聚丙烯酰胺(PAM)
聚丙烯酰胺(Poly(acrylamide)),可缩写为PAM或PAAM,化学式(-[CH2CH]nCONH2-)是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚合物,为水溶性高分子材料。通过吸附污水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。所以,它可加速悬浮液中粒子...
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聚丙烯酰胺(Poly(acrylamide)),可缩写为PAM或PAAM,化学式(-[CH2CH]nCONH2-)是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚合物,为水溶性高分子材料。通过吸附污水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。所以,它可加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清,促进过滤等效果,可以降低液体之间的磨擦阻力,按产品形态的不同可以分为固体粉末状及聚丙烯酰胺乳液两种,按离子特性分可分为非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺和两性型聚丙烯酰胺四种类型,可以满足各方面的需要。分子量从400-2000万之间,产品外观为白色粉末,易溶于水,温度超过120℃时易分解。在冷水中也能完全溶解。添加少量本系列产品,即可得到显著的絮凝效果。一般只需添加0.01-10ppm(0.01-10g/m3),即可充分发挥作用。本系列产品和无机絮凝剂(聚合硫酸铁浓缩剂,茄子丝瓜榴莲草莓黄、铁盐等)同时使用,可显示出更好的效果。
聚丙烯酰胺分类
阳离子聚丙烯酰胺 PAM的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低,其澄清性能主要是通过电荷中和作用而获得.这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负电荷的胶体,具有除浊,脱色等功能,适用于有机胶体含量高的废水,例如染色,造纸,纸浆,食品,水产品加工与发酵等工业废水,以及城市下水处理工艺中的污泥脱水等.城市与工业污水常用活性污泥法处理,生化污泥常常是亲水性很强的胶体,所含水极难脱去,若采用阳离于型PAM类絮凝剂,能收到良好的脱水效果.
阴离子聚丙烯酰胺 PAM絮凝剂适用于粒子表面带正电荷的浆体,和阳离子型PAM类絮凝剂相比;阴离子型PAM类絮凝剂分子量较高,而且,由于同一个分子内离子型基团间相互排斥,在水中的分子伸展度比较大,因而具有良好的粒子絮体化性能.它们可有效地用于矿物悬浮液的沉降分离.当所处理的水是pH为中性到碱性的含无机质多的悬浮液时是适用的.例如,在氧化镁熔炼,锌的冶炼,磷酸等生产工艺中,可作为沉降促进剂.在水处理中,除可用于炼铁高炉,铝加工,造纸,河砂砾洗涤等的废水处理外,还应用在城市下水的一级处理中.
非离子聚丙烯酰胺PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团,因此,与阴离子型PAM类絮凝剂相比具有以下特点:絮凝性能受废水pH值和盐类波动的影响小;在中性或碱性条件下,其絮凝效果(沉降速度)不如阴离子型,但在酸性的条件下却优于阴离子型;絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强.
两性离子聚丙烯酰胺因分子内含阳离子基和阴离子基,它具备了一般阳离子絮凝剂的使用特点外,表现了更优异的性能。此类絮凝剂可在大范围的PH值内使用,具有更高的滤水量,较底的滤饼含水率,也可用于强酸浸提矿石或从含金属的酸性催化剂中回收有价值的金属。两性离子型绝非阴离子型、阳离子型的混合。如果把阳离子聚丙烯酰胺与阴离子聚丙烯酰胺配合使用则会发生反应产生沉淀。所以两性离子产品最为理想。
聚丙烯酰胺技术指标
项目 型号 | 外观 | 分子量(万) | 固含量% | 离子度或水解度% | 残余单体% | 使用范围 |
阴离子型 | 白色颗粒或粉末 | 300—2200 | ≥88 | 水解度 10—35 | ≤0.2 | 水的PH值为中性或碱性 |
阳离子型 | 白色颗粒 | 500-1200 | ≥88 | 离子度 5-80 | ≤0.2 | 带式机离心式压滤机 |
非离子型 | 白色颗粒 | 200—1500 | ≥88 | 水解度 0-5 | ≤0.2 | 水的PH值为中性或碱性 |
两性离子型 | 白色颗粒 | 500—1200 | ≥88 | 离子度 5-50 | ≤0.2 | 带式机离心式压滤机 |
阴离子型 | 比重 | 0.62 | 容重 | 0.5 |
作用原理
1)絮凝作用原理:PAM用于絮凝时,与被絮凝物种类表面性质,特别是动电位,粘度、浊度及悬浮液的PH值有关,颗粒表面的动电位,是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM,能使动电位降低而凝聚。
2)吸附架桥:PAM分子链固定在不同的颗粒表面上,各颗粒之间形成聚合物的桥,使颗粒形成聚集体而沉降。
3)表面吸附:PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。
4)增强作用:PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用,将分散相牵连在一起,形成网状。
聚丙烯酰胺应用范围
聚丙烯酰胺分子中具有阳性基因(-CONH2),能于分散于溶液中的悬浮粒子吸咐和架桥,有着ji强的絮凝作用,它能够加速悬浮液中的粒子的沉降,有非常明显的加快溶液的澄清,促进过滤等效果,所以广泛用于水处理及电力、采矿、选煤、石棉制品、石油化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保等。
1、作为絮凝剂,主要应用于工业上的固液分离过程,包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺,应用的主要行业有:城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理。用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上,通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能,促使胶体颗粒聚集成大块絮状物,从其悬浮液中分离出来。效果明显,投加量少。
2、在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂,能极大的提高成纸质量,节约成本,提高造纸厂的生产能力。可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度,减少纤维或填料的流失,加快滤水,起增强、助留、助滤作用,还可以用于白水的处理,同时,在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。
3、纤维泥浆(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的强度提高;在绝缘板中,可提高添加剂和纤维的结合能力。
4、在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂。
5、可用于染色废水、皮革废水、含油废水的处理,使之除浊、脱色,以达到排放标准。
6、在磷酸提纯中,有助于湿法磷酸工艺中石膏的分离。
7、用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂。
聚丙烯酰胺使用量说明
1、洗煤用的阳离子聚丙烯酰胺的使用数量可以设置在三十公斤到一百一十公斤之间;化工行业的废水使用量一般是五十到一百二十公斤之间;漂染行业的废水和造纸行业的废水最难处理,应该加大使用数量,把使用数量设置在一百到三百公斤比较合理,电镀废水行业和普通的工业用水一般都不要超过五十公斤。注意:(这几种行业的使用数量都是每一千吨废水的数量)。
2、生活污水根据处理方法的不同脱泥用的絮凝剂是不一样的。
如果工艺主体采用生化方法,也就是剩余污泥脱水(可能含有部分初沉泥),只需要阳离子PAM作为污泥脱水剂即可。
如果工艺主体采用物化方法,如一级强化,加载磁分离等工艺,一般是先加PAC调质,然后再加阴离子絮凝剂,最后加阳离子絮凝剂脱水。具体投加量要根据污水水质而定。
也有很多污水处理站,污泥脱水直接加PAC或者其他无机絮凝剂即可,这个在板框压滤机,特别是电子厂或者是小型污水处理站应用比较广泛。
PAM在作为污泥脱水剂使用的时候一般要与水的配比在0.1%--0.2%之间。溶解成胶水状的液体以后,再投加到污泥中进行混合处理。
与污泥的配比一般在5%--10%,有的更低,这个要根据污泥的浓度来确定,最好是通过现场的烧杯实验来确定最佳投加量和使用型号。不同污泥、不同药剂、不同设备、不同管理水平,污泥的处理效果是不同的。
3、污水处理厂用阳离子聚丙烯酰胺作为污水运营污泥脱水剂。在和客户沟通的过程中,客户经常问到在污水处理污泥脱水过程中,污泥脱水剂投加量的问题。要相对准确的知道污泥脱水剂投加量的问题,首先了解这些参量,污泥的含水率,泥饼含水率,进泥量,进药量,配药浓度等。
污泥含水率:污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。
泥饼含水率:被脱污泥即泥饼的所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为泥饼含水率。
还要通过以下几个公式进行运算
1、加药量mg/L=加药质量/处理水量/配药浓度
2、处理水量投加药量=处理水量m3/h*加药量g/m3
3、干泥量=处理水量*【(1-污泥含水率)/(1-泥饼含水率)】
4、每吨干泥的药剂消耗g/m3=加药量/干泥量
以上计算所得结果误差可能比较大,仅做污水运行时参考。实际耗药量要进行实际上机运营试验。
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