阻垢新秀———聚环氧琥珀酸
　　目前国内常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、膦酸酯和有机磷酸,其
中有机磷酸最为有效,且兼具缓蚀与阻垢双重功能。据统计,全国每年
用于缓蚀阻垢剂生产的磷近10万t,这些磷化物最终将作为废物排放,
对环境造成污染。随着环保意识的增强,环保部门已对磷的使用有了
限制。因此开发非磷或低磷的绿色水处理剂已成为国内外水处理剂方
面的重要课题。
　　近年来开发出绿色缓蚀阻垢剂——聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸
(PESA)。其中PESA是1种无磷无氮、具有生物降解性能的阻垢缓蚀
剂,美国90年代初就开发了这种药剂,日本及其他发达国家也相继对
PESA及其衍生物进行了研究。北京化工大学、南京理工大学、南京
化工研究设计院和同济大学等院校机构以及北京联众大地等公司都进
行了阻垢剂的研究开发工作,并取得了一些可喜成绩。北京化工大学
“工业水处理用绿色药剂中试开发及应用研究”已于2003年10月通
过教育部鉴定;同济大学也已开发完成并进行了项目转让;北京联众大
地公司也开发出相关专利技术,并获得国家科技部科技型中小企业创
新基金中心50万元无偿资助,现已建立生产线并推出商业化产品。
　　PESA是1种新型的无磷、无氮环保型阻垢剂，是国际公认的绿
色阻垢剂和更新换代产品。其阻垢率明显优于常用有机膦酸类阻垢
剂，且不含磷、氮,满足低磷甚至无磷排放的环保新要求,并能很好的
适用于高碱度、高硬度水系中,特别是其具备良好的生物降解性,并具
有较强的缓蚀作用,代表了水处理剂的发展方向,可广泛应用于各种水
处理领域。原国家经济贸易委员会2001年第5号公告《当前国家鼓
励发展的节水设备目录》(第一批)中将其列入水处理药剂的名单中。
　　PESA对水中Ca2+、Mg2+、Fe2+等主要成垢金属离子有很好的络
合能力,能有效地防止这些离子与成垢阴离子结合生成水垢;对水的颗
粒有很好分散作用;对沉积物有很好的抑制和消除作用,能有效地破坏
沉积物的晶格顺序,使其疏松,进而被稳定地分散在水中,从使设备和
管道始终保持清洁状态,取得良好的热交换效果。该产品可解决高碱、
高固水质的阻垢问题,适用于高浓缩倍数和零排污处理,可用作锅炉水
处理、冷却水处理、废水处理、海水淡化等领域的阻垢剂。目前,我
国循环冷却水的浓缩倍数普遍很低,超过3的比较少,远低于发达国家
水平。PESA可将循环冷却水系统的浓缩倍数提高到10以上,甚至达
到零排污,从而可为提高我国循环冷却水的浓缩倍数作出重大贡献。
该产品性能优良,应用前景良好,经济效益明显,对促进和实现我国水
处理的更新换代和提升水处理行业技术水平具有重大意义。
　　PESA产品比HEDP、HPMA具有更好的阻垢性能,对CaCO3、BaSO4、
SrSO4、CaF2等均具有良好的阻垢效果,对CaSO4·2H2O具有一定的
阻垢效果。同时,PESA还具有良好的缓蚀作用,其分子极性基团中的
氧原子,具有未共用电子对可以成为吸附中心吸附金属,与金属形成五
元环状化合物,并吸附于金属表面上,沿金属表面形成一层致密的保护
膜,从而起到缓蚀作用。另外,PESA与2-膦基-1,2,4-丁三酸(PBTCA)
具有很好的协同作用。两者复配使用效果优于单独使用,不仅可以大
大降低药剂用量,而且可以克服PBTCA单独使用时磷含量高的缺陷,满
足低磷排放的环保要求。
　　经过山东某循环水系统的试用,对PESA的评价为:①在高硬度、
高pH值系统中阻垢效果很好,明显优于原配方中曾采用过的PBTCA、
HEDP阻垢剂;②投加量低,在投加5～7ppm（1ppm=10-6)时即可获得明
显的阻垢效果,使用成本较低;③与其他药剂相容性好,使用方便;④价
格与现行的PBTCA、HEDP相当;⑤无磷非氮,符合今后限磷排放的环保
要求。
　　研究和试用结果表明,PESA作为1种无磷无氮、具有生物降解性
能的阻垢缓蚀剂,兼具缓蚀和阻垢效果,其应用可以有效地推动我国水
处理药剂向无磷、低磷的绿色环保方向的发展。但是PESA与其他阻
垢剂的复配、与杀菌剂的配伍等研究较少,需要进一步加强研究开发。
此外,我国水质复杂,选用水处理配方时应注意分析水质,根据水质和
应用特点对症下药,才能起到良好的阻垢效果。(丁晓京)