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宇升公司聚丙烯酰胺的溶解方法
聚丙烯酰胺投加量
聚丙烯酰胺分子量的测量
污水处理中聚丙烯酰胺的水解度
混凝剂的实验
絮凝剂聚丙烯酰胺的溶解问题
污泥脱水用聚丙烯酰胺
 
 

污水处理中聚丙烯酰胺的水解度

 

  聚丙烯酰胺对高浊度水,具有十分优异的絮凝效能。聚丙烯酰胺为非离子型高聚物,通常卷曲成无规线团。一般加碱可使聚丙烯酰胺部分水解,在所生成的羧基阴离子之间静电斥力的作用下,使分子链伸开,以暴露出来的活性酰胺基团和很长的分子链,发挥优异的吸附架桥絮凝作用。
聚丙烯酰胺的水解反应,可以下式表示:
式(1)中反应进行的程度,通常以水解度表示
h=m/n×100%(2)
式中:h-水解度(%);
m—聚丙烯酰胺分子中水解生成的羧基数;
n—聚丙烯酰胺分子中水解前酰胺基总数。
  在反应(1)中,随着水解度的增加,羧基阴离子增加,分子链不断伸展,从而有使絮凝效果逐渐增强的作用;同时,聚丙烯酰胺分子的负电性亦逐渐增强,又妨碍了其与负电性的泥沙杂质相吸附,而且在吸附架桥中起主要作用的活性基团-酰胺基也不断减少,从而随着水解度的增加,又存在使絮凝效果逐渐变差的因素。在水解前期,前者起主导作用;水解后期,后者升居主导地位。作为综合结果,必存在一个最优的水解程度,使絮凝效果最佳,即存在着一个最佳水解度。自M ichaels 〔1〕 于1954年提出最佳水解度的概念以来,一直普遍认为其值为30%左右。但对高浊度水,最佳水解度是否仍为30%,是本文要探讨的一个课题。
  聚丙烯酰胺作为一种有机高分子物质,水解反应速度较慢,应如何实现高速水解,是本文将要探讨的另一个课题。
一、聚丙烯酰胺絮凝的最佳水解度
  以白银矿山药剂厂产的胶状聚丙烯酰胺作为实验用絮凝剂。实测平均分子量为6.2×10 6 ,有效成分含量为9.0%。首先将聚丙烯酰胺配制成一定浓度的溶液,加入氢氧化钠进行水解。然后以一定的时间间隔测定其水解度,并以此水解试样做高浊度水的静水絮凝沉淀试验,以浑液面沉速作为表征絮凝效果的指标。实验均在恒温条件下进行。
  溶液的浓度;以百分浓度,即100g溶液中含的聚丙烯酰胺的克数表示。习惯上,常以有效成分含量为8%的胶状聚丙烯酰胺产品的重量来进行计算。在本文中,则以聚丙烯酰胺有效成分的重量来计算。
  水解时,加入氢氧化钠的数量,可以加碱比表示。加碱比就是水解液中氢氧化钠与聚丙烯酰胺的重量比。习惯上,常以有效成分含量为8%的胶状聚丙烯酰胺产品的重量进行计算。在本文中,则以聚丙烯酰胺有效成分的重量来计算。
  水解度的测定,采用黑龙江大学化学系研究提出的方法。按要求称取一定量的待测试样,用无水乙醇和丙酮纯化精制后,再用甲基橙—靛兰二磺酸钠混合指示剂滴定法测定。水解度的计算式为:
式中:N-盐酸标准溶液当量浓度;
V—至等当点时消耗盐酸标准溶液的体
积〔mL);
W-试样中聚丙烯酰胺含量按水解前重量计(m g)。
  高浊度水静水絮凝沉淀试验在1000mL量简中进行。将黄河泥沙用自来水充分浸泡,配制成100kg/m 3 的高浊度水,加入部分水解的聚丙烯酰胺试样3.6m g(有效成份,后同),对水搅拌以进行混合反应。试验时,G值控制为400 S -1 左右。经T秒混合反应,当GT值达到4680时,将  搅拌器轻轻提出,测量浑液面沉降段平均沉速。该沉速值愈大,表示相应的聚丙烯酰胺水解试样的絮凝性能愈好。
  按上述方法,对于每一聚丙烯酰胺的水解试样,都可得到一组相对应的水解度与浑液面沉速关系数据,可绘成如图1所示的曲线。曲线a代表加碱比大于0.222:1的情况。此时随着水解度的增加,浑液面沉速先是逐渐上升,并达到一最大值,然后又随着水解度的增加而下降。在该最大值下的水解度,即为最佳水解度。
  实验发现,聚丙烯酰胺的最佳水解度并非常数。在本实验条件范围内,最佳水解度在32~48%之间变化。

 

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