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陰離子聚丙烯酰胺
水溶性的高分子聚合物
基本信息
| 中文名 | 陰離子聚丙烯酰胺 |
| 外觀 | 白色顆粒 |
| 分子量 | 600-1800萬 |
| 固含量 | ≥88% |
技術指標
應用領域
功能特點
陰離子聚丙烯酰胺，由于它具有：
1、澄清凈化作用；
2、沉降促進作用；
3、過濾促進作用；
4、增稠作用及其它作用。
洗煤廢水處理方案：
選煤廠對煤泥水的處理一般情況下采用“旋流器-濃縮機-壓濾機（煤泥沉淀池）”處理工藝。一般情況下都是采購機高分子絮凝劑（聚丙烯酰胺）。高分子絮凝劑與煤泥微?；蛎耗嗄z體接觸作用，中和了煤泥表面的電性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉淀。聚丙烯酰胺的分子量一般在百萬之間，不同粒度組成的煤泥水要選用不同分子量的絮凝劑。聚丙烯酰胺可以分為陰離子型聚丙烯酰胺，陽離子聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三種類型。在使用聚丙烯酰胺進行水處理的時候，要保證類型與煤泥水的pH值相吻合，陰離子聚丙烯酰胺的適于偏堿性煤泥水，陽離子聚丙烯酰胺的適于偏酸性煤泥水，陰離子型和陽離子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉淀效果更好。
特點：
1、水溶性好，在冷水中也能完全溶解。
2、添加少量本陰離子聚丙烯酰胺產品，即可收到極大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm（0.01~10g/m3），即可充分發(fā)揮作用。
作用原理
1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝時，與被絮凝物種類表面性質，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動電位降低而凝聚。
2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的極性基團顆粒的各種吸附。
4）增強作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機械、物理、化學等作用，將分散相牽連在一起，形成網狀。
適用范圍
1.用于紡織、印染工業(yè)。聚丙烯酰胺作為織物處理的上漿劑、整理劑，以及可生成柔順、防皺、防霉菌的保護層。利用它的吸濕性強的特點，能減少紡細紗時的斷張率。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。用作印染助劑時，聚丙烯酰胺可使產品附著牢度大、鮮艷度高，還可作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑。
2、主要用作絮凝劑：對于懸浮顆粒，較粗、濃度高、粒子帶陽電荷，水PH值為中性或堿性的污水，由于陰離子聚丙烯酰胺分子鏈中含有一定量極性基能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋形成大的絮凝物。因此它加速懸浮液中的粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液的澄清，促進過濾等效果。該產品廣泛用于化學工業(yè)廢水、廢液的處理，市政污水處理。自來水工業(yè)、高濁度水的凈化、沉清、洗煤、選礦、冶金、鋼鐵工業(yè)、鋅、鋁加工業(yè)、電子工業(yè)等水處理。
4、用于造紙工業(yè)、一是提高填料、顏料等存留率。以降低原材料的流失和對環(huán)境的污染；二是提高紙張的強度（包括干強度和濕強度），另外，使用PAM還可以提高紙抗撕性和多孔性，以改進視覺和印刷性能，還用于食品及茶葉包裝紙中。
技術流程
PAM沉淀的技術流程
沉淀是發(fā)生化學反應時生成了不溶于反應物所在溶液的物質。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質，可以這是一種物理過程，簡便易行，效果良好，是污水處理的重要技術之一。
根據(jù)懸浮物質的性質、濃度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分為：自然沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀。域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上)，顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區(qū)域沉淀發(fā)生。
絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質量不斷變大，沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度，而且與沉淀深度有關。地面水中投加混凝劑后形成的礬花，生活污水中的有機懸浮物，活性污泥在沉淀過程中都會出現(xiàn)絮凝沉淀的現(xiàn)象。
缺點
污水處理劑的缺點
在網上看到很多關于聚丙烯酰胺作為的好處，很少提到關于聚丙烯酰胺在廢水處理應用的缺點，
通過網友評論，筆者發(fā)現(xiàn)聚丙烯酰胺做為污水絮凝劑的主要缺點有以下三類
3、加量大的時候出水的粘度會增加。減少使用量的話，效果又不好，所以一定要控制好加量。
聚丙烯酰胺用于污水處理時主要用于絮凝沉淀，廢水中只需投加少量的聚丙烯酰胺產品即可以減少排水中的懸浮物，使出水更清澈，如果聚丙烯酰胺投加量過大會導致廢水黏稠，流動性減弱，擁擠堵塞排污管道。這是在使用過程中最常遇到的問題。
絮凝劑的分子質量、分子結構與形狀及其所帶基團對絮凝劑的活性都有影響。
一般來講，分子量越大，絮凝活性越高；線性分子絮凝活性高，分子帶支鏈或交聯(lián)越多，絮凝性越差；絮凝劑產生菌處于培養(yǎng)后期，細胞表面蔬水性增強，產生的絮凝劑活性也越高。
盡管聚丙烯酰胺作為絮凝劑的缺點有很多，但并不影響其作為目前用量最大最廣的絮凝劑產品之一，聚丙烯酰胺具備超高分子量結構和投加量低，處理單位體積污水成本較低等優(yōu)點，在沒有開發(fā)出成本更低效果更好的絮凝劑產品之前，聚丙烯酰胺無疑很具有開發(fā)前景的絮凝劑產品。
加藥方式
藥劑的投加方式
1.重力投加
2.壓力投加
3.水泵投加
水泵投加是在溶液池中提升藥液到壓力管中，有直接采用計量泵和采用耐酸從而起增強作用。
聚丙烯酰胺在使用之前一般都需配制成0.1%～0.5%的稀釋溶液備用，配制好的溶液最好不要存放太長時間才用，這個濃度范圍的溶液在使用之前還需要近一步稀釋成0.01～0.05的溶液，原因就是可以更有肋于絮凝劑在懸浮體系中的分散，可以降低用量，而且可以取得更好的絮凝效果。
成分
陰離子聚丙烯酰胺
陰離子聚丙烯酰胺
工業(yè)廢水處理：對于懸浮顆粒，較出、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或堿性的污水，鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。飲用水處理：我國很多自來水廠的水源來自江河，泥沙及礦物質含量高，比較渾濁，雖經過沉淀過濾，仍不能達到要求，需要投加絮凝劑，投加量是無機絮凝劑的1/50，但效果是無機絮凝劑的幾倍，對于有機物污染嚴重的江河水可采用無機絮凝劑和陽離子聚丙烯酰胺配合使用效果更好?，F(xiàn)投加陰離子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后將沉淀物經壓濾機壓濾變成餅狀，可作飼料，酒精廠的酒精也可采用陰離子聚丙烯酰胺脫水，壓濾進行回收。用于河水泥漿沉降。用于造紙干強劑。
用于造紙助劑、助率劑。在造紙前泵口式儲漿池中加入微量PAM-LB-3陰離子聚丙烯酰胺可使水中填料與細小纖維在網上存留提高20-30%。每噸可節(jié)約紙漿20-30kg。舉例：在洗煤過程中產生大量廢水，直接排放污染環(huán)境，必須沉清后循環(huán)利用，回收水中煤泥，也很有價值，但靠自然沉降，費時費力，同時水也不清。
另外，陰離子聚丙烯酰胺在制香行業(yè)的應用也越來越受歡迎，陰離子聚丙烯酰胺產品特點：具溶解性好，粘度高，韌性強，易燃無（少）煙、燃燒無異味、無毒等特點；產品性能穩(wěn)定，避免了其它植物膠粉和普通淀粉因產地、時間不同，粘結質量參差不齊，在香業(yè)生產時需要反復調試配方，以免造成產品質量不穩(wěn)定的現(xiàn)象；香制品外表光潔平整、成型好、不易破碎；尤其是其冷水可糊化性，無需煮糊，將物料直接混和均勻、加水攪拌既可生產，而且加水混合后的物料較長時間放置也不會有物料干硬無法使用的現(xiàn)象發(fā)生，有效地節(jié)約了能源和方便了 生產操作。
使用效果：使用本產品做成的香坯（香制品）外觀平整、無斷裂、無霉斑，抗折力強，產品成色好、烘曬后不褪色，燃點時間足，可燃性好，過鐵齒盤不“斷頭”熄火，有利于蚊香有效成份的揮散率的提高及可減少成品在烘干過程中的損失，同時，可大大減輕工人的勞動強度、提高工作效率。此外，本品對環(huán)境無污染，可滿足綠色環(huán)保方面對產品的要求。經濟效益：使用本產品可減少原料成本5—12%,節(jié)約能耗20—30%。
包裝貯存
陰離子聚丙烯酰胺包裝、貯運及注意事項：
采用25Kg襯塑編織袋或紙塑復合袋包裝，也可根據(jù)用戶要求包裝。貯運時，注意防熱、防潮，防止包裝破損，干粉產品長期露置會吸潮結塊。堆碼層數(shù)不得超過20層。有效儲存期為2年。本產品粒度為20-80目，亦可根據(jù)用戶要求生產。
生產步驟
工藝上將溶解罐溫度控制在18℃左右。高于18℃溶液易聚合；低于17℃，碳酸鈉將在盤管上析出。調節(jié)方法：控制溫度高于18qC，溶解罐由制冷系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水(5～10℃)冷卻至固定的聚合溫度(18℃)，在出現(xiàn)冷卻溫度比設定溫度低的情況時，可用同一盤管對罐再加熱。用電加熱水罐供熱水。
2．溶解罐pH值
工藝上控制溶解罐pH值在12．3左右，pH值較高可使Na：CO，穩(wěn)定并有利于水解反應進行。調節(jié)方法：一般AM與Na2CO，溶液混合完后pH值為10．9～11．8，用NaOH(30%)逐漸把．pH值調到12．3，pH值高于12．3可用H：SO。(95．1%)調回。
3．反應器加料量工藝上反應器加料量控制在12100kg左右，多于12100kg在聚合時體積膨脹將溢出反應器。
4．通N2時間：工藝上控制通N的時間在40～60min之間，一般為40min，通N：時間低于40min，氧含量不低于O．3mg,/L，阻聚。開始進料5min后，將與30ml脫鹽水和一些Span20均勻混合的偶氮催化劑AZDN從儲罐中，用壓縮空氣打入反應器，其加入量約為12kgo吹氮開始30min，從甲酸鈉儲罐中向反應器加入1．8kg的甲酸鈉(一種鏈轉移劑)，其溶液供料管線回路在回流穩(wěn)壓閥的作用下保持恒壓，通過I)CS系統(tǒng)控制(用電磁流量計計量其加入量能夠更準確)。
停止吹氮前5min，將氧化劑過硫酸銨0.18kg加入反應器中，2min后加入0.18kg甲醛合次硫酸氫鈉，其操作方法與甲酸鈉相同，過硫酸銨經流量計計量，由泵從儲罐中打入反應器，硫酸氫鈉經流量計計量后，由泵從儲罐打入反應器。NaFS加入后2min停止吹N：，即反應逐漸開始，溫度逐漸升高，在此過程中，由于水解反應速度加快會產生大量NH，和CO，膠體體積會膨脹為原體積的2．5倍，大約30min聚合反應完成，此時溫度為90%左右，但水解反應仍在進行，為了增加產品的水解度，膠體需在反應器內熟化3h，然后進入預研磨階段。聚合反應過程是否正常，可以通過溫度記錄曲線比較各段的溫度變化來判定。
6．反應溫度
溫度對聚合反應也是一個關鍵參數(shù)，聚合溫度設定約為18℃(該溫度可按原料的配方及所需產品的相對分子質量不同進行調整)各組分混合后的溫度為18～25qC，此冷卻過程由制冷系統(tǒng)完成，冷卻水溫度為2～10℃，由泵注入溶解罐夾套盤管，由溫度控制器控制冷卻水閥門。如果由于裝置暫?；蛟O備誤操作，出現(xiàn)冷卻溫度比設定溫度低時，也可用夾大盤管對溶解罐進行加熱。熱水來自熱水儲罐，由泵打入。
7．預研磨、造粒
反應器中的膠體傾倒在預研磨機中的過程由DCS系統(tǒng)控制，開蓋后由液壓系統(tǒng)將反應器緩慢傾倒，膠體沿潤滑后的聚丙烯壁滑下，并靠重力作用由橫梁刀切成3塊，此時膠體溫度約為90cIC，其過程如下：由升降器將反應器蓋打開，啟動液壓泵由液壓罐將反應器緩慢傾斜，使膠體倒入預研磨機中，預研磨機內有6個平行切割螺桿，切割螺桿將膠體切碎并壓入進料螺桿中(進料螺桿與切割螺桿垂直)，然后由進料螺桿將膠體送入螺桿計量泵計量后，送入造粒機中，計量的速度及切割機內的膠體通量由手動調節(jié)，在此過程中，為使切割容易，特別是對于低、中相對分子質量的聚合物需向膠體上噴一定量的表面活性劑，可使黏性膠粒保持自由流動狀態(tài)，這種溶液由泵從儲罐手工操作打入預研磨機中，其加入量由連接在DCS系統(tǒng)上的計時器控制，加入量為5L，為使造粒容易進入造粒機，物料需用2%Span20的Exxsol油做潤滑劑(每小時耗油約為20L)，每臺造粒機的加入量取決于產品的規(guī)格及造粒機內的切割間隙，而且在切割刀鈍化后，其用量要增加，加入方法是用泵經儲罐打入造粒機中。通過造粒機底部的篩子可以得到尺寸為3～6mm的膠粒，然后利用風機將其送入干燥器中。
8．產品的干燥
采用振動式流化床結構的干燥器，對產品進行兩段干燥，在此過程中，聚丙烯酰胺由膠體變成粉劑，水含量由70%降至10%，其物料平衡如下：(每小時量)
物料平衡示意圖
9．篩分、研磨及包裝
把干燥后的部分水解的聚丙烯酰胺處理成干粉，將顆粒分布滿足要求的干粉包裝成為
最終產品，物料平衡如下：
雙層振動篩分器把產品分成3個部分，最上層為大顆粒產品，被送進研磨器中，經研磨后送回旋風分離器中進行正常循環(huán)，中層為顆粒粒徑在100～200Ixm之間的產品，由負壓經輸送料斗進入兩個混合料斗中，由立式螺桿攪拌后得到混合均勻的合格產品。下層是被稱為細粉的顆粒，被送入料斗并通過螺桿進入側裝袋。
在混合料斗中裝有立式螺桿，既可均勻混合產品，又能順勢填充帶式混合器，同時混合料斗與旋風分離器相連，可將料斗中的廢氣，在負壓作用下分離，底部產品經旋轉閥返回旋風分離器進行正常循環(huán)，細粉被袋式過濾器收集在料斗中并經螺桿進入側裝袋。
帶式混合器配有螺旋系統(tǒng)，既可攪拌產品，又可順勢將產品送入安全篩中，該混合器可裝‘750—1000kg的產品，并配有稱重系統(tǒng)，對每次帶料操作中來自混合料斗中的產品進行稱重，并能準確混合，按預先設置的產品重量給大袋裝料，在此工序上還可加入細粉或其他添加劑來調整產品質量。
安全篩是為了除去可能存在的聚結物，經其處理后的產品便可進行裝袋。帶式混合器、裝袋機與袋式過濾器相連，由風機產生的吸力，把氣流中的細粉經過濾器收集在料斗中，并通過螺桿進入側裝袋。
產品用裝備電子稱重系統(tǒng)的半自動稱重機包裝，裝袋后的產品按50kg碼垛，后用塑料膜捆扎機捆好，從螺帶式混合器出來的產品經安全篩后由螺桿出料進大袋，大袋裝料為’750kg，由螺帶式混合器減重計量。最后被人工裝到袋架上，由包裝機封口后送去貯存。
用途
2)用于生活污水和有機廢水的處理，本產品在酸性或堿性介質中均呈現(xiàn)陽電性，這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進行絮凝沉淀，澄清很有效。如生產糧食酒精廢水，造紙廢水，城市污水處理廠的廢水，啤酒廢水，味精廠廢水，制糖廢水，有機含量高廢水、飼料廢水，紡織印染廢水等，用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機鹽類效果要高數(shù)倍或數(shù)十倍，因為這類廢水普遍帶陰電荷。
4)造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。
6)用于紡織上漿劑、漿液性能穩(wěn)定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
7、水溶性強，可以制作親水而水不溶的凝膠，可以引入各種離子基團并調節(jié)分子量以得到特定的性能，對許多固體表面和溶解物質有良好的黏附力，因而廣泛應用于增稠、絮凝、穩(wěn)定膠體、減阻、黏結、成膜、阻垢、凝膠及生物醫(yī)學材料等方面。
注意事項
綜合
水處理領域。
PAM在水處理工業(yè)中的應用主要包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理3個方面。在原水處理中，PAM與活性炭等配合使用，可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清；在污水處理中。PAM可用于污泥脫水；在工業(yè)水處理中，PAM主要用作配方藥劑。在原水處理中，用有機絮凝劑PAM代替無機絮凝劑，即使不改造沉降池，凈水能力也可提高20%以上。都采用PAM作為補充。工業(yè)廢水處理，特別是對于懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或堿性的污水、鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。在污水處理中，采用PAM可以增加水回用循環(huán)的使用率。
石油采油領域。
在石油開采中，PAM主要用于鉆井泥漿材料以及提高采油率等方面，廣泛應用于鉆井、完井、固井、壓裂、強化采油等油田開采作業(yè)中，具有增粘、降濾失、流變調節(jié)、膠凝、分流、剖面調整等功能。目前我國油田開采已經步入中后期。通過注入PAM水溶液，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。我國由于特殊的地質條件，大慶油田和勝利油田已經開始廣泛采用聚合物驅油技術。
造紙領域。
PAM在造紙領域中廣泛用作駐留劑、助濾劑、均度劑等。它的作用是能夠提高紙張的質量，提高漿料脫水性能，提高細小纖維及填料的留著率，減少原材料的消耗以及對環(huán)境的污染等。PAM在造紙中使用的效果取決于其平均分子量、離子性質、離子強度及其它共聚物的活性。非離子型PAM主要用于提高紙漿的濾性，增加干紙強度，提高纖維及填料的留著率；陰離子型共聚物主要用作紙張的干濕增強劑和駐留劑；陽離子型共聚物主要用于造紙廢水處理和助濾作用，另外對于提高填料的留著率也有較好的效果。此外，PAM還應用于造紙廢水處理和纖維回收。
紡織領域。
在紡織工業(yè)中，PAM作為織物后處理的上漿劑、整理劑，可以生成柔順、防皺、耐霉菌的保護層。利用它的吸濕性強的特點，能減少紡細紗時的斷線率；PAM作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃；用作印染助劑時，PAM可使產品附著牢度大、鮮艷度高，還可以作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑；此外，PAM還可以用于紡織印染污水的高效凈化。
其他領域。
在采礦、洗煤領域，采用PAM作絮凝劑可促進采礦、洗煤回收水中固體物的沉降，使水澄清，同時可回收有用的固體顆粒，避免對環(huán)境造成污染；在制糖工業(yè)中，PAM可加速蔗汁中細粒子的下沉，促進過濾和提高濾液的清澈度；在養(yǎng)殖工業(yè)中，PAM可改善水質，增加水的透光性能，從而改善水的光合作用；在醫(yī)藥工業(yè)中，PAM可用作分離抗菌素的絮凝劑、用作藥片的賦型粘接劑以及工藝水澄清劑等；在建材工業(yè)中，PAM可用作涂料增稠分散劑、鋸石板材冷卻劑以及陶瓷粘接劑等；在農業(yè)上，PAM作為高吸水性材料可用作土壤保濕劑以及種子培養(yǎng)劑等。在建筑工業(yè)中，PAM可以增強石膏水泥的硬度，加速石棉水泥的脫水速度。此外，PAM還可用作天然或合成皮革的保護涂層以及無機肥料的造粒助劑等。
洗煤池投加陰離子聚丙烯酰胺的數(shù)量是一個很講究的課題。如果加量過大的話，就造成了浪費，如果加量不夠的話，就很難產品效果，因此，在這里建議，正確的合理的使用量應該是千分之一的比例，即一斤的酰胺，可以使用1000斤的水。按照這個指標，在正常情況下，都可以在一定的時間內，成功的將煤炭和水進行分離，分離之后將表層的清水放出去，然后就留下了池子底部的煤泥，經過晾曬和烘干，就可以當正常的煤使用。
使用方法
1、使用時，配成0.1%濃度的水溶液，以使用中性不含鹽類雜物的水為宜。
2、溶解時，將陰離子聚丙烯酰胺產品均勻撒入攪拌的水中，攪速控制在100~300rpm。適當加溫（<60°C），可加速溶解。
3、調整被處理液的PH值，使陰離子聚丙烯酰胺產品充分發(fā)揮作用（通過試驗選擇最佳PH值和本系列產品的用量。）
4、加入陰離子聚丙烯酰胺產品溶液時，應加速與被處理液的混合，出現(xiàn)絮凝物后，減慢攪速，以利絮凝物增長和加速沉降。
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