丙烯酰胺的使用要遵循如下原則:
1、顆粒狀聚丙烯酰胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解于水,用其水溶液去處理污水。
2、溶解顆粒狀聚合物的水應(yīng)該是干凈(如自來(lái)水),不能是污水。常溫的水即可,一般不需要加溫。水溫低于5℃時(shí)溶解很慢。水溫提高溶解速度加快,但40℃以上會(huì)使聚合物加快降解,影響使用效果。一般自來(lái)水都適合于配制聚合物溶液。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高含鹽的水不適于用來(lái)配制。
3、聚合物溶液濃度的選擇,建議為0.1%—0.3%,即1升水中加1g—3g聚合物粉劑。
影響因素
聚丙烯酰胺溶液的粘度主要反映了液體分子之間因流動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦阻力。內(nèi)摩擦阻力與聚合物的結(jié)構(gòu)、溶劑的性質(zhì)、溶液的濃度及溫度和壓力等因素有關(guān),它的數(shù)值越大,表明溶液的粘度越大。
1、溫度對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
溫度是分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的反映,分子的運(yùn)動(dòng)必須克服分子間的相互作用力,而分子間的相互作用,如分子間氫鍵、內(nèi)摩擦、擴(kuò)散、分子鏈取向、纏結(jié)等,直接影響粘度的大小,故高聚物溶液的粘度會(huì)隨溫度發(fā)生變化。溫度改變對(duì)高聚物溶液粘度的影響是顯著的。聚丙烯酰胺溶液的粘度隨溫度的升高而降低,其原因是高分子溶液的分散相粒子彼此糾纏形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合體,溫度越高時(shí),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越容易破壞,故其粘度下降。
2、水解時(shí)間對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
聚丙烯酰胺溶液粘度隨水解時(shí)間的延長(zhǎng)而改變,水解時(shí)間短,粘度較小,這可能是由于高聚物還來(lái)不及形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所致;水解時(shí)間過(guò)長(zhǎng),粘度下降,這是聚丙烯酰胺在溶液中結(jié)構(gòu)發(fā)生松解所致。部分水解聚丙烯酰胺溶于水后離解成帶負(fù)電荷的大分子,分子間靜電排斥作用以及同一分子上不同鏈節(jié)之間的陰離子排斥力導(dǎo)致分子在溶液中伸展并能使分子之間相互纏繞,這就是部分水解聚丙烯酰胺能使其溶液粘度明顯增加的原因。
3、礦化度對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
聚丙烯酰胺分子鏈中陽(yáng)離子基團(tuán)相對(duì)于陰離子基團(tuán)數(shù)目較多,凈電荷較多,極性較大,而H20是極性分子,根據(jù)相似相溶原理,聚合物水溶性較好,特性黏度較大;隨著礦物質(zhì)含量的增加,正的靜電荷部分被陰離子包圍形成離子氛,從而與周?chē)撵o電荷結(jié)合,聚合物溶液極性減小,黏度減??;礦物質(zhì)濃度繼續(xù)增加,正、負(fù)離子基團(tuán)形成分子內(nèi)或分子間氫鍵的締合作用(導(dǎo)致聚合物在水中的溶解性下降),同時(shí)加入的鹽離子通過(guò)屏蔽正、負(fù)電荷,拆散正、負(fù)離子間締合而使已形成的鹽鍵受到破壞(導(dǎo)致聚合物在水中的溶解性增大),這兩種作用相互競(jìng)爭(zhēng),使得聚合物溶液在較高的鹽濃度(>0.06 mol/L)下粘度保持較小。
4、分子量對(duì)聚丙烯酰胺粘度的影響
聚丙烯酰胺溶液的粘度隨高聚物分子量的增大而增大,這是由于高分子溶液的粘度由分子運(yùn)動(dòng)時(shí)分子間的相互作用產(chǎn)生。當(dāng)聚合物相對(duì)分子質(zhì)量約為106時(shí),高分子線(xiàn)團(tuán)開(kāi)始相互滲透,足以影響對(duì)光的散射。含量稍高時(shí)機(jī)械纏結(jié)足以影響粘度。含量相當(dāng)?shù)蜁r(shí),聚合物溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鏈間機(jī)械纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)。含量較高時(shí),溶液含有許多鏈-鏈接觸點(diǎn),使高聚物溶液呈凝膠狀。因此,高聚物相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間越易形成鏈纏結(jié),溶液的粘度越大。
投加量的確定
聚丙烯酰胺投加量要以溶液澄清為標(biāo)準(zhǔn),適量加入,過(guò)多不但效果不明顯,且造成消耗增加,同時(shí)影響葉濾機(jī)的通過(guò)能力。液體聚丙烯酰胺一次配制濃度也不宜過(guò)高,過(guò)高的話(huà)聚丙烯酰胺與堿水混合不均,聚丙烯酰胺水解反應(yīng)不充分,影響絮凝效果。
聚丙烯酰胺投加量的多少主要是根據(jù)溶出赤泥量及沉降效果而定,赤泥量大相應(yīng)的聚丙烯酰胺用量會(huì)增加,但是配制方式對(duì)聚丙烯酰胺沉降效果影響較大,采用合理的配制方式能提高沉降效果,還大大降低聚丙烯酰胺消耗量,有利于提高沉降系統(tǒng)的通過(guò)能力。
綜合用途
水處理領(lǐng)域。
PAM在水處理工業(yè)中的應(yīng)用主要包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理3個(gè)方面。在原水處理中,PAM與活性炭等配合使用,可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清;在污水處理中。PAM可用于污泥脫水;在工業(yè)水處理中,PAM主要用作配方藥劑。在原水處理中,用有機(jī)絮凝劑PAM代替無(wú)機(jī)絮凝劑,即使不改造沉降池,凈水能力也可提高20%以上。工業(yè)廢水處理,特別是對(duì)于懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽(yáng)電荷,水的
PH值為中性或堿性的污水、鋼鐵廠(chǎng)廢水,電鍍廠(chǎng)廢水,冶金廢水,洗煤廢水等污水處理,效果最好。在污水處理中,采用PAM可以增加水回用循環(huán)的使用率。
石油采油領(lǐng)域。在石油開(kāi)采中,PAM主要用于
鉆井泥漿材料以及提高采油率等方面,廣泛應(yīng)用于鉆井、完井、固井、壓裂、強(qiáng)化采油等油田開(kāi)采作業(yè)中,具有增粘、降濾失、流變調(diào)節(jié)、膠凝、分流、剖面調(diào)整等功能。目前我國(guó)油田開(kāi)采已經(jīng)步入中后期,為提高原油采收率,改善油水流速比,使采出物中原油含量提高。我國(guó)由于特殊的地質(zhì)條件,大慶油田和勝利油田已經(jīng)開(kāi)始廣泛采用聚合物驅(qū)油技術(shù)。
造紙領(lǐng)域。PAM在造紙領(lǐng)域中廣泛用作駐留劑、助濾劑、均度劑等。它的作用是能夠提高紙張的質(zhì)量,提高漿料脫水性能,提高細(xì)小纖維及填料的留著率,減少原材料的消耗以及對(duì)環(huán)境的污染等。PAM在造紙中使用的效果取決于其平均分子量、離子性質(zhì)、離子強(qiáng)度及其它共聚物的活性。非離子型PAM主要用于提高紙漿的濾性,增加干紙強(qiáng)度,提高纖維及填料的留著率;陰離子型共聚物主要用作紙張的干濕增強(qiáng)劑和駐留劑;陽(yáng)離子型共聚物主要用于造紙廢水處理和助濾作用,另外對(duì)于提高填料的留著率也有較好的效果。此外,PAM還應(yīng)用于造紙廢水處理和纖維回收。
紡織領(lǐng)域在紡織工業(yè)中,PAM作為織物后處理的上漿劑、整理劑,可以生成柔順、防皺、耐霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn),能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷線(xiàn)率;PAM作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃;用作印染助劑時(shí),PAM可使產(chǎn)品附著牢度大、鮮艷度高,還可以作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑;此外,PAM還可以用于紡織印染污水的高效凈化。
其他領(lǐng)域在采礦、洗煤領(lǐng)域,采用PAM作絮凝劑可促進(jìn)采礦、洗煤回收水中固體物的沉降,使水澄清,同時(shí)可回收有用的固體顆粒,避免對(duì)環(huán)境造成污染;在制糖工業(yè)中,PAM可加速蔗汁中細(xì)粒子的下沉,促進(jìn)過(guò)濾和提高濾液的清澈度;在養(yǎng)殖工業(yè)中,PAM可改善水質(zhì),增加水的透光性能,從而改善水的光合作用;在醫(yī)藥工業(yè)中,PAM可用作分離抗菌素的絮凝劑、用作藥片的賦型粘接劑以及工藝水澄清劑等;在建材工業(yè)中,PAM可用作涂料增稠分散劑、鋸石板材冷卻劑以及陶瓷粘接劑等;在農(nóng)業(yè)上,PAM作為高吸水性材料可用作土壤保濕劑以及種子培養(yǎng)劑等。在建筑工業(yè)中,PAM可以增強(qiáng)石膏水泥的硬度,加速石棉水泥的脫水速度。此外,PAM還可用作天然或合成皮革的保護(hù)涂層以及無(wú)機(jī)肥料的造粒助劑等。
洗煤池投加陰離子聚丙烯酰胺的數(shù)量是一個(gè)很講究的課題。如果加量過(guò)大的話(huà),就造成了浪費(fèi),如果加量不夠的話(huà),就很難產(chǎn)生效果,因此正確合理的使用量應(yīng)該是千分之一到千分之二的比例,即1、2斤的酰胺,可以使用1000斤的水。按照這個(gè)指標(biāo),在正常情況下,都可以在一定的時(shí)間內(nèi),成功的將煤炭和水進(jìn)行分離,分離之后將表層的清水放出去,然后就留下了池子底部的煤泥,經(jīng)過(guò)晾曬和烘干,就可以當(dāng)正常的煤使用。