
作用原理
1)絮凝作用原理:PAM用于絮凝時,與被絮凝物種類表面性質(zhì),特別是動電位,粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān),顆粒表面的動電位,是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM,能使動電位降低而凝聚。
2)吸附架橋:PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上,各顆粒之間形成聚合物的橋,使顆粒形成聚集體而沉降。
3)表面吸附:PAM分子上的極性基團(tuán)顆粒的各種吸附。
4)增強(qiáng)作用:PAM分子鏈與分散相通過種種機(jī)械、物理、化學(xué)等作用,將分散相牽連在一起,形成網(wǎng)狀。
技術(shù)流程編輯
PAM沉淀是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時生成了不溶于反應(yīng)物所在溶液的物質(zhì)。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質(zhì),可以這是一種物理過程,簡便易行,效果良好,是污水處理的重要技術(shù)之一。
根據(jù)懸浮物質(zhì)的性質(zhì)、濃度及絮凝劑聚丙烯酰胺凝性能,沉淀可以分為:自然沉淀,絮凝沉淀,區(qū)域沉淀。域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上),顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響,顆粒間相對位置保持不變,形成一個整體共同下沉,與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區(qū)域沉淀發(fā)生。
絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后,其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚,其尺寸和質(zhì)量不斷變大,沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度,而且與沉淀深度有關(guān)。地面水中投加混凝劑后形成的礬花,生活污水中的有機(jī)懸浮物,活性污泥在沉淀過程中都會出現(xiàn)絮凝沉淀的現(xiàn)象。
加藥方式編輯
藥劑的投加方式
藥劑的投加采用重力投加和壓力投加,無論哪種投加方式,由溶解池到溶液池,到藥液投加點(diǎn),均應(yīng)設(shè)置藥液提升設(shè)備,常用的藥液提升設(shè)備是計(jì)量泵和水射器。
1.重力投加
利用重力將藥劑投加在水泵吸水管內(nèi)或者吸水井的吸水喇叭口處,利用水泵葉輪混合。
2.壓力投加
利用水泵或者水射器將藥劑投加到原水管中,適用于將藥劑投加到壓力水管中,或者需要投加到標(biāo)高較高、距離較遠(yuǎn)的凈水構(gòu)筑物內(nèi)。
3.水泵投加
水泵投加是在溶液池中提升藥液到壓力管中,有直接采用計(jì)量泵和采用耐酸從而起增強(qiáng)作用。
聚丙烯酰胺在使用之**般都需配制成0.1 %~0.5%的稀釋溶液備用,配制好的溶液較好不要存放太長時間才用,這個濃度范圍的溶液在使用之前還需要近一步稀釋成0.01~0.05的溶液,原因就是可以更有肋于絮凝劑在懸浮體系中的分散,可以降低用量,而且可以取得更好的絮凝效果!
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、 、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、、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,否則無多大應(yīng)用價值。
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,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,對電解質(zhì)有很好的相容性,對、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。
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°,軟化溫度近于210度,一般方法干燥時含有少量的水,干時又會很快從環(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,*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。
聚丙烯酰胺是有機(jī)高分子絮凝劑,分子量都對照大,通常都在百萬、切切級,熔解的時辰會先溶脹,而后冉冉熔解,假如選用人為加藥的方法,一次性往水里投加的聚丙烯酰胺量大,并且又不能平均的遲緩的參與的話,聚丙烯酰胺先觸碰水的部門,就起始溶脹,而后表面積變大,進(jìn)而包住了未觸碰到水的部門(不妨把撈出的絮團(tuán)剝開看看,中間都是干的,未沾水),于是造成一些不能熔解的聚丙烯酰胺團(tuán).
方今大多數(shù)污水辦理廠通常都選用人為加藥(假如改用自動進(jìn)料機(jī)加藥的話,不僅儉省人力,且能較大力度防止出列這類狀況).提議加藥時先將水?dāng)嚢杵饋?而后在進(jìn)水口沖出的水柱上方遲緩的平均的投加,讓丹方順著水流闖入水中,如此不妨節(jié)減結(jié)團(tuán)的幾率,此外在投加時盡量防止丹方以及熔解罐內(nèi)壁觸碰.
不少污水辦理廠的溶藥罐內(nèi)壁上、罐底都?xì)埩粲幸粚颖”〉睦淄z狀殘留物以及一些大的絮團(tuán),這些殘留物無論如何攪拌、攪拌多長時光都很難再將其熔解,假如不得到妥當(dāng)辦理,往往會造成一些不必要的小困難,而這些殘留物在整理時也想當(dāng)?shù)睦щy,一些較大的絮凝團(tuán)還不妨用鉤子之類的將其掏出,較怕的即是一些小的絮團(tuán)流入進(jìn)藥管道擁塞加藥泵.
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,否則無多大應(yīng)用價值。
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,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,對電解質(zhì)有很好的相容性,對氯化胺、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*溶解,單憑聚丙烯酰胺目數(shù)的大小是無法衡量產(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,一般方法干燥時含有少量的水,干時又會很快從環(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,*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)
數(shù)值
外觀
白色粉末或半透明顆粒
氣味
無臭
密度(23度)(g/cm3)
1.302
臨界表面張力(10-5N/cm)
30~40
玻璃化溫度(度)
165
188
194,204
軟化溫度
210
熱失重(度)
初失重,約290
失重70%,約430
失重98%,約555
熱分解氣體
<300度
NH3
> 300度
H2,CO、NH3
鏈結(jié)構(gòu)
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)以無規(guī)立構(gòu)為主
熱穩(wěn)定性
溫度**過120度時易分解
溶解性
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
丙烯酰胺+水(引發(fā)劑/聚合)→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺產(chǎn)品
我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)大概也經(jīng)歷了3個階段:
階段是早采用盤式聚合,即將混合好的聚合反應(yīng)液放在不銹鋼盤中,再將這些不銹鋼盤推至保溫烘房中,聚合數(shù)小時后,從烘房中推出,用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀,進(jìn)絞肉機(jī)造粒,烘房干燥,粉碎制得成品。這種工藝*是手工作坊式。
*二階段是采用捏合機(jī),即將混合好的聚合反應(yīng)液放在捏合機(jī)中加熱,聚合開始后,開始捏合機(jī),一邊聚合一邊捏合,聚合完后,造粒也基本完成,倒出物料經(jīng)干燥、粉碎得成品。
*三階段是,20世紀(jì)80年代后期,開發(fā)了錐形釜聚合工藝,由核工業(yè)部五所在江蘇江都化工廠試車成功。該工藝在錐形釜下部帶有造料旋轉(zhuǎn)刀,聚合物在壓出的同時,即成粒狀,經(jīng)轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥,粉碎得產(chǎn)品。
為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上,有的技術(shù)采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內(nèi)壁上,但此涂覆層在上產(chǎn)過程中易脫落而污染聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
也有可旋轉(zhuǎn)的錐形釜,聚合反應(yīng)完成后,聚合釜倒轉(zhuǎn)將聚丙烯酰胺膠塊倒出)、造粒方式 (有機(jī)械造粒、切割造粒,也有濕式造粒即分散液中造粒)、干燥方式(有采用穿流回轉(zhuǎn)干燥,也有用振動流化床干燥)及粉碎方式。這些不同中有些是設(shè)備質(zhì)量上有差異,有些是采用的具體方式上的油差異,但總的來看,聚合技術(shù)趨向于固定錐形釜聚合,振動流化床干燥技術(shù)。
聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)除了上述的單元操作外,在工藝配方上還有較明顯的差別,引發(fā)就有前加堿共水解工藝和后加堿后水解工藝之分,兩種方法各有利弊,前加堿共水解工藝過程簡單,但存在水解傳熱易產(chǎn)生交聯(lián)和相對分子質(zhì)量損失大的問題,后加堿后水解雖然工藝過程增加了,但水解均勻不易產(chǎn)生交聯(lián),對產(chǎn)品相對分子質(zhì)量損失也不大。
我國聚丙烯酰胺聚合用的引發(fā)劑有無機(jī)引發(fā)劑、有機(jī)引發(fā)劑和無機(jī)—有機(jī)混合體系3中類型。