水处理化学品在水污染控制和节水方面发挥着无法替代的作用，尤其对于钢铁、石 化、冶金，火电等高耗水行业来说，高效、功能化、无二次污染的水处理剂，例如混凝 剂和缓蚀阻垢剂等，成为国内外研究与应用的主流。一方面污染严重的水资源给工业给 水的预处理用混凝剂提出更高的要求，而我国目前的混凝剂聚合氯化铝、聚合硫酸铁， 产品结构单一，污染物去除效果较差。另一方面工业循环冷却水常用的缓蚀阻垢剂存在 含磷量高，生物难降解，易引起水体富营养化等环境危害问题。针对我国水处理化学品 普遍存在的这些问题，本课题组通过多年的深入研究和探索，形成了水的预处理－深度 处理和缓蚀阻垢功能化处理所用的一体化和系列化水处理剂。 技术创新点： （1）针对目前使用的聚合氯化铝、聚合硫酸铁混凝效果较差的缺陷，发明了“混凝 剂多态聚合氯化铝铁及其制备方法”及“混凝剂固体聚硅硫酸铁的一步法生产方法”两 项专利技术。该生产技术与传统的聚合氯化铝生产技术相比，加入了硅酸钠及超细二氧 化硅微粉，利用超细颗粒物和介孔吸附剂等强化混凝的方法来加强处理，与上述传统处 理药剂相比，其絮体矾花大，沉降速度快；这一新技术特别适合难处理原水的混凝，例 如长江下游的低温低浊度水处理等，其性能超过美国专利 7201856 报道的性能，比常规 聚合氯化铝投加量降低 15％以上；而聚硅硫酸铁与传统聚合硫酸铁生产技术相比，以硅 酸钠的水解中间产物为桥联作用的混凝剂，提高了聚合硫酸铁的混凝性能，在常温条件 下氧化/聚合一步反应生产工艺，生产固体聚硅硫酸铁，与加热分步反应工艺相比，能 节约成本 20%以上。提出了氧气替代氯气准备氯化铁和聚氯化铁的新工艺，并产业化。 （2）针对工业水处理缓释阻垢剂存在含磷高，生物难降解的问题，发明了新型无磷、 生物可降解的水处理缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸（聚环氧丁二酸）和胺基聚 环氧琥珀酸（胺基聚环氧丁二酸）的等三项专利生产技术。并对专利生产技术进行了转 让，率先在国内实现了工业化生产，制备工艺超过美国专利，其产品性能优越优于国外 同类技术指标。 （3）针对绿色缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸还没有获得实际应用的现状， 研究并发明了“一种用于循环冷却水处理的绿色环保型复合缓蚀阻垢剂”及“一种用于 处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂及使用方法”等两项专利应用技术，对专 利技术实施产业化。其无磷生物可降解的特性，给循环冷却水行业带来了巨大的环境效 应和社会效应。 

水中微量痕量污染物的清除仍是科技界的严重挑战技术。微量污染物的累积作用和毒害作用正在引起人们的重视。当前缺乏的是低成本、低投入、高效和易推广的技术。常规吸附剂如活性炭虽然易从水体分离，但由于表面缺乏精细电子和拓扑结构，难以捕捉微量痕量污染物。本项目致力于开发一种表面精细结构化的、能大规模生产的高效水处理剂。最近我们发现用树状两亲体可以调控浓乳液聚合，提供了一种直接大规模获得表面结构化材料的方法。由于树状两亲体不仅能在界面组装，自身还能提供各种期望的电子环境和拓扑环境，从而高效地与各种客体分子互补，使捕捉微量客体分子成为可能。另一方面，随着大量树状体被报道，有数种已经商业化，由此衍生的树状两亲体容易实现规模化生产。理论上讲，各种树状两亲体可同时参与稳定浓乳液，形成类似斑豹的表面结构，这进一步为同时清除广谱微量水污染物提供了可能。初步研究表明，这类吸附剂能创纪录地将水中典型致癌芳烃降低到十亿分之一以下；典型有机离子的浓度降低到千万分之一以下。该材料不会向水中带来任何新污染物，能保证优质饮用水的获得。

水是生命是源泉，是人类生存和发展的条件之一。我国是一个贫水国家，水的供需矛盾就成为我国工农业生产发展的制约因素之一，保护水资源、合理使用水资源和节约水资源成为我国水法的主要目的，也是关系到我国经济可持续发展的关键之一。在我国2000年工业用水占总用水量的18.6%，而在工业用水中80%是循环冷却水，因此节约工业循环冷却水是合理利用水资源的关键之一。各国逐渐认识到提高工业循环冷却水的浓缩倍数是降低工业用水量和污染排放的最好途径，要解决有关问题就是开发和使用水处理药剂，也就是水质稳定剂。我国七十年代后期开始较大规模研究和使用水质稳定剂，逐步在石化、化工、冶金、电力等工业得到了广泛的使用。 我国水处理技术起步较晚，虽然经过“八五”、“九五”攻关在水处理药剂，在水处理剂开发方面达到了较高水平，但是目前在阻垢分散剂方面较好的品种主要有有机膦酸、聚丙烯酸及含膦酸基、磺酸基的二元、多元共聚物等，这些含膦酸基的水处理剂在使用和排放中会产生正磷酸盐影响水体，随着环保和节水意识的加强，“绿色阻垢剂”的概念已经被提出，并成为21世纪水处理剂的发展方向，但是真正“绿色阻垢剂”还在开发之中。因此，在水处理药剂的低磷化、无磷化、环保化方面，在水处理药剂生产的连续化、自动化、标准化方面，水处理药剂生产过程中的监测和控制技术方面相对滞后，影响了我国水处理技术的整体水平，与国际水平存在一定差距，难以适应工业生产和保护水资源日益提高的要求。本专题以我们自主开发的新型无磷水处理剂聚环氧磺羧酸 (PECS)的工业化生产为目标，产品无磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多种官能团，产品的阻垢、分散性能优良，所研究建立一套1000T/a的示范工程装置及相应的软件包，可操作性强，对水处理药剂的生产有示范作用，能够提供成套生产技术对国内外进行技术转让。本专题的成功开发，可大大缩短在水处理剂的研究开发、生产方面我国与国外先进水平的差距，极大地提高我国水处理技术的技术水平和技术含量，为保护水资源、节约水资源方面作出一定的贡献。因此本专题具有较大的经济效益和社会效益。4. 设备或产品的应用范围新型无磷水处理剂聚环氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水处理药剂，该化合物分子中同时含有磺酸基、羧酸基和醚键等官能团，这些官能团是目前一般水处理剂的活性官能团，该化合物将这些官能团集于一体，利用它们之间的协同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同时该产品的无磷和氮，对保护环境有利；并且本产品原材料简单易得，生产成本少，价格低，易被客户接受，容易推广。因此，本产品是一新型的水处理剂，是目前使用的有机膦酸、磺酸等水处理剂的更新换代产品，可在在石化、化工、冶金、电力等行业的工业循环冷却水处理中广泛使用，具有非常好的推广应用前景。

一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 近些年来，人工合成有机高分子絮凝剂已经在给水和废水处理中得到广泛应用。使用人工合成有机高分子絮凝剂，沉降速度快，这样既缩短了作业时间，又提高了设备的利用率，从而增加了处理能力。 项目特色和创新之处：双氰胺-甲醛系列阳离子聚合物是一种新型阳离子有机絮凝剂。该聚合物的合成是以双氰胺与甲醛的反应为主反应，通过加入不同的添加剂，改变聚合物的官能团、分子量及电荷密度，以适应不同性质废水的处理，在废水处理中，该系列聚合物可以单独使用，也可以和一定量的无机絮凝剂混合使用。实验结果表明，处理印染废水、工业含汞废水、造纸废水、石油浮渣废水和染织废水时，双氰胺-甲醛聚合物与硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、硅藻土等混合使用，既可显著地降低色度，又可降低聚合物的用量，还可以大幅度降低悬浮物和COD值。

目前国内外工业用水处理中对金属材料设备结垢和腐蚀的缓蚀剂和阻垢剂，大部分系含磷（或膦）的药剂，由于排放后对周围水体易引起富营养化。国内外排放水总磷要求小于1mg/L，在这一背景下急需研发不含磷（或膦）的水处理剂。而聚天冬氨酸PASP就是近年来国内外公认的符合环保要求的绿色水处理剂。本项目合成制备采用的原料全部为国产的环保型原料,和国内外其他制备方法不同，采用了单体本体热聚合的一步反应工艺技术，具有创新性，该工艺具有反应时间短，不涉及投加其他化学品等优点，产品不仅可应用于工业水如工业冷却水的阻垢和防腐蚀，由于抑制水垢和腐蚀可提高传热效率并防止跑冒滴漏而取得显著的节能减排效果，经拓展研究后发现应用于农作物，先后对蔬菜类，如青菜、花菜，瓜果类，如西瓜、甜瓜，以及粮油作物等均可取得以下三方面的增效作用：1）促进农作物营养的吸收而提高农作物的产量，不同作物品种可提高5%-15%左右。2）改善了作物的品质，如西瓜的甜度可由原先的10-12%提高到15-16%。3）对肥料起到增效作用，可减少化肥的用量，有利于改善土壤和环境。

成果与项目的背景及主要用途：当今社会能源消耗大、环境恶化的问题日益 严重，如何合理地利用资源实现可持续性发展是我国乃至全世界所关注地焦点。 随着科学技术的进步，环境恶化问题日益严重，水资源的问题更加突出。为了人天津大学科技成果选编 类社会的可持续发展，必须开发先进的水处理技术。为了解决这些问题，我们采 用工业生产氧氯化锆后的废渣进行改性、煅烧等技术处理后制备出一种高效、环 保、可重复利用的水处理剂，应用表明，其对污水中的油、重金属离子等都有很 强的吸附净化能力，可广泛应用于水体净化领域。 技术原理与工艺流程简介：本项目对工业生产氧氯化锆后的废渣进行改性、 煅烧等技术处理后，通过控制合成工艺，制备出高效的水处理剂，实现了废物资 源再利用和可持续发展的战略。该产品外观呈白色，有块状、球形,平均粒径为 3μm 左右，比表面积 300-400m2/g，对污水中的油分、重金属离子（镉离子、镍 离子、铬离子等）都有很强的吸附净化能力（油分的吸附容量 150mg/g；重金属 离子的吸附量 250mg/g）。 技术水平及专利与获奖情况：该产品已经进行了中试，同时该技术得到中国 石油天然气总公司基金的资助。 应用前景分析及效益预测：环保材料是二十一世纪最具发展潜力的新材料技 术之一。该水处理可以广泛用于油田采出水的油水分离过程、中水处理和水处理 等领域，市场前景广阔。该技术生产 1 吨水处理剂成本为 2000 元，而市场售价 为 6500 元，可见经济效益比较显著。 应用领域：可广泛应用于油田采出水的油水分离、絮凝剂、中水处理、生物 医药等领域。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：年产 50 吨水处理剂需投资 100 万元，其中固定资产投资需要 80 万，流动资金需要 20 万。 合作方式及条件：该技术已经通过中试，适合产业化，可以采取合作或技术 转让的方式进行。

Ø 本项目涉及一种可再生循环使用的工业酸性废水处理剂及其制备方法，该酸性废水处理剂是以镁铝水滑石为前体经焙烧得到的镁铝复合金属氧化物，利用水滑石材料的结构记忆效应达到处理酸性废水的目的。本发明制备工艺简单，处理酸性废水效果好，并且处理剂使用后经过焙烧可多次再生重复使用。解决了现有技术中工艺复杂、处理剂用量大及不能重复使用等问题。

内容介绍： 碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅等无机粉体在油中分散时存在易结块、 难于分散均匀等问题，因此不经过表面处理难于应用到塑料等行业。目前 粉体处理剂的种类比较多，但当粉体经亲油处理后，难于在水中分散。针 对此问题，研发分散剂，经该分散剂处理后的粉体，具有较低的亲油值， 即可以在塑料等行业应用，同时经处理的粉体又具有良好的水分散性，解 决了粉体既要在油中分散，同时又要有良好亲水性的问题。 该技术达到国内领先水平，获发明专利1项。

成果简介：本项目涉及一种可再生循环使用的工业酸性废水处理剂及其制备方法，该酸性废水处理剂是以镁铝水滑石为前体经焙烧得到的镁铝复合金属 氧化物，利用水滑石材料的结构记忆效应达到处理酸性废水的目的。本发明 制备工艺简单，处理酸性废水效果好，并且处理剂使用后经过焙烧可多次再生重复使用。解决了现有技术中工艺复杂、处理剂用量大及不能重复使用等 问题。 项目来源：自行开发 技术领域：新工艺 应用范围：采矿选矿、化工、制药、冶金等行业，会产生大量的酸性废水。

在敞开式循环冷却水系统中，冷却水长期循环使用后，必然会带来沉积物附着，金属腐蚀和微生物滋生着三个问题，而循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。这样做法的好处如下： (1)稳定生产：没有沉积物附着，腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的换热器可以始终在良好的环境中工作。除计划中的检修外，意外的停产检修事故减少，为工厂的长周期安全生产提供保证。 (2)节约水资源：每小时耗水量达23500立方米的直流冷却水系统，如改为循环冷却水系统，并以1.5倍的浓缩倍数运行，