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絮凝剂(PAM)怎么使用和的用途!

来源:水处理絮凝剂      2019/1/1 11:44:03      点击:

絮凝剂PAM)

聚丙烯酰胺 简 称:PAM 聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。   

聚丙烯酰胺使用方法及注意事项

1、絮团的大小:絮团太小会影响排水的速度,絮团太大会使絮团约束较多水而降低泥饼干度。经过选择聚丙烯酰胺的分子量能够调整絮团的大小。

2、污泥特性。第一点理解污泥的来源,特性以及成分,所占比重。依据性质的不同,污泥可分为有机和无机污泥两种。阳离子聚丙烯酰胺用于处置有机污泥,相对的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用于无机污泥,碱性很强时用阳离子聚丙烯酰胺,而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺,固含量高时污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。

3、絮团强度:絮团在剪切作用下应坚持稳定而不破碎。进步絮凝剂分子量或者选择适宜的分子构造有助于进步絮团稳定性。   4、聚丙烯酰胺的离子度:针对脱水的污泥,可用不同离子度的絮凝剂经过先做小试停止挑选,选出最佳适宜的聚丙烯酰胺,这样即能够获得最佳絮凝剂效果,又可使加药量最少,节约本钱。

5、絮凝剂的溶解:溶解良好才干发充沛发挥絮凝作用。有时需求加快溶解速度,这时可思索进步聚丙烯酰胺溶液的浓度。

聚丙烯酰胺使用特性

1、絮凝性:PAM能使悬浮物质通过电中和,架桥吸附作用,起絮凝作用。

2、粘合性:能通过机械的、物理的、化学的作用,起粘合作用。

3、降阻性:PAM能有效地降低流体的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50—80%。

4、增稠性:PAM在中性和酸条件下均有增稠作用,当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时,增稠将更明显。

PAM(聚丙烯酰胺)作用原理

1、絮凝作用原理:PAM用于絮凝时,与被絮凝物种类表面性质,特别是动电位,粘度、浊度及悬浮液的PH值有关,颗粒表面的动电位,是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM,能使动电位降低而凝聚。   2、吸附架桥:PAM分子链固定在不同的颗粒表面上,各颗粒之间形成聚合物的桥,使颗粒形成聚集体而沉降。

3、表面吸附:PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。

4、增强作用:PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用,将分散相牵连在一起,形成网状,

PAM(聚丙烯酰胺)沉淀的技术流程

聚丙烯酰胺沉淀的技术流程

沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质,可以这是一种物理过程,简便易行,效果良好,是污水处理的重要技术之一。

根据悬浮物质的性质、浓度及聚丙烯酰胺絮凝性能,沉淀可以分为:自然沉淀、絮凝沉淀和区域沉淀。

区域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上),颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉,与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。

废水中悬浮固体浓度不高,而且不具有凝聚的性能,在沉淀过程中,固体颗粒不改变形状,也不互相粘合,各自独立地完成沉淀过程。(沉砂池和初沉池的初期沉淀)压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中,由于悬浮颗粒浓度很高,颗粒相互之间已挤集成团块结构,互相接触,互相支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高,沉淀过程悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉淀过程中,颗粒的物理性质,如形状,大小及比重等不发生变化。这种颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。

絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后,其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚,其尺寸和质量不断变大,沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度,而且与沉淀深度有关。地面水中投加混凝剂后形成的矾花,生活污水中的有机悬浮物,活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。

聚丙烯酰胺(PAM)药剂的投加方式

PAM的投加采用重力投加和压力投加,无论哪种投加方式,由溶解池到溶液池,到药液投加点,均应设置药液提升设备,常用的药液提升设备是计量泵和水射器。

1、重力投加:利用重力将药剂投加在水泵吸水管内或者吸水井的吸水喇叭口处,利用水泵叶轮混合。

2、压力投加:利用水泵或者水射器将药剂投加到原水管中,适用于将药剂投加到压力水管中,或者需要投加到标高较高、距离较远的净水构筑物内。

3、水泵投加:水泵投加是在溶液池中提升药液到压力管中,有直接采用计量泵和采用耐酸从而起增强作用。

聚丙烯酰胺在使用之前一般都需配制成0.1 %~0.5%的稀释溶液备用,配制好的溶液最好不要存放太长时间才用,这个浓度范围的溶液在使用之前还需要近一步稀释成0.01~0.05的溶液,原因就是可以更有肋于絮凝剂在悬浮体系中的分散,可以降低用量,而且可以取得更好的絮凝效果!

聚丙烯酰胺(PAM)毒性

聚丙烯酰胺本身及其水解体没有毒性,聚丙烯酰胺的毒性来自其残留单体丙烯酰胺(AM)。丙烯酰胺为神经性致毒剂,对神经系统有损伤作用,中毒后表性出肌体无力,运动失调等症状。因此各国卫生部门均有规定聚丙烯酰胺工业产品中残留的丙烯酰胺含量,一般为0.5%---0.05%。聚丙烯酰胺用于工业和城市污水的净化处理方面时,一般允许丙烯酰胺含量0.2%以下,用于直接饮用水处理时,丙烯酰胺含量需在0.05%以下。事实上,关于PAM的毒性早在1965年美国道化学公司McCollister等人就曾做了一份关于AM类聚合物的毒理学研究报告,他们对老鼠和狗进行了一次口服和两年连续口服试验,结果表明,即使饲喂5-10%浓度的高聚物也未发现有任何影响。日本有人曾用代表性的三类PAM进行老鼠试验,其结果(LD50(大鼠一次口服)):HPAM在5000mg/kg以上;NPAM在6000 mg/kg以上;CPAM在5800 mg/kg以上。标注:【毒性分级(LD50(大鼠一次口服)):<50mg/kg为剧毒、高毒;50-4500mg/kg为低度、中毒;>4500基本无毒】。

国际健康卫生组织1985年出生的聚丙烯酰胺标准指出:聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺量控制在0.05%以下并控制用量时,处理后水中的含量将低于0.25ug/L,符合大多数国家的饮用水标准。PAM商品早已被美国环境保护局或食品、药品管理局批准,可用于饮用水、糖汁澄清、水果、蔬菜洗涤等领域。PAM无毒,但PAM的原料单体AM则是有毒性的,尤其是对哺乳动物的神经有损害,因此,欧美国家包括我国都对食品级PAM中的残余单体AM含量有其严格要求,一般要求低于0.05%,应用的最大剂量也是有限制的,但在废水的处理、污泥脱水等领域里的应用,工作人员没有必要担忧PAM的毒性(残单体)对人体的伤害。

阴离子聚丙烯酰胺概况

阴离子聚丙烯酰胺(APAM)产品描述:阴离子聚丙烯酰胺(APAM)外观为白色粉粒,分子量从600万到2500万水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为7到14,在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性,与盐类电解质敏感,与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。

化学分子式  

阴离子聚丙烯酰胺(PAM)应用领域

工业废水处理:对于悬浮颗粒,较出、浓度高、粒子带阳电荷,水的PH值为中性或碱性的污水,钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理,效果最好。

饮用水处理:我国很多自来水厂的水源来自江河,泥沙及矿物质含量高,比较浑浊,虽经过沉淀过滤,仍不能达到要求,需要投加絮凝剂,投加量是无机絮凝剂的1/50,但效果是无机絮凝剂的几倍,对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。淀粉厂及酒精厂的流失淀粉酒糟的回收:现在很多淀粉厂的废水内含淀粉很多,现投加阴离子聚丙烯酰胺,使淀粉微粒絮凝沉淀,然后将沉淀物经压滤机压滤变成饼状,可作饲料,酒精厂的酒精也可采用阴离子聚丙烯酰胺脱水,压滤进行回收。用于造纸助剂、助率剂。在造纸前泵口式储浆池中加入微量PAM-LB-3阴离子聚丙烯酰胺可使水中填料与细小纤维在网上存留提高20-30%。每吨可节约纸浆20-30kg。

聚丙烯酰胺举例说明:在洗煤过程中产生大量废水,直接排放污染环境,必须沉清后循环利用,回收水中煤泥,也很有价值,但靠自然沉降,费时费力,同时水也不清。

另外,阴离子聚丙烯酰胺在制香行业的应用也越来越受欢迎,阴离子聚丙烯酰胺产品特点:具溶解性好,粘度高,韧性强,易燃无(少)烟、燃烧无异味、无毒等特点;产品性能稳定,避免了其它植物胶粉和普通淀粉因产地、时间不同,粘结质量参差不齐,在香业生产时需要反复调试配方,以免造成产品质量不稳定的现象;香制品外表光洁平整、成型好、不易破碎;尤其是其冷水可糊化性,无需煮糊,将物料直接混和均匀、加水搅拌既可生产,而且加水混合后的物料较长时间放置也不会有物料干硬无法使用的现象发生,有效地节约了能源和方便了生产操作。

使用效果:使用本产品做成的香坯(香制品)外观平整、无断裂、无霉斑,抗折力强,产品成色好、烘晒后不褪色,燃点时间足,可燃性好,过铁齿盘不“断头”熄火,有利于蚊香有效成份的挥散率的提高及可减少成品在烘干过程中的损失,同时,可大大减轻工人的劳动强度、提高工作效率。此外,本品对环境无污染,可满足绿色环保方面对产品的要求。

经济效益:使用本产品可减少原料成本5—12%,节约能耗20—30%。

阳离子聚丙烯酰胺概况

阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)产品特性:阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)外观为白色粉粒,离子度从20%到55%水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。呈高聚合物电解质的特性,适用于带阴电荷及富含有机物的废水处理。适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理,特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。

化学分子式 

阳离子聚丙烯酰胺用途

1、用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号,可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水,脱水时,产生絮团大,不粘滤布,压滤时不散,流泥饼较厚,脱水效率高,泥饼含水率在80%以下。

2、用于生活污水和有机废水的处理,本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性,这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀,澄清很有效。如生产粮食酒精废水,造纸废水,城市污水处理厂的废水,啤酒废水,味精厂废水,制糖废水,有机含量高 废水、饲料废水,纺织印染废水等,用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍,因为这类废水普遍带阴电荷。

3、用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂,用量少,效果好,成本低,特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好,它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂

4、造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。

5、用于油田经学助剂,如粘土防膨剂,油田酸化用稠化剂。

6、用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。

包装与贮存:本品无毒,注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。

贮存期:2年,25kg纸袋(内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋)。

非离子聚丙烯酰胺概况

非离子聚丙烯酰胺系列产品是具有高分子量的低离子度的线性高聚物。由于其具有特殊的基团,便赋予它具有絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、凝胶、稳定胶体的作用。污水处理剂:当悬浮性污水显酸性时,采用非离子聚丙烯酰胺絮凝剂较为合适。这时PAM起吸附架桥作用,使悬浮的粒子产生絮凝沉淀,达到净化污水的目的。也可用于自来水的净化,尤其是和无机絮凝剂配合使用,在水处理中效果最佳。

非离子聚丙烯酰胺应用

1、广泛用于工业废水处理、对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、离子带阳电荷、水的PH值为中性或碱性的污水,钢铁厂废水,冶金废水,洗煤废水等的污水处理效果最好。

2、用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。

3、用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。

4、用于造纸工业。一是提高填料、颜料等存留率;二是提高纸张的强度(包括干强度和湿强度)。另外,还可以提高纸张抗撕性和多孔性,以改进视觉和印刷性能,还用于食品及茶叶包装纸中。

两性离子聚丙烯酰胺概况

两性离子聚丙烯酰胺是由乙烯酰胺是和乙烯基阳离子单体丙烯酰胺单体,水解共聚而成。分子链上既有阳电荷,又有阴电荷的两性离子不规则聚合物。

聚丙烯酰胺的生产步骤

聚丙烯酰胺单体生产技术:聚丙烯酰胺单体的生产时以丙烯腈为原料,在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品,经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体,此单体即为聚丙烯酰胺的生产原料。   丙烯腈+(水催化剂/水) →合 →丙烯酰胺粗品→闪蒸→精制→精丙烯酰胺。

我国聚丙烯酰胺生产技术大概也经历了3个阶段

第一阶段是最早采用盘式聚合,即将混合好的聚合反应液放在不锈钢盘中,再将这些不锈钢盘推至保温烘房中,聚合数小时后,从烘房中推出,用铡刀把聚丙烯酰胺切成条状,进绞肉机造粒,烘房干燥,粉碎制得成品。这种工艺完全是手工作坊式。

第二阶段是采用捏合机,即将混合好的聚合反应液放在捏合机中加热,聚合开始后,开始捏合机,一边聚合一边捏合,聚合完后,造粒也基本完成,倒出物料经干燥、粉碎得成品。

第三阶段是,20世纪80年代后期,开发了锥形釜聚合工艺,由核工业部五所在江苏江都化工厂试车成功。该工艺在锥形釜下部带有造料旋转刀,聚合物在压出的同时,即成粒状,经转鼓干燥机干燥,粉碎得产品。

聚丙烯酰胺的使用要遵循如下原则:

1、颗粒状聚丙烯酰胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水,用其水溶液去处理污水。

2、溶解颗粒状聚合物的水应该是干净(如自来水),不能是污水。常温的水即可,一般不需要加温。水温低于5℃时溶解很慢。水温提高溶解速度加快,但40℃以上会使聚合物加快降解,影响使用效果。一般自来水都适合于配制聚合物溶液。强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。

3、聚合物溶液浓度的选择,乐邦公司建议为0.1%—0.3%,即1升水中加0.1g—0.3g聚合物粉剂。

聚丙烯酰胺综合用途

水处理领域:PAM在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中,PAM与活性炭等配合使用,可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清;在污水处理中。PAM可用于污泥脱水;在工业水处理中,PAM主要用作配方药剂。在原水处理中,用有机絮凝剂PAM代替无机絮凝剂,即使不改造沉降池,净水能力也可提高20%以上。所以目前许多大中城市在供水紧张或水质较差时,都采用PAM作为补充。工业废水处理,特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷,水的PH值为中性或碱性的污水、钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理,效果最好。在污水处理中,采用PAM可以增加水回用循环的使用率。

石油采油领域:在石油开采中,PAM主要用于钻井泥浆材料以及提高采油率等方面,广泛应用于钻井、完井、固井、压裂、强化采油等油田开采作业中,具有增粘、降滤失、流变调节、胶凝、分流、剖面调整等功能。目前我国油田开采已经步入中后期,为提高原油采收率,目前主要推广聚合物驱油和三元复合驱油技术。通过注入PAM水溶液,改善油水流速比,使采出物中原油含量提高。目前国外PAM在油田方面的应用不多,我国由于特殊的地质条件,大庆油田和胜利油田已经开始广泛采用聚合物驱油技术。

造纸领域:PAM在造纸领域中广泛用作驻留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用是能够提高纸张的质量,提高浆料脱水性能,提高细小纤维及填料的留着率,减少原材料的消耗以及对环境的污染等。PAM在造纸中使用的效果取决于其平均分子量、离子性质、离子强度及其它共聚物的活性。非离子型PAM主要用于提高纸浆的滤性,增加干纸强度,提高纤维及填料的留着率;阴离子型共聚物主要用作纸张的干湿增强剂和驻留剂;阳离子型共聚物主要用于造纸废水处理和助滤作用,另外对于提高填料的留着率也有较好的效果。此外,PAM还应用于造纸废水处理和纤维回收。

纺织领域:在纺织工业中,PAM作为织物后处理的上浆剂、整理剂,可以生成柔顺、防皱、耐霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点,能减少纺细纱时的断线率;PAM作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃;用作印染助剂时,PAM可使产品附着牢度大、鲜艳度高,还可以作为漂白的非硅高分子稳定剂;此外,PAM还可以用于纺织印染污水的高效净化。

其他领域:在采矿、洗煤领域,采用PAM作絮凝剂可促进采矿、洗煤回收水中固体物的沉降,使水澄清,同时可回收有用的固体颗粒,避免对环境造成污染;在制糖工业中,PAM可加速蔗汁中细粒子的下沉,促进过滤和提高滤液的清澈度;在养殖工业中,PAM可改善水质,增加水的透光性能,从而改善水的光合作用;在医药工业中,PAM可用作分离抗菌素的絮凝剂、用作药片的赋型粘接剂以及工艺水澄清剂等;在建材工业中,PAM可用作涂料增稠分散剂、锯石板材冷却剂以及陶瓷粘接剂等;在农业上,PAM作为高吸水性材料可用作土壤保湿剂以及种子培养剂等。在建筑工业中,PAM可以增强石膏水泥的硬度,加速石棉水泥的脱水速度。此外,PAM还可用作天然或合成皮革的保护涂层以及无机肥料的造粒助剂等。

聚丙烯酰胺行业今后发展

尽管全球聚丙烯酰胺市场在2009年受金融危机的影响呈现衰退迹象,但2011年今后将逐渐回暖,到2015年,市场规模将达到25.1亿美元。市场发展的主要动力来自于下游行业的复苏、行业环保政策要求与产品相关的技术服务带来的利润以及新兴市场的快速成长等。   2012年,我国聚丙烯酰胺的主要应用领域为石油开采、水处理、造纸、高吸水性树脂、冶金和洗煤等。其消费结构为:油田开采占81%,水处理占9%,造纸占5%,矿山占2%,其他占3%。石油开采是目前我国聚丙烯酰胺最大的消费领域,其消费量占国内总消费量的81%。水处理是我国聚丙烯酰胺的第二大消费领域,我国城市污水处理率不足30%,工业水的重复利用率为60%,工业废水处理率为77%,与发达国家相比差距很大。聚丙烯酰胺作为絮凝剂在我国城市水处理 以及化工、冶金、造纸、印染、制糖、味精、煤炭、建材等行业的废水处理的用量将不断增加,在高吸水性树脂、水泥增强剂、粘合剂、皮革复鞣剂等领域。