聚丙烯酰胺產(chǎn)品分類及用途介紹
一、聚丙烯酰胺簡(jiǎn)介
聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)稱PAM),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。同時(shí)也是一種高分子水處理絮凝劑,可以吸附水中的懸浮顆粒,在顆粒之間起鏈接架橋作用,使細(xì)顆粒形成比較大的絮團(tuán),并且加快了沉淀的速度。
二、聚丙烯酰胺分類?
1、按產(chǎn)品外觀分類
主要分為干粉和膠體兩種形式,干粉為白色或灰色粉末,膠體為淺黃色,必須先溶解后才能應(yīng)用。?
2、按離子特性分類
可分為陰離子聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺四種類型。詳細(xì)內(nèi)容如下:
(1)陰離子聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物,主要用于各種工業(yè)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一定數(shù)量的極性基團(tuán),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(jìn)過濾等效果。產(chǎn)品外觀為白色粉粒,分子量從800萬(wàn)到2500萬(wàn),水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有機(jī)溶劑。有效的PH值范圍為7到14,在中性堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)的特性,與鹽類電解質(zhì)敏感,與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性凝膠體。
(2)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺是線型高分子化合物,由于它具有多種活潑的基團(tuán),可與許多物質(zhì)親和、吸附形成氫鍵。主要是絮凝帶負(fù)電荷的膠體,具有除濁、脫色、吸附、粘合等功能, 適用于染色、造紙、食品、建筑、冶金、選礦、煤粉、油田、水產(chǎn)加工與發(fā)酵等行業(yè)有機(jī)膠體含量較高的廢水處理,特別適用于城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業(yè)污泥的脫水處理。
(3)非離子聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物或聚電解質(zhì)。由于其分子鏈中含有一定數(shù)量的極性基團(tuán),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。所以,它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(jìn)過濾等效果。主要用作絮凝劑:由于其分子鏈中含有一定量極性基因能吸附水中懸浮的固體粒子,使粒子間形成大的絮凝物。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(jìn)過濾等效果。
(4)兩性離子聚丙烯酰胺是由乙烯酰胺是和乙烯基陽(yáng)離子單體丙烯酰胺單體,水解共聚而成。兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽(yáng)離子基和陰離子基,它具備了一般陽(yáng)離子絮凝劑的使用特點(diǎn)外,表現(xiàn)了更優(yōu)異的性能。此類絮凝劑可在大范圍的PH值內(nèi)使用,具有更高的濾水量及較底的濾餅含水率,也可用于強(qiáng)酸浸提礦石或從含金屬的酸性催化劑中回收有價(jià)值的金屬。兩性離子型絕非陰離子型、陽(yáng)離子型的混合,因?yàn)槿羧绻殃?yáng)離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺配合使用則會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。所以兩性離子產(chǎn)品最為理想。
3、按其平均分子量分類
可分為低分子量(<100?萬(wàn))、中分子量(200~400?萬(wàn))和高分子量(>700萬(wàn))三類。丙烯酰胺的分子量為71,含十萬(wàn)個(gè)單體的聚丙烯酰胺的分子量為710萬(wàn)。聚丙烯酰胺及其衍生物的分子量從幾十萬(wàn)到一千萬(wàn)以上,根據(jù)分子質(zhì)量可分為低分子量(100萬(wàn)以下)、中分子量(100萬(wàn)~1000萬(wàn))、高分子量(1000萬(wàn)~1500萬(wàn))、超分子量(1500萬(wàn)以上)。通常,分子量高的聚丙烯酰胺的絮凝性能較好。
三、聚丙烯酰胺的主要應(yīng)用領(lǐng)域
1、用于工業(yè)廢水處理,特別是對(duì)懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽(yáng)電荷、PH 值為中性或堿性污水如鋼鐵廠廢水、電鍍廠廢水、冶金廢水、洗煤廢水等污水的處理效果很好。
2、飲用水處理。我國(guó)很多自來(lái)水廠的水源自江河泥沙及礦物質(zhì)會(huì)含量高,比較混濁,雖經(jīng)過沉淀處理,但仍達(dá)不到要求,需要投加絮凝劑,才能使水質(zhì)變清。雖然很多自來(lái)水廠采用無(wú)機(jī)絮凝劑,但采用聚丙烯酰胺投加量僅為無(wú)機(jī)絮凝劑的五十分之一,同時(shí)效果卻是無(wú)機(jī)絮凝劑的幾倍至幾十倍。在實(shí)際應(yīng)用上聚丙烯酰胺常與與聚合氯化鋁配合使用效果更好。
3、用于淀粉廠及酒精廠流失淀粉及酒槽的回收?,F(xiàn)在很多淀粉廠排出的廢水內(nèi)淀粉含量很高,排放之后影響環(huán)境,浪費(fèi)資源,投加PAM,使淀粉沉淀,沉淀物經(jīng)壓濾機(jī)壓濾成餅類可作飼料,酒精廠大量的酒槽就是采用這種工藝加工。
4、用作油田調(diào)剖堵水的堵水劑,三次采用油的驅(qū)油劑。
5、用作造紙助劑,PAM在造紙方面用途廣泛,可作為長(zhǎng)纖維造紙分散劑,干濕增強(qiáng)劑、助留、助濾劑及造紙廢水的絮凝劑等。
四、產(chǎn)品特性?
①絮凝性:PAM能使懸浮物質(zhì)通過電中和、架橋吸附作用,起絮凝作用;
②粘和性:能通過機(jī)械、物理、化學(xué)作用起粘和作用;
③降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量的PAM就能降阻50~80%;
④增稠性:PAM在中性和酸性條件下均有增稠作用,當(dāng)PH值在10以上時(shí)PAM易水解,呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí),增稠將更加明顯。
1、干粉類聚丙烯酰胺特點(diǎn):?
(1)系列化程度好,可供用戶更大可能的選擇;?
(2)品質(zhì)穩(wěn)定,單位投藥量低,性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯;?
(3)優(yōu)質(zhì)功能性單品,保證了高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的苛刻要求。?
2、膠體類聚丙烯酰胺特點(diǎn):?
(1)交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),絮凝能力強(qiáng),PH適應(yīng)范圍廣;?
(2)絮凝速度、絮團(tuán)結(jié)實(shí)、絮團(tuán)之間的水分含量少;?
(3)固體回收率高,上清液的浮游物含量低;?
(4)溶解極快,溶液配制只需要30-60min;?
(5)用于脫水,可以提高泥餅干度2-5%,是常規(guī)干粉類產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到的。
五、聚丙烯酰胺常見產(chǎn)品類型及適用范圍
類型 | 高效PH | 適用范圍 | 備注 |
陰離子聚丙烯酰胺 | 7-14 | 適用于濃度較高的帶正電荷的無(wú)機(jī)懸浮物,以及較粗(0.01-1mm)懸浮粒子,最常用于中性和堿性的污水沉淀絮凝水處理,鋼鐵廠廢水、電鍍廠廢水、冶金廢水、洗煤廢水等污水處理。 | 通常與鋁鹽絮凝劑配合使用 |
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺 | 1-14 | 適用于帶陰電荷及富含有機(jī)物的廢水處理,對(duì)污水中懸浮顆粒帶負(fù)電荷的污水進(jìn)行絮凝沉淀、澄清極為有效。特別適用于城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業(yè)污泥的脫水處理。 | 與無(wú)機(jī)絮凝劑復(fù)配使用效果更好 |
1-8 | 適用于有機(jī)、無(wú)機(jī)混合狀態(tài)的懸浮物分離,溶液呈酸性或中性的污水絮凝性能受廢水pH值和鹽類波動(dòng)的影響?。辉谥行曰驂A性條件下,其絮凝效果(沉降速度)不如陰離子型,但在酸性的條件下卻優(yōu)于陰離子型;絮體強(qiáng)度比陰離子型高分子絮凝劑的強(qiáng)。 | 通常與無(wú)機(jī)絮凝劑配合使用 | |
1-14 | 兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽(yáng)離子基和陰離子基,它具備了一般陽(yáng)離子絮凝劑的使用特點(diǎn)外,還具備其它更優(yōu)異的性能。此類絮凝劑可在大范圍的PH值內(nèi)使用,可適用于懸浮物性質(zhì)及PH值變化不定的污水處理;用于污泥脫水具有更高的濾水量,較底的濾餅含水率;也可用于強(qiáng)酸浸提礦石或從含金屬的酸性催化劑中回收有價(jià)值的金屬。 |
六、各類型聚丙烯酰胺的主要技術(shù)指標(biāo)
1、各類聚丙烯酰胺產(chǎn)品常見技術(shù)指標(biāo)如下:
名稱 | 外觀 | 分子量(萬(wàn)) | 離子度或水解度(%) | 高效PH | 固含量(%) | 殘余單體(%) |
陰離子 聚丙烯酰胺 | 白色顆粒粉末 | 300-2200 | 10~50 | 7-14 | ≥90 | 0.05-0.10 |
陽(yáng)離子 聚丙烯酰胺 | 白色顆粒粉末 | 400-1500 | 10~60 | 1-14 | ≥90 | 0.05 |
非離子 聚丙烯酰胺 | 白色顆粒粉末 | 300-800 | ≤3 | 1-8 | ≥90 | 0.05 |
兩性離子 聚丙烯酰胺 | 白色顆粒粉末 | 1100-7000 | 陽(yáng):5~60 陰:≤10 | 1-14 | ≥90 | 0.05-0.15 |
2、各類聚丙烯酰胺產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)參數(shù)如下:
項(xiàng)目 | 陽(yáng)離子 聚丙烯酰胺 | 陰離子 聚丙烯酰胺 | 非離子 聚丙烯酰胺 | 兩性 聚丙烯酰胺 |
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) | GB/T 31246-2014 | GB/T 17514-2017 | GB/T 17514-2017 | 無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) |
外觀 | 固體:白色或微黃色顆?;蚍勰?/span> 膠體:無(wú)色或微黃色膠狀物 | |||
相對(duì)分子質(zhì)量M,≥ | 8~12×106 視客戶需求 | 6~18×106 視客戶需求 | 2~12×106 視客戶需求 | 8~10×106 視客戶需求 |
陽(yáng)離子度w/% | 10≤w≤60. | 5≤w≤60 | ||
水解度w/% | 10≤w≤35 | w≤5 | w≤10 | |
固含量(固體)w/%,≥ | 88.0 | 88.0 | 88.0 | 88.0 |
丙烯酰胺單體含量(干基)w/%,≤ | 0.10 | 0.02 | 0.05 | 0.15 |
溶解時(shí)間/min,≥ | 60 | 90 | 90 | |
篩余物(1.40mm篩網(wǎng))w/% ,≤ | 5 | 2 | 2 | |
篩余物(180μm篩網(wǎng))w/%,≥ | 85 | 88 | 88 | |
水不溶物w/%,≥ | 0.3 | 0.3 | 1.0 | |
硫酸鹽(SO4)含量w/(g/g), ≤ | 0.05 | 0.5 | 0.5 | |
氯化物(Cl)含量w/(g/g), ≤ | 0.05 | 1.0 | 1.0 |
3、聚丙烯酰胺產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)解析
(1)聚丙烯酰胺分子量
聚丙烯酰胺隨分子量的增大,聚丙烯酰胺的粘度逐漸提升,絮凝性能也隨之提高,如陽(yáng)離子聚丙烯酰胺分子量達(dá)到了1350萬(wàn),陰離子聚丙烯酰胺分子量達(dá)到了2200萬(wàn)左右,非離子聚丙烯酰胺分子量也達(dá)到了800多萬(wàn),兩性離子聚丙烯酰胺分子量甚至達(dá)到了7000萬(wàn),雖然說(shuō)到了一定的程度,聚丙烯酰胺效果隨分子量的進(jìn)一步增大而下降,但只要時(shí)間控制得好,效果就會(huì)因分子量變化而達(dá)到最大值。
(2)聚丙烯酰胺粘度
聚丙烯酰胺粘度使反映溶液分子粒的激烈程度,即溶液彼此摩擦碰撞的力度,分子量的提升,不僅可提高絮凝性能,同時(shí)對(duì)粘度有著質(zhì)的提升,因?yàn)榫郾0贩肿恿吭酱螅肿渔溄泳驮介L(zhǎng),越牢固,粘度越大。
(3)聚丙烯酰胺殘余單體含量
丙烯酰胺就是聚丙烯酰胺聚合反應(yīng)沒有完全而產(chǎn)生的單體,其含量就是最終沒參與反應(yīng)丙烯酰胺單體的含量,是衡量是否生產(chǎn)正規(guī),是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的重要因素,聚丙烯酰胺沒有毒性,而丙烯酰胺單體具有毒性。根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定,若丙烯酰胺單體含量超過0.1%,將禁止使用,可見單體含量越少越好。
(4)水解度
水解度是指陰離子聚丙烯酰胺水解的程度,隨著水解度的增加,羧基陰離子增加,分子鏈不斷伸展,從而有使絮凝效果逐漸增強(qiáng)的作用;同時(shí),聚丙烯酰胺分子的負(fù)電性亦逐漸增強(qiáng),又妨礙了其與負(fù)電性的泥沙雜質(zhì)相吸附,而且在吸附架橋中起主要作用的活性基團(tuán)-酰胺基也不斷減少,從而隨著水解度的增加,又存在使絮凝效果逐漸變差的因素。
所以陰離子聚丙烯酰胺不是水解度越高越好,合適的才是最優(yōu)的。因此在選擇絮凝劑的時(shí)候,不應(yīng)盲目的追求水解度,一定要通過實(shí)踐選擇最優(yōu)產(chǎn)品。
(5)離子度
離子度指陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的陽(yáng)離子電荷密度,市場(chǎng)上流通的產(chǎn)品離子度一般在10%~60%,離子度越大分子量越小,同時(shí)也決定了產(chǎn)品價(jià)格,離子度也決定了絮團(tuán)的緊密度、含水率等問題,離子度越高污水中雜質(zhì)絮團(tuán)效果越大越緊。對(duì)于水處理行業(yè)來(lái)說(shuō)選擇的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺并不是離子度越高,效果越好。因此,并不是所有的行業(yè)污水都適合用離子度高的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。也并不是所有的行業(yè)都適合用離子度低的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
不同的行業(yè),選擇陽(yáng)離子聚丙烯酰胺看的主要是處理效果,用在污水處理行業(yè)中,它的型號(hào)主要是根據(jù)其離子度進(jìn)行劃分的,包括:10、12、15、20、30、40、50、60離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
1、洗煤、選礦行業(yè)用的主要是低陽(yáng)離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺,其型號(hào)主要是:12、15、20離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
2、造紙行業(yè)的污水處理用的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺,主要型號(hào)是:30、40、50離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
3、城市污水處理中使用的主要是50、60離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
4、醫(yī)藥行業(yè)污水處理,推薦使用40、50、60離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
5、啤酒廠污水處理,推薦使用50、60離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
6、味精廠污水處理,推薦使用40、50、60離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
7、石油行業(yè)污水處理,推薦使用30、50離子度的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
七、產(chǎn)品使用方法
1、聚丙烯酰胺品種已系列化,根據(jù)不同的用途要選擇不同的牌號(hào),投加量根據(jù)不同用途而不同,在工業(yè)化使用前可先進(jìn)行燒杯試驗(yàn)選擇適宜的牌號(hào)及確定用量。
2、使用時(shí)采用稀溶液的形式(陰離子、非離子、兩性離子品種的聚丙烯酰胺一般在0.05%-0.3%濃度,陽(yáng)離子為0.1%-0.2%濃度為宜),而且濃度越稀分子鏈越伸展,效果越好。?
3、配制時(shí),將水加入到帶攪拌的溶解槽中,開啟攪拌,將稱量好的絮凝劑干粉慢慢加入到攪拌的水中,要避免干粉結(jié)團(tuán),使其在水中良好分散、溶脹、溶解,并使絮凝劑充分熟化,可得到滿意的使用效果?????
4、強(qiáng)力攪拌會(huì)使絮凝劑機(jī)械降解,影響使用效果,故攪拌速度以100-300rpm為宜。?
5、溶解操作要在塑料、陶瓷、不銹鋼等防腐攪拌槽中進(jìn)行,避免鐵銹。????
6、溶解好的絮凝劑用螺桿泵、隔膜泵等低剪切泵輸送為宜。
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