對聚丙烯酰胺的技術(shù)指標(biāo)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(zhì)量優(yōu)劣也可以從這幾個指標(biāo)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(jì)70年代應(yīng)用的PAM,分子量一般為數(shù)百萬;80年代以后,多數(shù)PAM的分子量在1500萬以上,有些達(dá)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(jù)分子質(zhì)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(chǎn)品中也不是完全均一的,標(biāo)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(shù)值需視所處理的物料的種類和性質(zhì)而定,不同情況下會有不同的佳值。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(yīng)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(chǎn)的PAM是由聚丙烯酰胺一種單體聚合而成,原來不含-COONa基團(tuán)。使用前要先加NaOH加熱,使部分-CONH2 基水解為-COONa,反應(yīng)式如下:
-CONH2 + NaOH -→ -COONa + NH3↑
水解過程中有氨氣放出。PAM中酰胺基團(tuán)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(xiàn)代生產(chǎn)的PAM有多種不同陰離子度的產(chǎn)品,用戶可根據(jù)需要和通過實際試驗選用適當(dāng)?shù)钠贩N,不需要再行水解,溶解以后即可使用。但是,由于習(xí)慣的原因,有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。應(yīng)當(dāng)注意,水解的含義是加水分解,是化學(xué)反應(yīng),PAM的水解有氨氣放出;而溶解只是物理作用,無化學(xué)反應(yīng)。兩者的本質(zhì)不同,不應(yīng)混為一談。
3、殘余單體含量
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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(yīng)完全并終殘留于聚丙烯酰胺產(chǎn)品中的丙烯酰胺單體含量,是衡量是否適用于食品工業(yè)的重要參數(shù)。聚丙烯酰胺是無毒的,但丙烯酰胺具有一定的毒性。在工業(yè)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,必須嚴(yán)格控制PAM產(chǎn)品中的殘余單體含量。國際規(guī)定用于飲用水和食品工業(yè)的PAM中的殘余單體含量不超過0.05%。國外著名產(chǎn)品的這一數(shù)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(xì)的鏈狀體,在溶液中運動的阻力很大。粘度的實質(zhì)是反映溶液內(nèi)磨擦力的大小,亦稱為內(nèi)磨擦系數(shù)。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,就是測定一定濃度溶液在一定條件下的粘度,再按一定的公式計算其分子量,稱為“粘均分子量”。
二、PAM選型的誤區(qū)
誤區(qū)一:?很多用戶在選擇聚丙烯酰胺時認(rèn)為聚丙烯酰胺的分子量越大,絮凝效率越高,效果就會越好。那么是不是分子量越大,效果越好呢?
不一定是這樣的。聚丙烯酰胺擁有100多種型號,不同的企業(yè)產(chǎn)生的污水性質(zhì)是不同的,有的是酸性水質(zhì),有的是堿性水質(zhì),還有的是中性水質(zhì),有的含有油污,有的含有大量的有機物,有的含有顏色,有的含有大量的泥沙,還有各種各樣的情況。并不是一種型號的聚丙烯酰胺就可以解決所有的問題,把所有不同水質(zhì)的污水都能處理達(dá)標(biāo)。需要通過實驗小試選型,再上機試驗,確定較佳用量,以達(dá)到用量少、成本低的佳效果。
誤區(qū)二:分子量與離子度是聚丙烯酰胺的兩個重要指標(biāo),那么聚丙烯酰胺在業(yè)內(nèi)主要是以離子度的高低來選型嗎?
離子度是指這種化學(xué)試劑離子電荷的陰陽性,以及其電荷密度。離子度越大則其分子量越小,同時離子度越高則產(chǎn)品的價格就越高,離子度對產(chǎn)品的絮凝團(tuán)的緊密度和含水量都有影響,在選型過程中需要進(jìn)一步的試驗來確定所需聚丙烯酰胺的型號。
誤區(qū)三:是不是聚丙烯酰胺溶解攪拌時間越長越好?
聚丙烯酰胺外觀為白色結(jié)晶體顆粒,一般為60-80目之間,在使用時應(yīng)充分溶解,一般溶解攪拌時間不應(yīng)低于30分鐘,冬季氣溫較低時應(yīng)延長溶解攪拌時間。
很多時候因溶解攪拌時間過短造成PAM未充分溶解,在污水中無法有效的進(jìn)行快速絮凝。
誤區(qū)四:很多用戶不是很了解聚丙烯酰胺的配置濃度,認(rèn)為濃度越高絮凝性越好,這是正確的操作嗎?
聚丙烯酰胺配置濃度一般為0.1%-0.3%,適用于絮凝沉淀(需根據(jù)PAM分子量大小或根據(jù)沉淀速度而定)。城市和工業(yè)污泥脫水時配置濃度為0.2%-0.5%之間(需根據(jù)污泥濃度大小來調(diào)配配置濃度)。
PAM配置濃度的大小完全取決于污水、污泥的濃度,污水中雜質(zhì)過大時聚丙烯酰胺配置濃度應(yīng)增加。濃度過大同樣會影響使用效果,所以在上機使用前一定要做好試驗來確定合理的劑量!
誤區(qū)五:很多用戶對聚丙烯酰胺的類型分辨很模糊,所以在選型的時候經(jīng)常會選錯,如何辨別聚丙烯酰胺的類型?
聚丙烯酰胺型號大致可分為三種:陰離子型、陽離子型、非離子型。
陰離子適用于污水絮凝、沉淀、助降、澄清等,也可用于無機污泥脫水使用。
陽離子聚丙烯酰胺適用于復(fù)雜水質(zhì)的絮凝、沉降、脫色、澄清等,城市污泥脫水、有機污泥脫水等。
非離子聚丙烯酰胺適用于土壤保水、弱酸性污水絮凝、沉降、脫水等。
二、PAM選型原則
聚丙烯酰胺按離子特性可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型聚丙烯酰胺四種類型。按分子量來分有不同規(guī)格的分子量,離子度等衍生出很多型號,面對市場雜亂的規(guī)格體系,針對自己的污水體系優(yōu)選佳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(chǎn)物,首先我們應(yīng)該了解污泥的來源,性質(zhì),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。
2、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(jìn)行篩選,選出佳合適的聚丙烯酰胺,這樣即可以取得佳絮凝劑效果,又可使加藥量少,節(jié)約成本。選離子度關(guān)鍵看:
(1)絮團(tuán)的大小
絮團(tuán)的大?。盒鯃F(tuán)太小會影響排水的速度,絮團(tuán)太大會使絮團(tuán)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(diào)整絮團(tuán)的大小。
(2)絮團(tuán)強度(含水率)
絮團(tuán)的強度:絮團(tuán)在剪切作用下應(yīng)保持穩(wěn)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(jié)構(gòu)有助于提高絮團(tuán)穩(wěn)定性。
(3)聚丙烯酰胺與污泥的混合:
聚丙烯酰胺在脫水設(shè)備的某一位置必須和污泥充分反應(yīng),發(fā)生絮凝作用。為此,聚丙烯酰胺溶液粘度必須合適,在現(xiàn)有設(shè)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(guān)鍵因素。聚丙烯酰胺溶液粘度與其分子量和配制濃度有關(guān)。
(4)聚丙烯酰胺的溶解:
溶解良好才能發(fā)充分發(fā)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。
所以佳的產(chǎn)品選擇要有實驗室燒杯實驗決定。
3、聚丙烯酰胺的分子量選擇
聚丙烯酰胺分子量是指分子中分子鏈的長度,聚丙烯酰胺的分子量在500-1800萬之間,一般來說,分子量越高的聚丙烯酰胺產(chǎn)品,粘度也就越大,不過,在使用的時候,并不是分子量越高的產(chǎn)品,使用效果就越好,具體在使用中,要根據(jù)實際的應(yīng)用行業(yè)、水質(zhì)、處理設(shè)備等條件,來決定合適的聚丙烯酰胺分子量。
聚丙烯酰胺為高分子助凝劑,產(chǎn)品按其平均分子量可分為低分子量(<100萬)、中分子量(200-400萬)和高分子量(>700萬)三類。
聚丙烯酰胺應(yīng)用在污水處理中,分子量由幾百萬至幾千萬的高分子水溶性有機聚合物。國內(nèi)的高分子聚丙烯酰胺有:非離子聚丙烯酰胺(簡寫NPAM,分子量800-1500萬)、陰離子聚丙烯酰胺(簡寫APAM,分子量800-2000萬)、陽離子聚丙烯酰胺(簡寫CPAM,分子量800-1200萬,離子度10%-80%)。
如果單純做助凝劑使用的時候,一般分子量越高的話,絮團(tuán)越緊密,用藥越省,但陰離子聚丙烯酰胺的分子量建議不超過2000萬。
如果在污泥脫水方面。使用帶式壓濾機,一般分子量就不能過高,如果分子量很高就可能導(dǎo)致濾布堵塞,影響脫水效果;再比如您使用離心式壓濾機,分子量要求就要高一點,因為離心式壓濾機要求絮團(tuán)能夠盡量耐剪切,所以要選擇分子量相對較高的產(chǎn)品。
由以上可以看出分子量和離子度的選擇不是絕對的,選擇聚丙烯酰胺之前好做選型試驗,好上機運營試驗,這樣得來的數(shù)據(jù)才準(zhǔn)確,優(yōu)選的聚丙烯酰胺性價比才更高。