乾貨!如何正確選擇聚丙烯醯胺(PAM)的類型?

2021-01-08 中國水網

一、聚丙烯醯胺的技術指標有哪些?

對聚丙烯醯胺的技術指標一般有分子量,水解度,離子度,粘度,殘餘單體含量等,所以判斷PAM的質量優劣也可以從這幾個指標來判斷!

1、分子量

PAM的分子量很高,且近年來還有較大提高。20世紀70年代應用的PAM,分子量一般為數百萬;80年代以後,多數高效PAM的分子量在1500萬以上,有些達到2000萬。每一個這種PAM分子是由十萬個以上的丙烯醯胺或丙烯酸鈉分子聚合而成(丙烯醯胺的分子量為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,丙烯醯胺的分子量為71,含十萬個單體的PAM的分子量為710萬。聚丙烯醯胺及其衍生物的分子量從幾十萬到一千萬以上,根據分子質量可分為低分子量(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,即使在同一產品中也不是完全均一的,標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,但它的適宜數值需視所處理的物料的種類和性質而定,不同情況下會有不同的最佳值。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%

早期生產的PAM是由聚丙烯醯胺一種單體聚合而成,原來不含-COONa基團。使用前要先加NaOH加熱,使部分-CONH2 基水解為-COONa,反應式如下:

-CONH2 + NaOH -→ -COONa + NH3↑

水解過程中有氨氣放出。PAM中醯胺基團水解的比例就稱為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年代後已很少使用。

現代生產的PAM有多種不同陰離子度的產品,用戶可根據需要和通過實際試驗選用適當的品種,不需要再行水解,溶解以後即可使用。但是,由於習慣的原因,有些人仍將絮凝劑的溶解過程稱為水解。應當注意,水解的含義是加水分解,是化學反應,PAM的水解有氨氣放出;而溶解只是物理作用,無化學反應。兩者的本質不同,不應混為一談。

3、殘餘單體含量

PAM的殘餘單體含量是指在丙烯醯胺聚合為聚丙烯醯胺過程中,未反應完全並最終殘留於聚丙烯醯胺產品中的丙烯醯胺單體含量,是衡量是否適用於食品工業的重要參數。聚丙烯醯胺是無毒的,但丙烯醯胺具有一定的毒性。在工業品聚丙烯醯胺中,難免殘留有微量的未聚合的丙烯醯胺單體。因此,必須嚴格控制PAM產品中的殘餘單體含量。國際規定用於飲用水和食品工業的PAM中的殘餘單體含量不超過0.05%。國外著名產品的這一數值低於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大分子是長而細的鏈狀體,在溶液中運動的阻力很大。粘度的實質是反映溶液內磨擦力的大小,亦稱為內磨擦係數。各種高分子有機物的溶液的粘度都較高,並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、如何正確選擇聚丙烯醯胺(PAM)的類型?

聚丙烯醯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醯胺四種類型。按分子量來分有不同規格的分子量,離子度等衍生出很多型號,面對市場雜亂的規格體系,針對自己的汙水體系優選最佳聚丙烯醯胺型號確實難度很大,如何幾招搞定汙水或汙泥聚丙烯醯選型的常見問題。

1、了解汙泥的來源

汙泥是汙水處理中的必然產物,首先我們應該了解汙泥的來源,性質,成分及固含量。按照汙泥含有的主要成分不同,汙泥可分為有機汙泥和無機汙泥。

一般來說陽離子聚丙烯醯胺用於處理有機汙泥,陰離子聚丙烯醯胺用於處理無機汙泥,鹼性很強時不易用陽離子聚丙烯醯胺,而酸性很強時不宜用陰離子聚丙烯醯胺,汙泥的固含量高時通常聚丙烯醯胺的用量較大。

2、聚丙烯醯胺的離子度選擇

針對所要脫水的汙泥,可用不同離子度的絮凝劑通過小實驗進行篩選,選出最佳合適的聚丙烯醯胺,這樣即可以取得最佳絮凝劑效果,又可使加藥量最少,節約成本。選離子度關鍵看:

(1)絮團的大小

絮團的大小:絮團太小會影響排水的速度,絮團太大會使絮團束縛較多水而降低泥餅乾度。通過選擇聚丙烯醯胺的分子量可以調整絮團的大小。

(2)絮團強度(含水率)

絮團的強度:絮團在剪切作用下應保持穩定而不破碎。提高聚丙烯醯胺分子量或者選擇合適的分子結構有助於提高絮團穩定性。

(3)聚丙烯醯胺與汙泥的混合:

聚丙烯醯胺在脫水設備的某一位置必須和汙泥充分反應,發生絮凝作用。為此,聚丙烯醯胺溶液粘度必須合適,在現有設備條件下能與汙泥充分混合,兩者混合均勻是否,是成功的關鍵因素。聚丙烯醯胺溶液粘度與其分子量和配製濃度有關。

(4)聚丙烯醯胺的溶解:

溶解良好才能發充分發揮絮凝作用。前面講過聚丙烯醯胺的溶解過程其實就是聚丙烯醯胺的熟化過程,有時需要加快溶解速度,這時可考慮提高聚丙烯醯胺溶液的濃度。

所以最佳的產品選擇要有實驗室燒杯實驗決定。

3、聚丙烯醯胺的分子量選擇

編輯:王媛媛

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