Typer af PAM
Kationisk polyakrylamid (CPAM): En lineær polymerforbindelse. På grund af sine forskellige aktive grupper kan den danne brintbindinger med mange stoffer gennem affinitet og adsorption. Det flokkulerer primært negativt ladede kolloider.
Anionisk polyakrylamid (APAM): En vand-opløselig polymer, der hovedsageligt bruges til flokkulering og sedimentering i forskellige industrielle spildevandsbehandlinger, såsom spildevand fra stålværker, galvaniseringsanlæg, metallurgiske anlæg og kulvaskeanlæg samt slamafvanding. Den kan også bruges til rensning og rensning af drikkevand. Fordi dens molekylære kæde indeholder et vist antal polære grupper, kan den adsorbere suspenderede faste partikler i vand, danne bro mellem partiklerne eller neutralisere deres ladninger for at danne store flokke. Derfor kan det fremskynde sedimenteringen af partikler i suspension, hvilket væsentligt fremskynder opløsningens klaring og fremmer filtreringen.
Ikke-ionisk polyakrylamid (NPAM): Dette er en høj-molekylær-polymer eller polyelektrolyt. Dens molekylære kæde indeholder en vis mængde polære grupper, der kan adsorbere suspenderede faste partikler i vand og danne bro mellem partiklerne og danne store flokke. Det fremskynder sedimenteringen af partikler i suspension, hvilket fremskynder opløsningens klaring betydeligt og fremmer filtreringen. På grund af tilstedeværelsen af amid- eller iongrupper i dens molekylære kæde er dens væsentlige egenskab høj hydrofilicitet, hvilket gør det muligt for det at opløses i vand i forskellige proportioner. Denne type vandig polyacrylamidopløsning har god tolerance over for elektrolytter, såsom ammoniumchlorid og natriumsulfat, og er også kompatibel med overfladeaktive stoffer.
Tekniske indikatorer for PAM
De tekniske indikatorer for polyacrylamid omfatter generelt molekylvægt, hydrolysegrad, ioniseringsgrad, viskositet og restmonomerindhold. Derfor kan kvaliteten af PAM også bedømmes ud fra disse indikatorer.
1. Molekylvægt
PAM har en meget høj molekylvægt, og denne er steget markant i de senere år. PAM brugt i 1970'erne havde generelt en molekylvægt på adskillige millioner; siden 1980'erne har de fleste-højeffektive PAM'er en molekylvægt på over 15 millioner, hvoraf nogle når op på 20 millioner. Hvert PAM-molekyle er polymeriseret ud fra mere end 100.000 acrylamid- eller natriumacrylatmolekyler (acrylamid har en molekylvægt på 71, og PAM, der indeholder 100.000 monomerer, har en molekylvægt på 7,1 millioner).
Generelt udviser PAM med højere molekylvægt bedre flokkuleringsydelse. Acrylamid har en molekylvægt på 71, mens PAM indeholdende 100.000 monomerer har en molekylvægt på 7,1 mio. Polyakrylamid og dets derivater har molekylvægte, der spænder fra hundredtusindvis til over ti millioner, og kan kategoriseres baseret på molekylvægt som lav molekylvægt (under 1 million), mellem molekylvægt (1 million til 10 millioner), høj molekylvægt (10 millioner til 15 millioner) og ultra{{11}5}høj molekylvægt (høj molekylvægt).
Molekylvægten af højmolekylære organiske forbindelser er ikke fuldstændig ensartet, selv inden for det samme produkt; den nominelle molekylvægt er dens gennemsnitlige værdi.
2. Grad af hydrolyse og grad af ionisering
Graden af ionisering af PAM påvirker dens ydeevne betydeligt, men dens optimale værdi afhænger af typen og egenskaberne af det materiale, der behandles; forskellige forhold vil resultere i forskellige optimale værdier. Hvis materialet, der behandles, har en høj ionstyrke (indeholdende en stor mængde uorganisk stof), bør den anvendte PAM have en højere grad af ionisering og omvendt. Generelt kaldes graden af anionisering hydrolysegraden. Ioniseringsgraden refererer normalt specifikt til kationer.
Ioniseringsgrad=n/(m+n)*100 %
Tidlig produceret PAM blev polymeriseret fra en enkelt monomer, polyacrylamid, og indeholdt oprindeligt ikke -COONa-grupper. Før brug krævede det opvarmning med NaOH for at hydrolysere nogle af -CONH2-grupperne til -COONa, som vist i følgende reaktion:
-CONH2 + NaOH → -COONa + NH3↑
Ammoniakgas frigives under hydrolyseprocessen. Andelen af amidgrupper hydrolyseret i PAM kaldes hydrolysegraden, som er graden af anionisering. Denne type PAM var ubelejlig at bruge og havde dårlig ydeevne (opvarmningshydrolyse forårsagede uundgåeligt et signifikant fald i molekylvægten og ydeevnen af PAM), og den er sjældent blevet brugt siden 1980'erne.
Moderne producerede PAM'er er tilgængelige i forskellige produkter med forskellige grader af anionisering. Brugere kan vælge den passende type i henhold til deres behov og gennem faktiske tests. Ingen yderligere hydrolyse er påkrævet; det kan bruges direkte efter opløsning.
Men på grund af vane henviser nogle mennesker stadig til opløsningsprocessen af flokkuleringsmidler som hydrolyse. Det skal bemærkes, at hydrolyse betyder nedbrydning med vand, en kemisk reaktion, og hydrolysen af PAM frigiver ammoniakgas; mens opløsning blot er en fysisk proces uden en kemisk reaktion. De to er grundlæggende forskellige og bør ikke forveksles.
3. Restmonomerindhold
Det resterende monomerindhold i PAM refererer til mængden af acrylamidmonomer, der ikke reagerede fuldstændigt under polymerisationen af acrylamid til polyacrylamid og til sidst forbliver i polyacrylamidproduktet. Det er et vigtigt parameter for at vurdere dets egnethed til fødevareindustrien. Polyakrylamid er ikke-toksisk, men akrylamid har en vis grad af toksicitet.
I polyakrylamid i industriel-kvalitet forbliver spormængder af upolymeriseret akrylamidmonomer uundgåeligt. Derfor skal restmonomerindholdet i PAM-produkter kontrolleres nøje. Internationale regler foreskriver, at restmonomerindholdet i PAM anvendt i drikkevand og fødevareindustrien ikke må overstige 0,05%. Denne værdi for velkendte-internationale produkter er under 0,03 %.
4. Viskositet
PAM-løsninger er meget tyktflydende. Jo højere molekylvægten af PAM er, jo større er viskositeten af opløsningen. Dette skyldes, at PAM-makromolekyler er lange og tynde kæder, hvilket resulterer i betydelig modstand mod bevægelse i opløsning. Viskositet afspejler i det væsentlige størrelsen af friktionen i en opløsning, også kendt som den indre friktionskoefficient.
Opløsninger af forskellige høj-molekylære-organiske forbindelser har generelt høj viskositet, som stiger med stigende molekylvægt. En metode til at bestemme molekylvægten af høj-molekylære-vægtige organiske forbindelser er at måle viskositeten af en opløsning af en bestemt koncentration under specifikke forhold og derefter beregne dens molekylvægt ved hjælp af en specifik formel; dette kaldes "viskositets-gennemsnitlig molekylvægt."
PAM valg
Polyacrylamid kan klassificeres i ikke-ioniske, anioniske og kationiske typer baseret på dets ioniske egenskaber. Baseret på molekylvægt er der forskellige specifikationer, ionicitet osv., hvilket fører til mange forskellige modeller. I betragtning af de komplekse specifikationer på markedet er det meget vanskeligt at vælge den optimale polyakrylamidmodel til dit spildevandssystem. Her er et par tips til at løse almindelige problemer med at vælge polyacrylamid til spildevand eller slambehandling.
1. Forståelse af kilden til slam
Slam er et uundgåeligt biprodukt af spildevandsrensning. Først bør vi forstå kilden, egenskaberne, sammensætningen og tørstofindholdet af slammet. Ud fra hovedkomponenterne kan slam opdeles i organisk slam og uorganisk slam.
Generelt bruges kationisk polyacrylamid til behandling af organisk slam, mens anionisk polyacrylamid bruges til at behandle uorganisk slam. Kationisk polyacrylamid er ikke egnet til stærkt alkaliske forhold, mens anionisk polyacrylamid ikke er egnet til stærkt sure forhold. Højere tørstofindhold i slam kræver normalt en større dosering af polyacrylamid.
2. Valg af polyakrylamid molekylvægt
Molekylvægten af polyacrylamid refererer til længden af molekylkæden. Molekylvægten af polyacrylamid varierer fra 5 millioner til 18 millioner. Generelt gælder det, at jo højere molekylvægten af polyacrylamidproduktet er, jo højere er viskositeten. Men i praksis betyder en højere molekylvægt ikke nødvendigvis bedre ydeevne. Den passende molekylvægt skal bestemmes baseret på den specifikke anvendelsesindustri, vandkvalitet og behandlingsudstyr.
Polyakrylamid er et høj-molekylært-koaguleringsmiddel. Produkter kan klassificeres i tre kategorier efter deres gennemsnitlige molekylvægt: lav molekylvægt (<1 million), medium molecular weight (2-4 million), and high molecular weight (>7 millioner).
Polyacrylamid bruges til spildevandsbehandling og er en vandopløselig-høj-molekylær-vandopløselig organisk polymer med molekylvægte fra adskillige millioner til titusinder. Når det udelukkende anvendes som koaguleringshjælpemiddel, er det generelt, at jo højere molekylvægten er, jo tættere er flokkene, og jo færre kemikalier er nødvendige. Molekylvægten af anionisk polyacrylamid anbefales dog ikke at overstige 20 mio.
Til slamafvanding: Ved brug af en båndfilterpresse må molekylvægten generelt ikke være for høj. En høj molekylvægt kan tilstoppe filterdugen, hvilket påvirker afvandingseffekten. Når du bruger en centrifugalfilterpresse, er molekylvægtskravet højere, fordi centrifugalfilterpresser kræver, at flokke er så forskydningsbestandige som muligt; derfor bør et produkt med en relativt høj molekylvægt vælges.
3. Valg af polyakrylamid iongrad
For at slammet skal afvandes, kan flokkuleringsmidler med forskellige iongrader screenes gennem små forsøg for at vælge det optimale polyacrylamid. Dette opnår den bedste flokkuleringseffekt, samtidig med at doseringen minimeres, hvilket sparer omkostninger. Nøglefaktorerne for valg af iongrad er:
(1) Flokstørrelse
For små flokke vil påvirke afvandingshastigheden, mens flokke, der er for store, vil binde mere vand, hvilket reducerer sladkagens tørhed. Flokstørrelsen kan justeres ved at vælge polyacrylamidets molekylvægt.
(2) Flokstyrke (fugtindhold)
Flokkerne skal forblive stabile og ikke knække under forskydningsspændinger. Forøgelse af molekylvægten af polyacrylamid eller valg af en passende molekylær struktur hjælper med at forbedre fnugstabiliteten.
(3) Blanding af polyakrylamid og slam
Polyacrylamid skal reagere fuldt ud med slammet på et bestemt tidspunkt i afvandingsudstyret for at opnå flokkulering. Derfor skal viskositeten af polyacrylamidopløsningen være passende for at sikre grundig blanding med slammet under eksisterende udstyrsforhold. Ensartet blanding er en nøglefaktor for succes. Viskositeten af polyacrylamidopløsningen er relateret til dens molekylvægt og koncentration.
(4) Opløsning af polyacrylamid
God opløsning er afgørende for effektiv flokkulering. Som tidligere nævnt er opløsningsprocessen for polyacrylamid i det væsentlige dens modningsproces. Nogle gange er det nødvendigt at fremskynde opløsningshastigheden; i dette tilfælde kan det overvejes at øge koncentrationen af polyacrylamidopløsningen.
Derfor bør det optimale produktvalg bestemmes gennem laboratoriebægerforsøg. Ud fra ovenstående kan det ses, at valget af molekylvægt og ionicitet ikke er absolut. Det er bedst at udføre udvælgelsestests og operationelle tests, før du vælger polyakrylamid for at opnå de mest nøjagtige data og sikre den bedste omkostningseffektivitet- af det valgte polyakrylamid.
