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    聚丙烯酰胺(PAM)是一種線型水溶性高分子,是水溶性高分子化合物中應用廣泛的品種之一,PAM其衍生物可以用作絮凝劑、增稠劑、紙張增強劑以及液體的減阻劑,廣泛應用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦冶、地質、輕紡、建筑等工業部門。

    PAM結構區別


    陽離子聚丙烯酰胺(CPAM):是線型高分子化合物,由于它具有多種活潑的基團, 可與許多物質親和、吸附形成氫鍵。主要是絮凝帶負電荷的膠體。

    陰離子聚丙烯酰胺(APAM):是水溶性的高分子聚合物, 主要用于各種工業廢水的絮凝沉降,沉淀澄清處理,如鋼鐵廠廢水,電鍍廠廢水,冶金廢水,洗煤廢水等污水處理、污泥脫水等。還可用于飲用水澄清和凈化處理。由于其分子鏈中含有數量的極性基團,它能通過吸附水中懸浮的固體粒子,使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,故可加速懸浮液中粒子的沉降,有非常明顯的加快溶液澄清,促進過濾等效果。

    非離子聚丙烯酰胺(NPAM):是高分子聚合物或聚電解物,其分子鏈中含有量極性基因能吸附水中懸浮的固體粒子,使粒子間架橋形成大的絮凝物。它加速懸浮液中的粒子的沉降,有非常明顯的加快溶液的澄清,促進過濾等效果。由于分子鏈含有酰胺基或離子基因,故其顯著特點是親水性高,可以各種比例溶于水中,聚丙烯酰胺水溶液對電解質有很好的容忍性,如氯化胺,硫酸鈉等都不敏感,與表面活性劑也相容。

    PAM的技術指標

    對聚丙烯酰胺的技術指標一般有分子量,水解度,離子度,粘度,殘余單體含量等,所以判斷PAM的質量優劣也可以從這幾個指標來判斷!
    1、分子量
    PAM的分子量很高,且近年來還有較大提高。20世紀70年代應用的PAM,分子量一般為數百萬;80年代以后,多數PAM的分子量在1500萬以上,有些達到2000萬。每一個這種PAM分子是由十萬個以上的丙烯酰胺或丙烯酸鈉分子聚合而成(丙烯酰胺的分子量為71,含十萬個單體的PAM的分子量為710萬)。通常,分子量高的PAM的絮凝性能較好,丙烯酰胺的分子量為71,含十萬個單體的PAM的分子量為710萬。聚丙烯酰胺及其衍生物的分子量從幾十萬到一千萬以上,根據分子質量可分為低分子量(100萬以下)、中分子量(100萬~1000萬)、高分子量(1000萬~1500萬)、超分子量(1500萬以上)。
    高分子有機物的分子量,即使在同一產品中也不是完全均一的,標稱的分子量是它的平均值。
    2、水解度與離子度
    PAM的離子度對它的使用效果有很大影響,但它的適宜數值需視所處理的物料的種類和性質而定,不同情況下會有不同值。如果所處理的物料的離子強度較高(含無機物較多),所用PAM的離子度宜較高,反之則應較低。通常,陰離子度被稱為水解度。而離子度一般特指陽離子。
    離子度=n/(m+n)*100%
    早期生產的PAM是由聚丙烯酰胺一種單體聚合而成,原來不含-COONa基團。使用前要先加NaOH加熱,使部分-CONH2 基水解為-COONa,反應式如下:
    -CONH2 + NaOH -→ -COONa + NH3↑
    水解過程中有氨氣放出。PAM中酰胺基團水解的比例就稱為PAM的水解度,它即是陰離子度。這種PAM的使用不方便,且性能較差(加熱水解必使PAM分子量和性能明顯下降),80年代后已很少使用。
    現代生產的PAM有多種不同陰離子度的產品,用戶可根據需要和通過實際試驗選用適當的品種,不需要再行水解,溶解以后即可使用。但是,由于習慣的原因,有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。應當注意,水解的含義是加水分解,是化學反應,PAM的水解有氨氣放出;而溶解只是物理作用,無化學反應。兩者的本質不同,不應混為一談。
    3、殘余單體含量
    PAM的殘余單體含量是指在丙烯酰胺聚合為聚丙烯酰胺過程中,未反應完全并最終殘留于聚丙烯酰胺產品中的丙烯酰胺單體含量,是衡量是否適用于食品工業的重要參數。聚丙烯酰胺是沒有毒的,但丙烯酰胺具有毒性。在工業品聚丙烯酰胺中,難免殘留有微量的未聚合的丙烯酰胺單體。因此,要嚴格控制PAM產品中的殘余單體含量。規定用于飲用水和食品工業的PAM中的殘余單體含量不超過0.05%。國外產品的這一數值低于0.03%。

    4、粘度

    PAM 溶液是很粘稠的。分子量越高的PAM的溶液粘度越大。這是因為PAM大分子是長而細的鏈狀體,在溶液中運動的阻力很大。粘度的實質是反映溶液內磨擦力的大小,亦稱為內磨擦系數。各種高分子有機物的溶液的粘度都較高,并隨分子量升高而增大。測定高分子有機物分子量的一種方法,就是測定濃度溶液在有條件下的粘度,再按公式計算其分子量,稱為“粘均分子量”。
    PAM的選型
    聚丙烯酰胺按離子特性可分為非離子、陰離子、陽離子型聚丙烯酰胺類型。按分子量來分有不同規格的分子量,離子度等衍生出很多型號,面對市場雜亂的規格體系,針對自己的污水體系聚丙烯酰胺型號確實難度很大,如何幾招搞定污水或污泥聚丙烯酰選型的常見問題。
    1、了解污泥的來源
    污泥是污水處理中的必然產物,首先我們應該了解污泥的來源,性質,成分及固含量。按照污泥含有的主要成分不同,污泥可分為有機污泥和無機污泥。
    一般來說陽離子聚丙烯酰胺用于處理有機污泥,陰離子聚丙烯酰胺用于處理無機污泥,堿性很強時不易用陽離子聚丙烯酰胺,而酸性很強時不宜用陰離子聚丙烯酰胺,污泥的固含量高時通常聚丙烯酰胺的用量較大。
    3、聚丙烯酰胺的離子度選擇
    針對所要脫水的污泥,可用不同離子度的絮凝劑通過小實驗進行篩選,選出合適的聚丙烯酰胺,這樣即可以取得絮凝劑效果,又可使加藥量少,節約成本。選離子度關鍵看:
    (1)絮團的大小
    絮團的大?。盒鯃F太小會影響排水的速度,絮團太大會使絮團束縛較多水而降低泥餅干度。通過選擇聚丙烯酰胺的分子量可以調整絮團的大小。
    (2)絮團強度(含水率)
    絮團的強度:絮團在剪切作用下應保持穩定而不破碎。提高聚丙烯酰胺分子量或者選擇合適的分子結構有助于提高絮團穩定性。
    (3)聚丙烯酰胺與污泥的混合
    聚丙烯酰胺在脫水設備的某一位置和污泥充分反應,發生絮凝作用。為此,聚丙烯酰胺溶液粘度合適,在現有設備條件下能與污泥充分混合,兩者混合均勻是否,是成功的關鍵因素。聚丙烯酰胺溶液粘度與其分子量和配制濃度有關。
    (4)聚丙烯酰胺的溶解
    溶解良好才能發充分發揮絮凝作用。前面講過聚丙烯酰胺的溶解過程其實就是聚丙烯酰胺的熟化過程,有時需要加快溶解速度,這時可考慮提高聚丙烯酰胺溶液的濃度。

    由以上可以看出分子量和離子度的選擇不是一成不變的做選型試驗,上機運營試驗,這樣得來的數據才準確,這樣性價比才更高。


    關鍵詞: PAM   水環境處理藥劑        

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