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有機絮凝劑是指能產生絮凝作用的天然的或人工合成的有機分子物質。

1 有機絮凝劑 -簡介

有機絮凝劑是指能產生絮凝作用的天然的或人工合成的有機分子物質。天然產物為蛋白質或多糖類化合物,如澱粉、蛋白質、動物膠、藻朊酸鈉、羧甲基纖維素鈉等;合成產品有聚丙烯醯胺、聚丙烯酸鈉、聚乙烯吡啶鹽、聚乙烯亞胺等。這類絮凝劑(混凝劑)都是水溶性線型高分子物質,在水中大部分可電離,為高分子電解質。根據其可離解的基團特性,可分為陰、陽離子型及兩性型等類;其鏈狀分子可以產生粘結架橋作用,分子上的荷電基團對膠團的擴散層起電中和壓縮的作用。由於高分子混凝劑價格較高,常用於一些特殊用途,如高濃度、高濁度、高色度及特殊嗅味的廢水處理中。陽離子型高分子絮凝劑應用面廣,發展較為迅速。
有機絮凝劑

2 有機絮凝劑 -合成的有機高分子絮凝劑


在合成的有機高分子絮凝劑中,主要是聚丙烯醯胺(PAM)及其衍生物,在美國、日本其市場佔有率達80%以上,在中國則年產近萬噸。根據分子鏈上帶電基團的電性,有機高分子絮凝劑可分為陽離子、陰離子、非離子和兩性四種類型。已廣泛運用於油田水處理中的有機絮凝劑主要是聚丙烯醯胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)、反應製得的陽離子型聚丙烯醯胺,以及近幾年來研究開發的熱點:兩性離子型高分子絮凝劑。技術指標


外觀:白色顆粒或粉末
分子量:數十至2000萬

有機絮凝劑

外觀

分子量(萬)

固含量%

離子度或水解度%

殘餘單體%

使用範圍

陰離子有機絮凝劑

白色顆粒

300—2200

≥88

水解度
10—35

≤0.1

水的PH值為中性或鹼性

陽離子有機絮凝劑

白色顆粒

500-1200

≥88

離子度
5-80

≤0.1

帶式機離心式壓濾機

非離子有機絮凝劑

白色顆粒

200—1500

≥88

水解度
0-5

≤0.1

水的PH值為中性或鹼性

兩性有機絮凝劑

白色顆粒

500—1200

≥88

離子度
5-50

≤0.1

帶式機離心式壓濾機
陽離子型聚丙烯醯胺


陽離子型聚丙烯醯胺(簡稱CPAM)對水溶液介質中的各種懸浮微粒都有極強的絮凝沉降效能,特別是對那些帶有負電荷的膠體溶液微粒更顯示出其優越性。CPAM的優良絮凝沉降效能包括以下三個方面:①通過電中和使帶負電的懸浮微粒失去分散穩定性。②通過「架橋」作用使懸浮微粒聚集成大顆粒而加速其沉降,且形成的聚集體較無機絮凝劑所形成的絮凝聚集體更加緊密牢固,因而有利於機械脫水。③與帶負電荷的溶解物反應,生成不溶物沉澱。
廣泛用於增稠、粘接、增黏、絮凝、穩定膠體、減阻、阻垢、凝膠、成膜等方面。是目前應用最廣、效能最高的高分子絮凝劑,用於處理電廠用水、工業用水,以及工業廢水及市政污水的絮凝澄清凈化處理;陰離子聚丙烯醯胺


陰離子聚丙烯醯胺使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。陰離子聚丙烯醯胺是水溶性的高分子聚合物, 主要用於各種工業廢水的絮凝沉降,沉澱澄清處理,如鋼鐵廠廢水,電鍍廠廢水,冶金廢水,洗煤廢水等污水處理、污泥脫水等。還可用於飲用水澄清和凈化處理。由於其分子鏈中含有一定數量的極性基團,它能通過吸附水中懸浮的固體粒子, 使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,故可加速懸浮液中粒子的沉降,有非常明顯的加快溶液澄清,促進過濾等效果。
廣泛用於化學工業廢水、廢液的處理,市政污水處理。自來水工業、高濁度水的凈化、沉清、洗煤、選礦、冶金、鋼鐵工業、鋅、鋁加工業、電子工業等水處理。兩性高分子絮凝劑


兩性高分子絮凝劑是高分子鏈節上同時含有正、負兩種電荷基團的水溶性聚合物,適用於處理帶不同電荷的污染物,具有pH值適應範圍寬、抗鹽性好、絮凝、沉降脫水能力強等應用特點。特別對污泥脫水,不僅有電性中和、吸附橋聯作用,而且有分子間的「纏繞」包裹作用,使處理的污泥顆粒粗大,脫水性好,即使是對不同性質的不同腐敗程度的污泥,也能發揮較好的脫水助濾作用,因而成為油田污水處理用高分子絮凝劑的開發熱點。主要分為兩類:化學合成類兩性高分子絮凝劑和天然改性類兩性高分子絮凝劑。

3 有機絮凝劑 -用途


1、在採礦工業中,通常使用大量的水,最後常須回收水中有用固體物,並將廢水凈化回收使用。應用非離子聚丙烯醯胺絮凝劑,可促進固體的下沉、液體的澄清和泥餅的脫水,從而可提高生產效率,減少尾礦流失和水的消耗,降低設備投資和加工成本,並免除環境污染。例如:鉬的瀝濾,黃金的沉澱、分離,鈾礦的回收。
2、在洗煤過程中,煤粉及煤泥的沉澱和過濾是主要的經濟問題和污染控制問題。非離子聚丙烯醯胺系列產品可以減少泥土著色、管路堵塞、泵的維修以及河水污染,提高生產能力,回收煤粉和提高過濾速率,還可以使水徹底澄清。
3、在電解精鍊工藝中,可使金屬沉澱勻化,使鍍層更加光亮,提高電流效率。
4、在無機纖維泥漿(石棉-水泥製品)中可使成型的石棉——水泥製品排水性得到改善,使石棉板坯料的強度提高。在絕緣板中,可提高添加劑和纖維的結合能力。
5、可作保鮮膜和農用薄膜的添加劑。
6、非離子聚丙烯醯胺的複合材料可作礦床、池塘、水壩、地基的灌漿材料。
7、在土壤改良中可以增強土壤團粒結構的堅固性,增加土壤的含水量及土壤結構的承載負荷。
8、凝膠可用來分離保持生物活性的物質,藥物的控制釋放和酶的包埋、蛋白質電泳、電池的凝膠電解液。
9、用於污水處理。當污水呈酸性時,本產品有特效,也可與聚鋁、聚合硫酸鐵等配合使用。

4 有機絮凝劑 -應用前景


有機高分子絮凝劑的生產和應用雖然已經取得了較大的進步,但其生產使用過程中的不安全性和給環境造成的二次污染仍應引起人們的重視。資料表明:使用較多的聚丙烯醯胺,雖然完全聚合的聚丙烯醯胺沒有多大問題,但其聚合單體丙烯醯胺卻具有強烈的神經毒性,並且還是強的致癌物,所以聚合過程中單體的殘留仍是一個令人擔憂的問題。天然有機高分子絮凝劑以其優良的絮凝性、不致病性及安全性、可生物降解性,正引起世人的高度重視,但其使用量遠小於有機合成高分子絮凝劑,原因是其電荷密度小,分子量較低,且易發生生物反應而失去絮凝活性。如果將天然高分子絮凝劑進行改性,則其產品與合成的有機高分子絮凝劑相比較,具有選擇性大、無毒、價廉等顯著優點。在水處理的應用中必將擁有廣闊的應用前景。

5 有機絮凝劑 -注意事項


1、離子型PAM是通過其高分子的長鏈把污水中的許多細小顆粒或油珠吸附后纏在一起而形成架橋。它是一種絮凝能力非常強的絮凝劑,它的絮凝速度比陰離子型PAM快。在油田含油污水處理時,通常與鋁鹽配合使用。
2、使用前要通過實驗確定其最佳用量,用量過低,不起作用,用量過高,反而起反作用。這是因為超過一定濃度,PAM不但不起絮凝作用,反而起分散穩定作用。
3、加藥時應使用較低的濃度,以保證混合均勻。
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