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PAM系列

一、概述

聚丙烯酰胺简称PAM,是一种线性高分子聚合物,是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一,聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝剂而应用于水处理中。其带有的负电荷基团通常有弱酸性的羧酸基团和强酸性的磺酸基团等组成,在污水中产生多个带有正电荷的胶体粒子形成架桥吸附使污水中的悬浮颗粒迅速凝聚在一起。阴离子PAM适合工业污水絮凝、污泥脱水、增稠、降阻等功能。

聚丙烯酰胺的聚合度可高达20000~90000,它的混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附作用,在胶粒之间形成桥联。聚丙烯酰胺每一链节中均含有一个酰胺基(—CONH2)。由于酰胺基间的氢键作用,线性分子往往不能充分伸展开来,致使桥架作用削弱。为此,通常将PAM在碱性条件下(pH10)进行部分水解,生成阴离子型水解聚合物(HPAM),其单体的水解反应式为:

 

聚丙烯酰胺部分水解后,成为了丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚物,一些酰胺基带有负的电荷。由酰胺基转化为羧基的百分数称为水解度。水解度过高,负电性过强,对絮凝产生阻碍作用。目前在高浊度水处理中,一般使用水解度30%~40%左右的聚丙烯酰胺水解体。

聚丙烯酰胺在水处理中的主要作用:

( 1) 减少絮凝剂的用量。在达到同等水质的前提下, 聚丙烯酰胺作为助凝剂与其它絮凝剂配合使用,可以大大降低絮凝剂的使用量;

( 2) 改善水质。在饮用水处理与工业废水处理中, 聚丙烯酰胺与无机絮凝剂配合使用,可明显改善水质;

( 3) 提高絮体强度与沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮体强度高,沉降性能好,从而提高固液分离速度,有利于污泥脱水;

( 4) 循环冷却系统的防腐与防垢。聚丙烯酰胺的使用可大大减少无机絮凝剂的用量,从而避免无机物质在设备表面的沉积,减缓设备的腐蚀与结垢。

二、产品参数

产品名称

聚丙烯酰胺(PAM

产品气味

无味

外观

白色颗粒

分子量

600~2500

酸碱性

见注

PH适用范围

7~11

毒性

无毒,但单体有毒

热稳定性

超过120℃时易分解

有效期

1年

包装

25kg/袋

注:阴离子PAM通常带负电荷基团单体(羧酸基团,磺酸基团),溶液显碱性;阳离子PAM通常带正电荷棘突单体(叔胺,季铵盐,),溶液显酸性;非离子PAM通常非离子单体(MAM及氮的衍生物),溶液显中性。

三、阴离子与阳离子PAM的用途差别

 A、阴离子型PAM基团带有负电荷,适合废水或者浆体带正电荷的粒子。其分子链中含有一定数量的极性基团,他能吸附水中悬浮的固体颗粒,使离子间架桥或通过电荷中和使颗粒凝聚成大的絮凝物,可以加速悬浮颗粒的沉降加快溶液的澄清,促进过滤效果主要应用各种工业废水的絮凝沉降,沉淀澄清处理,如钢铁厂废水处理,冶炼厂废水处理,洗煤厂废水处理污泥浓缩脱水,选矿,造纸,地质勘探等都有广泛的应用。 

B、阳离子PAM主要是絮凝带负电荷的胶体,具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能,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的有机胶体含量较高的废水处理,特别适用与城市污水、城市污泥、造纸污泥、发酵污泥等脱水处理。

四、使用注意事项

1)固体聚丙烯酰胺不宜直接投加使用,须用干净的水(如有条件,可以使用30℃左右的温水加速絮凝剂溶解,水温不要超过60℃)溶解均匀后再按一定比例投加使用。建议溶解浓度为0.1%~0.5%,最高一般不超过0.5%,使用时再进行二次稀释。

2)配制PAM溶液时,可以在搪瓷、镀锌、铝制或塑料桶中进行,不可在铁容器内配制和贮存,因铁离子是催化剂,易使聚丙烯酰胺分解。

3)溶解聚丙烯酰胺时,应注意将其均匀地、慢慢地加入到搅拌着的溶解槽中,不能太快,搅拌器的搅拌速度不应太强烈,否则容易结团,形成“鱼眼”。絮凝剂的溶解时间通常在30~60min,一般而言,相对分子量越大所需溶解时间越长。

输送时亦应避免采用高速离心泵,较适宜采用活塞泵或隔膜泵。

4)聚丙烯酰胺水溶液应做到现用现配,当溶解液长时间放置,粘度会降低,性能将会逐渐降低。一般阳离子PAM不宜超过一天,阴离子PAM不宜超过两天(最长不超过一周),以免降解。

5)温度对溶液稳定性的影响:阴离子聚丙烯酰胺按0.1%的比例进行配置,但溶液温度高于60℃时开始缓慢降解,2400万的阴离子聚丙烯酰胺的分子量在1小时内降解到200万左右,随着温度的升高,降解速度越来越快。

6)产品选型。寻求购买聚丙烯酰胺PAM产品时,尽可能提供污水/污泥做聚丙烯酰胺产品选型试验,由于各工业生产中采用的原料和后端污水处理工艺不同,水质还是有很大差异,选择对的絮凝剂产品能帮助企业节省很多药剂成本,也尽可能解决排水达标问题。

五、应用领域

★城镇污水处理厂;

★石油化工污水处理;

★适用于各类工业废水,包括油墨、包装印刷、汽车配件、机械、喷漆、表面处理、涂料、油漆、电镀、造纸、纺织、食品、印染、漂染、制革、屠宰等废水处理工艺;

★污泥脱水处理。

、包装储存及注意事项

1、采用25Kg衬塑编织袋纸塑复合袋包装,也可根据用户要求包装。

2、贮运时,注意防热、防潮,防止包装破损,存放于阴凉、干燥、通风良好处;

3、干粉产品长期露置会吸潮结块。

4、堆码层数不得超过20层。有效储存期为2年。

5、本产品粒度为20-80目,亦可根据用户要求生产。

6、使用时,应佩戴橡胶防护手套,佩戴过滤式防护口罩,穿防护衣。

七、选型与用量

使用场合

类型

分子量

浓度(‰)

投加量(mg/L或g/吨)

钢厂循环水处理、污水、无机污泥脱水

阴离子

1200

5

50~70

洗煤水沉降、层渣沉降

阴离子

800~1200

3

30~40

盐水澄清去除钙、镁离子

阴离子

1800

1

10~20

电镀重金属、氢氧化物处理

阴离子

600~800

1

10~20

浮选助剂

阴离子

1000

3

30~40

汽车工业废水处理

阴离子

1200~1500

4

40~50

造纸废水处理

阴离子

1500

3

20~40

废水回收、废浆污泥脱水

阳离子

800~1200

3

20~30

城市污水厂污泥脱水、有机污泥

阳离子

800~1200

5

3000~4000

肉类加工污水处理

阳离子

1000

3

30~40

味精厂、啤酒厂废水、废渣

阳离子

1000

2

20~30

制革废水处理

阳离子

1200

4

20~40

造纸、印染厂污泥脱水

弱阳离子

 

 

 

医药废水

强阳离子

 

 

 

高浊度水澄清处理(给水)

全年平均0.015~1.5mg/L

含沙量10~40mg/L

1~2mg/L

含沙量40~60mg/L

2~4mg/L

含沙量60~100mg/L

4~10mg/L


注:
1.具体投加量、投加种类根据实际水质和小试情况确定。

2.当投加聚丙烯酰胺进行生活饮用水处理时,投加量多少均以出厂水中丙烯酰胺单体残留浓度不超过饮用水标准为基准。

3.碱性强时不适合使用阳离子聚丙烯酰胺,酸性强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺。

4.非离子聚丙烯酰胺主要是在弱酸性条件下使用,印染厂用到非离子PAM的比较多。

关于阴离子PAM的分子量

阴离子型PAM的分子量一般在600~2500万之间,阳离子PAM的分子量一般在500~1500万之间,非离子PAM的分子量一般在600~1600万之间。

阴离子PAM分子量大小是区分其产品性能的主要指标之一。在水处理中,分子量越大分子链就越长,吸附效果越好。阴离子PAM通常分为600万、1200万、1800万和2200万分子量。阴离子PAM也有300万分子量的,具有润滑、保水性,用于涂料等。主要区别如下:

1.在使用上,聚丙烯酰胺分子量越高越难溶解,其分子量越高溶解过程溶液粘度越大。

2.分子量与分子量之间的聚丙烯含量不同,导致价格有所差别。

3.高分子量PAM主要用到污水处理中,起絮凝作用,去除污水中的悬浮物、胶体之类;低分子量PAM具有很好的润滑性和保水性,可用于涂料保水等。

关于阳离子PAM的离子度

离子度是指阳离子含量,而分子量则代表阴离子含量。其各自含量的高低代表不同产品的质量水平。而与其它混凝剂相比,聚丙烯酰胺的水处理质量并不是随着分子量或离子度的升高而上升的,不同水质作用所适用的具体型号不同,有时候可能仅仅相差一个型号的产品,其使用量及作用效果相差也会很大。
    离子度:离子度其实就是电荷密度,离子度决定产品价格,离子度也决定絮团的紧密度,但是选择什么样离子度的产品合适,还是得做选型试验。阳离子的离子度是指 PAM中所包含阳电荷离子的多少,分子量一般在800~1400左右。离子度越高污水中杂质絮团效果越大越紧,阳离子的离子度主要是看脱泥设备的高低而定的。对于阳离子PAM,通常离子度越高其分子量越低,但由于阳离子单体价格较贵,所以通常离子度越高,其价格越高。
    分子量:分子量就是分子链的长度,分子量大的不一定就好,小的也不一定就差,关键得结合脱水设备和污泥性质,比如带机,一般的话分子量就不能过高,如果分子量很高就可能导致滤布堵塞,影响脱水效果;再比如离心机,分子量要求就要高一点,要求絮团能够尽量耐剪切,所以要选择分子量相对较高的产品;
    阳离子主要是看离子度而不是分子量,主要根据设备和污泥性质。
  阳离子主要针对城市污水及污水中带有阴性电荷的污水,当阳离子千分之一融入水中后能够产生包裹污水中的杂质起到桥接沉淀作用,这就是我们常说的污水脱泥,投入后我们能够看到污水中的杂质会非常快的沉淀让水与杂质分离开来,以便后期脱泥设备的运行。
  阳离子10%-20%主要运用在板框式脱泥机;
  阳离子30%-40%主要运用于履带式脱泥机;
  阳离子50%-60%主要运用于高速离心机。

关于丙烯酰胺单体

聚丙烯酰胺和阴离子型水解聚合物的毒性主要在于单体丙烯酰胺。故对水体中丙烯酰胺单体残留量有严格的控制标准。我国《生活饮用水标准》GB 5749-2006规定:自来水中丙烯酰胺含量不得超过0.0005mg/L。

丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质,是生产聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工及管道的内涂层等,也用于聚丙烯酰胺凝胶电泳。淀粉类食品在高温(>120℃)烹调下容易产生丙烯酰胺。研究表明,人体可通过消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径接触丙烯酰胺,饮水是其中的一条重要接触途径。2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道,在一些油炸和烧烤的淀粉类食品,如炸薯条、炸土豆片等中检出丙烯酰胺,而且含量超过饮水中允许最大限量的500多倍。之后挪威、英国、瑞士和美国等国家也相继报道了类似结果。此外,人体还可能通过吸烟等途径接触丙烯酰胺。丙烯酰胺进入体内又可通过多种途径被人体吸收,其中经消化道吸收最快。进入人体内的丙烯酰胺约90%被代谢,仅少量以原形经尿液排出。丙烯酰胺进入体内后,会在体内与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物,导致基因突变等遗传物质损伤。对接触丙烯酰胺的职业人群和偶然暴露于丙烯酰胺人群的调查表明,丙烯酰胺具有神经毒性作用,但还没有充足的证据表明通过食物摄入丙烯酰胺与人类某种肿瘤的发生有明显关系。根据香港消费者委员会的研究,含碳水化合物的食物在经油炸之后,都会产生丙烯酰胺。研究已知丙烯酰胺可致癌。但世界卫生组织表示,由于难以统计丙烯酰胺要到哪一个浓度才会致癌,所以难以订立安全标准。

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