非離子絮凝劑聚丙烯酰胺
絮凝劑的作用機理
水中膠體顆粒微小、表面水化和帶電使其具有穩(wěn)定性,絮凝劑投加到水中后水解成帶電膠體與其周圍的離子組成雙電層結(jié)構(gòu)的膠團。
采用投藥后快速攪拌的方式,促進水中膠體雜質(zhì)顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數(shù)。水中的雜質(zhì)顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩(wěn)定性,然后相互凝聚成尺寸較大的顆粒,再在分離設施中沉淀下去或漂浮上來。
攪拌產(chǎn)生的速度梯度G和攪拌時間T的乘積GT可以間接表示在整個反應時間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù),通過改變GT值可以控制混凝反應效果。一般控制GT值在104~105之間,考慮到雜質(zhì)顆粒濃度對碰撞的影響,可以用GTC值作為表征混凝效果的控制參數(shù),其中C表示污水中雜質(zhì)顆粒的質(zhì)量濃度,而且建議GTC值在100左右。
促使絮凝劑迅速向水中擴散,并與全部廢水混合均勻的過程就是混合。水中的雜質(zhì)顆粒與絮凝劑作用,通過壓縮雙電層和電中和等機理,失去或降低穩(wěn)定性,生成微絮粒的過程稱為凝聚。凝聚生成微絮粒在架橋物質(zhì)和水流的攪動下,通過吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等機理成長為大絮體的過程稱為絮凝?;旌?、凝聚和絮凝合起來稱為混凝,混合過程一般在混合池中完成,凝聚和絮凝在反應池中進行。
03 絮凝劑的種類
絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉淀穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類物質(zhì)。按照化學成分,絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生物絮凝劑三大類。
無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物。
有機絮凝劑按照聚合單體帶電集團的電荷性質(zhì),可分為陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性型等幾種,按其來源又可分為人工合成和天然高分子絮凝劑兩大類。
在實際應用中,往往根據(jù)無機絮凝劑和有機絮凝劑性質(zhì)的不同,把它們加以復合,制成無機有機復合型絮凝劑。微生物絮凝劑則是現(xiàn)代生物學與水處理技術相結(jié)合的產(chǎn)物,是當前絮凝劑研究發(fā)展和應用的一個重要方向。
非離子聚丙烯酰胺
1、主要用作絮凝劑:由于其分子鏈中含有一定量極性基因能吸附水中懸浮的固體粒子,使粒子間形成大的絮凝物。 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,廣泛用于化學工業(yè)廢水、廢液的處理,市政污水處理。尤其當污水呈酸性時,采用本產(chǎn)品zui為適宜??膳c無機絮凝劑聚鐵、聚鋁等無機鹽配合使用。
2、用于石油工業(yè)、采油、鉆井泥漿、廢泥漿處理、防止水竄、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到廣泛運用。
3、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。
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。
非離子絮凝劑聚丙烯酰胺
PAC的特點
聚合氯化鋁(PAC),又稱堿式氯化鋁,化學式為Aln(OH)mCl3n-m。PAC是一種多價電解質(zhì),能顯著地降低水中粘土類雜質(zhì)(多帶負電荷)的膠體電荷。由于相對分子質(zhì)量大,吸附能力強,形成的絮凝體較大,絮凝沉淀性能優(yōu)于其他絮凝劑。
PAC聚合度較高,投加后快速攪拌,可以大大縮短絮凝體形成時間。PAC受水溫影響較小,低水溫時使用效果也很好。它對水的pH值降低較少,適用的pH范圍寬(可在pH=5~9范圍內(nèi)使用),故可不投加堿劑。PAC的投加量少,產(chǎn)泥量也少,且使用、管理、操作都較方便,對設備、管道等腐蝕性也小。因此,PAC在水處理領域有逐步替代硫酸鋁的趨勢,其缺點是價格較高。
另外,從溶液化學的角度看,PAC是鋁鹽水解—聚合—沉淀反應過程的動力學中間產(chǎn)物,熱力學上是不穩(wěn)定的,一般液體PAC產(chǎn)品均應在半年內(nèi)使用。添加某些無機鹽(如CaCl2、MnCl2等)或高分子(如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)可提高PAC的穩(wěn)定性,同時可增加凝聚能力。
從生產(chǎn)工藝講,在PAC的制造過程中引入一種或幾種不同的陰離子(如SO42-、PO43-等),利用增聚作用可以在一定程度上改變聚合物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)分布,進而提高PAC的穩(wěn)定性和功效;如果在PAC的制造過程中引入其它陽離子組分,如Fe3+,使Al3+和Fe3+交錯水解聚合,可制得復合絮凝劑聚合鋁鐵。
三氧化二鋁含量是聚合氯化鋁有效成分的衡量指標,一般而言,絮凝劑產(chǎn)品密度越大,三氧化二鋁含量越高。一般來說,堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好,但因接近[Al(OH)3]n而易產(chǎn)生沉淀,因此穩(wěn)定性也較差。