陽離子聚丙烯酰胺是近幾年發(fā)展最快的品種,在西方發(fā)達國家其年增長率為5~10%,已占聚丙烯酰胺總產(chǎn)量的60%以上。我國的情況比較特殊,陰離子聚丙烯酰胺占總產(chǎn)量的90%以上,主要用于石油開采,陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)量很小而且生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模也很小,幾乎沒有形成一定規(guī)模的生產(chǎn)裝置。隨著水處理行業(yè)的飛速發(fā)展,對陽離子聚丙烯酰胺需求高速增長,相信國內(nèi)陽離子聚丙烯酰胺將會在近幾年有一個較大的發(fā)展。
陽離子聚丙烯酰胺主要包括以下三種:低分子量聚胺類、丙烯酰胺與陽離子單體共聚類和非離子聚丙烯酰胺改性類。聚胺類包括聚乙烯亞胺、聚乙烯咪唑啉、胺—表氯醇縮合物及其改進產(chǎn)品,這類產(chǎn)品電荷密度高但分子量低,主要用于功能性造紙?zhí)砑觿?、石油開采和化妝品等行業(yè),很少用于污泥脫水。丙烯酰胺與陽離子單體共聚類陽離子聚合物產(chǎn)量最大,陽離子單體主要指(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和二甲基二烯丙基氯化胺(DMDAC),其中P(AM—DMC)產(chǎn)品分子量較高,陽離子度0~100%之間可調(diào),粉狀陽離子聚丙烯酰胺幾乎全部屬于此類結(jié)構(gòu),我國用于污泥脫水的粉狀陽離子聚丙烯酰胺亦屬于此類,產(chǎn)品分子量400~600萬,陽離子度30~50%,其主要問題在于DMC需要進口,價格昂貴,導致生產(chǎn)成本較高。對于P(AM—DMDAC)而言,由于DMDAC單體空間位阻較大,聚合活性差,很難制備分子量和陽離子度都令人滿意的產(chǎn)品,所以用于污泥脫水的不多,而且DMDAC吸水性極強,該類產(chǎn)品通常為液狀。非離子聚丙烯酰胺的酰胺基可與多種試劑反應,其中與甲醛二甲胺反應可生成叔胺結(jié)構(gòu)聚合物,進一步季胺化生成季胺鹽。由于聚丙烯酰胺水溶液的粘度非常大,通常600~800萬分子量時2%濃度已很粘稠,這就給水溶液反應帶來困難,由于PAM濃度很低,導致陽離子度通常不會超過10%且殘余甲醛濃度較高。對于污泥中有機質(zhì)含量不高的縣級污水處理廠而言,低成本的非離子聚丙烯酰胺Mannich變性產(chǎn)品是適用的。
絮凝是通過有機高分子絮凝劑對懸浮液(或膠體)中細小顆粒的電中和和吸附架橋使其脫穩(wěn)的過程,有機高分子絮凝劑必須具有較高的相對分子量和線性結(jié)構(gòu)以及適度的電荷密度,其分子結(jié)構(gòu)、離子形態(tài)、強度和分布、分子量和分布及支化程度等都會對絮凝效果產(chǎn)生影響,針對給定懸浮液特點合成確切結(jié)構(gòu)的絮凝劑,使絮凝劑產(chǎn)品形成系列化是科研工作者共同的任務(wù)。
城市污水處理廠污泥脫水調(diào)質(zhì)處理是有機高分子絮凝劑應用的重要方面,污泥分為生污泥(初沉污泥和剩余污泥)和消化污泥,應根據(jù)污泥的種類和性質(zhì)選擇有機高分子絮凝劑。污泥中VSS/SS(SS中有機物比例)較高時,應盡量選用陽離子度高的絮凝劑,并增加絮凝劑投加量;污泥中SS濃度高時,應選用高分子量的絮凝劑,SS濃度低時,可選用分子量較低的絮凝劑;污泥PH高時(消化污泥),應選用官能團為季銨鹽結(jié)構(gòu)的絮凝劑,pH低時,叔胺和季銨鹽結(jié)構(gòu)的絮凝劑均可使用。
作者:佚名 來源:華康水處理