廣東清遠(yuǎn)佛岡消泡劑誠(chéng)信可靠根據(jù)印染廢水的特點(diǎn),在設(shè)計(jì)生物接觸氧化池時(shí),往往在池體中間和后段設(shè)計(jì)預(yù)沉池,一是降低出水中SS濃度,保證后續(xù)沉淀池處理效果;二是沉淀下來(lái)的污泥回流到厭氧池,保證池內(nèi)具有一定的污泥濃度,保證較高的去除率
斜管主要用于給排水工程中水口除砂,工業(yè)和生活用水沉淀,污水沉淀,隔油及尾礦濃縮處理,也可用于舊池改造,主要特點(diǎn):濕周大,水力半徑小,層流狀態(tài)好,顆粒沉淀不受絮凝水流干擾。
聚丙烯酰胺(PAM)是一種線型高分子聚合物,化學(xué)式為(C3H5NO)n。在常溫下為堅(jiān)硬的玻璃態(tài)固體,產(chǎn)品有膠液、膠乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等。熱穩(wěn)定性良好。能以任意比例溶于水,水溶液為均勻透明的液體。長(zhǎng)期存放后會(huì)因聚合物緩慢的降解而使溶液粘度下降,特別是在貯運(yùn)條件較差時(shí)更為明顯。 [1] 聚丙烯酰胺作為潤(rùn)滑劑、懸浮劑、粘土穩(wěn)定劑、驅(qū)油劑、降失水劑和增稠劑,在鉆井、酸化、壓裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中得到了廣泛應(yīng)用,是一種極為重要的油田化學(xué)品。
中文名聚丙烯酰胺外文名Polyacrylamide, Polyacrylic amide, PAM化學(xué)式(C3H5NO)n分子量1×104~2×107CAS登錄號(hào)9003-05-8EINECS登錄號(hào)231-545-4水溶性可溶于水密 度1.302 g/cm3(23℃)外 觀常溫下為堅(jiān)硬的玻璃態(tài)固體,產(chǎn)品有膠液、膠乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等安全性描述S24/25危險(xiǎn)性符號(hào)R45;R21/22;R36/37/38;R42/43危險(xiǎn)性描述T
聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或與其他單體共聚而得聚合物的統(tǒng)稱,是水溶性高分子中應(yīng)用廣泛的品種之一。由于聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元中含有酰胺基、易形成氫鍵、使其具有良好的水溶性和很高的化學(xué)活性,易通過(guò)接枝或交聯(lián)得到支鏈或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多種改性物,在石油開(kāi)采、水處理、紡織、造紙、選礦、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用,有“百業(yè)助劑”之稱。國(guó)外主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樗幚、造紙、礦山、冶金等;國(guó)內(nèi)目前用量的是采油領(lǐng)域,用量增長(zhǎng)快的是水處理領(lǐng)域和造紙領(lǐng)域。 [2]
理化性質(zhì)
聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺(AM)單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合而成的水溶性線性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的摩擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性型四種類型。聚丙烯酰胺(PAM)不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,如甲醇、乙醇、、 、脂肪烴和芳香烴,有少數(shù)極性有機(jī)溶劑除外,如乙酸、丙烯酸、、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺。但這些有機(jī)溶劑的溶解性有限,往往需要加熱,否則無(wú)多大應(yīng)用價(jià)值。能以任意比例溶于水,水溶液為均勻透明的液體。分子量的大小對(duì)溶解度影響很小,但當(dāng)溶液濃度高于10%時(shí),對(duì)于高分子量的聚合物因分子間氫原子的鍵合作用,可呈現(xiàn)出類似凝膠狀的結(jié)構(gòu)。高分子量溶液為假塑性流體。 [1]
在適宜的低濃度下,聚丙烯酰胺溶液可視為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鏈間機(jī)械的纏結(jié)和氫鍵共同形成網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn);濃度較高時(shí),由于溶液含有許多鏈一鏈接觸點(diǎn),使得PAM溶液呈凝膠狀。PAM水溶液與許多能和水互溶的有機(jī)物有很好的相容性,對(duì)電解質(zhì)有很好的相容性,對(duì)氯化銨、硫酸鈣、、氫氧化鉀、碳酸鈉、硼酸鈉、鈉、磷酸鈉、硫酸鈉、氯化鋅、硼酸及磷酸等物質(zhì)不敏感。
聚丙烯酰胺為白色粉末或者小顆粒狀物,密度為1.302g/cm3(23℃),玻璃化溫度為153℃,軟化溫度210℃ [1] ,一般方法干燥時(shí)含有少量的水,干時(shí)又會(huì)很快從環(huán)境中吸取水分,用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結(jié)晶固體,但是當(dāng)從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體,完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體,商品聚丙烯酰胺通常是在適度的條件下干燥的,一般含水量為5%~15%,澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜,則是透明、堅(jiān)硬、易碎的固體。 [3]
在缺氧條件下,加熱至210℃因失水而減重;繼續(xù)加熱到210~300℃時(shí)酰胺基分解生成氨和水;當(dāng)溫度升至500℃時(shí)則形成只有原重量40%的黑色薄片。 [1]
制備方法
聚丙烯酰胺生產(chǎn)步驟一共兩步:
單體生產(chǎn)技術(shù):丙烯酰胺單體的生產(chǎn)時(shí)以丙烯腈為原料,在催化劑作用下水合生成丙烯酰胺單體的粗產(chǎn)品,經(jīng)閃蒸、精制后得精丙烯酰胺單體,此單體即為聚丙烯酰胺的生產(chǎn)原料。
丙烯腈+(水催化劑/水) →合 →丙烯酰胺粗品→閃蒸→精制→精丙烯酰胺。
按催化劑的發(fā)展歷史來(lái)分,單體技術(shù)已經(jīng)歷了三代:
代為硫酸催化水合技術(shù),此技術(shù)的缺點(diǎn)是丙烯腈轉(zhuǎn)化率低,丙稀酰胺產(chǎn)品收率低、副產(chǎn)品低,給精制帶來(lái)很大負(fù)擔(dān),此外由于催化劑硫酸的強(qiáng)腐蝕性,使設(shè)備造價(jià)高,增加了生產(chǎn)成本;第二代為二元或三元骨架銅催化生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)的缺點(diǎn)是在終產(chǎn)品中引入了影響聚合的金屬銅離子,從而增加了后處理精制的成本;第三代為微生物腈水合酶催化生產(chǎn)技術(shù),此技術(shù)反應(yīng)條件溫和,常溫常壓下進(jìn)行,具有高選擇性、高收率和高活性的特點(diǎn),丙烯腈的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%,反應(yīng)完全,無(wú)副產(chǎn)物和雜質(zhì)。 產(chǎn)品丙烯酰胺中不含金屬銅離子,不需進(jìn)行離子交換來(lái)出去生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的銅離子,簡(jiǎn)化了工藝流程,此外,氣相色譜分析表明丙烯酰胺產(chǎn)品中幾乎不含游離的丙烯腈,具有高純性,特別適合制備超高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺及食品工業(yè)所需的無(wú)毒聚丙烯酰胺。
微生物催化丙烯酰胺單體生產(chǎn)技術(shù),首先由日本在1985年建立了6000t/a的丙烯酰胺裝置,其后俄羅斯也掌握了此項(xiàng)技術(shù),20世紀(jì)90年代時(shí)日本和俄羅斯相繼建立了萬(wàn)噸級(jí)微生物催化丙烯酰胺裝置。我國(guó)是繼日本、俄羅斯之后,世界上第三個(gè)擁有此技術(shù)的。微生物催化劑活性為2857生化單位,已經(jīng)達(dá)到了水平。我國(guó)微生物催化丙烯酰胺單體生產(chǎn)技術(shù)是由上海市農(nóng)藥所經(jīng)過(guò)“七五”“八五”和“九五”等3個(gè)五年計(jì)劃開(kāi)發(fā)完成的,微生物催化劑腈水合酶是在1990年篩選出的,是由泰山山腳土壤中分離出163菌株和無(wú)錫土壤中分離出145菌株,經(jīng)種子培養(yǎng)得到的腈水合酶,代號(hào)為Norcardia-163。該技術(shù)現(xiàn)已在江蘇如皋、江西南昌、勝利油田及河北萬(wàn)全先后投產(chǎn),質(zhì)量上乘,達(dá)到了生產(chǎn)超高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的質(zhì)量指標(biāo)。標(biāo)志著我國(guó)微生物催化丙烯酰胺技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平。
聚合技術(shù):聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料,在引發(fā)劑的作用下,進(jìn)行聚合反應(yīng),在反應(yīng)完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)切切割、造粒、干燥、粉碎,終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。關(guān)鍵工藝是聚合反應(yīng),在其后的處理過(guò)程中要注意機(jī)械降溫、熱降解和交聯(lián),從而保證聚丙烯酰胺的相對(duì)分子質(zhì)量和水溶解性。
丙烯酰胺+水(引發(fā)劑/聚合)→聚丙烯酰胺膠塊→造!稍铩鬯椤郾0樊a(chǎn)品
我國(guó)聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)大概也經(jīng)歷了3個(gè)階段:
階段是早采用盤(pán)式聚合,即將混合好的聚合反應(yīng)液放在不銹鋼盤(pán)中,再將這些不銹鋼盤(pán)推至保溫烘房中,聚合數(shù)小時(shí)后,從烘房中推出,用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀,進(jìn)絞肉機(jī)造粒,烘房干燥,粉碎制得成品。這種工藝完全是手工作坊式。
第二階段是采用捏合機(jī),即將混合好的聚合反應(yīng)液放在捏合機(jī)中加熱,聚合開(kāi)始后,開(kāi)始捏合機(jī),一邊聚合一邊捏合,聚合完后,造粒也基本完成,倒出物料經(jīng)干燥、粉碎得成品。
第三階段是,20世紀(jì)80年代后期,開(kāi)發(fā)了錐形釜聚合工藝,由核工業(yè)部五所在江蘇江都化工廠試車成功。該工藝在錐形釜下部帶有造料旋轉(zhuǎn)刀,聚合物在壓出的同時(shí),即成粒狀,經(jīng)轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥,粉碎得產(chǎn)品。
為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上,有的技術(shù)采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內(nèi)壁上,但此涂覆層在上產(chǎn)過(guò)程中易脫落而污染聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
也有可旋轉(zhuǎn)的錐形釜,聚合反應(yīng)完成后,聚合釜倒轉(zhuǎn)將聚丙烯酰胺膠塊倒出、造粒方式 (有機(jī)械造粒、切割造粒,也有濕式造粒即分散液中造粒)、干燥方式(有采用穿流回轉(zhuǎn)干燥,也有用振動(dòng)流化床干燥)及粉碎方式。這些不同中有些是設(shè)備質(zhì)量上有差異,有些是采用的具體方式上的油差異,但總的來(lái)看,聚合技術(shù)趨向于固定錐形釜聚合,振動(dòng)流化床干燥技術(shù)。
聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)除了上述的單元操作外,在工藝配方上還有較明顯的差別,引發(fā)就有前加堿共水解工藝和后加堿后水解工藝之分,兩種方法各有利弊,前加堿共水解工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,但存在水解傳熱易產(chǎn)生交聯(lián)和相對(duì)分子質(zhì)量損失大的問(wèn)題,后加堿后水解雖然工藝過(guò)程增加了,但水解均勻不易產(chǎn)生交聯(lián),對(duì)產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量損失也不大。
我國(guó)聚丙烯酰胺聚合用的引發(fā)劑有無(wú)機(jī)引發(fā)劑、有機(jī)引發(fā)劑和無(wú)機(jī)—有機(jī)混合體系3中類型。
(1)過(guò)氧化物
過(guò)氧化物大致分為無(wú)機(jī)過(guò)氧化物和有機(jī)過(guò)氧化物。無(wú)機(jī)過(guò)氧化物如過(guò)硫酸鉀,過(guò)硫酸銨、過(guò)溴酸鈉和過(guò)氧化氫等。有機(jī)過(guò)氧化物如過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酰和叔丁羥基過(guò)氧化物等。它們配用的還原劑有硫酸亞鐵、氯化亞鐵、偏亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉等。
(2)偶氮化合物類
如偶氮二異丁腈、偶氮雙戊腈、偶氮雙氰基戊酸鈉和20世紀(jì)80年發(fā)的偶氮脒鹽系列,如偶氮N-取代脒丙烷鹽是一類競(jìng)相開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,它們的加入濃度為萬(wàn)分之0.005-1,催化效率很高,有助于生產(chǎn)相對(duì)分子質(zhì)量高的產(chǎn)品,且溶于水,便于使用。
反相懸浮聚合法:聚丙烯酰胺是工業(yè)上重要的有機(jī)高分子絮凝劑之一,在工業(yè)上通常采用水溶液法,反向懸浮聚合法來(lái)生產(chǎn)聚丙烯酰胺。下面來(lái)介紹一下反向懸浮聚合法生產(chǎn)聚丙烯酰胺的工藝。
反向懸浮聚合法是制作聚丙烯酰胺(PAM)微球的如今使用廣泛、技術(shù)相對(duì)成熟的方法。采用強(qiáng)烈攪拌將單體或單體混合物分散在介質(zhì)(介質(zhì)為有機(jī)溶劑)中,成為細(xì)小顆粒再進(jìn)行單體、引發(fā)劑、有機(jī)溶劑和分散穩(wěn)定劑的聚合。當(dāng)聚合完成后,經(jīng)過(guò)沸脫水、分離、干燥可以得到微粒狀產(chǎn)品。反向懸浮聚合法得到的產(chǎn)品,固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)>90%,聚合率>95%,單體殘留量<0.5%,產(chǎn)品粒徑在10-500微米之間,產(chǎn)品的水溶性良好。
該方法因?yàn)楣に嚭?jiǎn)單,操作控制方便,聚合熱易于去除,聚合物易于分離、洗滌、干燥,產(chǎn)品純凈、均勻、穩(wěn)定,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。但是反向懸浮聚合法在工業(yè)生產(chǎn)中也存在著問(wèn)題,首先受攪拌轉(zhuǎn)速的影響很大,容易聚結(jié),發(fā)生凝膠,共沸時(shí)體系不穩(wěn)定,出水時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。還有出品粒徑分布較寬,大量的有機(jī)溶劑使用,生產(chǎn)操作的安全,聚合成本太高等一系列原因?qū)е路聪驊腋【酆戏ㄔ诤苌僭趪?guó)內(nèi)用于生產(chǎn)聚丙烯酰胺。
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H2O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,從而與周圍正的靜電荷結(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。 [3]
應(yīng)用領(lǐng)域
水處理領(lǐng)域
水處理包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理等。在原水處理中與活性炭等配合使用, 可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚、澄清。用有機(jī)絮凝劑丙烯酰胺代替無(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; 在污水處理中, 采用聚丙烯酰胺可以增加水回用循環(huán)的使用率, 還可用作污泥脫水; 工業(yè)水處理中用作一種重要的配方藥劑。聚丙烯酰胺在國(guó)外應(yīng)用的領(lǐng)域是水處理, 國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域的應(yīng)用正在推廣。聚丙烯酰胺在水處理中的主要作用: [2]
(1) 減少絮凝劑的用量。在達(dá)到同等水質(zhì)的前提下, 聚丙烯酰胺作為助凝劑與其它絮凝劑配合使用, 可以大大降低絮凝劑的使用量; (2) 改善水質(zhì)。在飲用水處理與工業(yè)廢水處理中, 聚丙烯酰胺與無(wú)機(jī)絮凝劑配合使用, 可明顯改善水質(zhì); (3) 提高絮體強(qiáng)度與沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮體強(qiáng)度高, 沉降性能好, 從而提高固液分離速度, 有利于污泥脫水; (4) 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的防腐與防垢。聚丙烯酰胺的使用可大大減少無(wú)機(jī)絮凝劑的用量, 從而避免無(wú)機(jī)物質(zhì)在設(shè)備表面的沉積, 減緩設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢。 [2]
采油中的應(yīng)用
聚丙烯酰胺是一類多功能的油田化學(xué)處理劑,廣泛用于石油開(kāi)采的鉆井、固井、完井、修井、壓裂、酸化、注水、堵水調(diào)剖、三次采油作業(yè)過(guò)程中, 特別是在鉆井、堵水調(diào)剖和三次采油領(lǐng)域。聚丙烯酰胺水溶液具有較高的粘度, 有較好的增稠、絮凝和流變調(diào)節(jié)作用, 在石油開(kāi)采中用作驅(qū)油劑和鉆井泥漿調(diào)節(jié)劑。在石油開(kāi)采的中后期, 為提高原油采收率,我國(guó)目前主要推廣聚合物驅(qū)油和三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)。通過(guò)注入聚丙烯酰胺水溶液, 改善油水流速比,使采出物中原油含量提高。在三次采油中加入聚丙烯酰胺, 可增加驅(qū)油能力, 避免擊穿油層, 提高油床開(kāi)采收率。石油工業(yè)是聚丙烯酰胺的用戶, 聚丙烯酰胺的科技進(jìn)步促進(jìn)了石油工業(yè)的發(fā)展, 石油工業(yè)的需求又加速了聚丙烯酰胺的科技創(chuàng)新步伐與行業(yè)的發(fā)展。 [2]
造紙領(lǐng)域
聚丙烯酰胺在造紙領(lǐng)域廣泛用作助留劑、助濾劑、均度劑等以提高紙張的質(zhì)量、料漿脫水性能、細(xì)小纖維及填料的留著率,減少原材料消耗及對(duì)環(huán)境的污染,用作分散劑,可改善紙的均勻度。聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中主要應(yīng)用在兩個(gè)方面,一是提高填料、顏料等的存留率以降低原材料的流失和對(duì)環(huán)境的污染;二是提高紙張的強(qiáng)度。在紙料中加入聚丙烯酰胺,能提高細(xì)小纖維和填料粒子在網(wǎng)上的留著率,加速紙料的脫水。聚丙烯酰胺的作用機(jī)理是漿料中的顆粒靠電中和或架橋而絮凝得以在濾布上保留下來(lái)。絮塊的形成也能使?jié){料中的水更易濾出,減少了纖維在白水中的流失量,減少環(huán)境污染,又有利于提高過(guò)濾和沉淀等設(shè)備的效率。 [2]
材料
聚丙烯酰胺凝膠可用作非凝血酶原;瘎,外科,隱形眼鏡原料,微的外層包復(fù)料,并用作制造高質(zhì)量的止血拴,婦女衛(wèi)生巾及小兒尿布等。粒度幾百微米到幾十微米的聚丙烯酰胺可用于色譜填料(例如凝膠色譜柱填料)),可有效地分離細(xì)胞色素等球形蛋白質(zhì)。并能進(jìn)一步對(duì)蛋白質(zhì)脫鹽、濃縮等。聚丙烯酰胺樹(shù)脂經(jīng) Mannich反應(yīng),在酰胺基側(cè)鏈上經(jīng)亞甲基橋引入L-脯氨酸或L-羥脯氨酸,在與銅離子配位,得到手性配體樹(shù)脂,它對(duì)一系列DL-氨基酸進(jìn)行有效拆分。經(jīng)Hofmann降解得到的聚乙烯胺樹(shù)脂上手性氨基酸再與銅離子絡(luò)合, 作為配體交換色譜的固定相,可對(duì)一系列氨基酸進(jìn)行拆分,對(duì)芳香氨基酸的拆分效果尤佳,由于骨架的親水性較強(qiáng),大大縮短了拆分時(shí)間。 [2]
其他行業(yè)
食品行業(yè),用于甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清及糖漿磷浮法提取。酶制劑發(fā)酵液絮凝澄清工業(yè) ,還用于飼料蛋白的回收、質(zhì)量穩(wěn)定、性能好,回收的蛋對(duì)雞的成活率提高和增重、產(chǎn)蛋無(wú)不良影響,合成樹(shù)脂涂料,土建灌漿材料堵水,建材工業(yè)、提高水泥質(zhì)量、建筑業(yè)膠粘劑,填縫修復(fù)及堵水劑,土壤改良、電鍍工業(yè)、印染工業(yè)等。 [4]
使用特性
1、絮凝性:PAM能使懸浮物質(zhì)通過(guò)電中和,架橋吸附作用,起絮凝作用。
2、粘合性:能通過(guò)機(jī)械的、物理的、化學(xué)的作用,起粘合作用。
3、降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50-80%。
4、增稠性:PAM在中性和酸條件下均有增稠作用,當(dāng)PH值在10以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí),增稠將更明顯。
使用原則
聚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。
注意事項(xiàng)
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺使用注意事項(xiàng)
1、絮團(tuán)的大。盒鯃F(tuán)太小會(huì)影響排水的速度,絮團(tuán)太大會(huì)使絮團(tuán)約束較多水而降低泥餅干度。經(jīng)過(guò)選擇聚丙烯酰胺的分子量能夠調(diào)整絮團(tuán)的大小。
2、污泥特性:點(diǎn)理解污泥的來(lái)源,特性以及成分,所占比重。依據(jù)性質(zhì)的不同,污泥可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)污泥兩種。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺用于處置有機(jī)污泥,相對(duì)的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑用于無(wú)機(jī)污泥,堿性很強(qiáng)時(shí)用陰離子聚丙烯酰胺,而酸性很強(qiáng)時(shí)不宜用陰離子聚丙烯酰胺,固體含量高時(shí)污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。
3、絮團(tuán)強(qiáng)度:絮團(tuán)在剪切作用下應(yīng)堅(jiān)持穩(wěn)定而不破碎。進(jìn)步聚丙烯酰胺分子量或者選擇適宜的分子構(gòu)造有助于進(jìn)步絮團(tuán)穩(wěn)定性。
4、聚丙烯酰胺的離子度:針對(duì)脫水的污泥,可用不同離子度的絮凝劑經(jīng)過(guò)先做小試進(jìn)行挑選,選出適宜的聚丙烯酰胺,這樣即能夠獲得絮凝劑效果,又可使加藥量少,節(jié)約本錢(qián)。
5、聚丙烯酰胺的溶解:溶解良好才能充分發(fā)揮絮凝作用。有時(shí)需求加快溶解速度,這時(shí)可思索進(jìn)步聚丙烯酰胺溶液的濃度。
其實(shí)在平時(shí)處理污水的時(shí)候,有些污水,使用單一的一種絮凝劑是達(dá)不到效果的,必須兩種結(jié)合使用,在使用無(wú)機(jī)絮凝劑PAC和聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑處理污水會(huì)達(dá)到更好的效果,但是添加藥劑的時(shí)候要注意順序,順序不正確,也是達(dá)不到效果.
聚丙烯酰胺和其它絮凝劑混合使用添加的順序方法:
在使用復(fù)合絮凝劑的時(shí)候必須注意添加的先后順序和投加時(shí)間間隔。PAC與PAM聯(lián)合使用就是讓PAC先完成中和電荷/膠體脫穩(wěn)形成細(xì)小絮體之后,進(jìn)一步加大絮體體積有利于充分沉淀。由于聚合氯化鋁PAC反應(yīng)時(shí)間很短,所以加入后需要強(qiáng)烈的混合,PAM作用時(shí)間要長(zhǎng),混合注意先強(qiáng)后弱——先強(qiáng)是為了混合均勻后弱是為了避免破壞絮體。聚丙烯酰胺屬于絮凝劑,聚合氯化鋁屬于混凝劑,一般情況下是先加混凝劑再加聚丙烯酰胺,但為了起見(jiàn),還是建議大家通過(guò)實(shí)驗(yàn)效果來(lái)確定添加的順序。加藥點(diǎn)、加藥量、加藥時(shí)間以及混合強(qiáng)度需要實(shí)驗(yàn)確定,切記千萬(wàn)不能把他們兩種藥劑放在一起使用,否則會(huì)影響效果,增大使用成本。
聚丙烯酰胺絮凝劑失效的判斷方法:
經(jīng)常遇到很多污水處理廠,特別是南方地區(qū),由于氣候潮濕,一些污水廠的聚丙烯酰胺因堆放久了或者是包裝口沒(méi)有扎緊導(dǎo)致吸潮結(jié)塊,針對(duì)聚丙烯酰胺絮凝劑結(jié)塊情況,很多人有疑問(wèn),是不是失效了,還可不可以再用,其實(shí)像這種情況只要你能把它溶開(kāi),水溶液有粘度,是沒(méi)有失效,但結(jié)塊后的聚丙烯酰胺是很難溶解開(kāi)的,其實(shí)也意味著資源的浪費(fèi)。實(shí)不同種類的聚丙烯酰胺的保質(zhì)期是有很大的區(qū)別的,這個(gè)和其結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián),相對(duì)來(lái)說(shuō)陰離子聚丙烯酰胺的有效期時(shí)間要長(zhǎng)點(diǎn),陽(yáng)離子聚丙烯酰胺一般我們規(guī)定保質(zhì)期為1年。超出這個(gè)期限,均視為超過(guò)保質(zhì)期。就有失效的風(fēng)險(xiǎn),聚丙烯酰胺失效可以從兩個(gè)方面來(lái)判斷,一個(gè)是粘度降低,二是絮凝效果變差。 [5]
發(fā)展趨勢(shì)
盡管全球聚丙烯酰胺市場(chǎng)在2009年受金融危機(jī)的影響呈現(xiàn)衰退跡象,但2011年今后將逐漸回暖,到2015年,市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到25.1億美元。市場(chǎng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?lái)自于下業(yè)的復(fù)蘇、行業(yè)環(huán)保政策要求與產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)服務(wù)帶來(lái)的利潤(rùn)以及新興市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)等。
2012年,我國(guó)聚丙烯酰胺的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭烷_(kāi)采、水處理、造紙、高吸水性樹(shù)脂、冶金和洗煤等。其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:油田開(kāi)采占81%,水處理占9%,造紙占5%,礦山占2%,其他占3%。石油開(kāi)采是我國(guó)聚丙烯酰胺的消費(fèi)領(lǐng)域,其消費(fèi)量占國(guó)內(nèi)總消費(fèi)量的81%。水處理是我國(guó)聚丙烯酰胺的第二大消費(fèi)領(lǐng)域,我國(guó)城市污水處理率不足30%,工業(yè)水的重復(fù)利用率為60%,工業(yè)廢水處理率為77%,與發(fā)達(dá)相比差距很大。聚丙烯酰胺作為絮凝劑在我國(guó)城市水處理以及化工、冶金、造紙、印染、制糖、味精、煤炭、建材等行業(yè)的廢水處理的用量將不斷增加,在高吸水性樹(shù)脂、水泥增強(qiáng)劑、粘合劑、皮革復(fù)鞣劑等領(lǐng)域。
對(duì)造紙行業(yè)而言,聚丙烯酰胺主要用作紙漿纖維和添加劑的黏結(jié)劑,或者用于廢水處理。相對(duì)于成熟的歐洲和北美市場(chǎng),、南美、印度和其他亞太市場(chǎng)的增長(zhǎng)勢(shì)頭令人欣喜。但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨于平緩和歐洲危機(jī)的影響,造紙生產(chǎn)增速放緩,阻礙了聚丙烯酰胺市場(chǎng)的發(fā)展。另外,造紙行業(yè)本身的技術(shù)含量不高,市場(chǎng)需求也較為穩(wěn)定,這也就決定了用于該行業(yè)的聚丙烯酰胺所能創(chuàng)造有限的利潤(rùn)。
另外,聚丙烯酰胺在市政污水處理和工業(yè)廢水處理領(lǐng)域也扮演著重要的角色。日益嚴(yán)格的法規(guī)促進(jìn)了水處理工業(yè)的發(fā)展,市政污水處理領(lǐng)域不僅未受到金融危機(jī)的影響,反而表現(xiàn)出良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭。包括摩洛哥、突尼斯、阿爾及利亞和埃及等在內(nèi)的北非地區(qū)出現(xiàn)了新的市政污水處理市場(chǎng),而其他一些,例如沙特阿拉伯和卡塔爾,也正在加大對(duì)水處理的私有化投資。在工業(yè)廢水處理方面,煤炭開(kāi)采和熱電站建設(shè)提供了巨大的業(yè)務(wù)空間,而對(duì)中水回用技術(shù)的日益關(guān)注也是一個(gè)市場(chǎng)推動(dòng)因素。
2、圖示A板必須安裝,否則極易造成斜管填料傾斜,甚至倒塌蜂窩斜管產(chǎn)品特性,蜂窩斜管具有比較面積大,微孔結(jié)構(gòu),高吸附容量,高表面活性炭的產(chǎn)品,在空氣污染治理中普遍應(yīng)用
產(chǎn)品選用優(yōu)質(zhì)椰子殼為原料,外觀為不定型破碎炭、無(wú)毒無(wú)味,比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高、粒度均勻穩(wěn)定、雜質(zhì)含量低,廣泛應(yīng)用于高純度氣體、液體、石化行業(yè)中作為催化劑載體使用,也可以用于石化行業(yè)中脫硫、脫臭處理等但在當(dāng)時(shí),水中還添加了促進(jìn)反應(yīng)的有機(jī)物。而現(xiàn)在,井上正致力于設(shè)計(jì)不加入添加物,只用水即可反應(yīng)的金屬絡(luò)合物。另一方面,氧化水產(chǎn)生氧氣少需要從水中奪取4個(gè)電子,而在通常情況下,奪取1個(gè)電子需要1個(gè)光子。但迄今為止,這種方法一直存在一個(gè)問(wèn)題,就是在完成奪取4個(gè)電子之前,金屬絡(luò)合物就會(huì)喪失作為催化劑的活性。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,井上開(kāi)發(fā)出了1個(gè)光子1次可以?shī)Z取2個(gè)電子的方法。通過(guò)采用這種方法,就向使用金屬絡(luò)合物實(shí)現(xiàn)人工光合作用邁進(jìn)了一大步。