絮凝剂
絮凝剂名词解释
絮凝剂名词解释絮凝剂是一种多功能的物质,它主要用于凝结、沉淀、脱离或稳定悬浮体中的溶液,使溶液变成一种更稳定的凝胶状物质,以及防止溶液中的悬浮体形成溶液。
絮凝剂可以分为蛋白质类絮凝剂、无机絮凝剂、酶类絮凝剂、植物类絮凝剂等。
蛋白质类絮凝剂是以蛋白质为主要成分的絮凝剂,一般会含有果糖、乳糖、葡萄糖等甜蜜成分,形成可溶性的蛋白质悬液,蛋白质悬液可以用于沉淀物质,并且可以稳定悬浮体形成凝胶,以降低溶液的清洁度。
蛋白质类絮凝剂有蛋氨酸、白蛋白、植物类等。
无机絮凝剂是由无机盐、酸、碱、金属析出剂、滤料等有机物质组成的,常用的无机絮凝剂有氯化钙、硫酸钙、氯化钠、硫酸钠、硫酸铵、硝酸钠等。
酶类絮凝剂是利用酶的活性特性而产生的,可以用酶分解乳清蛋白,形成类似胶状的凝胶,可以形成更稳定的凝胶,使其结构更紧密。
植物类絮凝剂是以植物多糖、葡萄糖、果糖等为基础成分,经过物理或化学处理而制成的,可以提高悬浮体的溶解度和稳定性,防止悬浮体形成溶液,保持溶液的长期稳定性。
综上所述,絮凝剂是一种多功能物质,它可以用来凝结、沉淀、脱离悬浮体和稳定悬浮体,从而降低溶液的清洁度,使溶液保持长期稳定性,在工业生产新的材料中,絮凝剂起着非常重要的作用。
比如,在纺织行业中,氯化钙作为絮凝剂,可以将未经加工的毛纤维素悬浮在水中形成悬浮体,然后再进行纤维的分级、清洁和染色等后续加工;在食品加工行业中,乳清蛋白酶作为絮凝剂,可以将果汁中悬浮体沉淀,使果汁质地饱满,口感更佳,鲜美多汁。
此外,絮凝剂也广泛应用于水处理、环保、冶金、制药、化妆品、涂料和电镀等行业,因其多种功能而受到广泛的认可,是工业生活中不可或缺的重要物质。
总之,絮凝剂是一种多功能的物质,它涉及到许多行业,给工业生产新材料带来了很多便利,有助于改善生活质量,因此,人们应当对絮凝剂有所了解,并加以充分利用。
絮凝剂的工作原理
絮凝剂的工作原理标题:絮凝剂的工作原理引言概述:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,广泛应用于污水处理、饮用水净化等领域。
它能够有效地将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较大的絮凝体,从而方便后续的分离和去除。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理,包括凝聚作用、吸附作用、电荷中和作用和桥联作用四个方面。
一、凝聚作用:1.1 絮凝剂的选择:根据水质和处理目标的不同,选择适合的絮凝剂。
常见的絮凝剂有无机絮凝剂(如聚合氯化铝、聚合硫酸铝等)和有机絮凝剂(如聚丙烯酰胺、聚合氯化铁等)。
1.2 凝聚机理:絮凝剂通过改变水中微粒的表面性质,使其相互吸引,形成絮凝体。
这一过程主要包括对微粒表面电荷的中和、吸附和桥联作用。
1.3 影响凝聚效果的因素:pH值、絮凝剂的投加量、混合速度和时间等因素都会影响絮凝效果。
合理控制这些因素可以提高絮凝效率。
二、吸附作用:2.1 吸附机理:絮凝剂通过静电作用或化学键等方式与水中的微粒结合,形成絮凝体。
静电吸附是最常见的吸附方式,它是根据微粒表面电荷的性质吸附絮凝剂。
2.2 吸附剂的选择:根据水中微粒的性质选择适合的絮凝剂,以提高吸附效果。
例如,对于有机物的去除,常用的絮凝剂是活性炭。
2.3 影响吸附效果的因素:水中微粒的浓度、絮凝剂的种类和用量、pH值等因素都会对吸附效果产生影响。
合理控制这些因素可以提高吸附效率。
三、电荷中和作用:3.1 电荷中和机理:水中微粒表面带有电荷,絮凝剂中的阳离子或阴离子可以与其反应,中和微粒表面电荷,使其易于聚集成絮凝体。
3.2 电荷中和剂的选择:根据水中微粒的性质选择适合的电荷中和剂,以提高电荷中和效果。
常用的电荷中和剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铝等。
3.3 影响电荷中和效果的因素:水中微粒的表面电荷密度、电荷中和剂的种类和用量等因素都会对电荷中和效果产生影响。
合理控制这些因素可以提高电荷中和效率。
四、桥联作用:4.1 桥联机理:絮凝剂中的高分子聚合物可以通过吸附在微粒表面形成桥联,将微粒连接在一起,形成较大的絮凝体。
絮凝剂
简介絮凝剂的理论基础是:“聚并”理论,絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒,降低其电势,使其处于稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂,称之为絮凝剂。
絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。
分类聚丙烯酰胺→属于高分子聚合物。
专业针对各种难以处理的废水的处理以及污泥脱水的处理。
(污泥脱水一般采用阳离子聚丙烯酰胺)在市政污水以及造纸印染行业的污泥处理中,应用广泛。
聚合氯化铝→属于无机混凝剂。
主要是饮用水处理,市政污水处理以及造纸印染废水处理。
其价格低,市场应用范围广。
聚合氯化铝铁加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。
主要用于饮用水以及工业废水处理。
有不少品种。
它们都是含有大量活性基团的高分子有机物,主要有三大类:1、以天然的高分子有机物为基础,经过化学处理增加它的活性基团含量而制成。
2、用现代的有机化工方法合成的聚丙烯酰胺系列产品。
3、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。
某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉都有絮凝性能。
用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能,如将一种天然多糖进行醚化反应引入羧基、酰胺基等活性基团后,絮凝性能较好,可加速蔗汁沉降。
将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚,聚合物有良好的絮凝性能,或兼有某些特殊的性能。
国内研制的一些产品,主要应用于污水处理和污泥脱水。
在国内水处理中使用最广泛的絮凝剂,是合成的聚丙烯酰胺系列产品,主要分为阴离子型,阳离子型,非离子型和两性离子型。
聚丙烯酰胺(polyacrylamide),常简写为PAM(过去亦有简写为PHP)。
水处理使用的各种PAM,实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸钠经过共聚反应生成的高分子产物,有一系列的产品。
丙烯酰胺的分子式为:CH2 = CH-CONH2丙烯酸钠的分子式为:CH2 = CH-COONa类别主要分为两大类别:铁制剂系列和铝制剂系列,当然也包括其丛生的高聚物系列。
絮凝剂主要成分
絮凝剂主要成分絮凝剂分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合型絮凝剂。
传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附。
铝盐中主要有硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。
铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。
硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。
三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差。
无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。
絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低。
无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。
其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。
在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%~60%。
近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。
絮凝剂的介绍与选择
絮凝剂的介绍与选择絮凝剂是一种能够将悬浮在水中或其他溶液中的细小固体颗粒迅速聚结成较大团块并沉淀下来的化学物质。
它在水处理、污水处理和工业生产等领域有着广泛的应用。
下面将详细介绍絮凝剂的种类、作用机理以及如何选择合适的絮凝剂。
一、絮凝剂的种类:1.无机絮凝剂:主要包括氯化铁、聚合氯化铝等。
无机絮凝剂通常具有较高的絮凝速度和较好的絮凝效果,适用于处理各种类型的水体。
2.有机絮凝剂:主要包括聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氨酯等。
有机絮凝剂具有高效絮凝性能和较好的抗硬水性能,适用于处理含油、含浮游生物等特殊水体。
3.天然絮凝剂:主要包括淀粉、明胶等。
天然絮凝剂通常具有较好的生物可降解性和低毒性,适用于处理饮用水和食品加工废水等。
二、絮凝剂的作用机理:絮凝剂通过两个主要的作用机理来促进颗粒的聚结和沉淀:1.吸附机理:絮凝剂中的活性组分能够与悬浮物颗粒的表面带电荷进行吸附,形成絮团。
2.中和机理:絮凝剂中的活性组分能够与悬浮物颗粒的表面带电荷进行中和,减弱颗粒间的静电斥力,促进颗粒的聚结。
此外,絮凝剂还能够改善水体的过滤性能,减少胶体和溶解物质对过滤装置的堵塞。
三、如何选择合适的絮凝剂:1.根据水质特点选择:根据水源的特点,如浑浊度、颗粒大小和溶解物质的种类等,选择对应的絮凝剂。
2.根据处理目标选择:根据需要处理的水体类型和水质要求,选择絮凝剂的种类和剂量。
3.综合考虑经济性和环境因素:综合考虑絮凝剂的价格、效果和用量,选择经济性较好的絮凝剂,并尽量选择环境友好型的絮凝剂。
4.实验室小试:在实验室条件下进行小试,根据小试结果调整絮凝剂的选择和用量。
5.与其他处理工艺的配合:在选择絮凝剂时,还需要考虑与其他处理工艺(如混凝、过滤等)的配合情况,使之协调工作,达到最佳处理效果。
总结起来,絮凝剂是一种用于水处理和污水处理的重要化学品,它能够促进颗粒的聚结和沉淀,从而改善水质。
在选择絮凝剂时,需要根据水质特点、处理目标、经济性和环境因素等综合考虑,并通过实验室小试来确定最佳的絮凝剂和用量。
絮凝剂的工作原理
絮凝剂的工作原理绪论:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,广泛应用于各种工业和生活用水的处理中。
其主要作用是将水中的悬浮颗粒物或者胶体物质会萃成较大的团块,以便于后续的沉淀或者过滤处理。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。
一、絮凝剂的分类根据其化学性质和工作原理,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂主要包括铁盐类、铝盐类和硅酸盐类等,而有机絮凝剂则包括聚合物和有机高份子化合物等。
二、絮凝剂的工作原理絮凝剂的工作原理主要涉及两个方面,即电化学原理和凝结原理。
1. 电化学原理当絮凝剂加入水中时,其份子或者离子与水中的悬浮颗粒物或者胶体物质发生作用。
无机絮凝剂中的铁盐类或者铝盐类会与水中的阴离子或者胶体物质发生化学反应,生成较大的絮凝物。
有机絮凝剂中的聚合物则通过静电作用吸附在悬浮颗粒物或者胶体物质表面,形成带电的絮凝团块。
2. 凝结原理絮凝剂中的聚合物或者高份子化合物具有较高的份子量和极性基团,能够与水中的悬浮颗粒物或者胶体物质发生物理吸附。
这种吸附作用会导致颗粒物之间的相互吸引力增强,从而使它们会萃成较大的团块。
此外,絮凝剂还可以改变水中颗粒物的表面电荷性质,促进颗粒物之间的碰撞和会萃。
三、絮凝剂的应用絮凝剂广泛应用于各个领域的水处理中,包括工业废水处理、饮用水净化、游泳池水处理等。
1. 工业废水处理工业生产过程中会产生大量的废水,其中含有各种悬浮颗粒物和胶体物质。
通过加入适量的絮凝剂,可以将这些颗粒物或者胶体物质会萃成较大的团块,便于后续的沉淀或者过滤处理。
这样可以有效减少废水中的悬浮物浓度,达到净化水质的目的。
2. 饮用水净化饮用水中往往含有一些弱小的悬浮颗粒物和胶体物质,对人体健康有一定的影响。
在饮用水处理过程中,加入适量的絮凝剂能够将这些颗粒物或者胶体物质会萃成较大的团块,从而提高水的透明度和清洁度。
3. 游泳池水处理游泳池水中往往含有大量的微生物、有机物和悬浮颗粒物等,容易引起水质污染和疾病传播。
絮凝剂名词解释
絮凝剂名词解释絮凝剂是水处理技术中使用的重要药剂之一,其功能是在水系统中,通过结合,缩小和凝聚悬浮物,从而使悬浮物聚集在一起,形成易于清除的凝聚物。
本文详细介绍絮凝剂的类型,作用,指标,选择原则和使用方法。
絮凝剂的类型根据其结构,絮凝剂可分为宏观型和微观型。
宏观型絮凝剂,又称为总絮凝剂,是一种悬浮物结合剂,可在溶液中结合悬浮物组成宏观絮凝体。
它可以用多种结构强度聚集粒子,并可以形成一个宏观凝聚物,如拥有多个团体的粘聚性物质,表面活性剂,絮状聚合物等。
而微观型絮凝剂,又称为分散絮凝剂,是一种特殊的表面活性剂,它能套着一层壳来结合悬浮物,使它们微观上分离,形成稳定的悬浮液。
絮凝剂的作用絮凝剂可以用于水处理、污水处理和清洁等方面。
它通过表面张力作用,可以将悬浮物附着在絮凝剂颗粒上,形成稳定的絮凝体,然后使他们凝聚,形成凝聚物,以改变水的释放率,实现净水的目的。
同时也能有效沉淀细小的颗粒物和有机物,具有抗菌、抗加药、稳定悬浮物等特点,是一种活性悬浮物的污染清除最有效的药剂。
絮凝剂的指标为了确定絮凝剂的指标,通常要求测量悬浮物的稠度、结构强度和絮凝体的耗量。
此外,还可以用热量分布测量法和粘度检测法来测定各种悬浮物的稠度和结构强度,以用于后续悬浮物结合程度的确定。
絮凝剂的选择原则根据水质和处理要求,絮凝剂通常可以分为非离子型、单离子型、聚合物型和复合类型。
在选择絮凝剂时,主要考虑抗脱水性、耐受性、抗冻结性、抗酸碱度、还原性等方面,以选择合适的絮凝剂。
絮凝剂的使用方法传统的絮凝剂使用方法是,先将絮凝剂加入水中,再加入药剂,间隔一段时间后再加入药剂,以使药剂与絮凝剂混合均匀,最后加入混合溶液,以达到凝聚作用。
使用絮凝剂时,必须注意控制它的浓度,一般来说,每升水添加1-2克的絮凝剂即可,让它以最佳的比例充分地结合悬浮物。
另外,在使用絮凝剂前,应先进行应力分布测试,以确定悬浮物的粘结性能,并应用少量的絮凝剂进行测试,以验证其效果。
絮凝剂
制备:丙烯腈在浓H2SO4中水解后,再经氨和 NaOH 中和制得单体,最后聚合得到。 应用:作为造纸业的絮凝剂、助留剂、干强剂、 表面施胶机等
CONH2
聚丙烯酰胺作絮凝剂(PAM): 非离子型聚丙烯酰胺 作为絮凝剂,它是以水合状态溶于水中,此时高分子链不是 伸展状态,而是卷曲状态,其絮凝作用是通过酰胺基与粒子表面 的氢形成氢键结合而产生吸附。为了在被吸附粒子间产生桥联作 用而形成坚实的絮凝题,聚丙烯酰胺的分子量应尽可能大些。 弱阴离子型聚丙烯酰胺 与非离子型PAM相比,絮凝沉淀性强,所以工业应用广泛。 悬浮胶体与絮凝剂间靠氢键结合 阳离子型聚丙烯酰胺 阳离子型聚丙烯酰胺在水中溶解时,具有带正电的活性基, 从而吸附带负电的悬浮胶体粒子,中和粒子表面电荷,消除了粒 子间的斥力产生絮凝。如果聚合物有较长的链,则一个聚合物分 子链可同时吸附几个粒子,聚合物分子链之间形成桥联作用,就 能导致大颗粒而产生沉淀。
在废液和絮凝剂一定时,最为重要的影响因 素是胶体粒子浓度和搅拌条件。胶体粒子越 浓,粒径大小越不均匀,粒子间接触的几率 越大,絮凝效果越好。为便于胶体粒子与絮 凝剂有良好的接触,搅拌越激烈效果越好, 而在絮凝颗粒生长过程中,搅拌太激烈则使 颗粒破坏或长不大,故应遵守先快后慢的搅 拌原则。
四、絮凝剂的种类
三、絮凝过程及其影响因素
四个阶段 ①向废水中添加絮凝剂;②絮凝剂在液体中扩散; ③为了使絮凝剂和悬浮物粒子接触而进行搅拌;④ 为了使接触后的粒子成为大而重的颗粒而进行的搅 拌。 絮凝影响因素 絮凝是一种物理化学过程影响因素诸多,如胶体粒 子的种类、胶体粒子的大小、表面特性、胶体粒子 的浓度、絮凝剂的种类与特性、溶液的pH值共存 物质的种类和浓度、反应的温度及变化及搅拌方法 等等。
Ⅱ、有机絮凝剂
絮凝剂
生物絮凝剂的絮凝机理
电性中和:水中胶粒一般带负电荷,当带有正电荷的生物大分子絮凝剂或其水 解产物靠近这种胶粒时,将中和其表面上的部分电荷,使胶粒脱稳,从而胶粒 之间、胶粒与絮凝剂分子间相互碰撞,通过分子间作用力凝聚而沉淀。 吸附架桥:絮凝剂借助离子键、氢键,同时结合多个颗粒分子,因而在颗粒间 起“中间桥梁”的作用,把这些颗粒联结在一起,从而使之形成网状沉淀下来。 网捕卷扫:当微生物絮凝剂投量一定且形成小粒絮体时,可以在重力的作用下 迅速网捕,卷扫水中胶粒,从而产生沉淀分离。
微生物絮凝剂的优势
高效性:微生物絮凝剂在除浊、除油、去除金属离子、抑制污泥膨胀、促 进污泥脱水等方面的效率高于传统的无机及有机絮凝剂,而且用量少,应 用范围广,沉淀过滤性能好,饮用后对人体无毒害作Байду номын сангаас。 优异的脱色性:用于墨水、蜜糖废水、纸浆废水、颜料废水等有色废水的 处理,能有效地凝聚水溶性色素,尤其对高分子絮凝剂不能去除的着色物 质也有优异的脱色效果。 特殊废水的处理:畜产高浓度有机废水、含有建筑材料的高浓度无机废水 以及需要回收的食品及餐饮行业产生的废水,微生物絮凝剂因其特有的高 效性、无毒性以及可消除二次污染等优点,处理废水后均可达到满意效果。
氯化铝:固体三氯化铝和液体聚合氯化铝(PAC)
制备:铝灰碱溶法,氯化铝、硫酸铝混合法、铝、矾土二段酸溶法。 应用:工业废水净化,造纸废水及自来水的净化用絮凝剂,代替硫酸铝作 纸浆施胶沉淀剂等。 特点:1.絮凝能力强,是硫酸铝的1.5-3倍 2.絮凝快,可提高设备处理能力 3.絮凝颗粒大而坚实,减少漏滤事故发生 4.絮凝效果不受温度影响 5.不需要碱或只需少量 6.可得到低电导率的净化水,存储使用简单 7.贮存和使用方法,可实现设备自动化
絮凝剂概述
絮凝剂概述一、絮凝剂1、絮凝剂定义絮凝剂又名沉降剂,主要是使液体中不容易沉淀的固体悬浮颗粒和胶体(粒径10-3~10-7cm)凝聚成较大的悬浮颗粒,从水中分离出来从而达到净化水质的目的。
其因成本低、毒性小、且对有机物和无机均有很好的净化作用等特点,从而被广泛应用于饮用水、工业水和各类污水处理中。
近十几年来,我国在用絮凝技术处理污水的研究方面成果显著,絮凝剂的研究和发展的方向也从天然絮凝剂(明矾、淀粉、壳聚糖)到初级合成絮凝剂(硫酸铁、硫酸铝等),再发展到如今的合成高分子絮凝剂(聚合硫酸铁、聚硅酸、聚合丙烯酰胺等)。
絮凝方法也从简单处理发展到精确控制,更是由此奠定了絮凝沉淀法在水处理技术中的坚定基础。
2、絮凝剂的分类根据絮凝剂的成分等的不同,可大致将絮凝剂分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂和微生物絮凝剂四大类。
无机絮凝剂主要有铁制剂系列、铝制剂系列及聚硅酸系列等。
按其分子量的不同,无机絮凝剂可分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。
根据成份不同,无机低分子絮凝剂又分为铁盐、铝盐两大类,其主要代表产品有硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。
铝盐的应用最为广泛,应用时间也最长;铁盐作为铝盐的替代品,于20世纪30年代就在水处理中得到了应用;由于无机低分子量絮凝剂用量大、效果差等缘故,絮凝剂逐步向高分子发展,无机高分子量絮凝剂由于具有用量少、沉降速率快以及使用范围广等优点,从而于20世纪60年代开始高速发展。
无机高分子量絮凝剂主要包括聚合氧化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硅酸铁(PFSi)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合磷氯化铝(PPAC)、聚硅酸絮凝剂(PSAA)等。
无机絮凝剂具有来源广泛、成本较低等特点,但其主要是通过电中和作用来压缩胶体粒子的双电层从而使其凝聚的,这种处理的周期会比较漫长,从而使无机絮凝剂的作用效果受到一定的限制,而且处理效果不是很好,其絮凝效果有待提高。
有机絮凝剂的出现时间较无机絮凝剂晚,它出现在1950年左右,并且在60年代在环保领域实际投入应用。
絮凝剂国标
絮凝剂国标
摘要:
1.絮凝剂的定义和作用
2.我国絮凝剂行业的发展概况
3.絮凝剂国标的制定和意义
4.絮凝剂国标的主要内容
5.絮凝剂国标对行业的影响和前景
正文:
一、絮凝剂的定义和作用
絮凝剂是一种能够使悬浮在水中的微小颗粒和胶体物质聚集成大颗粒,便于沉淀和分离的化学物质。
它在水处理、环保、矿山、石油化工等领域具有广泛应用。
二、我国絮凝剂行业的发展概况
我国絮凝剂行业在过去几十年中取得了长足的发展,已经成为世界上最大的絮凝剂生产和消费国。
随着环保意识的增强和水处理技术的进步,絮凝剂的需求也在不断增长。
三、絮凝剂国标的制定和意义
为了规范絮凝剂的生产和使用,保证产品质量,我国制定了《絮凝剂》国家标准。
这个标准的制定对于推动我国絮凝剂行业的健康发展,提高产品的国际竞争力具有重要意义。
四、絮凝剂国标的主要内容
《絮凝剂》国家标准对絮凝剂的定义、分类、性能要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和储存等方面进行了详细的规定。
五、絮凝剂国标对行业的影响和前景
絮凝剂国标的实施,对行业的生产、销售和应用都产生了积极的影响。
它提高了产品的质量和稳定性,降低了生产成本,提高了企业的竞争力。
同时,标准的实施也有利于推动行业的技术进步和结构优化,促进行业的可持续发展。
絮凝剂都有哪些
絮凝剂是一种能降低或消除水中分散颗粒的沉淀稳定性和聚合作用,促进分散颗粒聚集和絮凝成聚集体的物质。
目前,市场根据化学性质分为两类:无机絮凝剂和有机絮凝剂。
无机絮凝剂和有机絮凝剂使用最多。
无机絮凝剂主要是铝盐、铁盐及其聚合物,常规的有聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁等。
有机絮凝剂根据聚合物的荷电性质分为4类,即阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型。
最常用的是聚丙烯酰胺及其各种型号。
(1)聚合铝絮凝剂(如聚合氯化铝、硫酸铝等。
)聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核配合物。
它们通过羰基桥联处于亚稳定状态。
然而,氢氧化铝和[2的比例(通常称为碱度或碱度)对絮凝效果有很大影响。
一般来说,碱度越高,絮凝效果越强。
然而,如果碱度太高,则容易产生不溶性氢氧化铝沉淀,这导致絮凝效果降低。
研究表明,最佳碱度为75%-85%,此时絮体生成快,颗粒大而重,沉降性能好。
聚合铝具有用量少、沉降速度快、颗粒致密、除浊效果明显的特点。
它广泛应用于工业水处理[3]。
值得注意的是,铝,尤其是活性铝,毒性很大,聚合铝的制备方法并不完善,导致溶液中存在更多的水解铝微粒,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。
通过改善混凝反应条件和延长慢混凝时间,可以有效降低水中铝的含量。
(2)聚合铁絮凝剂(如聚合硫酸铁等。
)聚合铁是另一种新型无机絮凝剂,其絮凝机理类似于聚合铝。
其主要类型有聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化铁等。
聚合硫酸铁不仅具有铝盐无机高分子絮凝剂的特点,而且具有价格低廉、适用范围广的特点。
然而,一般来说,聚合铁要求较低的碱度,并且通常羟基/Fe3的比例必须控制在8% ~ 15%。
超过这个范围,铁水解反应发生突变,从高价聚合态的羟基络合离子转化变成低价聚合态的凝胶产物。
此外,聚合铁产品的稳定性差,聚合铁产品在几小时至一周内会发生沉淀,絮凝效果降低,因此用量远小于聚合铝。
有机高分子絮凝剂的类型和性能有机聚合物絮凝剂包括天然聚合物和合成聚合物。
絮凝剂作用与用途
絮凝剂作用与用途絮凝剂是一种能够聚集悬浮在液体中的微小悬浮物质并形成絮状团聚物的化学物质。
絮凝剂可以用于各种领域,包括水处理、矿产提取、纸浆和造纸、食品和饮料加工等。
以下将详细讨论絮凝剂的作用和用途。
絮凝剂的作用主要有两个方面:吸附和桥接。
当絮凝剂添加到液体中时,它会吸附在悬浮物质的表面,形成类似桥梁的结构。
这种桥梁结构将不同的颗粒结合在一起,形成絮凝物,从而使悬浮物质快速沉降到液体底部。
絮凝剂还可以通过电荷中和的方式减少同性电荷的排斥,促进颗粒之间的聚集和结合。
絮凝剂在水处理中扮演着重要的角色。
作为一种净水工艺,水处理的目标是将悬浊物、胶体物质和溶解物质从水中去除,以提供清洁的水源。
絮凝剂的添加能够促使悬浊颗粒快速聚集形成絮凝物,并通过沉降或过滤等方式将其从水中移除。
这种方法被广泛应用于自来水处理、废水处理、污水处理和工业生产中的循环水系统等领域。
使用絮凝剂可以显著提高水质,并满足各种用水需求。
在矿产提取领域,絮凝剂的作用是分离矿石中的杂质。
在浮选过程中,矿石中的有用矿物与废物之间的界面张力使得矿石很难分离。
絮凝剂的添加可以降低这些界面张力,促使有用矿物形成絮凝物质并从废物中迅速沉降。
这种方法可以提高矿石的回收率和品位,并减少废物的处理量。
在纸浆和造纸工业中,絮凝剂被广泛用于悬浮物质的去除和纤维的聚集。
在纸浆生产过程中,木材经过化学和机械处理,形成纤维悬浮液。
絮凝剂的添加可以促进纤维的聚集和沉降,减少纤维的损失,提高纸浆的浓度和质量。
在纸浆转化成纸张的过程中,絮凝剂还可以帮助纸浆与颜料、黏合剂等材料的结合,提高纸张的强度和一致性。
在食品和饮料加工中,絮凝剂常用于澄清和分离液体。
例如,在酿酒业中,絮凝剂可以帮助去除悬浮在酒液中的杂质,使酒液更加清澈。
在果汁和啤酒等饮料的生产中,絮凝剂可以用于去除果肉、渣滓和浑浊物质。
结合剂和氧化剂等物质的添加还可以改善食品和饮料的质地和口感。
总之,絮凝剂具有广泛的应用领域和重要的作用。
絮凝剂的工作原理
絮凝剂的工作原理综述:絮凝剂是一种常用于水处理和废水处理中的化学药剂,其主要功能是将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较大的絮凝体,便于后续的沉淀或过滤操作。
絮凝剂的工作原理可以分为两个方面:电化学作用和物理化学作用。
一、电化学作用:1. 电中和作用:絮凝剂中的阳离子和阴离子通过与水中带电颗粒表面的反离子相互作用,中和表面电荷,减小颗粒间的静电排斥力。
这样一来,颗粒之间的吸引力增强,有利于颗粒的聚集。
2. 吸附作用:絮凝剂中的阳离子和阴离子可以吸附在颗粒表面,形成吸附层,使颗粒之间的距离缩小,增加颗粒间的碰撞概率,促进絮凝体的形成。
3. 絮凝剂的电荷中性化作用:絮凝剂中的阳离子和阴离子可以与水中的多价阴离子或阳离子结合,使其电荷中性化,降低其稳定性,从而促进絮凝体的形成。
二、物理化学作用:1. 桥联作用:絮凝剂中的多价阳离子可以与两个或多个颗粒表面的带电物质相互作用,形成桥联结构,将颗粒连接在一起,促进颗粒的聚集。
2. 凝聚作用:絮凝剂中的高分子聚合物可以通过与颗粒表面的物质相互作用,形成凝聚物,使颗粒之间的距离缩小,促进絮凝体的形成。
3. 增大颗粒的有效碰撞概率:絮凝剂的添加可以增大颗粒之间的有效碰撞概率,使颗粒更容易聚集成较大的絮凝体。
4. 形成较大的絮凝体:絮凝剂的作用下,微小颗粒逐渐聚集形成较大的絮凝体,这些絮凝体的密度大于水,便于后续的沉淀或过滤操作。
总结:絮凝剂的工作原理主要包括电化学作用和物理化学作用。
通过电中和作用、吸附作用、电荷中性化作用、桥联作用、凝聚作用等作用机制,絮凝剂能够促进微小颗粒的聚集,形成较大的絮凝体,便于后续的处理操作。
在实际应用中,根据水质特点和处理目标的不同,可以选择不同类型的絮凝剂,并进行合理的剂量控制,以达到最佳的絮凝效果。
絮凝剂的技术指标有哪些
絮凝剂的技术指标有哪些絮凝剂是一种能够迅速聚集、沉淀悬浮物和胶体物质的化学物质。
它是在水处理、污水处理、矿山固体液分离、油田开发等领域中广泛应用的重要药剂。
以下是絮凝剂的一些主要技术指标:1.外观:絮凝剂的外观应呈现为白色粉末状或无色透明液体。
正常情况下,没有明显的颗粒或沉淀物。
2.pH值:絮凝剂的pH值对其絮凝性能和稳定性有重要影响。
通常,絮凝剂应具有适当的pH范围,以便在不同的水处理条件下获得最佳的絮凝效果。
3.固含量:絮凝剂溶液中的固体含量是一项重要指标。
高固含量通常表示絮凝剂具有较高的分散性和絮凝性能。
4.比重:絮凝剂溶液的比重是指单位体积絮凝剂和水溶液的质量比。
此指标反映了絮凝剂的密度和对水体的溶解度。
5.离子度:絮凝剂的离子度是指其分子中带电离子所占的比例。
离子度越高,絮凝剂的絮凝效果越好。
根据离子度的不同,絮凝剂可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型。
6.结晶点:絮凝剂的结晶点是指其溶液从无色透明液体转变为固体的温度。
这是絮凝剂的重要物理性质,可以用于判断其品质和稳定性。
7.溶解性:絮凝剂在水中的溶解性是衡量其溶解度和稳定性的重要因素。
具有较好溶解性的絮凝剂能够在水中迅速分散和溶解,发挥其絮凝效果。
8.织袋包装:絮凝剂通常以织袋的形式包装,以便于储存和运输。
包装的质量和密封性能是重要的技术指标,可以保证絮凝剂的质量和保存期限。
9.结块指数:絮凝剂的结块指数是指其在气候变化和贮存过程中结块的程度。
较低的结块指数表示絮凝剂具有较好的稳定性和耐候性。
10.细度:絮凝剂的颗粒细度会影响其在水中的分散性和絮凝效果。
通常,细颗粒絮凝剂具有更好的吸附性能和絮凝效果。
11.性能稳定性:絮凝剂应具有良好的性能稳定性,能够在不同水质和温度条件下保持其絮凝效果。
性能稳定性包括絮凝剂的存储稳定性、降解性等。
综上所述,絮凝剂的技术指标包括外观、pH值、固含量、比重、离子度、结晶点、溶解性、织袋包装、结块指数、细度和性能稳定性等。
絮凝剂的工作原理
絮凝剂的工作原理一、引言絮凝剂是一种常用的水处理化学品,广泛应用于水处理、污水处理、工业生产等领域。
它能够有效地促使悬浮在水中的固体颗粒聚集成较大的团块,便于后续的固液分离。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其在水处理中的应用。
二、絮凝剂的分类絮凝剂可以根据其化学性质和来源进行分类。
常见的絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂。
无机絮凝剂主要有铝盐、铁盐等,而有机絮凝剂则包括聚合铝、聚合氯化铝等。
三、絮凝剂的工作原理絮凝剂的工作原理主要涉及两个方面:电化学作用和物理作用。
1. 电化学作用在水中,絮凝剂会与悬浮的固体颗粒表面带有电荷的粒子发生相互作用。
这些粒子可以是负电荷的胶体粒子,也可以是带有正电荷的金属离子。
絮凝剂中的阳离子或阴离子会与水中的离子发生电荷中和反应,使得悬浮颗粒失去电荷并凝聚成团。
2. 物理作用絮凝剂通过改变水中悬浮颗粒的表面性质,促使其聚集成较大的团块。
这种物理作用可以通过以下几种方式实现:(1)吸附作用:絮凝剂中的活性物质能够吸附在颗粒表面,改变其表面性质,使颗粒之间发生吸引力,从而聚集成团。
(2)桥联作用:絮凝剂中的高分子聚合物可以通过与颗粒表面的功能基团相互作用,形成桥联结构,将颗粒连接在一起。
(3)凝胶作用:絮凝剂中的高分子聚合物在水中形成凝胶结构,可以将悬浮颗粒包裹在凝胶中,形成较大的团块。
四、絮凝剂的应用絮凝剂在水处理中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 澄清污水絮凝剂可以用于污水处理,通过将悬浮颗粒聚集成较大的团块,便于后续的沉淀和过滤,从而达到澄清污水的目的。
2. 净化饮用水在饮用水处理中,絮凝剂可以去除水中的浊度、色度和胶体物质,提高水的透明度和品质。
3. 提高工业生产效率在工业生产过程中,水中的悬浮颗粒会降低设备的效率,絮凝剂可以帮助去除这些颗粒,减少设备的堵塞和损坏。
4. 防止水体富营养化絮凝剂可以去除水中的悬浮有机物和无机盐,减少水体中的营养物质,防止水体富营养化和藻类暴发。
常见的絮凝剂种类介绍
常见的絮凝剂种类介绍水处理的方法有多种,如吸附、化学氧化、电渗析、生化和离子交换等,作为历史最悠久的水处理方法之一,絮凝沉淀法是一种较为有效且成本较低的预处理方法。
如今,它已经被广泛应用于国内外的水处理领域。
絮凝沉淀法的原理是向水中添加絮凝剂,使悬浮颗粒和胶体凝聚成较大的颗粒,从而实现水质的净化和分离。
这种方法简单、高效,投资成本也较低,因此越来越受到广泛关注和重视。
絮凝剂的种类繁多,根据其化学成分的不同,可以分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂。
1、无机絮凝剂无机絮凝剂主要包括金属盐类絮凝剂、单一型无机絮凝剂和复合型无机絮凝剂。
无机絮凝剂价格便宜,主要有铝盐和铁盐两大体系,铝盐絮凝剂处理污水所产生的污泥作为肥料应用于农业时,使土壤中铝含量升高从而出现铝害,另外也不利于人的健康,由于AI3+的摄入,引起铝性贫血、铝性胃病和铝性脑病,目前日益增多的老年痴呆症即是铝性脑病的一种。
铁盐絮凝剂不仅有很强的腐蚀性,限制了所用设备,而且容易残留铁离子,被处理后的水带有颜色,影响水质。
2、有机絮凝剂有机絮凝剂用于污水处理始于20世纪50年代末,由于分子上的链节与水中胶体微粒有极强的吸附作用,絮凝架桥能力较强,因此絮凝性能优异。
有机高分子絮凝剂大致分为天然高分子絮凝剂和合成高分子絮凝剂,合成有机高分子絮凝剂根据分子结构中亲水基团、吸附基团、带点基团的种类不同可分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型。
阴离子型聚合物可带一COO一、一NH一、一OH、一SO3一等亲水基团,并具有链状、环状等多种结构,对负电胶体有较强的吸附作用,有利于污染物进入絮体。
在实际应用中,由于胶体和悬浮颗粒多带负电荷,常使用阳离子中和颗粒所带电荷,所以,国内外对合成有机高分子絮凝剂逐步向阳离子型高分子絮凝剂转化,主要是聚丙烯酰胺等。
有机高分子絮凝剂絮凝速度快、用量少、浮渣产量少,常用于污水处理。
3、微生物絮凝剂微生物絮凝剂(MBF)是利用生物技术,通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、无毒、高效、廉价的水处理剂。
絮凝剂的工作原理及应用
絮凝剂的工作原理及应用1. 絮凝剂的定义絮凝剂(Flocculant)是一种能够促使悬浮物颗粒形成絮团,在溶液中凝聚沉降的化学物质。
其主要功能是增加颗粒的大小、密度或形状,从而促使其快速沉降或浮出。
2. 絮凝剂的工作原理絮凝剂通过以下几个过程实现悬浮物的絮凝作用:2.1 吸附作用絮凝剂分子中的活性基团可以吸附在悬浮物颗粒表面,形成带电的界面。
2.2 相互作用带电的絮凝剂颗粒通过静电作用相互吸引,并与周围的悬浮物颗粒发生相互作用。
2.3 聚集作用絮凝剂颗粒之间的相互作用导致颗粒之间的聚集,形成较大的絮团。
2.4 沉降作用形成的絮团由于体积增大和密度增大,从而促使其在液体中快速沉降。
3. 絮凝剂的应用3.1 污水处理絮凝剂在污水处理中起到聚集和沉降悬浮物的作用。
通过添加絮凝剂,可以使污水中的悬浮颗粒快速结团并沉淀,从而实现水的净化和回收。
3.2 矿山浮选矿山浮选过程中会产生大量悬浮在溶液中的矿石颗粒。
使用絮凝剂可以使这些悬浮颗粒快速聚集并沉淀,从而方便后续的固液分离操作。
3.3 纸浆造纸在纸浆制备过程中,絮凝剂可以促使纤维的絮团形成,提高纸浆的过滤性能,并增强纸张的强度和质量。
3.4 酒类澄清酿酒过程中,添加絮凝剂可以净化液体中的杂质和浊度,提高酒类的透明度和质量。
3.5 煤矸石处理煤矸石是指煤炭开采过程中产生的含煤废弃物。
使用絮凝剂可以将煤矸石中的悬浮颗粒聚集并沉淀,从而实现煤矸石的资源化利用。
3.6 石油开采在石油开采过程中,使用絮凝剂可以减少溶液中悬浮物的含量,提高提取效率,并简化后续的分离操作。
4. 絮凝剂的选择选择合适的絮凝剂需要考虑以下几个方面:4.1 结构和性质絮凝剂的结构和性质决定了其吸附和聚集悬浮物颗粒的能力。
不同的絮凝剂有着不同的结构和性质,适用于不同的应用场景。
4.2 pH值和温度絮凝剂的性能受溶液的pH值和温度的影响。
在选择絮凝剂时,需要考虑溶液的pH值和温度范围,以确保絮凝剂能够发挥最佳效果。
絮凝剂
絮凝剂理论基础是;“聚并”理论,絮凝剂主要是带有正电(负)性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒,集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂,称之为絮凝剂。
絮凝剂主要应用于给水各污水处理领域。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。
其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
[编辑本段]无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
低分子絮凝剂价格低、货源充足、但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。
现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
(1)聚合铝类絮凝剂(如聚合氯化铝,硫酸铝等)聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。
它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。
而OH-与Al3+的比值[2](一般称盐基度或碱基度)对絮凝效果影响很大。
通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀,导致絮凝效果降低。
研究表明,盐基度在75%-85%时最佳,此时絮凝体产生快,颗粒大而重,沉淀性能好。
聚合铝具有投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊、除色效果明显等特点。
在工业水处理中得到广泛的应用[3]。
值得注意的是铝,尤其是活性铝,毒性较大,同时聚合铝制备方法不完善,致使较多水解铝的微细颗粒存在于溶液中,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。
通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。
(2)聚合铁类絮凝剂(如聚合硫酸铁等)聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。
其主要类型有聚硫酸铁、聚氯化铁、聚氯化硫酸铁等等。
聚氯化硫酸铁除具有铝盐类无机高分子絮凝剂特点外,还具有价格低、pH值适用范围宽等特点。
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絮凝剂的共同特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。
它们都是含有大量活性基团的高分子有机物。
主要有三大类:1、以天然的高分子有机物为基础,经过化学处理增加它的活性基团含量而制成。
2、用现代的有机化工方法合成的聚丙烯酰胺系列产品。
3、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。
某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉都有絮凝性能。
用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能,如将一种天然多糖进行醚化反应引入羧基、酰胺基等活性基团后,絮凝性能较好,可加速沉降。
将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚,聚合物有良好的絮凝性能,或兼有某些特殊的性能。
国内研制的一些产品,曾在几个糖厂试用,有较好效果。
目前在国内外糖厂使用最广泛的絮凝剂,是合成的聚丙烯酰胺系列产品,它们的发展提高较快,在制糖工业的多种流程中普遍使用。
聚丙烯酰胺(polyacrylamide),常简写为PAM(过去亦有简写为PHP)。
糖厂近年使用的各种PAM,实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸钠经过共聚反应生成的高分子产物,有一系列的产品。
丙烯酰胺的分子式为:CH2 = CH-CONH2丙烯酸钠的分子式为:CH2 = CH-COONa聚合物的分子式为:CONH2 COONa —— CH2- CH———— CH2- CH ————m n式中的m与n分别代表丙烯酰胺与丙烯酸钠的相对数量。
它们的比例对聚合物的性质有很大的影响。
通常将n对(m+n)的百分比称为阴离子度或羧基比率,以前通常称它为水解度:nn + m阴离子度=× 100%因为-COONa基团在水溶液中容易离解出Na+ 而留下负电基-COOˉ,使大分子带负电,它们亦称为阴离子聚合电解质。
2、聚丙烯酰胺的质量参数PAM的分子量、阴离子度和残留单体含量是很重要的参数。
(1)分子量PAM的分子量很高,且近年来还有较大提高。
20世纪70年代应用的PAM,分子量一般为数百万;80年代以后,多数高效PAM的分子量在1500万以上,有些达到2000万。
每一个这种PAM分子是由十万个以上的丙烯酰胺或丙烯酸钠分子聚合而成 (丙烯酰胺的分子量为71,含十万个单体的PAM的分子量为710万)。
通常,分子量高的PAM的絮凝性能较好。
高分子有机物的分子量,即使在同一产品中也不是完全均一的,标称的分子量是它的平均值。
(2)阴离子度PAM的阴离子度对它的使用效果有很大影响,但它的适宜数值需视所处理的物料的种类和性质而定,不同情况下会有不同的最佳值。
根据我们多年的研究和对数十个PAM样本进行对比试验与分析,制糖工业所用的PAM阴离子度22~28%较适合,且适应性较强,可用于不同的物料(蔗汁、糖浆、赤糖及原糖的回溶糖浆)以及不同的工艺流程(亚硫酸法、碳酸法和磷浮法) 。
国外生产的糖用PAM的阴离子度多数在此范围。
Bennett指出,如果所处理的物料的离子强度较高(含无机物较多),所用PAM的阴离子度宜较高,反之则应较低。
又据克拉克的报告,澳州的糖厂常用20%阴离子度的PAM,而美国佛罗里达州的糖厂常用较高的数值。
Cress等的研究发现,在蔗汁中加絮凝剂和除去沉淀物以后,残留的PAM量与PAM原来的阴离子度有关。
而在普通的水处理中,时常用不含羧基的聚丙烯酰胺。
早期生产的PAM是由丙烯酰胺一种单体聚合而成,原来不含-COONa 基团。
使用前要先加NaOH加热,使部分-CONH2 基水解为-COONa,反应式如下:-CONH2 + NaOH -→-COONa + NH3↑水解过程中有氨气放出。
PAM中酰胺基团水解的比例就称为PAM的水解度,它即是阴离子度。
这种PAM的使用不方便,且性能较差(加热水解必使PAM分子量和性能明显下降),80年代后已很少使用。
现代生产的PAM有多种不同阴离子度的产品,用户可根据需要和通过实际试验选用适当的品种,不需要再行水解,溶解以后即可使用。
但是,由于习惯的原因,有些人仍将絮凝剂的溶解过程称为水解。
应当注意,水解的含义是加水分解,是化学反应,PAM的水解有氨气放出;而溶解只是物理作用,无化学反应。
两者的本质不同,不应混为一谈。
目前还有一些糖厂的技术人员对此不了解,甚至按以前的概念错误操作。
(3)残余单体含量PAM的残余单体含量是衡量它是否适用于食品工业的重要参数。
丙烯酰胺的聚合物是无毒的,在国际上已广泛用于自来水清净、食品工业和制糖工业。
不过,在工业品聚丙烯酰胺中,难免残留有微量的未聚合的丙烯酰胺单体,它有一些毒性。
因此,必须严格控制PAM产品中的残余单体含量。
国际规定用于饮用水和食品工业的PAM中的残余单体含量不超过0.05%。
国外著名产品的这一数值低于0.03%。
3、聚丙烯酰胺的产品品种国内外生产的PAM产品很多,而且在不断发展提高。
1、国内早期曾生产一种含干基7%的粘胶状PAM产品,分子量低,不含羧基,现已淘汰。
2、广州南中有机化工厂在1970年代用乳液聚合法制成第一代PAM干粉,含干基超过90%,分子量500~900万,阴离子度5~10%,性能比前一种有较大提高。
但糖厂使用时需再进行水解,这个品种近年很少使用。
3、该厂于80年代初制成 PHP系列产品,含干基90%以上,有不同型号代表不同的分子量和阴离子度。
其中PHP10的阴离子度为5~10%,PHP20为10~20%,PHP30为20~30%;Ⅰ型的分子量为300~600万,Ⅱ型为600~900万,Ⅲ型为900~1300万,Ⅳ型超过1300万。
不少糖厂用过PHP30-Ⅲ型产品,效果较好,使用方便。
但它是通用型产品,残留单体含量仍偏高。
4、T型PAM是较适合制糖工业使用的絮凝剂。
广州南中厂与广东糖业界合作,在80年代初采用新的共聚法工艺试制了多种小样,在中山糖厂进行了数十次试验对比,优选出这一品种。
它的分子量较高,一般超过1200万,阴离子度约25%;分子中活性基团分布较均匀,链节伸张程度好,在溶液中较易离解,化学活性和吸附性能良好。
实际使用说明,T型PAM对糖液中的悬浮微粒有良好的絮凝能力,在糖厂各种工艺流程中应用有较强的适应性,明显地优于PHP型。
同时,这种产品中残留的丙烯酰胺单体含量较低,可用于食品工业。
T型PAM 为胶块状产品,含干基30~35%(其余为水分)。
虽然它的性能较好,但使用比较麻烦,影响了它的推广应用,有待改进。
5、国外的PAM产品很多,已有多种进入国内市场,使用效果较好。
主要的如:美国Mazer公司的Mafloc 724,Mafloc 985;日本三菱公司的T1150;法国SNF公司的AN923-VHM。
还有一些产品亦曾试用过:如英国Tate & Lyle公司的Talosep(用于蔗汁沉淀),Talodura(用于糖浆气浮),Taloflote(用于原糖糖浆),美国Dow化学公司的AP273;美国Fabcon公司的Zuclar2000;美国氰胺公司的Manofloc 846等。
由于各个糖厂的物料成份和所用工艺常有不同,其最适用的絮凝剂品种可能不同,宜进行试验对比来选择使用。
此外,还要考虑产品的溶解性能,宜选用较易溶解的产品。
近年的PAM产品多数是干粉,有效成份可按100%计算。
它是白色粉末(或很细的颗粒),松比重约0.8。
较易吸潮,遇水易结成团块,其水溶液非常粘滑。
它应存放于干燥阴凉之处,包装用的塑料袋在打开以后,要及时捆扎好袋口。
4、聚丙烯酰胺絮凝作用的机理PAM产生絮凝作用是基于它的两种特点:长链(线)状的分子结构和分子中含有大量活性基团。
PAM是直链状聚合物,因每个分子是由十万个以上的单体聚合构成,分子链相当长。
它如果完全伸直,其长度要比一般的分子 (如蔗糖)或离子(如Ca2+)长数万倍以上。
由于它的分子长而细,会弯曲或卷曲成不规则的曲线形状。
这个长分子链向外侧伸出许多化学活性基团:酰胺基-CONH2及羧基-COOˉ。
酰胺基是非离子性基团,但亦善于形成副价键而与其它物质的活性基团吸附并连结起来。
单纯的聚丙烯酰胺可以用在一般的水处理中,使水中的悬浮物絮凝。
羧基是负电性基团,它是使糖汁中微粒絮凝的关键因素。
因为糖汁中微粒的絮凝主要通过钙离子的架桥作用产生。
Bennett的研究证明,糖汁中的悬浮微粒及大多数胶体物质带有负电荷,它们的表面上经常吸附糖汁中的钙离子。
由于Ca2+ 有两单位正电荷,而微粒或胶体表面上的每一个带电点通常只有一个负电荷(即一价酸根如-COOˉ),故这些被吸附的钙离子还剩余一单位的正电荷,能再和其它负电基团相结合。
这样,钙离子就在两者之间起架桥作用而将它们连接起来。
磷酸钙与微粒或胶体的连结是通过这种作用,絮凝剂与微粒的连结也主要通过这种作用,即通过絮凝剂的羧基-COOˉ与钙作用而与各种钙盐沉淀物及各种带负电的微粒互相连结。
在溶液中存有磷酸和磷酸钙时,也能通过磷酸钙和磷酸根架桥与其他微粒表面的钙离子连结。
许多PAM分子与许多钙盐沉淀和磷酸钙沉淀微粒的互相连结就形成粗大的絮凝团。
它的尺寸可达到数毫米或以上。
据Bennett研究,蔗汁加PAM后形成的絮凝团约包含有105~107个原来的微粒。
由于PAM分子长而细并有许多化学活性基团,它们能和沉淀微粒产生很多连接而形成较大的絮凝物,这些絮凝物的结构就象棉絮那样,松散、无定形,互相连结但不很稳固,内部有很多空间和很多微细的网络,包藏着大量液体,因而絮凝物的比重颇接近它所存在的液体本身。
絮凝物中还网络了各种各样的微粒,这就将各种不同成分、不同性质、不同大小的微粒集合在一起。
因此,良好的絮凝剂处理能将溶液中原有的微粒完全网络除去,使溶液显得特别清亮透明和有光泽。
由于絮凝物的尺寸较大,它的沉降和过滤都比较快。
絮凝剂与微粒的作用就是通过化学吸附和物理网络这两种形式产生的。
根据上述机理可知,分子量较高、分子较长的 PAM,能吸附较多的微粒,形成网络的能力较强,故絮凝效能较好。
同理,PAM分子中羧基的比例适当也很重要,因糖汁中的微粒多数带负电,PAM需要有适量的羧基通过钙离子架桥与它作用。
但如果羧基含量太多,PAM分子本身负电过强,本身分子之间的相斥力过大,也不利于絮凝作用。
除了碳酸法以外,糖液(蔗汁和糖浆)加PAM都是在加入磷酸和石灰乳中和以后。
它们反应生成的磷酸钙沉淀是絮状物,能够捕集液相中的各种悬浮微粒形成稍大的颗粒。
这称为第一次絮凝。
在此基础上加PAM形成更大的絮凝物,称为第二次絮凝。
良好的一次絮凝可以显著提高加PAM的二次絮凝的效果,并减少所需的PAM的数量;因为一次絮凝已经将各种微细的粒子初步凝聚,大大减少了粒子的总数,从而减少了PAM的负担。
搞好一次絮凝是加PAM获得最佳效果的基础。
5、聚丙烯酰胺溶液的粘度PAM 溶液是很粘稠的。