净水处理剂-聚天冬氨酸实际应用

绿色化学要实现以下目标：即降低排放或实现废物零的排放；发展安全产品和安全工艺；绿色化学正在重新确定水处理剂的发展方向，开发新型的环境友好型的水处理药剂。在水处理缓蚀剂和阻垢剂这类化学品中应用绿色化学技术，实现水处理剂产品绿色化，水处理剂生产用原材料和转化试剂的绿色化。

近年来，随着各国工业生产迅速发展，工业用水日益増多，同时不同国家和地区的环保法日趋严格，这就促使绿色水处理技术得以迅速发展。

聚天冬氨酸是一种优良的生物可降解的高分子，可用于水处理剂。作为聚天冬氨酸前驱化合物天冬氨酸，目前已能利用生化法和化学法进行工业规模生产，从而为天冬氨酸的工业化生产提供了物质条件，实现聚天冬氨酸的工业化是大有希望的。

聚天冬氨酸的分子结构中同时具有酰胺键和羧基，集中性型和阴离子型阻垢剂于一身。聚天冬氨酸以3种方式对碳酸钙发挥阻垢作用。

聚天冬氨酸在水溶液中可以解离成负离子，再加上酰胺键上所带的孤对电子，因此通过物理和化学吸附把水溶液中有成垢可能的微晶体在一定程度上吸附聚集起来，并使这些微晶体带有相同的负电荷，它们之间相互排斥，阻碍了大晶体的形成。

聚天冬氨酸可以与两个或多个二价钙离子形成稳定的双环或多环化合物，它分散在水中或混入钙垢中，干扰了CaCOa晶格的正常生长，使CaCOa垢层中的晶体结构发生畸变，产生了一些较大的不规则的非结晶颗粒，从而使CaC03硬垢变为软垢。

聚天冬氨酸能生成稳定的络合物，降低了水中CaC03浓度，使水中析出CaCO沉淀的可能性减小。由于上述凝聚分散、络合以及晶格畸变共同作用的结果，使得形成的CaCOa晶粒要细小得多，且有较大的表面自由能，从而増加了CaCOa的溶解度，提高了CaCO3晶粒析出时的过饱和度。

对于高硫的冷却水化学处理剂，抑制铁氧化物的沉积是十分现实的问题。聚马来酸和丙烯酸分散氧化铁的能力均较差。PASP抑制氧化铁沉积的能力好于聚马来酸和聚丙烯酸。

在工业冷却水循环系统中，一般要加入水处理剂以控制结垢、腐蚀等问题，而聚丙烯酸和聚丙稀酰胺类水处理剂的阻垢效果好，却不能生物降解；因此，绿色阻垢剂成为21世纪水处理剂的发展方向。

目前聚天冬氨酸已被用作阻垢剂、分散剂、缓蚀剂、保湿剂、植物生长促进剂等，用以替代不易生物降解或原料有毒的聚丙烯酸和聚丙烯酰胺类物质，其他方面的用途仍有待进一步开发。

聚天冬氨酸特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的碳酸括等的成垢。使用聚天冬氨酸可高效、稳定地被微生物降解为对环境无害的终产物，具有很好的生物降解性，无毒无污染，是公认的水处理剂的更新换代产品。

聚天冬氨酸是为数不多的可热聚合的氨基酸之一，作为阻垢剂，广泛应用于冷却水处理、锅炉水处理、脱盐、油田水处理等。阻垢性能优于聚丙烯酸。

聚天冬氨酸（PASP)作为水处理的新型绿色化品，是一种从原料、制备过程到最终产品均对人体环境无害的易生物降解的水处理药剂，它的可生物降解性使其成为特别有价值的水处理剂。使用后可高效、稳定的被微生物、真菌降解为对环境无害的终产物。作为阻垢剂特别适用于抑制冷却锅炉水及反渗透膜处理中的碳酸括、硫酸钙的成垢。但是，聚天冬氨酸的价格较一般的水处理剂略高，为了提高与其他产品的竞争能力，将其与氧化淀粉复配，以求提高聚天冬氨酸和氧化淀粉的性能价格比。

冷却水处理技术发展的主要推动力之一是环境保护，从而促使冷却水配方完成了从铬系到磷系的转变。今天，随着环境法规的日趋严格，磷也将列入限制排放之列。在此形势下，低磷及无磷绿色水处理剂的开发和应用就日益成为国内外关注的焦点。

所谓绿色处理剂是指其制造过程是清洁的，在使用过程中对人体健康和环境没有毒性，并可以生物降解成对环境无害的水处理剂。

在工业用冷却水中加入高效稳定剂，就可将生产中的直流冷却水(一次性用水）改为循环冷却水，从而节省大量的淡水资源。这种高效稳定剂是一种复配型化学药剂，主要成分为缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂。

将少量缓蚀剂加入水中，可以减缓或阻止金属的腐蚀，有效地保护设备；从绿色化学的角度考虑，新型的缓蚀剂是由钼酸盐替代了原来的铬酸盐；由脂肪胺替代了芳香胺，毒性和污染性都显著降低了。

阻垢剂主要是防止设备内部垢的生成，以保持应有的换热效果。绿色产品聚天冬氨酸替代了原来的有机磷酸酯和磷酸盐类，因为它们有的具有毒性，有的存在不可生物降解问题，对生态环境有一定影响，而聚天冬氨酸对环境没有毒性，降解后仍为无毒性物质，而且原料聚冬氨酸可从自然界提取，制造过程是绿色的，也是清洁的。

聚天冬氨酸是一种只有很高应用价值的聚合物。在医学领域曾被用作血浆膨胀剂，在水处理上可用于防止BaS04、CaS04垢的形成，聚天冬氨酸阻垢性能高于聚丙烯酸。聚天冬氨酸还能与金属离子发生鳌合作用。

聚天冬氨酸与钨酸钠、苯甲酸钠和锌离子复配后对自来水中的碳钢有较高的缓蚀作用。聚天冬氨酸类水处理剂因具有优良的生物可降解性和较高的阻垢性能，被认为是一种真正的绿色阻垢剂，必然成为今后开发研究的重点。

聚天冬氨酸不仅具有良好的阻碳酸钙垢的性能，对锌离子也具有—定的稳定作用，而分散氧化铁的能力优于聚马来酸与聚丙烯酸。是—种性能优良的水处理剂。随着现代工业的快速发展，对生态环境的要求也在提高，由于水资源的日益短缺，使新型水处理剂已成为开发的一大热点。发展聚天冬氨酸具有广阔的前景。

随着现代工业的飞速发展、生态环境要求的不断提高以及水资源的日益短缺，新型水处理阻垢剂的研究和开发已成为一大热点。聚天冬氨酸钠（简称聚天冬，PASP)被人们誉为"绿色阻垢剂"，它无毒、不破坏生态环境，能用于冷却水、锅炉用水的处理及脱盐、脱糖回收、反渗透等水处理过程中，目前，聚天冬已在国外得到广泛应用。随着人们对环保意识的加强，绿色阻垢剂的开发必将成为国内外水处理行业研究的新热点，PASP作为绿色水处理药剂，具有生物降解性好，缓蚀阻垢效率高等优点。

聚天冬氨酸（PASP)和聚环氧琥珀酸（PESA)是两种极有可能被生物完全降解和具有良好阻垢缓蚀性能的水溶性聚合物，随着PASP合成工艺的不断改进，PASP将成为绿色水处理剂家族中重要的一员。