聚丙烯酰胺(Polyacryamide,简称PAM)使用简介

聚丙烯酰胺(Polyacryamide,简称PAM)使用简介

2010-03-25 17:06:08 阅读14 评论0 字号:

我们日常看到的聚丙烯酰胺有非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰、两性高分子量聚丙烯酰胺、及其衍生物等。其分子量从几十万到一千万以上,根据分子质量可分为低分子量(100万以下)、中分子量(100--1000万)、高分子量(1000----2000万)、超分子量(2000万以上)。商品形式主要有粉末、胶体、乳液;粉末质量较高,使用效果好,乳液容易溶解,使用成本相对高。

聚丙烯酰胺是应用最多的人工合成絮凝剂。其分子链很长,它的酰胺基(---CONH2)可与许多物质亲和、吸附形成氢键,这就使它能在吸附的粒子之间架桥,使数个甚至数十个粒子连接在一起,生成絮团,加速粒子下沉,使它成为最理想的絮凝剂。沉降的速率取决于絮凝剂的浓度和悬浮固体的浓度。经过净水专家多年的水处理应用研究,普遍认为聚丙烯酰胺的絮凝要理是:(1)由于其具有极性基因—酰胺基,易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附;(2)因其有很长的分子链,大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积,故絮凝作用好,能利用长链在颗粒之间架桥,形成大颗粒的絮凝体,加速沉降。(3)借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝,在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩,使颗粒聚集稳定性降低,在分子引力作用下颗粒结合起来,分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代;(4)高分子和xx水组成中的物质和水中悬浮物,或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用,可能是络合反应;(5)由于分子链固定在不同颗粒的表面上,各个固相颗粒之间形成聚合桥。
  聚丙烯酰胺是一种化学性质比较活泼的高分子化合物。由于分子侧链上酰氨基的活性,使聚合物获得了许多宝贵的性能。非离子型PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团,因此与阴离子型PAM类絮凝剂相比具有以下特点:絮凝性能受水PH值和盐类波动的小;在中型或碱性条件下,其絮凝效果(沉降速度)不如阴离子型,但在酸性的条件下却优于阴离子型,絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强。
  阳离子型PAM类絮凝剂的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低,其澄清性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负电荷的胶体,具有除浊、脱色等功能,适用于有机胶体含量高的水处理。

聚丙烯酰胺在使用前均需将固体配制成0.1--0.5%备用溶液,投加时可再行稀释或水力输送,0.5%的备用溶液储存期为七天,0.05%的投加溶液储存期为三天。配制溶液时要注意如下事项:(1)溶解温度。聚丙烯酰胺的溶解需要有一定的温度,以加快溶解速度。但温度过高,又会使高聚物的分子链断裂,降低使用效果,较适宜的溶解温度为50---60℃。(2)搅拌条件。聚丙烯酰胺的溶解应避免过强的剪切力搅拌,过强的搅拌会使分子链断裂,从而降低使用效果。搅拌宜采用低速浆叶,如锚式、框式、多层浆式等。搅拌速度 60/分左右。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。(3)均匀分散投料。聚丙烯酰胺溶解的关键环节,是投料的均匀分散。一般先将水溶液加热调节至50——60℃。开动搅拌机后,{zh0}采用机械震动筛网投料(筛网目数为10目),昼避免产生“大团块状”、“鱼眼状”难溶颗粒,从而使聚丙酰胺得到充分溶解,发挥好使用效果。(4)避免与铁接解。在溶解搅拌及输送投加系统中,{zh0}采用塑料、搪瓷、铝、不锈钢等材质。
  聚丙烯酰胺的投加点选择,对使用效果较大。有资料介绍,在处理高浊水时,应先投加聚丙烯酰胺,经充分混合后,再投加混凝剂。也有介绍在投加混剂前投加聚丙烯酰胺,会导致对溶胶的保护。国外资料介绍,在水中悬浮物含量超过50mg/L的季节里,聚丙烯酰胺和其他阴离子高分子絮凝剂在一级处理构筑物之前投加较合适,当悬浮物含量较少时,在滤池之前投加较合适,为了使混凝悬浮物来得及形成细小絮状物,不发生颗粒数量浓度的实际减少(由于聚集)和混凝悬浮物表面性质的恶化,选择向水中投加混凝剂和絮凝剂的时间间隔,一般在1——4分钟之间。水的温度和浊度越低、水的色度越高,则混凝剂和絮凝剂投入的时间间隔应当越长,还应当考虑到水的xx情况,如果聚丙煅酰胺在加氯前投加,水的xx程度可能降低,可能会恶化阳离子高分子絮凝剂的工艺性质,因为预加氯可能使阳离子高分子对生物对象xx过程产生屏蔽作用,和高分子在氧化剂作用下被破坏。
  聚丙烯酰胺投加时搅拌条件对絮凝效果影响较大要助凝效果{zh0}应为在反应池前部——初级绒絮形成时投加为好。
关于聚丙烯酰胺的投加量,要根据不同的水源水质和净水工艺特点,通过实验来确定。国外有关资料介绍,高分子絮凝剂絮凝过程可存在以下:(1)当高分子絮凝剂投量保证覆盖可容覆盖的因体颗粒表面部位时,可达到{zj0}条件;(2)颗粒表面被聚合物分子过饱和,就会导致絮凝恶化,因为在这种情况下高分子的自由末端也可以吸附在同一表面上,形成弯曲状,相领颗粒间的架桥结合数因而减少;(3)当强烈的搅拌到能够破坏聚合物的结合时,就会发生已絮凝颗粒的散开,如果高分子絮凝剂剂投量少于{zj0}投量,则架桥键的更弱;(4)聚合物{zj0}投量和分散相颗粒表面上容许吸附的面积之间存在线性关系。对于其污染比较严重、污染物品种繁多、PH值和碱度较低的原水而言,非离子型聚丙烯酰胺相对比较适合其的絮凝,阴离子型聚丙烯酰胺略微逊色,阳离子型聚丙烯酰胺则效果较差。根据絮凝推断,可能是污染严重的枯水期原水浊度比较低,水体中可供架桥的颗粒比较少,先投加液氯xx,后投加絮凝剂,对阳离子型絮凝剂的结构可能有破坏作用,已投加混凝剂和消毒剂的水体,PH值一般不高于7.0,水体电荷倾向不明显,阴、阳离子型的聚丙烯酰胺表现不出优势。

聚丙烯酰胺应用于饮用水处理的安全性  聚丙烯酰胺本身基本xx,因为它在进入人体后,绝大部分在短期内排出体外,很少被消化道吸收入。多数商品也不刺激皮肤,只有某些水解体可能有残余碱,当反复、长期接触时会有刺激性。美国食品及xx管理局认为,PAM及其水解体是低毒或xx的。PAM的毒性来自残留的丙烯酰胺单体和生产过程 夹带的有毒金属。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产品中残留的丙烯酰胺含量,一般为0.5%---0.05%。应用于水的一般净化处理时,丙烯酰胺含量0.2%以下,用于直接饮用水处理时,需在0.05%以下。国际健康卫生组织1985年出生的聚丙烯酰胺标准指出:PAM中残留AM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。欧美主要国家一般规定,饮用水处理及食品用PAM中残留AM含量在0.05%以下,并控制PAM用量。
  某些阳离子型聚丙烯酰胺的情况就复杂得多,这是因为阳离子型聚丙烯酰胺引入的氨基类等基团,其毒性往往数十至数百倍地高于阴离子型和非离子型,他们的慢性毒性正进一步中。
   对应用于饮用水处理的絮凝聚,应使用食品级的产品为合适。在《给水排水标准规范实施手册》水处理标准中,明确规定聚丙烯酰胺使用的非经常使用下>0.1mg/L,在经常使用下<0.1mg/L。在水处理工艺助凝应用中,其使用量可取上述标准值为{zd0}投加量,选购食品级质优、低残值的聚丙烯酰胺产品,则可保证饮用水的卫生安全

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