浅谈阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的发展概况.
絮凝剂的发展现状和发展前景
絮凝剂的发展现状和发展前景综述絮凝剂是一种用于处理水体中悬浮物的化学物质,它能够将悬浮物会萃成较大的颗粒,从而方便后续的沉淀或者过滤处理。
本文将从以下几个方面对絮凝剂的发展现状和发展前景进行详细介绍:市场需求、技术发展、应用领域、环境影响和未来发展趋势。
一、市场需求随着工业化和城市化进程的加速,水体污染日益严重,对水质的要求也越来越高。
因此,絮凝剂作为一种重要的水处理剂,在市场上有着广泛的应用需求。
根据市场调研数据显示,全球絮凝剂市场规模从2022年的XX亿美元增长到2022年的XX亿美元,年均复合增长率为XX%。
估计未来几年,随着环境保护意识的增强和水体污染管理的加强,絮凝剂市场将继续保持较高的增长势头。
二、技术发展随着科技的进步,絮凝剂的技术也在不断发展。
目前,主要的絮凝剂技术包括有机絮凝剂、无机絮凝剂和复合絮凝剂。
有机絮凝剂通常是高份子化合物,具有较好的絮凝效果和稳定性,但价格较高。
无机絮凝剂主要是金属盐类,具有较低的成本和较高的絮凝速度,但对水质有一定的影响。
复合絮凝剂则是有机絮凝剂和无机絮凝剂的结合体,综合了两者的优点。
此外,随着纳米技术的发展,纳米絮凝剂也逐渐应用于水处理领域,具有更高的絮凝效果和更低的用量。
三、应用领域絮凝剂广泛应用于水处理、污水处理、造纸、纺织、矿业等领域。
在水处理领域,絮凝剂被用于去除水体中的悬浮物、浊度和颜色等污染物,提高水质。
在污水处理中,絮凝剂可以加速污泥的沉淀,提高处理效果。
在造纸和纺织工业中,絮凝剂可以用于纤维的絮凝和固液分离。
在矿业中,絮凝剂可以用于矿浆的絮凝和尾矿的处理。
随着技术的不断发展,絮凝剂在各个领域的应用将会得到进一步拓展。
四、环境影响絮凝剂的使用对环境有一定的影响。
首先,絮凝剂的生产过程会产生一定的废水和废气,其中可能含有有害物质。
其次,絮凝剂在水体中的使用会产生一定的污泥,需要进行后续处理。
此外,絮凝剂的使用过程中,如果用量不当或者选择不当的絮凝剂,可能会对水质产生一定的负面影响。
聚丙烯酰胺(阴阳离子)洗煤废水处理实验分析和废钢废水处理方法介绍
聚丙烯酰胺(阴阳离子)洗煤废水处理实验分析和废钢废水处理方法介绍对于洗煤废水的处理一直是煤矿厂的重要问题,如果没有对大量的洗煤废水进行有效的合理的处理,给附近的环境很大的压力。
一般洗煤废水厂都会用到聚丙烯酰胺种类中的阳离子聚丙烯酰胺,对于阳离子聚丙烯酰胺在洗煤废水中的使用效果是通过实验得出的验证。
在聚丙烯酰胺阳离子絮凝要通过实验检测受到那些因素影响等分析。
聚丙烯酰胺类型简介聚丙烯酰胺按其侧链所带的官能团的不同可分为非离子(PAM)、阴离子(PHP)和阳离子(CPAM)等类型。
聚丙烯酰胺的酰胺基(-C0NH )可与许多物质亲和、吸附形成氢键。
高分子量的聚丙烯酰胺在被吸附的粒子间形成桥联,使数个甚至数十个粒子连在一起,生成絮团,加速粒子下沉,这使它成为最理想的絮凝剂。
阴离子型(PHP)和阳离子型(CPAM)除了有以上作用外,还能同水中的胶体粒子或离子发生吸附、架桥及电性中和作用,形成较大的絮凝物,使悬浮物沉降或浮上,从而达到净化水的目的。
聚丙烯酰胺的类型不同,其作用机理、絮凝效果及适宜的絮凝对象也不同。
实验分析阳离子聚丙烯酰胺对煤泥水的絮凝效果实验仪器与试样采用581一G型光电比色计、电热恒温真空干燥箱、加热磁力搅拌器、恒温水浴装置等。
试验用煤泥水样分别采自望峰岗选煤厂原生煤泥和浮选尾煤,其粒度组成和灰分见表1。
该煤样的特点是原生煤泥粒度大,灰分低,而浮选尾煤则粒度细,灰分高。
絮凝剂采用光引发聚合技术合成不同分子量、不同水解度和不同阳离子度的聚丙烯酰胺。
对合成的3种性质的聚丙烯酰胺,通过测定其特性粘数来表征其分子量,以水解度代表PHP的阴离子特性,用阳离子度CD表征CPAM 的阳离子性质。
特性粘数及水解度分别按GB12005.1—89和GB12005.6—89方法测定;CPAM的阳离子度用采用提纯-AgNO3滴定法测定。
絮凝性能检测加入一定量的聚丙烯酰胺絮凝剂后,测定煤泥水上层清液清晰界面沉降200 mm时所需时间和絮凝澄清后上层清液的透光率,来比较絮凝剂的作用效果,沉降时间越短,透光率越大,澄清沉降效果越好。
聚丙烯酰胺 PAM
聚丙烯酰胺河南佰科聚丙烯酰胺厂生产的佰科牌阳离子聚丙烯酰胺是一类新型高效的有机高分子絮凝剂,因其分子链节上带有阳离子,与废水中带阴离子的胶体颗粒进行电荷中和作用,降低ζ电位,压缩扩散层。
同时,阳离子型聚丙烯酰胺的长链产生架桥效应,使胶体絮凝。
其它悬浮的颗粒也被吸附、包卷和捕集,并相互集结形成大的絮体,即“中和”与“架桥”作用。
因此阳离子型聚丙烯酰胺在污水处理中越来越受到重视。
另外,聚丙烯酰胺在市政污水处理领域也扮演着重要的角色。
日益严格的法规促进了水处理工业的发展,市政污水处理领域不仅未受到金融危机的影响,反而表现出良好的增长势头。
包括摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚和埃及等国家在内的北非地区出现了新的市政污水处理市场,而其他一些国家,例如沙特阿拉伯和卡塔尔,也正在加大对水处理的私有化投资。
在工业废水处理方面,煤炭开采和热电站建设提供了巨大的业务空间,而对中水回用技术的日益关注也是一个市场推动因素。
子量在300-2000万之间,产品外观为白色或略带粉末,液态为无色黏稠胶体状,温度超过120℃易分解,易溶于水,其水溶液几近透明的粘稠液体,属非危险品,无毒、无腐蚀性,固体PAM有吸湿性,吸湿性随离子度的增加而增加,PAM热稳定性好;加热到100℃稳定性良好,但在150℃以上时易分解产中氮气,在分子间发生亚胺化作用而不溶于水,密度(克)毫升23℃1.302。
玻璃化湿度153℃,PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性。
本品无毒,注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。
贮存期:2年,25kg纸袋(内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋)。
堆高不超过10层.聚丙烯酰胺产品详情:PAM为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的磨擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。
度高,在阳离子絮凝剂中一般是指添加的阳离子单体多,阳离子单体很昂贵,所以,离子度往往和成本密切相关。
在阴离子絮凝剂中则一般是水解后呈阴性的基团,如--COOH多,水解程度强。
阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的开发与应用
20 0 2年 1 月
王 香 梅 等 阳 离 子 型 聚 丙 烯 酰 胺 絮 凝 剂 的 开 发 与 应 用
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阳 离 子 型 聚 丙 烯 酰 胺 絮 凝 剂 的 开 发 与 应 用
王 香 梅
( 北 工 学 院 化 工 系 . 原 00 5 ) 华 太 3 0 1
考 虑 废 水 中 的 D 值 对 其 影 响 ; 含 四 价 氮 基 团 H 而
的 絮凝 剂 与废 水 中 的 D H值 无 关 。
阳 离 子 型 P M 絮 凝 剂 在 非 离 子 型是 近 几 年 , 美 等 国 阳 离 子 型 絮 凝 剂 已 尤 日、 占合 成 絮凝 剂 总 量 的 6 % , 每 年 仍 以 1 % 以 上 0 且 0 的速 度 增 长 ' 】 1 。这 是 因 为 现 代 化 工 业 的 发 展 和 0 现代 化 生 活 水 平 的 提 高 使 排 水 中有 机 物质 含 量 大 大 提 高 。对 于 这 些 含 有 机 物 或 胶 体 的 水 体 系 , 由
李 卓 美 用 二 氰 二 胺 对 聚 丙 烯 酰 胺进 行 改 性 , 获
得 了一 种 新 型 阳 离 子 型 聚 丙 烯 酰 胺 ( A P MMG) 它 , 对 印 染 废 水 中 的 活 性 艳 红 x 一3 3有 良 好 的 脱 色
1 阳 离 子 型 聚 丙 烯 酰胺 絮 凝 剂 的 制 备 据 报 道 , 含 硫 、 、 的 阳 离 子 高 分 子 絮 凝 有 磷 氮 剂 , 有 实 际 应 用 价值 的 几 乎 是 含 氮 阳 离 子 絮 凝 但 剂 。含 氮 阳离 子 絮 凝 剂 可 分 为 含 一 、 、 价 氨 原 二 三 子 的 质 子 化 絮凝 剂 和 含 四 价 氮 ( 铵 ) 团 的 絮 凝 季 基
疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能
疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能郭睿;王映月;郭煜【摘要】以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)为疏水单体、丙烯酰胺(AM)为主单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为复合引发剂,采用自由基胶束聚合法合成了共聚物P(AM-DMC-TFEMA).分别考察了反应温度、引发剂用量、单体总质量分数及反应时间对P(AM-DMC-TFEMA)的产率及阳离子度的影响.确定较佳工艺条件为:反应温度65℃,引发剂用量占单体总质量的2%,单体总质量分数26%,反应时间3h.采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)和环境扫描电镜(ESEM)对其结构进行了表征.同时考察了P(AM-DMC-TFEMA)对硅藻土悬浮液的絮凝效果,结果表明,其对硅藻土具有良好的絮凝效果,絮凝时间仅为20s,合成的共聚物上清液透过率为97.31%.%With trifluoroethyl methacrylate (TFEMA)as the hydrophobicmonomer,acrylamide (AM)as mainmonomer,methacryloxyethyltrimethylammonium chloride (DMC)as cationic monomer,ammonium persulfate and sodium bisulfite as composite initiator,the product copolymer P(AM-DMC-TFEMA)was synthesized using free radical micellar copolymerization method.Effects of reaction temperature,initiator dosage,mass fraction of total monomers and reaction time on the yield and level of cationization of P(AM-DMC-TFEMA) were examined.Better process conditions are suggested asfollowing:reaction temperature,65 ℃;dosage of initiator,2% of total mass of the monomers;mass fraction of total monomers,26%;reactiontime,3h.The structure of the product was characterized by infraredspectroscopy (FT-IR),1 H nuclear magnetic resonance (1HNMR)and environmental scanning electron microscopy (ESEM).Meanwhile,the flocculation effect of the product P(AM-DMC-TFEMA)on diatomaceous earth suspension was also examined.Results show that P(AM-DMC-TFEMA)displays good flocculation effect on diatomaceous earth,the flocculation time is only 20 s,and the ratio of the clear copolymer product liquid achieves 97.31% .【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2017(047)007【总页数】6页(P374-378,383)【关键词】阳离子聚丙烯酰胺;疏水改性;自由基胶束聚合;絮凝【作者】郭睿;王映月;郭煜【作者单位】陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TQ314.253聚丙烯酰胺是一种用途比较广泛的功能高分子化合物,以其较好的增黏性能、较好的水溶性和较高的分子量在油田上得到了广泛的应用,是提高石油采收率的重要有机高分子化合物[1]。
絮凝剂的发展现状和发展前景
絮凝剂的发展现状和发展前景一、引言絮凝剂是水处理领域中的重要化学品,主要用于去除水中的悬浮颗粒、胶体等杂质,提高水质。
随着工业发展和环境保护意识的提高,絮凝剂的需求和应用范围不断扩大。
本文将详细探讨絮凝剂的种类、发展现状、应用领域、面临的问题与挑战、发展趋势、相关政策与标准以及结论。
二、絮凝剂的种类及发展现状絮凝剂的种类:絮凝剂主要分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂如硫酸铝、氯化铁等,有机絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等。
发展现状:随着技术的进步,絮凝剂的种类和性能得到了显著提升。
新型高效、低毒、环保的絮凝剂不断涌现,满足了不同应用场景的需求。
三、絮凝剂的应用领域污水处理:絮凝剂在污水处理中广泛应用,主要用于污泥脱水、悬浮物去除等环节,提高污水处理的效率和质量。
饮用水处理:絮凝剂在饮用水处理中发挥关键作用,能有效去除水中的微小颗粒、胶体等,保障饮用水安全。
工业水处理:在工业循环水处理、锅炉补给水处理等领域,絮凝剂同样发挥了重要作用。
四、絮凝剂面临的问题与挑战环保压力:传统的絮凝剂可能对环境产生一定影响,如何开发环保型絮凝剂是当前面临的重要问题。
技术更新:随着水质要求的提高,絮凝剂的技术和性能需要不断更新和完善。
成本压力:新型高效絮凝剂的开发和生产成本较高,如何降低成本是推广应用的关键。
五、絮凝剂的发展趋势环保化:未来絮凝剂的发展将更加注重环保性能,开发低毒、生物可降解的絮凝剂将成为主流。
复合化:为满足不同应用需求,具有多重功能的复合型絮凝剂将是研究的重要方向。
高性能化:提高絮凝剂的性能,使其在更广泛的领域得到应用,如高盐度、高硬度等复杂水质条件。
六、相关政策与标准政策支持:各国政府对环保产业的支持力度不断加大,为絮凝剂产业的绿色发展提供了有力保障。
标准制定:制定和完善絮凝剂的安全使用标准、环保标准等,规范市场秩序,推动产业健康发展。
七、结论絮凝剂作为水处理领域的重要化学品,其发展前景广阔。
阳离子聚丙烯酰胺的优点
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阳离子聚丙烯酰胺的优点
聚丙烯酰胺,是污水处理中最常用到的絮凝剂,虽然比无机絮凝剂聚合氯化铝的价格贵,但效果是翻倍的,不能说处理污水PAM是首选,但选择它绝对是明智的决定!其中阳离子聚丙烯酰胺最为优异,下面小编就为大家介绍一下阳离子聚丙烯酰胺的优点!
阳离子聚丙烯酰胺是由阳离子单体与丙烯酰胺共聚,经造粒、干燥、粉碎制作而成,在处理污水的时候通常比阴离子或非离子聚丙烯酰胺效果好,适用于有机胶体含量高的废水,如染色、造纸、食品、水产品加工等工业废水,以及城市下水处理工艺中的污泥脱水等,城市与工业污水常用活性污泥处理法,生化污泥常常是亲水性很强的胶体,所含水极难脱去,若采用阳离子性PAM类絮凝剂能收到良好的脱水效果。
兴田滤材提醒大家:这种高效的聚合物在常温下性能比较稳定,但如果在高温或冰冻条件下非常容易降解,在使用的时候容易影响最终效果,所以为了保证其性能的充分发挥,贮存或使用聚丙烯酰胺的时候,温度应控制在2℃~55℃为佳。
阳离子和阴离子型聚丙烯酰胺
阳离子和阴离子型聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺是一种常见的高分子化合物,广泛用于各个领域。
根据结构和性质的不同,聚丙烯酰胺可以分为阳离子型和阴离子型。
阳离子型聚丙烯酰胺(Cationic Polyacrylamide,简称CPAM)是一种阳离子化合物,具有良好的吸附性能。
它可以通过与水中的阴离子形成复合物,在水处理、污水处理和纸浆造纸等方面起到重要作用。
在水处理中,阳离子型聚丙烯酰胺可以作为絮凝剂,用于去除水中的悬浮物和浑浊物。
它能够吸附水中的颗粒,形成较大的絮凝体,便于后续的沉淀和过滤。
此外,阳离子型聚丙烯酰胺还可以提高水的净化效果,去除水中的有机物和重金属离子,改善水的质量。
在污水处理中,阳离子型聚丙烯酰胺可以有效去除污水中的悬浮物、胶体物质和油污等。
它能够与污水中的阴离子物质发生吸附反应,形成絮凝体后,通过沉淀或过滤的方式将污物分离出来。
这种处理方式能够提高污水的处理效率,减少处理成本。
在纸浆造纸过程中,阳离子型聚丙烯酰胺可以用作纸浆的固液分离剂。
它能够与纸浆中的纤维和杂质发生吸附反应,形成絮凝体后,通过离心或过滤的方式将固体物质分离出来。
这样可以提高纸浆的质量,减少纸浆中的杂质含量,改善纸张的光泽和强度。
阴离子型聚丙烯酰胺(Anionic Polyacrylamide,简称APAM)是一种阴离子化合物,具有较强的吸附能力。
它可以与阳离子形成复合物,广泛应用于油田开发、矿山选矿和土壤改良等领域。
在油田开发中,阴离子型聚丙烯酰胺可以用作驱油剂,提高原油的采收率。
它能够与原油中的阳离子形成复合物,增加原油的粘度,减缓原油在地层中的流动速度,提高采油效果。
在矿山选矿中,阴离子型聚丙烯酰胺可以用作浮选剂,提高矿石的回收率。
它能够与矿石中的阳离子形成复合物,增加矿石的浮力,使其易于被浮选出来。
这种方法可以提高矿石的选别效果,减少资源的浪费。
在土壤改良中,阴离子型聚丙烯酰胺可以用作土壤固结剂,提高土壤的稳定性和抗冲刷能力。
阳离子型絮凝剂PDA合成现状及发展前景
1 引 言
国 内外 学 着பைடு நூலகம்对 此 方 法 的研 究 主 要 是 在 引 发 体 系 的选 择 . 稳
随 着 社 会 的进 步 与 发展 , 人类对环境 造成的污染 1 3 趋 严重 , 因此各种生活废水 、 工 业 废 水 的处 理 成 为 人 们 关 心 的 问 题 。现 在 处 理 废 水 的方 法 有 很 多 种 . 如: 生态离子交换法 、 吸附法 、 化 学 氧
定乳化体系选择 , 及 单 体 浓 度 等 因 素 对 产 品性 能提 高 做 研 究 。 此 法 聚 合 时 大 量 使 用 了有 机 溶 剂 和 表 面 活 性 剂 ,存 在 有 机 相 回收 困难 , 操作繁琐 , 成本 高并 且 可 能 引 起 二 次 污 染 等 缺点 。
2 . 3水 分 散 发 合 成 P DA
理 论 与 实 践
1 7 1
阳离子型絮凝剂 P D A合成现状及发展前景
孙海 洋 ( 山 东东昌精 细化 工科技 有 限公 司 山东 东营 2 5 7 0 9 1 )
摘要: 随 着 现 代 社 会 对 环 境 的要 求 越 来 越 高 , 各 种 废 水 的 处 理 成 为 人 们关 注 的 问 题 , 阳离 子 型 有 机 高 分 子 絮 凝 剂
具 有 良好 的 流 动 性 和稳 定 性 。反 应 液 使 用 乙醇 : 水= 1 : 1 反 复 沉 降 产品 , 产 品在 8 0 ℃下 烘 干 1 2小 时 即可 得 到 固 体 粉 末 。 为制备更加稳定 、 均匀的产品 . 国 内 外 学 着 对 此 法 的 研 究 集 生物 。 中在 分 散 剂 如 何 的选 择 和 合适 的 用 量 ,还 有 无 机 盐 种 类 和 其 溶 聚 二 甲基 二 稀 丙 基 氯 化 铵一 丙 烯 酰 胺 共 聚 物 ( P D MD A A C — 液 的浓 度 的 选 择 。 3阳 离 子 型 絮 凝剂 P D A 发 展 前 景 A M) 即P D A, 属 阳离 子 型 高 分 子 化 合 物 , 用 于水 处 理 能 获 得 比 目 前较常用的无机高分子絮凝剂 P A C有 更 好 的处 理 效 果 。 可 以单 阳离 子 型 絮凝 剂 P D A 与 其 他 阳 离子 型聚 丙 烯 酰 胺 电 解 质 相 独使用 , 也 可 与无 机 絮凝 剂 混 合 使 用 。 比较 , 其结 构 上 具 有 大 分 子 链 上 带 有 正 电 荷 密 度 高 , 水溶 性 好 , 2阳 离 子 型 絮 凝 剂 P D A 合成 高效 , 无毒, 阳离子结 构单元稳定 , p H使 用范 围广 。 相 对 分 子 质 可 以广 泛 应 用 于 油 田 、 造纸、 纺织 、 日化 、 污 P D A 的合 成 主要 有 水溶 液 合 成 法 , 反 向乳液合成法 , 水 溶 液 量 易 于 控 制 等 有 点 . 分散及悬浮聚合等 。 水处理等其余领域。 2 . 1水 溶 液 聚 合 法 目前 国 内 阳 离 子 型 絮凝 剂 P D A 的研 制 、生 产 和 使 用 都 处 于 P D A 的水 溶 液 聚合 法 是 在 D MD A A C和 A M 都 溶 于水 中 , 排 刚 刚 起 步 阶 段 , 技术力量依据薄弱 。 国内 P D A 技术 虽然 已经 实 现 除系统 内氧气后 , 在合适 的反应温度下 。 加入 1 ~ 5 % o 的 引 发 剂 聚 的工 业 化 生 产 ,但 是 产 品 性 能 和应 用 范 围与 国外 技 术 存 在 很 大 合的反应 。 反 应完 成后 得 到 透 明胶 状 物 。 加水 搅 拌 可得 P D A水 溶 的差 距 , 与 国外 相 比有 较 大 的差 距 , 具体表现在 : 液。 此 法 有 一 次 投 料 与 分 部 滴 加 两 种 合 成 方法 。 水 溶 液 聚 合 工 艺 1 ) 系列化水平低 。 专用品种较少 ; 相对 简单 , 操作方便 , 产品可 以直接在反 应后期加 水稀释使 用 , 2 ) 产量 低 , 未形成经 济规模 。 某 些 国 外 工 业 化 的 品种 , 国内 省去沉 降 、 干燥等程 序 , 大大 降低生产成 本不需溶 解 . 没 有 化 学 质 量 难 达 标 : 污 染 ,属 于环 境 友 好 型 合 成 方 法 。 因此 在 生 产 中 广 泛 采 用 此 方 3 ) 工 艺 设 备 和 单 体 生 产 规模 落后 , 整 体 质量 水 平 不 高 。 法。 国 内使 用 的 P D A基 本 依 靠 进 口 , 因此 , 研 发高性能 、 高 稳 定 国 内外 学 着 对 此 方 法 的 研 究 主 要 是 在 引 发 体 系 的 选 择 。 温 的 P D A产 品 , 改 变 依靠 进 口的局 面 有 主 要 的 意 义 。 度控制 , 单体浓度 。 需 要 的 助 剂 等 因 素对 产 品性 能 提高 做 研 究 。 参 考 文 献 此 法 也 存 在 引 发效 率 不 高 , 聚合 难 于 控 制 , 聚 合 物 相 对 分 子 f 1 1 李克华, 杨红丽, 吴 丽 蓉, 黄 芹. 反 相 乳 液 法 制 备 阳离 子 共 量分布宽等缺点。 聚 物 絮凝 剂 P D A . 长 江 大 学 学报 , 2 0 0 8 , 5 ( 2 ) , 2 0 — 2 3 . 2 . 2反 向 乳 液 合 成 法 『 2 】 谭 明乾, 张跃 军, 曲文 超 . D MD A A C / A M 共 聚 合 成 及 其 絮凝 反 相 乳 液 聚 合 是 高 聚物 合成 的 重 要 方 法 , 可 以 在 保 持 高 的 性 能『 J 1 . 化 工 学 刊, 1 9 9 9 , ( 1 2 ) : 1 5 — 1 7 . 反应速率 的同时, 获 得 高 分 子 量 的产 物 , 反 应 体 系 为 分 散 体 系 易 [ 3 】 侯 斯 健, 哈润华. 二 烯 丙 基 二 氯 化 铵一 丙 烯 酰 胺 反 向乳 液 聚 于 传 热 ,便 于 实 现 连 续 化 操 作 。该 法 采 用 非 极 性 溶 剂 作 为 连 续 合 的动 力 学 特 性 研 究f J ] . 高校学报, 1 9 9 5 ( 3 1 : 3 4 9 — 3 5 4 . 相 ,聚 合 物 单 体 溶 于 水 中 ,然 后借 助 于 乳 化 剂 将 单 体 D MD A A C 『 4 1 陈 庆 芬, 许军, 王传 兴 等. 水 分 散 聚 合 法 制备 D MD A A C / A M 和A M分 散在油相 中 , 形成 油包水 ( W/ O) 型乳液进行 聚合 , 此 法 共 聚 物 『 J 1 . 高校 化 学工 程 学报 , 2 o 0 7 , 2 l( 4 ) , 7 0 5 . 具 有聚合 速率高 , 产 物相对分 子质量高 。 相对 分子质 量分布窄 。 反 应 易 于控 制等 优 点 。
阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展
阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展郑怀礼;寿倩影;李香;周于皓;刘冰枝;赵传靓;姜嘉贤【摘要】The research progress in the polymerization and application of cationic polyacylamide in recent years are summarized. Polymerization methods ,such as inverse emulsion polymerization ,aqueous two-phase polymerization , ultraviolet light initiated polymerization,template polymerization,etc. are expounded mainly. The applications of cationic polyacrylamide to industrial water treatment ,urban sewage and wastewater treatment ,sludge dewatering and paper-making industry are introduced. Furthermore,its future development tendency and research direction are pre-dicted,providing reference basis for further research on cationic polyacrylamide.%综述了近年来阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展,主要阐述了反相乳液聚合、双水相聚合、紫外光引发聚合以及模板聚合等聚合方法,介绍了阳离子聚丙烯酰胺在工业水处理、城市污废水处理、污泥脱水以及造纸工业中的应用,并对阳离子聚丙烯酰胺未来的发展趋势与研究方向进行了展望,为阳离子聚丙烯酰胺的进一步研究提供参考依据。
聚丙烯酰胺阴离子 阳离子非离子
聚丙烯酰胺阴离子阳离子非离子聚丙烯酰胺是一种重要的合成材料,在工业、农业、医疗和环境领域具有广泛的应用。
它可以根据其解离程度分类为阴离子型、阳离子型和非离子型。
本文将详细介绍聚丙烯酰胺的这三种类型,并探讨它们的特性、制备方法和在不同领域的应用。
1.聚丙烯酰胺阴离子型:聚丙烯酰胺阴离子型是指在水溶液中以负离子形式存在的聚合物。
它具有以下特点:-高分子量:聚丙烯酰胺阴离子型通常具有较高的分子量,可以达到数百万甚至更高。
这使得它具有较高的黏度和保水能力。
-高吸水性:聚丙烯酰胺阴离子型能够吸附并保持大量的水分,因此被广泛应用于水处理、土壤改良和作物生长等领域。
-良好的分散性:聚丙烯酰胺阴离子型具有良好的分散性,可以有效地分散悬浮固体颗粒,并防止其重新凝聚。
制备方法:聚丙烯酰胺阴离子型的制备通常通过聚合反应进行。
一般来说,丙烯酰胺单体在水溶液中与引发剂反应,通过自由基聚合的方式形成聚合物。
应用领域:聚丙烯酰胺阴离子型在水处理领域具有重要的应用价值。
它可以被用作絮凝剂、降解物质和沉淀剂,用于处理污水、工业废水和饮用水。
此外,在土壤改良和农业领域,聚丙烯酰胺阴离子型可以提高土壤的保水能力和结构稳定性,促进作物的生长。
2.聚丙烯酰胺阳离子型:聚丙烯酰胺阳离子型是指在水溶液中以正离子形式存在的聚合物。
它具有以下特点:-电解质性质:聚丙烯酰胺阳离子型通过自由基聚合反应制备,通常采用带正电荷的单体进行聚合。
因此,它在水溶液中呈现出电解质性质,并且能够与负离子相互吸引形成凝胶。
-胶凝能力:由于聚丙烯酰胺阳离子型具有正电荷,它能够与负离子和悬浮颗粒相结合,形成胶凝物质。
这使得聚丙烯酰胺阳离子型在颗粒聚集、离子浮选和物质分离等过程中起到重要作用。
-抗盐能力:聚丙烯酰胺阳离子型具有较强的抗盐性,因为它能够与水中的负离子形成离子键,并抑制盐的溶解。
制备方法:聚丙烯酰胺阳离子型的制备通常采用反应性电解质聚合(REACh)方法。
这种方法通过在自由基引发剂存在下,将含有阳离子单体的水溶液与聚合反应,形成阳离子型聚合物。
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)概述
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)概述
阳离子聚丙烯酰胺是一种带有正电荷的水溶性线性高分子聚合物,英文名称是Cationic Polyacrylamide,所以阳离子聚丙烯酰胺又叫CPAM。
阳离子聚丙烯酰胺主要成分是丙烯酰胺,是一种有机合成絮凝剂。
阳离子聚丙烯酰胺在聚合过程中引入了正离子基团,如胺基(-NH2)、季铵盐基(-NR3+)等。
这些离子基团能够与水中的阴离子形成离子键,使聚丙烯酰胺在水中呈现正电荷。
阳离子聚丙烯酰胺根据分子量可以分为低分子量阳离子聚丙烯酰胺,高分子量阳离子聚丙烯酰胺。
常用的分子量有800万,1200万,1800万。
阳离子聚丙烯酰根据离子度,可以划分为低离子度,中离子度,高离子度,常用的离子度离一般是10-30%。
阳离子聚丙烯酰胺经常应用于水处理、纸浆和造纸工业、矿业、石油开采、纺织工业、食品加工、农业以及纺织工业。
总之,选择阳离子聚丙烯酰胺的时候,最好经过规模化选型,选出来最适合的产品型号。
据我所知,首信环保这家公司是可以提供规模化选型的。
阳离子聚丙烯酰胺_PAM_改善污泥脱水性能的研究
2. 1 PAM 对污泥过滤性能的影响 2. 1. 1 滤饼含水率的影响 污泥中加入 PAM 调理后 进行真空过滤脱水试验,一定时间内加入量对滤饼含水 率的影响如图 1 所示。从图 1 中可以看出,随着 PAM 投 加量的增加,滤饼的含水率不断的降低,当投加量为 0. 96mg / g( 与干污泥的质量比,下同) 时,滤饼的含水率最 低,为 73. 38% ,而继续增加投加量时,滤饼含水率反而 又呈上升趋势。
水性能。
关键词: 阳离子聚丙烯酰胺( PAM) ; 污泥脱水; 研究
中图分类号:X703
文献标识码:A 文章编号:1007 - 0370 ( 2012) 02 - 0105 - 04
Study on Cationic Polyacrylamide ( PAM) improving sludge dewateringability
烘干至 恒 质 量,冷 却 后 称 质 量,最 后 计 算 滤 饼 的 含 水 率[4]:
a = W2 - W3 × 100% W2 - W1
( 1)
式( 1) 中 a 为滤饼含水率( % ) ; W1 为空蒸发皿质量
( g) ; W2 为蒸发皿质量 + 湿样质量( g) ; W3 为蒸发皿质
量 + 干样质量( g) 。
这是因为实验采用的pam为阳离子型聚丙烯酰胺污泥本身自带负电荷投加pam后既可以中和污泥的电荷也可以由它自身的长链作用让污泥絮凝形成大颗粒从而改变沉降性能但是当过量的pam加入后又会让污泥带上正电荷造成颗粒间的电荷排斥所以过量的pam又会让污泥的沉降性能变差11pam投加量对污泥沉降体积的影响结论1实验考察了pam对污泥的脱水性能的影响结果表明当pam时污泥滤饼的含水率最低为73
阳离子聚丙烯酰胺用途
阳离子聚丙烯酰胺用途阳离子聚丙烯酰胺是一种重要的聚合物材料,具有广泛的应用领域。
本文将从净水处理、土壤固化、纸浆制备和石油开采等方面介绍阳离子聚丙烯酰胺的用途。
一、净水处理阳离子聚丙烯酰胺在净水处理领域起到了重要作用。
由于其具有优异的吸附性能和高度的阳离子性,可以有效地吸附水中的悬浮物质、胶体和有机物,从而提高水的澄清度和透明度。
在水处理过程中,阳离子聚丙烯酰胺可以作为混凝剂和絮凝剂使用,能够快速沉淀和凝集悬浮物质,从而达到净化水质的目的。
二、土壤固化阳离子聚丙烯酰胺还可以用于土壤固化。
在建筑工程中,有时需要处理一些软弱的土壤,以提高土壤的稳定性和承载力。
此时,可以利用阳离子聚丙烯酰胺的吸附性能和胶凝性能,将其添加到土壤中,形成一种稳定的土壤-聚合物复合体系。
通过与土壤颗粒的相互作用,阳离子聚丙烯酰胺可以改善土壤的物理性质,增加土壤的黏结力和抗剪强度,提高土壤的稳定性。
三、纸浆制备阳离子聚丙烯酰胺在纸浆制备过程中也具有重要的应用价值。
纸浆是制造纸张的原料,其中的纤维颗粒需要进行分散和悬浮处理,以保证纸张的均匀性和质量。
阳离子聚丙烯酰胺可以作为纤维分散剂和悬浮剂,通过与纤维颗粒的吸附作用,使纤维颗粒均匀分散在水中,并防止纤维颗粒的沉积和团聚,从而提高纸张的质量和强度。
四、石油开采阳离子聚丙烯酰胺在石油开采中也有着广泛的应用。
在油田开采过程中,常常会遇到高含水油层和低渗透油层,油井产出的含水率高、产量低。
此时,可以利用阳离子聚丙烯酰胺的吸附性能和胶凝性能,将其注入到油井中,形成一种聚合物-水凝胶体系。
通过与水的相互作用,阳离子聚丙烯酰胺可以降低油井中的水剂韧性,提高油井的渗透性,从而增加油井的产量。
阳离子聚丙烯酰胺在净水处理、土壤固化、纸浆制备和石油开采等方面具有重要的用途。
它的独特性能和多功能性使其成为一种广泛应用的聚合物材料,在提高水质、加固土壤、改善纸张质量和增加石油产量等方面发挥着重要作用。
絮凝剂的发展现状和发展前景
絮凝剂的发展现状和发展前景一、引言絮凝剂是一种能够快速凝结悬浮颗粒并形成较大颗粒的化学物质。
它在水处理、污水处理、矿产提取等领域有着广泛的应用。
本文将探讨絮凝剂的发展现状和未来的发展前景。
二、发展现状1. 市场需求随着工业化进程的加快和环境污染的日益严重,对水质的要求越来越高。
因此,絮凝剂的市场需求也越来越大。
特别是在水处理和污水处理领域,絮凝剂被广泛应用。
2. 技术发展随着科技的发展,絮凝剂的制备技术也在不断改进。
传统的絮凝剂主要是无机物质,如铝盐、铁盐等。
然而,这些无机絮凝剂存在着一些缺点,如剂量大、处理效果不稳定等。
近年来,有机絮凝剂得到了广泛的研究和应用。
有机絮凝剂具有剂量小、处理效果稳定等优点,因此受到了市场的青睐。
3. 市场竞争目前,絮凝剂市场竞争激烈,主要的竞争对手包括国内外的大型化工企业。
这些企业拥有先进的技术和生产设备,能够提供高质量的絮凝剂产品。
为了在市场中占领一席之地,企业需要不断提高产品质量和降低成本。
三、发展前景1. 市场机遇随着环境保护意识的增强和政府对环境污染管理的重视,絮凝剂市场有着广阔的发展前景。
特殊是在水处理和污水处理领域,絮凝剂的需求将持续增长。
此外,新兴领域如海水淡化、农业灌溉等也为絮凝剂市场提供了新的机遇。
2. 技术创新为了满足市场需求,絮凝剂行业需要不断进行技术创新。
目前,有机絮凝剂在市场上占领了一定的份额,但其制备技术仍有待改进。
未来,可以通过改进合成方法、改良份子结构等方式来提高有机絮凝剂的性能。
此外,纳米技术的应用也为絮凝剂的发展带来了新的可能性。
3. 绿色发展在环保意识不断提高的背景下,絮凝剂行业需要朝着绿色发展的方向发展。
这意味着要改进生产工艺,减少对环境的影响,提高资源利用率。
同时,还需要加强与水处理、污水处理等行业的合作,共同推动绿色发展。
四、结论絮凝剂作为一种重要的水处理剂,具有广阔的市场前景。
随着环境保护意识的提高和技术的不断创新,絮凝剂行业将迎来新的发展机遇。
聚丙烯酰胺阳离子用途
聚丙烯酰胺阳离子用途
一、水处理领域
1.污水处理:阳离子聚丙烯酰胺可以在污水处理中作为絮凝剂使用,通过与水中的悬浮物质反应形成絮凝物,从而有效地清除水中的悬浮物、色度和浊度,提高水的透明度。
2.涂料涂层:阳离子聚丙烯酰胺可以在水性涂料中作为分散剂使用,提高涂装物品的抗粘附性、耐水性和抗腐蚀性能。
3.水处理:阳离子聚丙烯酰胺还可以用于制备水处理材料,如水净化和海水淡化,使得海水中的高盐分和其他杂质得以过滤和净化。
二、医药领域
1.药物控制释放:阳离子聚丙烯酰胺可以用作药物控制释放材料,通过控制药物在体内的释放率,延长药效时间,减轻药物的副作用。
2.医学影像:阳离子聚丙烯酰胺还可以用于医学影像,在线性探头中作为一种促进组织辐射吸收剂,提高X射线对肿瘤组织的穿透和诊断效果。
三、其他领域
1.石油开采:阳离子聚丙烯酰胺可以作为石油开采中的油剂,通过吸附油污和降低粘度,提高取油效率。
2.纸张生产:阳离子聚丙烯酰胺可以作为纸张生产的处理剂,通过减少颜料和水在纸张中的运动,提高纸张的强度和光泽度。
3.食品包装:阳离子聚丙烯酰胺可以用于食品包装,作为防腐剂,提高食品的保质期。
pam阳离子的作用
pam阳离子的作用PAM阳离子是一种高分子有机物,全称为聚丙烯酰胺,其阳离子型为聚丙烯酰胺基段上的氨基上连接了阳离子基团并且是孤电子对供体,能与水中的阳离子发生作用,具有广泛的应用领域。
其主要作用包括:1.絮凝剂作用:PAM阳离子在水中能与异性离子产生大量高分子金属络合物,从而增强了悬浮固体颗粒的聚集沉降速度,使水中的杂质沉淀到底部,达到净化水质的目的。
2.悬浮剂作用:PAM阳离子能与水中的悬浮物质结合形成复合物,防止颗粒聚集,增加悬浮物质的分散性,提高悬浮物质在水中的悬浮时间和悬浮性能。
3.粘附剂作用:PAM阳离子能与水中颗粒的表面发生吸附和离子交换作用,增加颗粒之间的粘附力,从而降低颗粒的运动速度,改变颗粒间的相互作用力,使其更容易沉淀或分散。
4.水剂稳定剂作用:PAM阳离子能够吸附在沉淀颗粒的表面,形成一层较稳定的界面层,阻止颗粒互相接触和结合,从而稳定了分散系统,延长了分散液的保存时间。
5.油田增油剂作用:PAM阳离子通过增加水的黏度和表面张力,能够改善原油的流动性,减少与岩石表面的摩擦阻力,提高原油开采效率。
此外,PAM阳离子还可作为一种表面活性剂,改善与油水界面的黏附能力,提高二次采油的效果。
6.土壤团聚剂作用:PAM阳离子能够促进土壤颗粒的结合,形成团聚体,提高土壤的结构稳定性和抗蚀能力,防止土壤侵蚀和水土流失,促进植物生长。
7.纸张添加剂作用:PAM阳离子可增强纸张纤维的湿强度和耐折性,改善纸张表面的光泽和平滑度,减少纸张的破裂和厚度变化,提高纸张制品的质量。
总之,PAM阳离子作为一种高分子化合物,具有广泛的应用领域。
在水处理、石油开采、土壤保护、纸张制造等领域中,PAM阳离子通过改变溶液中的离子性质、影响悬浮物质的分散性和沉淀性,起到了重要的作用。
聚丙烯酰胺阳离子作用与用途
聚丙烯酰胺阳离子作用与用途聚丙烯酰胺阳离子是一种重要的高分子化合物,具有广泛的应用领域。
它的阳离子特性使其能够与阴离子物质发生作用,从而产生各种有益的效果。
本文将从聚丙烯酰胺阳离子的作用机制以及其在不同领域的具体用途方面进行探讨。
聚丙烯酰胺阳离子的作用机制主要是通过静电相互作用和化学吸附两种方式实现的。
在水溶液中,聚丙烯酰胺阳离子能够与阴离子物质发生静电相互作用,形成稳定的络合物或凝胶结构。
同时,聚丙烯酰胺阳离子还能通过化学吸附作用,将阴离子物质吸附在其表面,从而实现对阴离子物质的吸附和固定。
在水处理领域,聚丙烯酰胺阳离子广泛应用于絮凝剂和沉淀剂。
由于聚丙烯酰胺阳离子的高分子量和阳离子特性,它能够与水中的悬浮物质和胶体颗粒发生作用,形成较大的絮凝体,从而提高水处理的效率。
此外,聚丙烯酰胺阳离子还能够与水中的磷酸盐和重金属离子发生络合作用,使其沉淀下来,从而达到净化水质的目的。
在石油开采领域,聚丙烯酰胺阳离子被广泛应用于增稠剂和固井剂。
由于聚丙烯酰胺阳离子具有较高的吸附性和黏附性,它能够在油井中形成稳定的胶体体系,从而增加油井内液体的黏度,提高采油效率。
同时,聚丙烯酰胺阳离子还能够与水泥浆发生作用,形成稳定的胶体结构,从而增强固井效果,防止油井失漏。
在纺织品加工领域,聚丙烯酰胺阳离子被广泛应用于染料和印花助剂。
由于聚丙烯酰胺阳离子具有良好的分散性和吸附性,它能够与染料分子发生静电相互作用,使染料分子均匀分散在纺织品中,从而提高染色的均匀度和色牢度。
同时,聚丙烯酰胺阳离子还能够与染料分子发生化学吸附作用,增强染料与纺织品之间的结合力,从而提高印花的牢固度。
除了上述应用领域,聚丙烯酰胺阳离子还被广泛应用于土壤改良、纸张制造、食品加工等领域。
在土壤改良方面,聚丙烯酰胺阳离子能够与土壤颗粒发生作用,增加土壤团聚体的稳定性和抗侵蚀性。
在纸张制造方面,聚丙烯酰胺阳离子能够与纤维素纤维发生作用,增加纸张的强度和光泽度。
聚丙烯酰胺的分类
聚丙烯酰胺的分类聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种重要的高分子化合物,广泛应用于各个领域。
根据其不同的特性和用途,可以将聚丙烯酰胺分为以下几类。
一、离子型聚丙烯酰胺离子型聚丙烯酰胺是指在聚合过程中引入了带电离子基团的聚合物。
根据离子基团的不同,离子型聚丙烯酰胺可分为阳离子型和阴离子型两类。
1. 阳离子型聚丙烯酰胺阳离子型聚丙烯酰胺具有较强的吸附性能和沉降性能,广泛应用于水处理、污水处理和造纸工业等领域。
在水处理中,阳离子型聚丙烯酰胺可以与水中的悬浮物和胶体颗粒发生作用,形成较大的絮凝体,从而提高水的澄清度和过滤效果。
在污水处理中,阳离子型聚丙烯酰胺可以与污水中的有机物和胶体颗粒结合,形成团聚体,便于沉降和过滤。
在造纸工业中,阳离子型聚丙烯酰胺可以增强纤维的吸附性,提高纸张的强度和光泽度。
2. 阴离子型聚丙烯酰胺阴离子型聚丙烯酰胺具有较好的分散性和增稠性能,广泛应用于油田开发、矿山选矿和土壤固化等领域。
在油田开发中,阴离子型聚丙烯酰胺可以与油井中的油水混合物发生作用,形成稳定的乳状液体,提高采油效果。
在矿山选矿中,阴离子型聚丙烯酰胺可以与矿石中的细粒颗粒结合,形成较大的颗粒团聚体,便于分离和提取。
在土壤固化中,阴离子型聚丙烯酰胺可以与土壤中的颗粒结合,形成稳定的团聚体,提高土壤的强度和稳定性。
二、非离子型聚丙烯酰胺非离子型聚丙烯酰胺是指在聚合过程中未引入离子基团的聚合物。
非离子型聚丙烯酰胺具有较好的溶解性和增粘性能,广泛应用于油田开发、纺织品加工和个人护理品等领域。
1. 油田开发中的应用非离子型聚丙烯酰胺可以与油井中的水发生作用,形成稳定的乳状液体,提高油井的渗透能力和采油效果。
此外,非离子型聚丙烯酰胺还可以用于油井水的净化和处理,提高水的澄清度和过滤效果。
2. 纺织品加工中的应用非离子型聚丙烯酰胺可以用作纺织品的润滑剂和防静电剂,提高纤维的柔软性和耐磨性。
此外,非离子型聚丙烯酰胺还可以用于染料的分散和稳定,提高染料的上色效果和色牢度。
絮凝剂-阳离子聚丙烯酰胺
絮凝剂-阴离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺简介:阴离子聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物。
由于其分子链中含有一定数量的极性基团,阴离子聚丙烯酰胺能通过吸附水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。
所以,阴离子聚丙烯酰胺可加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清,促进过滤等效果。
阴离子聚丙烯酰胺特点:1、阴离子聚丙烯酰胺水溶性好,在冷水中也能完全溶解。
2、添加少量本阴离子聚丙烯酰胺产品,即可受到极大的絮凝效果。
一般只需添加0.01~10ppm (0.01~10g/m3),即可充分发挥作用。
3、同时使用阴离子聚丙烯酰胺产品和无机絮凝剂(聚合硫酸铁,聚合氯化铝,铁盐等),可显示出更大的效果。
阴离子聚丙烯酰胺用途:阴离子聚丙烯酰胺具有:澄清净化作用;沉降促进作用;过滤促进作用;增稠作用及其它作用。
阴离子聚丙烯酰胺应用领域:1、阴离子聚丙烯酰胺用于纺织、印染工业。
聚丙烯酰胺作为织物处理的上浆剂、整理剂,以及可生成柔顺、防皱、防霉菌的保护层。
利用阴离子聚丙烯酰胺的吸湿性强的特点,能减少纺细纱时的断张率。
阴离子聚丙烯酰胺作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃。
阴离子聚丙烯酰胺用作印染助剂时,可使产品附着牢度大、鲜艳度高,还可作为漂白的非硅高分子稳定剂。
2、阴离子聚丙烯酰胺主要用作絮凝剂:对于悬浮颗粒,较粗、浓度高、粒子带阳电荷,水PH值为中性或碱性的污水,由于阴离子聚丙烯酰胺分子链中含有一定量极性基能吸附水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥形成大的絮凝物。
因此它加速悬浮液中的粒子的沉降,有非常明显的加快溶液的澄清,促进过滤等效果。
阴离子聚丙烯酰胺广泛用于化学工业废水、废液的处理,市政污水处理。
自来水工业、高浊度水的净化、沉清、洗煤、选矿、冶金、钢铁工业、锌、铝加工业、电子工业等水处理。
3、阴离子聚丙烯酰胺用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。
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浅谈阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的发展概况摘要:本文介绍了阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的性质、絮凝性能的作用机理、制备方法、阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的一些应用。
关键词:阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂;絮凝剂;阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂性质;阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂制备;阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂应用 1阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂发展背景随着人们环境意识的增强及我国可持续性发展战略的实施, 防止污染、保护环境的工作已引起人们的高度重视。
工业废水对环境的危害十分惊人, 如何治理不同行业的废水, 使其达到排放标准是目前迫切需要解决的问题。
废水处理的方法很多, 有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沉淀法等, 其中絮凝沉淀法是应用最广泛且最经济的方法。
絮凝剂是絮凝法水处理技术的核心, 其种类及性质直接影响着处理效果。
用于水处理的絮凝剂包括无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂。
[1]2聚丙烯酰胺水溶液的性质2.1物理性质聚丙烯酰胺能在水中以任何比例溶解,溶解不受温度影响,其水溶液为均一清澈的高黏度液体。
在合适的低浓度下,聚合物溶液可视为网状结构,链间机械的连结和氢键共同形成网状节点;浓度较高时,由于溶液中含有许多链-链接触点,使得聚丙烯酰胺溶液呈凝胶状。
聚丙烯酰胺水溶液能与许多和水互溶的有机物相容,对电解质也有很好的相容性,对氯化铵、氢氧化钾、硫酸钙、碳酸钠、硼酸钠、硝酸钠、硫酸铜、磷酸钠、氯化锌、硫酸钠、硼酸及磷酸等物质不敏感。
聚丙烯酰胺水溶液的黏度不但和相对分子质量、浓度、温度有关,而且还受pH值、水解度及含盐量等不同因素的影响。
聚丙烯酰胺水溶液的稳定性已能满足很多应用方面的要求,但仍会受到物理应力和化学反应的影响,或由于细微的链构象重排而使溶液在陈放数日或数周内,黏度越来越小,这将大大影响它的使用效能。
所以在制造和贮运时,要细心控制条件,一般贮存不宜超过50℃。
其它因素包括剪光、切、超声波和加热都可使聚合物降解。
2.2化学性质聚丙烯酰胺在80-100℃碱性的条件下,可以通过酰胺基水解转化为含羧基的聚合物,这种聚合物和丙烯酰胺—丙烯酸钠共聚物有相似的结构。
聚丙烯酰胺和甲醛水溶液在酸性条件下共热可以发生交联反应,分子间的酰胺基通过亚甲基而交联成为不溶性凝胶。
在40~60℃碱性条件下,聚丙烯酰胺水溶液与甲醛可发生羟甲基化反应。
聚丙烯酰胺与亚硫酸氢钠和甲醛在碱性的条件下反应,可在聚丙烯酰胺的酰胺基上引入磺甲基生成阴离子衍生物———磺甲基化聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺可与次卤酸盐(如次氯酸钠或次溴酸钠)在碱性条件下反应,该反应被称为霍夫曼降解反应。
聚丙烯酰胺与甲醛和胺在碱性条件下反应,可生成N-甲基化丙烯酰胺聚合物,该反应称为曼尼奇反应。
[2]2.3阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的优点本文将主要讲介绍有机高分子絮凝剂中的阳离子型聚丙烯酰胺( CPAM 絮凝剂。
有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比, 具有用量少、絮凝速度快、受其共存盐类和体系pH 值及环境温度影响小、生成污泥量少且易处理等优点, 应用前景十分广阔。
随着废水中污染物的多样化, 特别是带负电荷的有机物的含量不断提高, 使用常规水处理剂难以达到满意效果. 分子链上带有正电荷活性基团的阳离子型聚丙烯酰胺( CPAM 絮凝剂可与体系微粒通过电性中和、吸附架桥和包络作用来使固体微粒脱稳、絮凝. 另外, 它还可与带负电荷的溶解物反应生成不溶物, 使微粒絮凝沉淀, 使水中总含碳量降低。
CPAM 具有优良的除浊、脱色性能, 特别适合于污泥脱水、有色废水处理及胶体物质含量高的废水处理。
因此, CPAM 絮凝剂成为研究重点.目前, 在美、日、英、法等国CPAM 已被大量用于废水处理中, 其用量占合成絮凝剂用量的50% 以上, 并且其用量还在不断增加. 我国在这方面起步较晚, 产品性能及市场应用率与国外相比还有较大差距。
[3]2.4 阳离子型聚丙烯酰胺作用机理阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂分子链中既含阳离子链节, 又含柔性好的丙烯酰胺链节。
当阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂处理含胶体颗粒带正电荷的废水时, 吸附在胶体表面上的是柔性好的丙烯酰胺链节。
丙烯酰胺链节不是全部都与胶体表面接触, 而是很多链节伸展到悬浮液的液相中。
被吸附在胶体表面上的高分子链节段为链串, 伸展到液相中的高分子链节称为链环, 高分子的尾端称为链端, 伸展到溶液中的链环和链端形成胶体颗粒间的桥。
由于一个高分子链有很多个链串与颗粒间的桥, 当高分子链中吸附的胶体颗粒多时, 使胶体絮凝而发生沉降, 即“ 架桥作用”。
当阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂处理含胶体颗粒带负电荷的废水时, 阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂中的阳离子与废水中的带阴离子的胶体颗粒进行电荷中和作用, 降低苍电位, 压缩扩散层。
当苍电位降低到接近零时, 胶体粒子被凝聚。
同时, 阳离子型聚丙烯酰胺的长链产生架桥效应, 使胶体絮凝。
其他悬浮的颗粒也被吸附、包卷和捕集, 并相互集结形成大的絮体, 即“ 中和与架桥作用” 。
其沉降性好, 脱色力强。
由于废水中的有机物或胶体的微粒表面带负电荷。
因此, 它可与许多物质亲和、吸附形成氢键,具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能,适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。
[4] 3 阳离子型聚丙烯酰胺的制备方法3.1非离子型聚丙烯酰胺的阳离子改性阳离子型聚丙烯酰胺合成通常是通过经甲基或曼尼期(Mannich反应在聚丙烯酰胺上引人胺类分子, 分叔胺型和季胺型阳离子型聚丙烯酰胺。
早在1956年Schiler 等就用甲醛和二甲胺与PAM 反应, 研制出叔胺型改性PAM; 日本专利用次氯酸钠和PAM 进行曼尼期反应, 然后再与二胺试剂反应, 也制得叔胺型改性PAM;Petton R.A.等利用羟甲基二甲胺和硫酸二甲酯与PAM 反应, 研制出季胺盐型改性PAM 。
我国也进行了这方面的研究,李卓美用二氰二胺对聚丙烯酰胺进行改性, 获得了一种新型阳离子型聚丙烯酰胺(PAMMG , 它对印染废水中的活性艳红X 一33有良好的脱色絮凝作用, 其净化效果可达99%。
[5]3.2 丙烯酰胺单体与阳离子单体共聚合丙烯酰胺与乙烯类阳离子单体共聚合可得到阳离子型聚丙烯酰胺。
较常见的阳离子单体是季铵或叔胺化的胺基酯或烷胺基酰胺。
丙烯酰胺(AM 和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC 共聚合制得的季按化阳离子高分子絮凝剂是季铵化阳离子型聚丙烯酰胺中最重要的一种。
因为DMDAAC 均聚物(PDADMA及其共聚物具有正电荷密度高、水溶性好、相对分子质量易于控制、高效无毒、造价低廉等优点。
如吴全才等用反相乳液聚合法制备的AM/DMDAAC阳离子絮凝剂处理辽阳化工废水、辽阳织染废水和辽阳造纸废水, 处理后的废水已达到回用水的要求, 污泥脱水的沉降速度优于日本水溶液聚合的高分子阳离子絮凝剂。
肖遥等用水溶液聚合法制备的AM/DMDAAC阳离子絮凝剂处理江汉石油化工厂隔油后的污水、采油污水、钻井污水, 结果表明, 其使用效果比使用阳离子絮凝剂80A-51、M 一PAM 好。
[6]王雅琼等用丙烯酰胺(AM和甲基丙烯酸胺基乙酯(DM共聚合制得的阳离子高分子絮凝剂, 并对造纸厂中段白水进行了絮凝沉降试验。
试验表明, 其最佳用量、沉降速度、絮凝后的透光率随聚合物的相对分子质量、投加量及水体系pH 值等因素的改变而改变, 相对分子质量增大可增加吸附架桥作用, 使微粒增大而有利于絮凝沉降。
该阳离子絮凝剂在酸性条件下的絮凝效果比在碱性条件下好。
[7]3.3天然高分子一丙烯酰胺接枝共聚阳离子化天然高分子物质具有相对分子质量分布广、活性基团多、结构多样化等特点, 且其来源广、价廉、可再生、无毒, 所以这类絮凝剂的开发潜力较大。
改性阳离子淀粉衍生物、木质素衍生物、甲壳素衍生物等, 尤其是近几年来淀粉一聚丙烯酰胺接枝共聚物的研究日益引起人们的关注, 并取得一定的进展。
它与均聚丙烯酰胺相比, 具有絮凝能力强、分子链稳定性好、适应范围广、阳离子化反应更容易进行等特点。
藩松汉等用木薯淀粉为原料, 采用两步法合成的阳离子接枝型淀粉聚丙烯酰胺絮凝剂对洗煤废水进行处理, 对洗煤废水的絮凝沉降速度和上层清液的透过率都比均聚丙烯酰胺好。
[8]赵彦生等采用一步法合成的阳离子接枝型淀粉聚丙烯酰胺絮凝剂对山西毛纺厂印染废水进行处理, 对印染废水的絮凝沉降速度和上层清液的透过率都比非离子型聚丙烯酰胺和阳离子型聚丙烯酰胺好。
[9]4阳离子型聚丙烯酰胺的应用4.1在石油行业中的应用将CPAM 用于注水、注酸、压裂和钻井液, 可抑制粘土水化膨胀、分散和转移, 防止井壁坍塌及注入流体对油气层的破坏, 它适用于各种pH 值, 并且长期稳定. 另外, 还可用于油田污水的絮凝和脱油, 处理后的污水可作为油田回注水而得以循环利用.4.2在工业废水处理中的应用CPAM 能有效处理印染、纺织、造纸、化工和冶炼等行业所排放的废水. 如常用PDA 除去印染废水中的各种色素, 降低水的COD 值, 并可使各种悬浮颗粒快速沉降及脱水; 用PDA 还可除去造纸废水中的油墨及将电镀、冶炼、化工废水中的重金属离子沉淀除去, 使水质达到排放标准. 张跃军等人研究了用PDA 处理废纸再生造纸废水, 处理后的废水透光率达99.3%, COD 去除率达77. 8% , 并且PDA 用量少, 适用pH 值较宽, 是一种经济实用的阳离子絮凝剂.4.3在造纸工业中的应用在造纸工业中, 按CPAM 相对分子质量可分为三大用途: 相对分子质量低的可作为纸张增强剂; 相对分子质量中等的可作为助留助滤剂; 相对分子质量高的可作为絮凝剂. 作为增强剂时, CPAM 的酰胺基团与纤维表面的羟基有较强的分子间作用, 并通过氢键结合. 同时, CPAM 的正电荷与纸纤维的负电荷通过静电吸引得以结合, 两种作用使纤维间的作用力加强, 从而提高了纸张的强度.作为助留剂时, CPAM 通过电荷吸引和架桥作用使细小的纤维或粒子形成较大絮团, 从而使填料、纸纤维等的留着率大幅度提高. 作为助滤剂时,CPAM 的正电荷中和作用使纸纤维或填料表面的电荷降低, 即极性降低, 进而使水分子在填料和纸纤维等表面的润湿、定向排列性能降低, 而填料和纸纤维等颗粒一定程度的凝聚使其比表面降低, 从而改善了其脱水性. 若将CPAM 与硫酸铝联用, 则助留助滤效果可进一步提高.作为絮凝剂时, 要求CPAM 具有较高的相对分子质量, 阳离子度要达到一定程度. CPAM 通过吸附架桥和电性中和的作用使排放水中流失的纸纤维和填料等絮凝沉淀得以回收利用. [10]浅谈阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的研究进展 5.1 结语随着人们生活水平的不断提高,人们越来越注重环保和生活质量,污水的处理也日益受到人们的关注。