理化性質(zhì)
PAM 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺(AM)單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合而成的水溶性線性
高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的摩擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性型四種類型。聚丙烯酰胺(PAM)不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,如
甲醇、乙醇、
丙酮、 乙醚、
脂肪烴和
芳香烴,有少數(shù)極性有機(jī)溶劑除外,如乙酸、丙烯酸、氯乙酸、
乙二醇、甘 油、熔融尿素和
甲酰胺。但這些有機(jī)溶劑的溶解性有限,往往需要加熱,否則無(wú)多大應(yīng)用價(jià)值。
在適宜的低濃度下,聚丙烯酰胺溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鏈間機(jī)械的纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn);濃度較高時(shí),由于溶液含有許多鏈一鏈接觸點(diǎn),使得PAM溶液呈凝膠狀。PAM水溶液與許多能和水互溶的有機(jī)物有很好的相容性,對(duì)電解質(zhì)有很好的相容性,對(duì)氯化胺、硫酸鈣、
硫酸銅、
氫氧化鉀、
碳酸鈉、
硼酸鈉、
硝酸鈉、
磷酸鈉、硫酸鈉、氯化鋅、硼酸及磷酸等物質(zhì)不敏感。
[2]
聚丙烯酰胺目數(shù):目數(shù)是指物料的粒度或粗細(xì)度,目數(shù)是單位面積上的方格數(shù).一般定義是指在1英寸*1英寸的面積內(nèi)有多少個(gè)網(wǎng)孔數(shù),即篩網(wǎng)的網(wǎng)孔數(shù)。如600目是每平方英寸有600個(gè)方網(wǎng)孔,聚丙烯酰胺的目數(shù)20目~80目,也就是0.85mm~0.2mm之間,這是顆粒狀的聚丙烯酰胺的目數(shù)大小,粉狀聚丙烯酰胺的目數(shù)大小可控制在100目左右,目數(shù)越大的聚丙烯酰胺越容易溶解,單憑聚丙烯酰胺目數(shù)的大小是無(wú)法衡量產(chǎn)品的好壞的!
聚丙烯酰胺為白色粉末或者小顆粒狀物,密度為1.32g/cm3(23度),玻璃化溫度為188度,軟化溫度近于210度,一般方法干燥時(shí)含有少量的水,干時(shí)又會(huì)很快從環(huán)境中吸取水分,用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結(jié)晶固體,但是當(dāng)從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體,完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體,商品聚丙烯酰胺干燥通常是在適度的條件下干燥的,一般含水量為5%~15%,澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜,則是透明、堅(jiān)硬、易碎的固體,固體聚丙烯酰胺的物理性質(zhì)見表:
固體聚丙烯酰胺的物理性質(zhì):
性質(zhì)參數(shù)
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數(shù)值
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外觀
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白色粉末或半透明顆粒
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氣味
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無(wú)臭
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密度(23度)(g/cm3)
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1.302
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臨界表面張力(10-5N/cm)
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30~40
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玻璃化溫度(度)
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165
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188
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194,204
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軟化溫度
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210
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熱失重(度)
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初失重,約290
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失重70%,約430
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失重98%,約555
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熱分解氣體
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<300度
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NH3
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> 300度
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H2,CO、NH3
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鏈結(jié)構(gòu)
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鏈的鏈接具有一般的頭——尾結(jié)構(gòu),少量有些頭——頭加成,鏈的立體結(jié)構(gòu)以無(wú)規(guī)立構(gòu)為主
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熱穩(wěn)定性
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溫度超過(guò)120度時(shí)易分解
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溶解性
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溶于水,幾乎不溶于有機(jī)溶劑,如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯類等,僅在乙二醇、甘油、甲方酰胺、乳酸、丙烯酸中溶解1%左右
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毒性
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無(wú)毒,單體有劇毒
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腐蝕性
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無(wú)腐蝕性
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吸濕性
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固體有吸濕性
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行業(yè)應(yīng)用
(PAM的應(yīng)用性很強(qiáng))
1、用于造紙工業(yè)、一是提高填料、顏料等存留率。以降低原材料的流失和對(duì)環(huán)境的污染;二是提高紙張的強(qiáng)度(包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度),另外,使用PAM還可以提高紙抗撕性和多孔性,以改進(jìn)視覺(jué)和印刷性能,還用于食品及茶葉包裝紙中。
2、用于石油工業(yè)、采油、鉆井泥漿、廢泥漿處理、防止水竄、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到廣泛運(yùn)用。
3、用于紡織上漿劑、漿液性能穩(wěn)定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
4、PAM還廣泛應(yīng)用于增稠、穩(wěn)定膠體、減阻、粘結(jié)、成膜、生物醫(yī)學(xué)材料等方面。
5、其他行業(yè),食品行業(yè),用于甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清及糖漿磷浮法提取。酶制劑發(fā)酵液絮凝澄清工業(yè) ,還用于飼料蛋白的回收、質(zhì)量穩(wěn)定、性能好,回收的蛋白粉對(duì)雞的成活率提高和增重、產(chǎn)蛋無(wú)不良影響,合成樹脂涂料,土建灌漿材料堵水,建材工業(yè)、提高水泥質(zhì)量、建筑業(yè)膠粘劑,填縫修復(fù)及堵水劑,土壤改良、電鍍工業(yè)、印染工業(yè)等。
特點(diǎn)
1、絮凝性。PAM能使懸浮物質(zhì)通過(guò)電中和,起到絮凝作用
2、粘合性。可以通過(guò)物理的化學(xué)作用等起到粘合作用
3、增稠劑。在中性和酸性條件下都有增稠作用,如果PH值在10以上PAM容易水解。
注意事項(xiàng)
1、絮團(tuán)的大。盒鯃F(tuán)太小會(huì)影響排水的速度,絮團(tuán)太大會(huì)使絮團(tuán)約束較多水而降低泥餅干度。經(jīng)過(guò)選擇聚丙烯酰胺的分子量能夠調(diào)整絮團(tuán)的大小。
2、污泥特性:第一點(diǎn)理解污泥的來(lái)源,特性以及成分,所占比重。依據(jù)性質(zhì)的不同,污泥可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)污泥兩種。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺用于處置有機(jī)污泥,相對(duì)的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑用于無(wú)機(jī)污泥,堿性很強(qiáng)時(shí)用陰離子聚丙烯酰胺,而酸性很強(qiáng)時(shí)不宜用陰離子聚丙烯酰胺,固含量高時(shí)污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。
3、絮團(tuán)強(qiáng)度:絮團(tuán)在剪切作用下應(yīng)堅(jiān)持穩(wěn)定而不破碎。進(jìn)步聚丙烯酰胺分子量或者選擇適宜的分子構(gòu)造有助于進(jìn)步絮團(tuán)穩(wěn)定性。
4、聚丙烯酰胺的離子度:針對(duì)脫水的污泥,可用不同離子度的絮凝劑經(jīng)過(guò)先做小試進(jìn)行挑選,選出最佳適宜的聚丙烯酰胺,這樣即能夠獲得最佳絮凝劑效果,又可使加藥量最少,節(jié)約本錢。
5、聚丙烯酰胺的溶解:溶解良好才能充分發(fā)揮絮凝作用。有時(shí)需求加快溶解速度,這時(shí)可思索進(jìn)步聚丙烯酰胺溶液的濃度。
使用特性
1、絮凝性:PAM能使懸浮物質(zhì)通過(guò)電中和,架橋吸附作用,起絮凝作用。
2、粘合性:能通過(guò)機(jī)械的、物理的、化學(xué)的作用,起粘合作用。
3、降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4、增稠性:PAM在中性和酸條件下均有增稠作用,當(dāng)PH值在10以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí),增稠將更明顯。
聚丙烯酰胺使用量說(shuō)明
1、洗煤用的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的使用數(shù)量可以設(shè)置在三十公斤到一百一十公斤之間;化工行業(yè)的廢水使用量一般是五十到一百二十公斤之間;漂染行業(yè)的廢水和造紙行業(yè)的廢水最難處理,應(yīng)該加大使用數(shù)量,把使用數(shù)量設(shè)置在一百到三百公斤比較合理,電鍍廢水行業(yè)和普通的工業(yè)用水一般都不要超過(guò)五十公斤。注意:(這幾種行業(yè)的使用數(shù)量都是每一千噸廢水的數(shù)量)。
2、生活污水根據(jù)處理方法的不同脫泥用的絮凝劑是不一樣的。
如果工藝主體采用生化方法,也就是剩余污泥脫水(可能含有部分初沉泥),只需要陽(yáng)離子PAM作為污泥脫水劑即可。
如果工藝主體采用物化方法,如一級(jí)強(qiáng)化,加載磁分離等工藝,一般是先加PAC調(diào)質(zhì),然后再加陰離子絮凝劑,最后加陽(yáng)離子絮凝劑脫水。具體投加量要根據(jù)污水水質(zhì)而定。
也有很多污水處理站,污泥脫水直接加PAC或者其他無(wú)機(jī)絮凝劑即可,這個(gè)在板框壓濾機(jī),特別是電子廠或者是小型污水處理站應(yīng)用比較廣泛。
PAM在作為污泥脫水劑使用的時(shí)候一般要與水的配比在0.1%--0.2%之間。溶解成膠水狀的液體以后,再投加到污泥中進(jìn)行混合處理。
與污泥的配比一般在5%--10%,有的更低,這個(gè)要根據(jù)污泥的濃度來(lái)確定,最好是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的燒杯實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最佳投加量和使用型號(hào)。不同污泥、不同藥劑、不同設(shè)備、不同管理水平,污泥的處理效果是不同的。
3、污水處理廠用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺作為污水運(yùn)營(yíng)污泥脫水劑。在和客戶溝通的過(guò)程中,客戶經(jīng)常問(wèn)到在污水處理污泥脫水過(guò)程中,污泥脫水劑投加量的問(wèn)題。要相對(duì)準(zhǔn)確的知道污泥脫水劑投加量的問(wèn)題,首先了解這些參量,污泥的含水率,泥餅含水率,進(jìn)泥量,進(jìn)藥量,配藥濃度等。
污泥含水率:污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為污泥含水率。
泥餅含水率:被脫污泥即泥餅的所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為泥餅含水率。
還要通過(guò)以下幾個(gè)公式進(jìn)行運(yùn)算
1、加藥量mg/L=加藥質(zhì)量/處理水量/配藥濃度
2、處理水量投加藥量=處理水量m3/h*加藥量g/m3
3、干泥量=處理水量*【(1-污泥含水率)/(1-泥餅含水率)】
4、每噸干泥的藥劑消耗g/m3=加藥量/干泥量
以上計(jì)算所得結(jié)果誤差可能比較大,僅做污水運(yùn)行時(shí)參考。實(shí)際耗藥量要進(jìn)行實(shí)際上機(jī)運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)。