Flera nyckelindikatorer måste beaktas när du väljer PAM (polyakrylamid)

Katjonisk polyakrylamid (CPAM): En linjär polymerförening. På grund av sina olika aktiva grupper kan den bilda vätebindningar med många ämnen genom affinitet och adsorption. Den flockar främst negativt laddade kolloider.

Anjonisk polyakrylamid (APAM): En vatten-löslig polymer som huvudsakligen används för flockning och sedimentering i olika industriella avloppsvattenbehandlingar, såsom avloppsvatten från stålverk, galvaniseringsanläggningar, metallurgiska anläggningar och koltvättsanläggningar, samt slamavvattning. Den kan också användas för klarning och rening av dricksvatten. Eftersom dess molekylkedja innehåller ett visst antal polära grupper, kan den adsorbera suspenderade fasta partiklar i vatten, överbrygga partiklarna eller neutralisera deras laddningar för att bilda stora flockar. Därför kan det påskynda sedimenteringen av partiklar i suspension, vilket avsevärt påskyndar lösningens klarning och främjar filtrering.

Nonjonisk polyakrylamid (NPAM): Detta är en hög-molekylär-polymer eller polyelektrolyt. Dess molekylkedja innehåller en viss mängd polära grupper som kan adsorbera suspenderade fasta partiklar i vatten, vilket överbryggar partiklarna och bildar stora flockar. Det påskyndar sedimenteringen av partiklar i suspension, vilket avsevärt påskyndar lösningens klarning och främjar filtrering. På grund av närvaron av amid- eller jongrupper i dess molekylkedja är dess betydande egenskap hög hydrofilicitet, vilket gör att den kan lösas upp i vatten i olika proportioner. Denna typ av vattenlösning av polyakrylamid har god tolerans mot elektrolyter, såsom ammoniumklorid och natriumsulfat, och är även kompatibel med ytaktiva ämnen.

De tekniska indikatorerna för polyakrylamid inkluderar i allmänhet molekylvikt, grad av hydrolys, grad av jonisering, viskositet och kvarvarande monomerhalt. Därför kan kvaliteten på PAM också bedömas utifrån dessa indikatorer.

1. Molekylvikt

PAM har en mycket hög molekylvikt, och denna har ökat markant de senaste åren. PAM som användes på 1970-talet hade i allmänhet en molekylvikt på flera miljoner; sedan 1980-talet har de flesta högeffektiva PAM:er en molekylvikt på över 15 miljoner, varav vissa når 20 miljoner. Varje PAM-molekyl polymeriseras från mer än 100 000 akrylamid- eller natriumakrylatmolekyler (akrylamid har en molekylvikt på 71 och PAM som innehåller 100 000 monomerer har en molekylvikt på 7,1 miljoner).

I allmänhet uppvisar PAM med högre molekylvikt bättre flockningsprestanda. Akrylamid har en molekylvikt på 71, medan PAM som innehåller 100 000 monomerer har en molekylvikt på 7,1 miljoner. Polyakrylamid och dess derivat har molekylvikter som sträcker sig från hundratusentals till över tio miljoner och kan kategoriseras baserat på molekylvikt som låg molekylvikt (under 1 miljon), medelmolekylvikt (1 miljon till 10 miljoner), hög molekylvikt (10 miljoner till 15 miljoner) och ultra{{11}5} hög molekylvikt (hög molekylvikt).

Molekylvikten hos organiska föreningar med hög molekylvikt är inte helt enhetlig, inte ens inom samma produkt; den nominella molekylvikten är dess medelvärde.

2. Grad av hydrolys och grad av jonisering

Graden av jonisering av PAM påverkar avsevärt dess prestanda, men dess optimala värde beror på typen och egenskaperna hos materialet som behandlas; olika förhållanden kommer att resultera i olika optimala värden. Om materialet som bearbetas har en hög jonstyrka (innehåller en stor mängd oorganiskt material) bör PAM som används ha en högre grad av jonisering och vice versa. I allmänhet kallas graden av anjonisering hydrolysgraden. Graden av jonisering avser vanligtvis specifikt katjoner.

Joniseringsgrad=n/(m+n)*100 %

Tidig framställd PAM polymeriserades från en enda monomer, polyakrylamid, och innehöll ursprungligen inga -COONa-grupper. Innan användning krävdes det uppvärmning med NaOH för att hydrolysera några av -CONH2-grupperna till -COONa, som visas i följande reaktion:

-CONH2 + NaOH → -COONa + NH3↑

Ammoniakgas frigörs under hydrolysprocessen. Andelen amidgrupper som hydrolyseras i PAM kallas hydrolysgraden, vilket är graden av anjonisering. Denna typ av PAM var obekväm att använda och hade dålig prestanda (värmehydrolys orsakade oundvikligen en signifikant minskning av molekylvikten och prestanda för PAM), och den har sällan använts sedan 1980-talet.

Modernt producerade PAM finns i olika produkter med olika grader av anjonisering. Användare kan välja lämplig typ enligt deras behov och genom faktiska tester. Ingen ytterligare hydrolys krävs; den kan användas direkt efter upplösning.

Men på grund av vana hänvisar vissa människor fortfarande till upplösningsprocessen av flockningsmedel som hydrolys. Det bör noteras att hydrolys innebär sönderdelning med vatten, en kemisk reaktion och hydrolys av PAM frigör ammoniakgas; medan upplösning bara är en fysisk process utan en kemisk reaktion. De två är fundamentalt olika och bör inte förväxlas.

3. Resterande monomerinnehåll

Det kvarvarande monomerinnehållet i PAM avser mängden akrylamidmonomer som inte reagerade fullständigt under polymerisationen av akrylamid till polyakrylamid och som slutligen finns kvar i polyakrylamidprodukten. Det är en viktig parameter för att bedöma dess lämplighet för livsmedelsindustrin. Polyakrylamid är icke-giftig, men akrylamid har en viss grad av toxicitet.

I polyakrylamid av industriell-kvalitet finns oundvikligen spårmängder av opolymeriserad akrylamidmonomer kvar. Därför måste resthalten av monomer i PAM-produkter kontrolleras strikt. Internationella regler föreskriver att resthalten av monomer i PAM som används i dricksvatten och livsmedelsindustrin inte får överstiga 0,05 %. Detta värde för väl-kända internationella produkter är under 0,03 %.

4. Viskositet

PAM-lösningar är mycket trögflytande. Ju högre molekylvikt PAM har, desto högre viskositet har lösningen. Detta beror på att PAM-makromolekyler är långa och tunna kedjor, vilket resulterar i betydande motstånd mot rörelse i lösning. Viskositeten återspeglar i huvudsak storleken på friktionen i en lösning, även känd som den interna friktionskoefficienten.

Lösningar av olika hög-molekylära-organiska föreningar har i allmänhet hög viskositet, som ökar med ökande molekylvikt. En metod för att bestämma molekylvikten för hög-molekylära-organiska föreningar är att mäta viskositeten för en lösning med en viss koncentration under specifika förhållanden och sedan beräkna dess molekylvikt med hjälp av en specifik formel; detta kallas "viskositets-medelmolekylvikten."

Polyakrylamid kan klassificeras i icke-joniska, anjoniska och katjoniska typer baserat på dess joniska egenskaper. Baserat på molekylvikt finns det olika specifikationer, jonicitet etc., vilket leder till många olika modeller. Med tanke på de komplexa specifikationerna på marknaden är det verkligen mycket svårt att välja den optimala polyakrylamidmodellen för ditt avloppsvattensystem. Här är några tips för att lösa vanliga problem vid val av polyakrylamid för avloppsvatten eller slambehandling.

1. Förstå källan till slam

Slam är en oundviklig biprodukt av avloppsvattenrening. Först bör vi förstå källan, egenskaperna, sammansättningen och innehållet av fasta ämnen i slammet. Baserat på huvudkomponenterna kan slam delas in i organiskt slam och oorganiskt slam.

I allmänhet används katjonisk polyakrylamid för att behandla organiskt slam, medan anjonisk polyakrylamid används för att behandla oorganiskt slam. Katjonisk polyakrylamid är inte lämplig för starkt alkaliska förhållanden, medan anjonisk polyakrylamid inte är lämplig för mycket sura förhållanden. Högre fastämneshalt i slam kräver vanligtvis en större dos polyakrylamid.

2. Val av polyakrylamidmolekylvikt

Molekylvikten för polyakrylamid avser längden på molekylkedjan. Molekylvikten för polyakrylamid varierar från 5 miljoner till 18 miljoner. I allmänhet gäller att ju högre molekylvikt polyakrylamidprodukten har, desto högre är viskositeten. Men i praktiken betyder en högre molekylvikt inte nödvändigtvis bättre prestanda. Den lämpliga molekylvikten måste bestämmas baserat på den specifika applikationsindustrin, vattenkvalitet och behandlingsutrustning.

Polyakrylamid är ett hög-molekylär-koaguleringshjälpmedel. Produkter kan klassificeras i tre kategorier efter deras genomsnittliga molekylvikt: låg molekylvikt (<1 million), medium molecular weight (2-4 million), and high molecular weight (>7 miljoner).

Polyakrylamid används i avloppsvattenrening och är en hög--vattenlöslig-vattenlöslig organisk polymer med molekylvikter från flera miljoner till tiotals miljoner. När det används enbart som ett koaguleringshjälpmedel, i allmänhet, ju högre molekylvikt, desto tätare blir flockarna och desto mindre kemikalier behövs. Molekylvikten för anjonisk polyakrylamid rekommenderas dock att inte överstiga 20 miljoner.

För slamavvattning: Vid användning av en bandfilterpress kan molekylvikten i allmänhet inte vara för hög. En hög molekylvikt kan täppa till filterduken, vilket påverkar avvattningseffekten. När du använder en centrifugalfilterpress är molekylviktskravet högre eftersom centrifugalfilterpressar kräver att flockar är så skjuvbeständiga som möjligt; därför bör en produkt med relativt hög molekylvikt väljas.

3. Val av polyakrylamidjongrad

För att slammet ska avvattnas kan flockningsmedel med olika jongrader silas genom små experiment för att välja den optimala polyakrylamiden. Detta ger den bästa flockningseffekten samtidigt som doseringen minimeras, vilket sparar kostnader. Nyckelfaktorerna för att välja jongraden är:

(1) Flockstorlek

För små flockar påverkar dräneringshastigheten, medan flockar som är för stora binder mer vatten, vilket minskar slamkakans torrhet. Flockstorleken kan justeras genom att välja polyakrylamidens molekylvikt.

(2) Flockstyrka (fuktinnehåll)

Flockarna ska förbli stabila och inte gå sönder under skjuvspänningar. Att öka molekylvikten för polyakrylamid eller välja en lämplig molekylstruktur hjälper till att förbättra flockstabiliteten.

(3) Blandning av polyakrylamid och slam

Polyakrylamid måste reagera fullt ut med slammet vid en viss punkt i avvattningsutrustningen för att uppnå flockning. Därför måste viskositeten hos polyakrylamidlösningen vara lämplig för att säkerställa noggrann blandning med slammet under befintliga utrustningsförhållanden. Enhetlig blandning är en nyckelfaktor för framgång. Viskositeten hos polyakrylamidlösningen är relaterad till dess molekylvikt och koncentration.

(4) Upplösning av polyakrylamid

God upplösning är avgörande för effektiv flockning. Som nämnts tidigare är upplösningsprocessen för polyakrylamid i huvudsak dess mognadsprocess. Ibland är det nödvändigt att accelerera upplösningshastigheten; i detta fall kan en ökning av koncentrationen av polyakrylamidlösningen övervägas.

Därför bör det optimala produktvalet bestämmas genom laboratoriebägareexperiment. Av ovanstående kan man se att valet av molekylvikt och jonicitet inte är absolut. Det är bäst att utföra urvalstester och funktionstester innan du väljer polyakrylamid för att få de mest exakta uppgifterna och säkerställa bästa kostnads-effektivitet för den valda polyakrylamiden.