工业用水溶性聚合物
固体聚合物
非离子和阴离子型
乳液聚合物
非离子和阴离子型
溶液聚合物
阴离子型
阳离子型
SNF 公司水溶性产品的应用
城市污水处理
常用的处理方法有生物法和物理化学法。两者中生物法用的较普遍,效率也较高。
絮凝剂可用于生物法处理的各个阶段,如在一、二级沉降罐及浓缩器中。但是,絮凝剂重要的应用领域 是帮助与促污泥脱水。
污泥脱水时,絮凝剂使污泥产生大而致密的絮团,这些絮团可以用离心机、带式或板框式压滤机与清液分离。
选准絮凝剂是成功的关键之一。在选择絮凝剂类型时,要考虑以下因素:
1.向用户了解污泥的来源、性质、成分(如有机物/无机物比例)及固相物含量。一般说阳离子絮凝剂用于 处理有机污泥,而阴离子絮凝剂用于处理无机污泥;碱性很强时不宜用阳离子絮凝剂,而酸性很强时不 宜用阴离子絮凝剂;固相物含量高的污泥通常絮凝剂用量较大。
2.絮团大?。盒跬盘』嵊跋炫潘俣?,太大又会使絮团束缚较多水而降低泥饼干度。通过选择絮凝剂分 子量可以调整絮团大小。
3.絮凝剂的离子度:针对要脱水的污泥,用不同离子度的絮凝剂在实验室进行筛选,选出合适者。这样 既可以取得佳絮凝效果,又可使加药量少。
4.絮团强度:絮团在剪切作用下应保持稳定而不破碎。提高絮凝剂分子量或选择合适的分子结构有助于提 高絮团稳定性。
5.絮凝剂与污泥的混合:絮凝剂在脱水设备的某一位置必须与污泥充分反应,发生絮凝作用。为此,絮凝剂 溶液粘度必须合适,在现有设备条件下能与污泥均匀混合。两者混合均匀与否,是成功的又一关键因素。 絮凝剂溶液粘度与其分子量和配制浓度有关。
6.絮凝剂的溶解:溶解良好才能充分发挥絮凝作用。有时需要加快溶解速度,这时可考虑提高絮凝剂溶液 浓度(浓度越高溶解速度越快)、采用乳液型絮凝剂、或适当提高水温等。
在实验室用新取的污泥样做絮凝剂筛选实验往往是需要的。实验室选出合适的絮凝剂后,就要上污泥脱 水装置做上机试验。为了成功,试验者要仔细观察及控制以下参数: — 絮凝剂溶解罐容量(L)及搅拌器转速(rpm);
— 污泥进入脱水机的流量(m3/h);
— 污泥的固相物含量(g/L);
— 絮凝剂进入脱水机的流量(L/h);
— 絮凝剂溶液的浓度(g/L);
— 如絮凝剂进入脱水机前要再稀释,要控制稀释水的流量(m3/h);
— 注入絮凝剂的位置与注入点的数目;
— 观察泥饼和滤液情况是否正常。
有了以上参数,就可以在现场控制与调整絮凝剂工作状况,评价絮凝剂工作效率,计算处理每吨污泥(或每 吨固相物)需要投加的絮凝剂量,估计处理每吨污泥的絮凝剂成本。
不同的污泥脱水设备(离心机、带式压滤机、板框压滤机)在运行中会对絮凝剂提出不同要求,因此,现场 工程师要根据脱水设备出现的情况及时检查并调整絮凝剂的品种、配制浓度、投加量、投入点等参数。
工业废水处理
许多工业都或多或少要产生废水。在要求日益严格和水资源日益短缺的今天,这些废水要经过处理才能 排放或循环使用。据不完全统计,这些会产生污水的工业部门有:采矿(煤、磷酸盐、铝、铁、钾碱、铜、金、 硼砂等)、石油开采、钢铁、造纸、食品加工(奶制品、肉类、淀粉、制糖、酿酒、土豆加工等)、炼油、机械 制造与修理、化工、电镀、制药、陶瓷、印染、电力、制革等。
含有机物的工业废水常用生物法处理,这时,絮凝剂用来帮助污泥脱水。
用物理化学法处理工业废水时,用混凝剂和/或絮凝剂促水中悬浮杂质沉降。有时还用絮凝剂帮助污泥脱水。
由于工业废水的来源、化学成分、杂质形态多种多样,处理它们的混凝剂/絮凝剂也往往各不相同。因此, 对于某一种工业废水,先应在实验室进行混凝剂/絮凝剂筛选。
饮用水(自来水)处理
用于自来水处理的絮凝剂必须具有低毒的特点。这一点应得到检测和认证。各国对絮凝剂中残 留丙烯酰胺的大允许含量作出了规定,如产品中丙烯酰胺含量不得超过 0.05%(500ppm)。
一般说,作为自来水水源的地表水中往往含有较多的腐植酸及灰黄霉酸,它们有较强的阴离子性。因此, 在初级混凝中加铝/铁盐型混凝剂,或加有机混凝剂(如SNF公司的FL 45C、FL 17),或加有机/无机混凝剂混合 物,可以使这些物质脱稳沉降。有机聚合物FL 45C或FL 17是新一代混凝剂,它们在以下方面显示出铝/铁 盐所没有的性能:
— 用量少,只需铝/铁盐的十分之一;
— 不改变水的pH值。而铝/铁盐会使水的pH值降低而带酸性;
— 产生的污泥量比铝/铁盐少得多;
— 不增加水中可溶性铝含量。许多研究认为摄入铝对人体有害;
— FL 45C有很好的除藻作用,它破坏藻类细胞并使细胞残体结合进絮团中。
进行初级混凝后,如果再加0.05-0.5mg/L的絮凝剂,可以生成大的絮团而使水进一步净化。在一些有层状沉 降罐或微砂过滤器的现代化自来水厂中,絮凝剂处理是需要的。
采 矿
采矿业消耗大量的水,用于:
● 矿石洗选和浮选,将有用矿物和无用脉石分离。许多矿物如铁、煤、磷酸盐、钻石、锌、铀、砂等都采用此种 工艺。这时,絮凝剂可以用来: — 使水与脉石分离,便于水的回用; — 对脉石沉降生成的污泥进行脱水; — 如果有用矿物悬浮在水中,将它从水中分离出来。
● 工艺过程中,有时要将金属矿物溶于酸或碱。这时,用絮凝剂将未溶的杂质絮凝分离,金属则以氢氧化物或盐 的形式被回收。上述工艺常用非离子或阴离子型絮凝剂。非离子絮凝剂常在酸性或高含盐溶液中使用。
● 矿物球团化的粘结剂:在絮凝剂帮助下,使细小的湿矿物颗粒在球团机中滚动,粘结成球团。SNF公司的产品 FLOFORM用于此目的。
● 分散:用低分子量、高阴离子度絮凝剂使粘土、碳酸钙或二氧化钛等矿物悬浮在水中,或送去研磨。
造 纸
造纸工业是用水多的工业之一,也是使用水溶性聚合物的大户。采用聚合物可以增加纸机生产能力,提高 纸张质量,减少水的消耗,减轻造纸对环境的有害影响。聚合物主要用在以下方面:
1. 助留:在纸机机头中加聚合物,使填料(二氧化钛、高岭土、碳酸钙等)及纤维更多地留在纸张中。聚 合物的离子性视工艺性质而定。
2.助滤:在纸机湿部加聚合物增加滤水速度,以提高干燥作业的速度,从而增加纸机产量。
3.用中、高阳离子度的聚合物回收纸张纤维。
4.用低阳离子度、低分子量聚合物提高纸张干强度。
5.用聚合物在纸机湿部临时性提高湿强度。
6.用聚季胺盐、聚胺等处理纸中的阴离子垃圾(如木沥青)。
7.用聚合物处理纸厂工艺用水、废水及污泥。
8.用混凝剂,再接着用高分子量絮凝剂进行废纸再生时的脱墨。
9.对AKD型施胶剂作阳离子化处理。
石油工业
聚合物在油田开发开采中有许多应用,主要是:
1.提高采收率(又叫“三次采油”)。它是将聚合物水溶液注入油层中,驱替地下原油。聚合物分子 量一般要求很高,有很强的增粘能力。常用中等阴离子度的聚合物。SNF公司的FLOPAAM 3530S与 FLOPAAM 3630S是用于三次采油的聚合物。SNF公司的黄原胶产品FLOCON 4800可用于高矿化度地层 水,而AN 100产品可用于高温(120℃)地层的三次采油。
2.在钻井泥浆中,聚合物起调节流变性、降失水、膨润土稀释、控制水敏性粘土膨胀等作用。常用的是阴 离子型聚合物。根据其不同作用,选择不同的分子量和阴离子度。
3.油井堵水和注水井调剖。将聚合物水溶液注入地层,并在地层中发生交联反应,生成凝胶。以此降低高 含水地层的渗透率,达到减少油井出水或改善注水井吸水剖面的目的。
4.油井采出的含油污水处理。聚合物可以帮助并加速气浮或离心法分离油水混合物,使净化的水可用于回 注或排放。
5.中等阴离子度和高分子量的聚合物可以降低水在管道中流动的摩擦阻力。因此,在管道口径与长度不变 的情况下,加少量聚合物于水中可以提高管道输水量,或降低输水泵的功率消耗。SNF公司的DR系列产 品是优良的减阻剂。
纺织工业
聚合物在纺织工业中的应用有以下方面:
1.作为增稠剂加到染料中,使染料具有合适的流变性,在低剪速下有高粘度,防染料在静置时流动、扩 散。这样,印好的花纹有清晰的边缘;但在高剪速下染料粘度很低,使它易于印染操作。
2.作为上浆料可以?;ど聪?,减少断头数目;提高纱线在纺织时的抗磨能力,减少起毛。浆料与织物以弱 键相连,只须临时起作用。
SNF公司的聚合物用于上浆有以下特点:
— 优良的股线间结合力;
— 在干织机上呈现好的性能;
— 纱线粘附到卷轴上的可能性很??;
— 浆料和织机上无沉积物;
— 容易配置;容易除浆。
3.用作定色剂。SNF公司阳离子型的聚季胺盐或聚胺类产品可以屏蔽颜料的阴离子基团,使颜料失去亲水 性而不溶于水。这样,颜料就被固定而不会迁移。
粉状聚丙烯酰胺絮凝剂的溶解方法
法国SNF公司生产的聚丙烯酰胺型絮凝剂,是高分子有机化合物,分子量多数都在几百万以上,有些甚至接 近2000万。所以它们的溶解方法与无机的小分子铁盐、铝盐混凝剂有很大区别。一般说来,要遵循如下原则:
1. 粉状聚丙烯酰胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水,用其水溶液去处理污水。
2. 溶解粉状聚合物的水应是干净水(如自来水),不能是污水。常温的水即可,一般不需要加温。水温低于 5℃时溶解很慢。水温提高溶解速度加快,但40℃以上会使聚合物加快降解,影响使用效果。一般自来水 都适合于配制聚合物溶液。强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。
3. 聚合物溶液浓度的选择,我公司建议为0.1%到0.3%,即1升水中加1到3克聚合物粉剂。
浓度选择要考虑如下因素:
配制罐小而每天用药量大,建议配的稍浓一些(如0.3%);
聚合物分子量很高时,建议配的稍稀一些(如0.1%);
聚合物溶液投到污水中,如因设备原因分散状况不太好时,建议配的稍稀一些。
总之,聚合物浓度过大,会造成搅拌器马达负荷过大,也会造成进入污水后分散状况不好,影响使用效果。 配得稀一些有助于提高使用效果。
4. 配成的溶液不要用离心泵转移,以免高速旋转的叶片造成聚合物的剪切降解。配制的具体方法如下:
在容器(如实验室的烧杯,工厂的配制罐)中加入一定量的清水,按清水量及浓度计算所需的粉状聚合物 量,称出聚合物;
开启电动搅拌器,将清水搅出漩涡,搅拌器叶片末端的线速度不要超过8米/秒,以免造成聚合物降解;但 又不能太慢,以免聚合物颗粒浮在水面上,或在水中下沉、结团。
将聚合物缓缓撒入水的漩涡中,直到撒完。注意聚合物颗粒进入水里后不能互相粘连、 结团。然后再搅 拌一段时间,使聚合物颗粒充分溶解,成为均匀、透明、粘稠的溶液,无肉眼可见的团块。这段搅拌时间按下面方法确定:
A. 在夏季水温较高时,阴、阳离子型聚合物需搅拌1小时左右,非离子型聚合物需搅拌2小时左右;
B. 在冬季水温较低时,阴、阳离子型聚合物需搅拌1.5小时左右,非离子型聚合物需搅拌3小时左右; 还有,配制浓度越高,聚合物溶解速度越快。溶解不均匀或不充分会影响使用效果。
粉状的聚丙烯酰胺在干燥、阴凉的地方可存放二年以上,但配成溶液后,其存放时间就很有限。一般说,溶 液浓度为0.1%时,非、阴离子型聚合物溶液不超过一周;阳离子型聚合物溶液不超过一天。溶液稳定性与浓度有 关,配得越浓(如3%到5%)的溶液存放时间越长。但3%到5%的溶液不能直接去处理污水,使用前还要稀释。 阳离子型聚丙烯酰胺溶液在pH<5.5时较稳定,pH>6时会因水解而失效。它对铁离子和钙、镁离子比阴离子 聚合物敏感。
铁离子是造成聚丙烯酰胺化学降解的催化剂,因此,在配制、转移、贮存聚丙烯酰胺溶液时,要尽量避 免铁离子进入。与溶液接触的设备用不锈钢、塑料,玻璃钢或表面涂树脂的碳钢制造。
乳液型聚丙烯酰胺应用须知
如前所述,粉状聚丙烯酰胺的溶解一般需要1-2小时。若要加快溶解速度,可考虑采用乳液型聚丙烯酰胺。
乳液型聚合物是聚合物水凝胶(即聚合物在水中的浓溶液)在油(通常为矿物油)中的分散体系。一般说乳 液中聚合物的含量为25%到50%左右。乳液中聚合物水凝胶以微球形式存在,微球的平均直径为1微米。这 种以微球形式分散在油中的聚合物水凝胶,其油-水界面上聚集着表面活性剂,起稳定乳液的作用。
与粉状聚合物不同的是,乳液型聚合物制造过程中不需要干燥过程。因此,乳液型聚合物的分子量和水溶性 比同类粉状聚合物要高。
稳定乳液型聚合物的表面活性剂是亲油的,其HLB值(亲油亲水平衡值)小于等于6,所形成的乳液是油包 水型(W/O型)。这种W/O型乳液通常是不溶于水的,除非它转化为水包油型(O/W型)。这种转化过程叫“反 相”。
因此,在乳液型聚合物制造过程中,或者在使用乳液前的溶解稀释过程中,需要加一种亲水的表面活性剂, 使乳液接触水时反相。这样,乳液才能顺利地溶解于水。SNF公司的乳液型聚合物在制造过程中已经加了这种反 相用的表面活性剂,因此在溶解稀释过程中乳液会自动反相,一般不需要在稀释水中再加反相用的表面活性剂。 但是,在稀释倍数超过100时,反相用的表面活性剂浓度太低,不足以使乳液反相。这时,就要在稀释水中加乳 液本身重量2%到10%的表面活性剂(如壬基酚聚氧乙烯醚NP-10或NP-20),以帮助乳液反相。
用水溶解稀释乳液时要用高速剪切的方式,使乳液中聚合物水凝胶与水充分接触并在水中分散??梢圆?用高速搅拌器、静混器、文丘里喷管等装置来帮助乳液溶解。如果乳液与水能充分接触分散,它的溶解时间一般 只需要3-15分钟。
乳液的储存温度在0至35℃之间。一般乳液的存放时间为6个月。存放时间较长时,乳液上层会有一层油 析出,这属于正常现象。这时,应该对乳液用机械搅拌、或用泵循环、或通氮气搅拌等方式,让油相重新回到乳 液中去。乳液的使用性能不会因此受到影响。乳液冻结的温度比水低一些。冻结的乳液融化后可以继续使用,其 性能不会有明显变化,但用水溶解稀释时可能要在水中加一些反相用的表面活性剂。另外,乳液中含有矿物油, 所以与乳液接触的容器和泵要考虑与矿物油的相容性(如橡胶、塑料部件)。
DW系列乳液在制造过程中蒸馏掉部分水份,因而其含量较高(50%左右),存放时间也较 长(12个月),适合于长途运输和长期储存。其流动性与普通乳液不相上下。但因蒸馏过程需要加热,其价格比 普通乳液贵,使用性能也比普通乳液略有降低。
版权所有?2021 江西和山环??萍加邢薰?nbsp; 赣ICP备2021009097号-1 技术支持:
服务热线:0791-86230650 邮 箱:jxhshb@qq.com、3484695266@qq.com