Врсте ПАМ-а
Катионски полиакриламид (ЦПАМ): Линеарно полимерно једињење. Због различитих активних група, може да формира водоничне везе са многим супстанцама путем афинитета и адсорпције. Првенствено флокулише негативно наелектрисане колоиде.
Ањонски полиакриламид (АПАМ): У води{0}}растворљиви полимер, који се углавном користи за флокулацију и седиментацију у различитим третманима индустријских отпадних вода, као што су отпадне воде из челичана, галванских постројења, металуршких постројења и постројења за прање угља, као и за одводњавање муља. Такође се може користити за бистрење и пречишћавање воде за пиће. Пошто његов молекуларни ланац садржи одређени број поларних група, он може да адсорбује суспендоване чврсте честице у води, премошћивајући честице или неутралишући њихово наелектрисање да би формирао велике флокуле. Због тога може убрзати седиментацију честица у суспензији, значајно убрзавајући бистрење раствора и промовишући филтрацију.
Нејонски полиакриламид (НПАМ): Ово је полимер или полиелектролит високе{0}}молекуларне-тежине. Његов молекуларни ланац садржи одређену количину поларних група које могу да адсорбују суспендоване чврсте честице у води, премошћујући честице да би формирале велике грудве. Убрзава седиментацију честица у суспензији, значајно убрзавајући бистрење раствора и промовишући филтрацију. Због присуства амидних или јонских група у његовом молекуларном ланцу, његова значајна карактеристика је висока хидрофилност, што му омогућава да се раствара у води у различитим размерама. Овај тип воденог раствора полиакриламида има добру толеранцију на електролите, као што су амонијум хлорид и натријум сулфат, а такође је компатибилан са сурфактантима.
Технички индикатори ПАМ-а
Технички индикатори полиакриламида углавном укључују молекулску тежину, степен хидролизе, степен јонизације, вискозитет и садржај заосталог мономера. Стога се о квалитету ПАМ-а може судити и на основу ових показатеља.
1. Молекуларна тежина
ПАМ има веома високу молекуларну тежину, а она се значајно повећала последњих година. ПАМ коришћен 1970-их је углавном имао молекулску тежину од неколико милиона; од 1980-их, већина високоефикасних ПАМ-ова{3}}има молекуларну тежину од преко 15 милиона, а неки достижу и 20 милиона. Сваки ПАМ молекул је полимеризован из више од 100.000 молекула акриламида или натријум акрилата (акриламид има молекулску тежину од 71, а ПАМ који садржи 100.000 мономера има молекулску тежину од 7,1 милион).
Генерално, ПАМ веће молекуларне тежине показује боље перформансе флокулације. Акриламид има молекулску тежину од 71, док ПАМ који садржи 100.000 мономера има молекулску тежину од 7,1 милион. Полиакриламид и његови деривати имају молекулску тежину у распону од стотина хиљада до преко десет милиона и могу се категорисати на основу молекуларне тежине као ниске молекулске тежине (испод 1 милиона), средње молекулске тежине (1 милион до 10 милиона), високе молекулске тежине (10 милиона до 15 милиона) и ултра{11} милиона молекулске тежине (аб 5 милиона).
Молекуларна тежина органских једињења високе молекулске тежине није потпуно уједначена, чак ни унутар истог производа; номинална молекулска тежина је њена просечна вредност.
2. Степен хидролизе и степен јонизације
Степен јонизације ПАМ-а значајно утиче на његове перформансе, али његова оптимална вредност зависи од врсте и особина материјала који се третира; различити услови ће резултирати различитим оптималним вредностима. Ако материјал који се обрађује има високу јонску снагу (садржи велику количину неорганске материје), коришћени ПАМ треба да има већи степен јонизације, и обрнуто. Генерално, степен ањонизације се назива степен хидролизе. Степен јонизације се обично посебно односи на катјоне.
Степен јонизације=н/(м+н)*100%
Рано произведени ПАМ је полимеризован из једног мономера, полиакриламида, и првобитно није садржао -ЦООНа групе. Пре употребе, било је потребно загревање са НаОХ да би се неке од -ЦОНХ2 група хидролизовале у -ЦООНа, као што је приказано у следећој реакцији:
-ЦОНХ2 + НаОХ → -ЦООНа + НХ3↑
Гас амонијака се ослобађа током процеса хидролизе. Пропорција амидних група хидролизованих у ПАМ-у назива се степен хидролизе, што је степен ањонизације. Овај тип ПАМ-а је био незгодан за употребу и имао је лоше перформансе (хидролиза загревања је неизбежно изазвала значајно смањење молекулске тежине и перформанси ПАМ-а), а ретко се користио од 1980-их.
Модерно произведени ПАМ-ови доступни су у различитим производима са различитим степеном ањонизације. Корисници могу изабрати одговарајући тип у складу са својим потребама и кроз стварно тестирање. Није потребна даља хидролиза; може се користити непосредно након растварања.
Међутим, због навике, неки људи и даље називају процес растварања флокуланта хидролизом. Треба напоменути да хидролиза значи разлагање водом, хемијску реакцију, а хидролиза ПАМ-а ослобађа гас амонијака; док је растварање само физички процес без хемијске реакције. То двоје су фундаментално различити и не треба их мешати.
3. Садржај заосталог мономера
Садржај заосталог мономера у ПАМ-у се односи на количину акриламидног мономера који није реаговао у потпуности током полимеризације акриламида у полиакриламид и на крају остаје у полиакриламидном производу. То је важан параметар за процену његове подобности за прехрамбену индустрију. Полиакриламид није-токсичан, али акриламид има одређени степен токсичности.
У индустријском -полиакриламиду, неизбежно остају трагови неполимеризованог акриламидног мономера. Због тога, садржај резидуалног мономера у ПАМ производима мора бити строго контролисан. Међународни прописи прописују да садржај заосталог мономера у ПАМ-у који се користи у води за пиће и прехрамбеној индустрији не сме бити већи од 0,05%. Ова вредност за-познате међународне производе је испод 0,03%.
4. Вискозност
ПАМ раствори су веома вискозни. Што је већа молекулска тежина ПАМ-а, већи је и вискозитет раствора. То је зато што су ПАМ макромолекули дуги и танки ланци, што резултира значајном отпорношћу на кретање у раствору. Вискозитет у суштини одражава величину трења унутар раствора, такође познат као коефицијент унутрашњег трења.
Раствори различитих -молекуларних-органских једињења углавном имају висок вискозитет, који се повећава са повећањем молекулске масе. Једна метода за одређивање молекулске масе органских једињења велике{3}}молекуларне-тежине је мерење вискозности раствора одређене концентрације под одређеним условима, а затим израчунавање његове молекулске тежине помоћу одређене формуле; ово се зове „просечна молекулска маса-вискозитета.“
ПАМ Селецтион
Полиакриламид се може класификовати на не-јонске, ањонске и катјонске типове на основу његових јонских својстава. На основу молекуларне тежине, постоје различите спецификације, јонизам, итд., што доводи до много различитих модела. С обзиром на сложене спецификације на тржишту, одабир оптималног модела полиакриламида за ваш систем отпадних вода је заиста веома тежак. Ево неколико савета за решавање уобичајених проблема при избору полиакриламида за третман отпадних вода или муља.
1. Разумевање извора муља
Муљ је неизбежан нуспроизвод пречишћавања отпадних вода. Прво, треба да разумемо извор, својства, састав и садржај чврстих материја у муљу. На основу главних компоненти, муљ се може поделити на органски муљ и неоргански муљ.
Генерално, катјонски полиакриламид се користи за третирање органског муља, док се ањонски полиакриламид користи за третирање неорганског муља. Катјонски полиакриламид није погодан за високо алкалне услове, док ањонски полиакриламид није погодан за високо киселе услове. Већи садржај чврстих материја у муљу обично захтева већу дозу полиакриламида.
2. Избор молекулске тежине полиакриламида
Молекуларна тежина полиакриламида се односи на дужину молекулског ланца. Молекуларна тежина полиакриламида креће се од 5 милиона до 18 милиона. Генерално, што је већа молекулска тежина полиакриламидног производа, већи је и вискозитет. Међутим, у пракси, већа молекулска тежина не значи нужно и боље перформансе. Одговарајућа молекулска тежина се мора одредити на основу специфичне индустрије примене, квалитета воде и опреме за третман.
Полиакриламид је високо{0}}молекуларна-коагулантна помоћ. Производи се могу класификовати у три категорије према њиховој просечној молекулској тежини: ниска молекулска тежина (<1 million), medium molecular weight (2-4 million), and high molecular weight (>7 милиона).
Полиакриламид се користи у пречишћавању отпадних вода и представља органски полимер високе-молекуларне-растворљиве у води-са молекуларном тежином од неколико милиона до десетина милиона. Када се користи искључиво као помоћно средство за коагулацију, генерално, што је већа молекулска тежина, то су грудве гушће и потребно је мање хемикалија. Међутим, препоручује се да молекулска тежина ањонског полиакриламида не прелази 20 милиона.
За одводњавање муља: Када користите тракасту филтер пресу, молекулска тежина генерално не може бити превелика. Висока молекуларна тежина може зачепити филтерску тканину, утичући на ефекат одводњавања. Када се користи центрифугална филтер преса, захтеви за молекуларном тежином су већи јер центрифугалне филтер пресе захтевају да флокуле буду што је могуће отпорније на смицање-; стога треба изабрати производ са релативно високом молекулском тежином.
3. Избор степена полиакриламидних јона
Да би се муљ исушио, флокуланти са различитим степеном јона могу се прегледати кроз мале експерименте како би се изабрао оптимални полиакриламид. Овим се постиже најбољи ефекат флокулације уз минимизирање дозирања и уштеду трошкова. Кључни фактори за избор степена јона су:
(1) Величина флока
Премале флокуле ће утицати на брзину дренаже, док ће грмље које су превелике везати више воде, смањујући сувоћу муљног колача. Величина флока се може подесити избором молекулске тежине полиакриламида.
(2) Снага флоц (садржај влаге)
Флокови треба да остану стабилни и да се не ломе под напоном смицања. Повећање молекулске тежине полиакриламида или одабир одговарајуће молекуларне структуре помаже у побољшању стабилности флока.
(3) Мешање полиакриламида и муља
Полиакриламид мора у потпуности да реагује са муљем на одређеном месту у опреми за одводњавање да би се постигла флокулација. Стога, вискозитет раствора полиакриламида мора бити одговарајући да би се обезбедило темељно мешање са муљем у условима постојеће опреме. Равномерно мешање је кључни фактор за успех. Вискозитет раствора полиакриламида је повезан са његовом молекулском тежином и концентрацијом.
(4) Растварање полиакриламида
Добро растварање је неопходно за ефикасну флокулацију. Као што је раније поменуто, процес растварања полиакриламида је у суштини процес његовог сазревања. Понекад је потребно убрзати брзину растварања; у овом случају може се размотрити повећање концентрације раствора полиакриламида.
Стога, избор оптималног производа треба одредити кроз лабораторијске експерименте са чашама. Из наведеног се може видети да избор молекулске тежине и јонитета није апсолутан. Најбоље је спровести тестове селекције и оперативне тестове пре избора полиакриламида да бисте добили најтачније податке и обезбедили најбољу исплативост изабраног полиакриламида.