聚环氧琥珀酸（PESA）是一种新型的绿色环保阻垢剂，近年来在水处理领域得到了广泛的研究和应用。与传统阻垢剂相比，PESA在生物降解性能、环境影响和分子结构等方面具有显著优势。以下是对PESA与传统阻垢剂的详细比较，涵盖生物降解率、环境影响和分子结构等多个方面。
1. 生物降解性能比较1.1 PESA的生物降解性能
根据研究，PESA的生物降解性能良好，符合OECD 301B标准。具体数据如下：
降解率：在C:N:P比例为100:20:1、浓度为5 mg/L、温度为20℃、溶解氧充足的条件下，PESA在28天内的降解率达到73.7%。
降解时间：PESA的降解过程需要一个短期的驯化期，之后降解速率显著提高。研究表明，PESA在8天内的生物降解率为69.9%，而在28天内生物降解率可达90%。
影响因素：影响PESA生物降解的因素包括营养盐的浓度、氮磷比例、温度和溶解氧等。例如，随着营养盐浓度的增加，降解率也随之提高，但过高的浓度可能导致水体富营养化。
1.2 传统阻垢剂的生物降解性能
与PESA相比，许多传统阻垢剂的生物降解性能较差，具体数据如下：
聚丙烯酸（PAA）：在28天的降解率仅为1.3%至3.1%，被认为是难以生物降解的物质。
水解马来酸酐（HPMA）和丙烯酸-丙烯酸羟丙基酯共聚物（AA-HPA）：这两种阻垢剂的28天降解率在30%至60%之间，属于可生物降解物质，但降解性能仍不及PESA。
生物降解机制：传统阻垢剂的分子结构较为复杂，通常含有较多的聚合物链和较少的羧基，这使得它们在微生物的作用下难以被有效降解。例如，PAA的分子结构相对规整，缺乏足够的反应中心，导致其生物降解性能较差。
2. 环境影响比较2.1 PESA的环境影响
PESA作为一种无磷、非氮的环保型阻垢剂，具有以下环境优势：
无磷、无氮：PESA的分子结构中不含磷和氮，这避免了水体富营养化的问题。传统的含磷阻垢剂在水体中会被微生物利用，导致藻类繁殖过快，造成水体污染。
生物降解性：PESA的良好生物降解性使其在使用后能够被微生物分解，减少对环境的长期影响。例如，PESA在水处理过程中不会在水体中长期积累，从而降低了对生态系统的负面影响。
污泥减量化：研究表明，PESA的加入能够显著降低污泥的生成，减轻污泥处理的负担。在活性污泥法处理高硬度废水时，PESA的加入使污泥减量化程度达到41.33。
2.2 传统阻垢剂的环境影响
传统阻垢剂在环境方面存在以下问题：
富营养化：许多传统阻垢剂（如含磷阻垢剂）会导致水体富营养化，增加水体中营养物质的浓度，促进藻类的生长，影响水质。
难以降解：传统阻垢剂通常难以被微生物降解，长期积累在水体中，可能导致水体污染和生态失衡。例如，聚丙烯酸（PAA）和水解马来酸酐（HPMA）在水体中降解缓慢，可能对水生生物造成危害。
污泥处理问题：传统阻垢剂的使用可能导致污泥的生成增加，给污泥处理带来挑战。污泥中含有大量的难降解物质，增加了污泥处理的复杂性和成本。