聚丙烯酰胺在NaOH等碱类作用下,极易起水解反应,使部分聚丙烯酰胺生成聚丙烯酸钠,丙烯酸钠分子在水中不稳定,被离解成RCOO-Na+。因此,聚丙烯酰胺水解体是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠的共聚物,由于RCOO-(羟基)的作用,使聚丙烯酰胺水解体成为阴离子型高分子絮凝剂,而非水解的聚丙烯酰胺絮凝剂为非离子型高分子絮凝剂。从上述水解方程式看出,聚丙烯酰胺部分水解体产品具有一定的胺味,从这点就可以简便区别聚丙烯酰胺产品是否水解。 聚丙烯酰胺部分水解后,使其性能从非离子型转变为阴离子型,在O-(羟基)基团的离子静电斥力作用下,使聚丙烯酰胺主链上呈卷曲状的分子链展开拉长,增加其吸附面积,提高架桥能力,所以部分水解体的聚丙烯酰胺的絮凝效果要优于非离子型聚丙烯酰胺。 处理高浊度水的聚丙烯酰胺,一般都应采用部分水解体产品,最佳水解度(水解度是指聚丙烯酰胺分子中,酰胺基团转化为羟基的百分数)的聚丙烯酰胺沉降速度是非水解体的2~9倍。但聚丙烯酰胺絮凝剂中水解度过高或过低的产品,其絮凝效果都不理想,因为水解度过低,吸附架桥能力不强,水解度过高则加强了产品的阴离子性能,增大了与泥土颗粒的排斥能力。经过大量试验证实,聚丙烯酰胺絮凝剂最佳水解度应为25%~35%。
水处理剂 聚丙烯酰胺国标水处理剂 聚丙烯酰胺,是中华人民共和国国家标准,编号GB 17514—1998,国家质量技术监督局1998-10-19批准,1999-04-01实施。
聚丙烯酰胺本身无毒,但是其单体有毒。我国卫生部规定生活饮用水中的最高使用量为1.0mg/L(经常使用)和2mg/L(不经常使用)。单体丙烯酰胺的最高允许浓度为0.01mg/L(经常使用)和0.1mg/L(不经常使用)。一般高锰酸盐投加量在1.0mg/L之内既可将丙烯酰胺氧化分解到检出限以下。
聚丙烯酰胺允许的最大投加量 使用聚丙烯酰胺絮凝剂虽然有优异的效果和经济价值,但由于该产品的单体丙烯酰胺,在控制量以外对人体健康有一定影响,这就严格的限制了产品的使用价值。为解决上述问题的关键,尤其是绝对的保证人民的身体健康,我们查阅了大量的国外资料,在国内进行了10余年的毒理试验,经过大量的试验数据证明,聚丙烯酰胺絮凝剂本身是无害的,即聚合的聚丙烯酰胺是安全的,只是产品中的丙烯酰胺单体的含量和聚合不完全的短链含量对人体健康有一定的影响,从上述10余年的试验资料证明,聚丙烯酰胺絮凝剂的产品,必须严格控制单体含量,才是解决上述问题关键。所以,这次国标制定中,规定必须严格控制单体的含量(包括少量和短链聚丙烯酰胺),并统一单体丙烯酰胺的测定方法,为安全使用聚丙烯酰胺絮凝剂提供可靠的保证。,本国标中对使用在饮用水和污水处理中的单体含量的控制有所区别。优等品完全是国际标准规定的数值,也是我国标准向国际标准接轨的统一标准。一等品是逐步向国际标准接轨的过渡期产品。合格品是在保证安全前提下,考虑到我国的国情,要求必须达到的最低数值。 为了保证人民身体健康,今后在给水工程中使用聚丙烯酰胺絮凝剂,必须购买符合国标中单体含量规定指标的产品,否则严禁使用。单体含量的控制标准是国标的核心。单体含量减少后,实际上就是提高了聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量,因为聚丙烯酰胺絮凝剂的不安全性主要是单体丙烯酰胺所致,这项国标的制定保证了以往设计手册和规范中规定指标的安全性,其数值而且还可有所提高。 聚丙烯酰胺絮凝剂产品溶解时间 聚丙烯酰胺絮凝剂在使用中,遇到的最大难题是产品的溶解时间,由于产品溶解度的不佳,直接影响到使用效果,而且还容易堵塞投加设备。因此,国标第二项规定的指标,就是溶解时间。一般水解体产品容易溶解,溶解时间为60~120min,非离子型产品为90~240min。另外,溶解时间随产品的分子量高低也有所不同,所以在水处理中聚丙酰胺絮凝剂产品分子量控制在200~500万之间为佳。 固含量 聚丙烯酰胺絮凝剂产品中的固含量,是指完全聚合的聚丙烯酰胺的含量,这是对产品效果直接影响的指标,如达不到规定的指标,就是不合格的产品。其测定方法是保证产品质量的主要手段,对此国标已有详述,需注意验收。 固含量和单体含量之间的差值是对人体无害的产品制造过程中添加的碱类等,其他主要成份是水。 水解体产品 在高浊度水处理中使用的聚丙烯酰胺絮凝剂产品主要是水解体产品,其理由本文上面已论述,最佳水解度为30%左右,是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠的共聚物。 检测规则 聚丙烯酰胺絮凝剂国标规定的全部指标为出厂的检验项目,必须由生产厂的质量监督检验部门逐批检验,以保证出厂产品符合国标的要求,使用单位必须按国标规定验收产品。如果有某一项指标不符合国标规定,整批产品不能验收。由于聚丙烯酰胺絮凝剂是水处理剂,产品验收必须认真负责,以保证人民身体健康为前提,如有差错,必须承担相应的责任。 其他 本产品是水处理剂,国标对产品标志、包装、运输、贮存等,都有严格规定。生产厂家应严格按标准办,使用单位严格把关,确保产品安全可靠。对违反本条规定时,一般都严禁验收并使用。 国标应用中的注意事项 聚丙烯酰胺絮凝剂在我国使用已有30余年历史,经过科研、设计、高校、使用等单位的大量工作,已取得了很多成熟的经验和行这有效的使用方法,以及防止失误和影响效果的注意事项。在本国标制定中,由于目的和任务不同,不可能在诸多方面作出论述和规定。这项国标主要是针对聚丙烯酰胺产品本身的要求,在使用方面,除了和产品有关的溶解时间作出规定外,其他都未作任何规定。为了保证聚丙烯酰胺絮凝剂正确使用提高其使用效果,防止失误,现将国标中未提及的问题,作摘要性叙述,以使国标在应用中发挥更大的作用。 聚丙烯酰胺溶液的搅拌速度和搅拌时间 聚丙烯酰胺溶液制配,一般采用机械搅拌。机械搅拌速度对溶液配制时间有较大的影响,但过大的搅拌速度,会引起聚丙酰胺溶液的降解,使部分聚丙烯酰胺长链断裂,影响沉降效果,所以必须严格控制机械搅拌速度。在1 m直径的搅拌桶内转速不得大于800 rpm,1.5~2 m直径的搅拌捅内转速不得大于600rpm。提高搅拌溶液的温度可减少溶解时间,但水温最高不超过55℃,否则也会引起降解作用,影响使用效果。 聚丙烯酰胺溶液配制投加必须的专用设备 聚丙烯酰胺溶液的配制必须采用专用设备,严格防止与其他混凝剂共同使用,或在一投配池内共同投加,否则会使两种药剂产生共聚沉淀,不但影响其效果,而且容易堵塞投加设备。 计量设备必须用溶液标定 由于聚丙烯酰胺溶液是一种减阻剂,与清水的标定值较大的差距。因此,聚丙烯酰胺溶液计量设备必须用溶液来进行标定,不得用清水标定。否则会加大聚丙烯酰胺的投加量,既提高处理成本,还会造成不必要的后果。 投加浓度 聚丙烯酰胺溶液的投加浓度越稀,效果越好,较稀的投加浓度能使溶液在水中迅速扩展、充分混合,防止产生浓度过高的胶体保护现象,影响用效果。但浓度太稀会造成庞大的投加设备。一般投加浓度以0.5%~1%为宜,配制浓度以2%为宜。
种类 阴离子型 阳离子型 非离子型 两性 外观 白色颗粒 白色颗粒 白色颗粒 白色颗粒 固含量,% ≥90 ≥90 ≥90 ≥90 分子量.万 300-2000 300-1500 300-1500 300-1500 离子度,% 20-30 5-60 0-3 任意比例 不溶物% ≤0.1 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.1 溶解时间(min) ≤40 ≤90 ≤60 ≤90 用途 弱阴 中性及弱酸性条件下的固液分离:造纸,选矿,冶炼生活污水的二次处理等工业废水 弱阳 造纸厂纸浆的污泥脱水,工业脱水 中性,强酸性,强碱性条件下的固液分离: 难于气浮的污水处理,难处理的生化污泥,死泥,沉泥脱水 中 阴 弱酸弱碱条件下的固液分离选矿,煤矿,金属加工,化工厂,食品,纺织,印染,制糖,引用水等工业废水,油田驱油 中阳 生活污水处理厂和工业污水处理厂的有机污泥脱水造纸厂的污泥脱水,啤酒厂,制药厂等污泥脱水 阴 油田三采:工业污水处理 强阴 弱碱性条件下的固液分离:金属冶炼,选矿,铝矿等矿业助剂 强阳 含油污水处理,生活污水处理,粪便污水处理,化纤等工业污水处理 阳 难脱水的有机污泥的脱水处理,生活污水处理厂的有机污 泥处理,造纸厂生化污染泥的处理 包装 25公斤/袋 25公斤/袋 25公斤/袋 25公斤/袋
1.纸与纸浆废水
2.选矿与金属冶炼过程废水.
3.钢铁厂废水
4.其它工业废水
等
比
例
强
于
阳
强
于
阴