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影响聚丙烯酰胺絮凝效果的因素有哪些?

编辑:利星 日期:2020-11-26 15:56 浏览:8056

聚丙烯酰胺是应用广泛的合成有机高分子絮凝剂之一,有时也用作助凝剂。生产聚丙烯酰胺的原料是聚丙烯腈CH2=CHCN。在某些条件下,丙烯腈水解形成丙烯酰胺,然后丙烯酰胺在悬浮液中聚合形成聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺是一种水溶性树脂,其产品包括颗粒状固体和一定浓度的粘性水溶液。

影响聚丙烯酰胺絮凝效果的因素有哪些?

聚丙烯酰胺在水中的实际形态是随机盘绕。由于无规线圈具有一定的粒径和表面的一些酰胺基,所以可以起到相应的架桥和吸附能力,即具有一定的絮凝能力。

但由于聚丙烯酰胺长链卷曲成线簇,其架桥范围较小。两个酰胺基形成后,相当于相互抵消失去两个吸附位点的相互作用。此外,一些酰胺基隐藏在线簇结构中,不能与水中的杂质颗粒接触吸附,因此其吸附能力不能充分发挥。

为了再次分离键合的酰胺基,将隐藏的酰胺基暴露在外,人们试图适当延长随机线圈,甚至试图在长分子链上添加一些带有阳离子或阴离子的基团,同时提高吸附架桥能力和电中和、电双层压缩的功能。这样,由聚丙烯酰胺衍生出一系列不同性质的聚丙烯酰胺絮凝剂或助凝剂。

比如在聚丙烯酰胺溶液中加入碱,使一些链节上的酰胺基转化为羧酸钠,羧酸钠容易解离水中的钠离子,使*席运营官基团保留在支链上,从而生成部分水解的阴离子型聚丙烯酰胺。

阴离子聚丙烯酰胺分子结构中的*席运营官基团使分子链带有负电荷,负电荷相互排斥,将原本连在一起的酰胺基团拉走,从而促使分子链由线性簇逐渐扩展为长链,从而扩大了架桥范围,提高了絮凝能力。作为助凝剂,它有更突出的优势。

影响聚丙烯酰胺絮凝剂使用的因素有哪些?

(1)水的酸碱度

水的酸碱度对无机絮凝剂的应用效果有很大影响,这与絮凝剂的种类、用量以及混凝沉淀效果有关。水中的h和OH-参与絮凝剂的水解反应,因此pH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产物的存在形式和性质。

比如pH值小于4时,Al3不能水解成Al(OH)3,主要以Al3离子的形式存在,混凝效果很差。当pH值在6.5-7.5之间时,Al3水解聚合成高聚合度的Al(OH)3中性胶体,混凝效果较好。当pH值小于8时,Al3水解成AlO2-,混凝效果变得很差。水的碱度可以缓冲pH值。碱度不足时,应加入石灰等化学物质补充。当水的pH值偏高时,需要加酸将pH值调至中性。相比之下,高分子絮凝剂受酸碱度的影响较小。

(2)水温

水温影响絮凝剂的水解速率和明矾的形成速率和结构。混凝水解大多是吸热反应。水温低时,水解速度慢且不完全。

低温下,水的粘度高,布朗运动减弱,絮凝剂胶体颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数减少,水的剪切力增大,阻碍了混凝絮体的相互粘附,因此,尽管增加了絮凝剂的用量,絮体形成缓慢,结构松散,颗粒细小,难以去除。

低温对高分子絮凝剂影响不大。但需要注意的是,使用有机高分子絮凝剂时,水温不宜过高,过高的温度容易造成有机高分子絮凝剂老化甚至分解成不溶物,从而降低混凝效果。

(3)水中的杂质成分

水中杂质颗粒大小不均匀有利于混凝,颗粒细小均匀会导致混凝效果不佳。如果杂质颗粒浓度过低,往往不利于混凝。此时,回流沉淀物或加入助凝剂可以提高混凝效果。当水中的杂质颗粒含有大量有机物时,混凝效果会变差,需要增加用量或加入氧化剂等药剂帮助混凝。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混凝有利,而一些阴离子和表面活性物质对混凝有不利影响。

(4)絮凝剂类型

絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质和浓度。如果水中污染物以胶体状态为主,则无机絮凝剂应是失稳和混凝的*;如果絮状物较小,则应添加聚合物絮凝剂或助凝剂,如活性硅胶。

在许多情况下,无机絮凝剂和高分子絮凝剂的结合可以明显提高混凝效果,扩大应用范围。对于聚合物来说,链状分子的电荷量和电荷密度越大,链状延伸越充分,吸附架桥的作用范围越大,凝聚效果越好。

(5)絮凝剂用量

当用混凝法处理任何废水时,都有*佳的絮凝剂和*佳用量,通常是通过实验确定的。过量可能导致胶体再稳定。一般情况下,铁盐和铝盐的用量范围为10 ~ 100毫克/升,聚合盐为食盐用量的1/2 ~ 1/3,有机高分子絮凝剂的用量范围为1 ~ 5毫克/升.

(6)絮凝剂添加顺序

使用多种絮凝剂时,需要通过实验确定*佳添加顺序。一般来说,无机絮凝剂和有机絮凝剂一起使用时,先加入无机絮凝剂,再加入有机絮凝剂。

但当杂质粒径在50m以上时,往往加入有机絮凝剂进行吸附架桥,再加入无机絮凝剂压缩双电层使胶体失稳。

(7)水力条件

在混合阶段,要求絮凝剂与水快速、均匀混合,而在反应阶段,需要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件,使絮体有足够的生长机会,防止生成的小絮体破碎,因此搅拌强度要逐渐降低,反应时间要足够长。

标签: 聚丙烯酰胺絮凝剂 聚丙烯酰胺絮凝效果
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