水質(zhì)達到國家標準。重點需要處理的環(huán)節(jié)有：藻類控制，減少水庫中有毒或有氣味的藻類；絮凝過程，去除懸浮和膠體固體如粘土；軟化過程，去除鈣鹽和鎂鹽，特別是碳酸鹽和重碳酸鹽；腐蝕控制，用來減少對管道的腐蝕;殺菌消毒等。市政與飲用水處理涉及到的水處理藥劑一般有殺菌滅藻劑、絮凝劑、緩蝕劑等。

污水與廢水處理

       如果將污水或廢水直接排放到自然環(huán)境中，其中所含污染物會對生態(tài)環(huán)境造成污染，因而需要將污水中的全部污染物清除出去。通常需要將多種污水處理方法結(jié)合起來，實現(xiàn)層層凈化，逐級過濾，直至將水中污染物徹底清除。污水處理涉及到的水處理藥劑一般有絮凝劑、污泥脫水劑、消泡劑、螯合劑、脫色劑等。

海水淡化

       海水淡化發(fā)展始于 20 世紀 60 年代，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，海水淡化技術(shù)已經(jīng)相對比較成熟。其中，蒸餾法和膜法已成為主流技術(shù)。對于膜法而言，為減少結(jié)垢沉積對反滲透膜的影響，需要在水中添加阻垢緩釋劑、清潔劑、絮凝劑、阻垢分散劑等藥劑；對于蒸餾法來講，容易產(chǎn)生鍋垢從而降低蒸發(fā)效率，可以通過海水進行預處理來減少影響，向原水中加入聚磷酸鹽、有機磷酸，膦基聚羧酸等進行水質(zhì)軟化，對鈣，鎂離子以及其他金屬離子螯合作用使其不易沉淀，從而阻止水垢的形成。