聚丙烯酰胺用途及工艺
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺（Polyscrylamide）简称PAM，由丙烯酰胺单体聚合而成，是一种水溶性线型高分子物质。单体丙烯酰胺化学性质非常活泼，在双键及酰胺基处可进行一系列的化学反应，采用不同的工艺，导入不同的官能基团，可以得到不同电荷产品：阴离子、阳离子、非离子、两性离子聚丙烯酰胺。PAM的平均分子量从数千到数百万以上沿键状分子有若干官能基团，在水中可大部分电离，属于高分子电解质。根据它可离解基团的特性分为阴离子型（如--COOH,--SO3H,--OSO3H 等）阳离子型（如--NH3OH,--NH2OH,-CONH3OH)和非离子型。产品外观为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，其水溶液几近透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体PAM有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，PAM热稳定性好；加热到100℃稳定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升23℃1.302。玻璃化湿度153℃，PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性。
使用特性
1）絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。
2）粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。
3）降阻性：PAM能有效地降低流体的磨擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4）增稠性：PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10℃以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显。
PAM的作用原理简介
1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能速动电位降低而凝聚。
2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。
4）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强作用。
一、阴离子聚丙烯酰胺
[产品应用] 1、主要用作絮凝剂：对于悬浮颗粒，较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水PH值为中性或碱性的污水，由于阴离子聚丙烯酰胺分子链中含有一定量极性基能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物。因此它加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果。该产品广泛用于化学工业废水、废液的处理，市政污水处理。自来水工业、高浊度水的净化、沉清、洗煤、选矿、冶金、钢铁工业、锌、铝加工业、电子工业等水处理。2、用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。3、用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。
4、用于造纸工业、一是提高填料、颜料等存留率。以降低原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸张的强度（包括干强度和湿强度），另外，使用PAM还可以提高纸抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷性能，还用于食品及茶叶包装纸中。
5、其他行业，食品行业，用于甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清及糖浆磷浮法提取。酶制剂发酵液絮凝澄清工业，还用于饲料蛋白的回收、质量稳定、性能好，回收的蛋白粉对鸡的成活率提高和增重、产蛋无不良影响，合成树脂涂料，土建灌浆材料堵水，建材工业、提高水泥质量、建筑业胶粘剂，填缝修复及堵水剂，土壤改良、电镀工业、印染工业等。
二、阳离子聚丙烯酰胺
阳离子聚丙烯酰胺在酸性或碱性介质中均呈现阳电性，它通常会比阴离子或非离子型聚丙烯酰胺分子量低，其澄洁污水的性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负的电荷，具有除浊、脱色功能。在酒精厂、味精厂、制糖厂、肉制品厂、饮料厂、印染厂的等废水处理中用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子聚丙烯酰胺，非离子聚丙烯酰胺或无机盐效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带有阴电荷。
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2 聚丙烯酰胺用途及工艺
阳离子聚丙烯酰胺适用高速离心机、带式压滤机、板框压滤机等专用污泥脱水机械，具有形成絮团速度快，絮团粗大，耐挤压和剪切、成团性好，易与滤布剥离等特点。所以脱水率高，滤饼含液低，用量少，能大大降低用户使用成本。也能用于盐酸、中浓度硫酸等液体，分离净化其中所含的悬浊性物质。因此该产品广泛应用于城市污水处理厂、啤酒厂、食品厂、制革厂、造纸厂、石油化工厂、油田、冶金、化学工业和化妆品等污泥脱水处理上。
三、非离子聚丙烯酰胺
[产品应用]
1、主要用作絮凝剂：由于其分子链中含有一定量极性基因能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间形成大的絮凝物。它加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果，广泛用于化学工业废水、废液的处理，市政污水处理。尤其当污水呈酸性时，采用本产品最为适宜。可与无机絮凝剂聚铁、聚铝等无机盐配合使用。
2、用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到广泛运用。
3、用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。
4、用于造纸工业、一是提高填料、颜料等存留率。以降低原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸张的强度（包括干强度和湿强度），另外，使用PAM还可以提高纸抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷性能，还用于食品及茶叶包装纸中。
5、其他行业，食品行业，用于甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清及糖浆磷浮法提取。酶制剂发酵液絮凝澄清工业，还用于饲料蛋白的回收、质量稳定、性能好，回收的蛋白粉对鸡的成活率提高和增重、产蛋无不良影响，合成树脂涂料，土建灌浆材料堵水，建材工业、提高水泥质量、建筑业胶粘剂，填缝修复及堵水剂，土壤改良、电镀工业、印染工业等。
四、两性离子聚丙烯酰胺
产品形态:两性离子聚丙烯酰胺（ACPAM）外观为白色粉粒。产品特点:两性离子聚丙烯酰胺因分子内含阳离子基和阴离子基，它具备了一般阳离子絮凝剂的使用特点外，表现了更优异的性能。此类絮凝剂可在大范围的PH值内使用，具有更高的滤水量，较底的滤饼含水率，也可用于强酸浸提矿石或从含金属的酸性催化剂中回收有价值的金属。
两性离子型绝非阴离子型、阳离子型的混合。如果把阳离子聚丙烯酰胺与阴离子聚丙烯酰胺配合使用则会发生反应产生沉淀。所以两性离子产品最为理想。主要用途：
油田调剖堵水剂、与交联剂、稳定剂、促凝剂联合作用，生成具有重要聚合凝胶和树脂凝胶的高强凝剂胶堵水剂。它通过附、物理堵塞等作用堵塞地层孔隙和裂缝，调整比例，可控制凝胶时间，以适应不同地质清况。各种油污，有机、无机、污水、复杂污水的处理。在PH变化不定的污水系统中。用于污泥脱水。用于造纸助剂。包装与贮存：
本品无毒，注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。贮存期：2年,25kg纸袋（内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋）。
聚合氯化铝
滚筒干燥型聚合氯化铝
产品名称
[中文名称] 聚合氯化铝（简称聚铝）
[英文名称] Polyaluminium Chloride，缩写为PAC
[分子式] [AL2(OH)LnCL6-n]m
[技术标准] 产品质量符合国家GB15892-2003标准
[产品外观] 金黄色、土黄色、褐色、红色颗粒状/片状
[产品形态]粉状固体液体
1、聚（合）氯化铝作用机理
聚（合）氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。分子式如下：[AL2(OH)nC L6-n]（n为1-5.m≤10）盐基度：B＝n/6×100％,其混凝作用表现如下：
a、水中胶体物质的强烈电中和作用。
b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。
c、对溶解性物质的选择性吸附作用。
聚（合）氯化铝在水中主要形态为AL13O4(OH)247+
2、聚（合）氯化铝的性能
a、净化后的水质优于硫酸铝混凝剂，净水成本与之相比低15－30％。
b、絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大。
c、消耗水中碱度低于各种无机混凝剂，因而可不投或少投碱剂。
d、适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚。
e、腐蚀性小，操作条件好。
f、溶解性优于硫酸铝。
g、处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水。
h、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机混凝剂。
3、聚（合）氯化铝的分类:
一,型态分类
a、液体聚合氯化铝未干燥的形态,有不用稀释,装卸使用方便,价格相对便宜的优点,缺点是运输需要罐车,单位运输成本增加(每吨固体相当于2-3吨液体)
b、固体聚合氯化铝干燥后的形态,有运输方便的优点,不需要罐车,缺点是使用时还需要稀释,增加工作强度.
二.工艺分类
a, 滚筒式聚（合）氯化铝铝含量一般,水不溶物高,多用于污水处理.
b, 板框式聚（合）氯化铝铝含量高，水不溶物低. 用于污水处理和饮用处理.
c, 喷雾干燥聚（合）氯化铝铝含量高，水不溶物低，溶解速度快.用于饮用水及更高标准水处理.
4、聚（合）氯化铝的用途
a、城市给排水净化：河流水、水库水、地下水
b、工业给水净化
c、城市污水处理
d、工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的回收
e、各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水
f、污水处理
g、造纸施胶
h、糖液精制
i、铸造成型
j、布匹防皱
k、催化剂载体
l、医药精制
m、水泥速凝
n、化妆品原料。
使用方法：
1、投加量视被处理水而不同，一般给水净化投加量约为:液体产品5-100克/吨，固体20--25公斤/吨（以商品计），可通过烧杯试验决定。
2、配制可直接加入水中，加水量可按投加量和处理水量决定，加水后应搅拌均匀。
注意事项：
1、不同厂家或不同牌号的水处理药剂不能混合，并且不得与其他化学药品混存。
2、原液和稀释液稍有腐蚀性，但低于其他各种无机混凝剂。
3、产品有效储存期:液体半年，固体两年。固体产品潮后仍然可使用。
4、本产品经合理投加，净化后水质符合生活饮用水卫生标准。
喷雾干燥型聚合氯化铝
喷雾型干燥型聚合氯化铝
[英文名称]Polyaluminium Chloride，缩写为PAC
[分子式][AL2(OH)LnCL6-n]m
[技术标准]产品质量符合国家GB15892-2003标准
[产品外观] 高档白色、中档浅黄色粉末状
【喷雾干燥的特点】
压力式喷雾干燥型聚合氯化铝的特点主要是由压力式雾化器的工作原理所决定的，使这一干燥系统有它自己的特点。由于压力式喷雾干燥所得产品是多孔微粒状或空心微粒状，采用压力式喷雾干燥，多以获得颗粒状产品为目的，所得颗粒状产品具有优良的防尘性能和流动性能。由于产品和水之间有较大的接触面积，因此润湿性能比粉状产品好，净化水的速度明显高于粉状产品，经压力式喷雾干燥的产品都有具独有的特点，因此深受使用者的好评。
喷雾造粒是将聚氯化铝被干燥的同时雾化成微小的颗粒，这种颗粒剂型有良好的应用性能。聚氯化铝是水溶性物质，具有较好的热稳定性和较高的溶解度，在干燥过程中，将40%-50%含固量的聚氯化铝溶液引入高压泵中，通过加压后进入干燥器中的雾化器进行雾化，分散成微小的雾滴，雾滴被干燥后得到颗粒状产品，使干燥和造粒同时完成。
产品特点
1）大量带有正电荷、形态稳定的多核羟铝络合物，能有效地促进絮凝、施胶。
2）外观白色，铁含量极低，能满足制造优质纸张的需要。
3）聚合氯化铝是氯化铝的预水解物，水解程度相对较低，纸浆pH值的下降幅度比硫酸铝小。
4）使用聚合氯化铝施胶，浆料的助留、助滤作用明显提高。
5）纸张性能除裂断长外，其它各项指标均不同程度地提高。
喷雾干燥型聚合氯化铝与滚筒干燥型聚合氯化铝生产工艺的区别：
喷雾干燥：
液态原料----压力过滤----喷雾塔喷雾烘干----成品
滚筒干燥：
液态原料----自然沉降----滚筒干燥----成品
聚合氯化铝,是一种多羟基,多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂,聚合氯化铝对管道
设备腐蚀性低;聚合氯化铝广泛用于饮用水,工业用水和污水处理领域。
技术指标及用途:应用于源水净化、城市污水、污泥处理、各种工业、化工废水处理；水泥速凝、铸造成型、化妆品原料、医药精制、造纸施胶等。URi水处理解决方案与技术应用平台
使用方法:1.使用时直接将适量的产品投加到待处理水中，并强烈搅拌使之与水混合均匀。
2.具体投药量视源水而定，用烧杯进行混凝试验，确定最佳投药量。
3.本产品避免受潮，但受潮后仍可使用，药效不变。
开题报告 一、课题名称 聚丙烯酰胺的制备。 （一）主要原料极其规格 丙烯酰胺聚合级工业品 M E TA MS 工业级 （甲基氧代乙基二甲基氨甲基硫酸酯） （二）制法 丙烯酰胺与适宜的阳离子单体（如ME T AM S）在水-特丁基醇（TB A）中自由基催化下发生沉积共聚合反应而制得聚丙烯酰胺。 （三）流程说明 配制好的50%液态丙烯酰胺单体溶液，通过离子交换塔，除去聚合抑制剂铜离子后，间断的加入沉积共聚合反应器然后加入精致水、蜜白胺和循环的TB A溶剂，再加入液态缓冲剂氯化铵，用氮气吹扫，除去残余的氧后，再加入催化剂-活化剂溶液。在聚合反应器中进行绝热反应，温度为50~60度、反应时间5~6h 聚合物的收率是定量的。 产物为悬浮于水和TB A中的微粒。通过离心机分出水和TB A，再将粒料在干器中进行干燥包装出厂母液经精制循环使用。二、课题研究的目的和意义 设计一种聚丙烯酰胺的生产工艺流程，能用于中试生产，工业及民用水处理的需求。 聚丙烯酰胺再合成水溶性聚合物中是用途最广、用量最大的，自五十年代用于造纸工业作为添加剂，已有四十多年的历史。采用不同的聚合工艺，引入不同的官能团，可得到一系列具有不同分子量和不同电荷密度的产品，使其应用范围更加广泛，现已被称为标准的造纸助剂。据报道，美国1985年用于造纸作为助流助滤剂的PA M为8700吨，1985—1990年间增长6—10%。因此
研究和开发高质量的PA M具有一定的理论价值和实际意义。 本课题的目的是研制出一种固含量高、分子量高、溶解迅速、稳定好、单体残存量少的聚合物乳胶产品，要求其生产工艺简单，生产成本低的生产工艺流程。 三、课题研究的对象 聚丙烯酰胺产品规格：有聚丙烯酰胺粉剂、非离子型和阴离子型干粉、胶体等。 聚丙烯酰胺产品用途：用作油田泥浆处理剂、污水处理剂、纺织上浆、纸张补强剂、絮凝剂等，广泛应用于石油、冶金、纺织、食品等工业。 1、石油工业 聚丙烯酰胺虽然对水的表面张力降低很小，但分子中有活性基团，吸附于界面之后，能改变界面状态，多年来作为增稠剂、降失水剂、絮凝剂、分散剂、降阻剂、阻垢剂、流度控制剂用于石油工业，提高钻井流体流动性和石油采收率，并减少流体阻力。 作为泥浆性能调整剂，经常使用的是部分水解聚丙烯酰胺。其作用是调节钻井液的流变性，携带岩屑，润滑钻头，减少流体流失等。用PA M调节的钻井泥浆相对密度低，固体含量少，能减轻对油气层的压力和堵塞，容易发现油气层，并有利钻井。 此外，还可大大减少卡钻事故，减轻设备磨损，并能防止井漏和坍塌，使井径规则。在提高石油采收率的三次采油方法中，聚合物驱油技术占有重要地位 在油田生产过程中，由于地层的非均质性，常产生水浸问题，需要进行堵水。PAM类堵水剂的发展甚快，用量大，具有对油和水渗透能力的选择性。选择性堵水这一点是其他堵水剂所没有的。采用P AM还可调整地层内吸水剖面及封堵大管道，实践中已见到良好效果。 从70年代以来，国际上发展起来一种新型发醇产品—黄原胶，它是由甘蓝黑腐单细胞菌以碳水化合物为主要原料（如玉米、淀粉等），经生物工程的手段得到的一种高分子微生物聚合物。
———巩义市东方净化材料厂——— 聚丙烯酰胺使用方法及注意事项 溶解的方法 在容器如实验室的容器中加入一定量的清水,按清水量计算所需的聚丙烯酰胺量,称出聚丙烯酰胺;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最好在200-400转（以免造成聚丙烯酰胺聚合物降解;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）。将聚丙烯酰胺缓缓撒入水的漩涡中,直到撒完，便之均匀的在水中分散，溶解（注意不能将聚丙烯酰胺快速进入水里，否则会造成聚合物互相粘连、结团，失去药效）。然后再搅拌一段时间,使聚合物颗粒充分溶解,最后成为均匀、透明、粘稠的溶液,无肉眼可见的团块。 溶解比例 阴离子和非离子、阳离子聚丙烯酰胺通常溶解浓度为0.1%~0.3%。 搅拌速度 搅拌速度的理想转速为每分钟200至400转。 溶解时间 溶解聚丙烯酰胺所需的时间因为聚丙烯酰胺种类、溶解所用的水质、水温、搅拌效率不同而会有所不同。常规阴离子或者阳离子聚丙烯酰胺通常需要约40－60分钟的搅拌时间才能使粉末充分溶解。非离子聚丙烯酰胺通常需要80-120分钟。 注意事项 1.聚合氯化铝和聚丙烯酰胺不能放在一起使用，否则会影响效果。一定要分开使用，先投加聚合氯化铝间隔一小段时间后再投加聚丙烯酰胺。 2.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。 3.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度时溶解很慢。水温提高溶解速度加快,但40度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,但强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。 4.配好的聚丙烯酰胺投入污水污泥中的量需适量,过少没有效果,过多物料变粘适的其反。 5.固体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时会因水解而迅速失效。它对铁离子和钙、镁离子比阴离子聚合物敏感。 ———巩义市东方净化材料厂———
聚丙烯酰胺合成工艺 （1）A原理：丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺： C H O NH2 H2C 引发剂 CH2 H C C O NH2 n 丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中，经强碱催化剂如烷氧钠的作用下，经阴离子聚合反应则生成聚β－丙酰胺。 C H O NH2 H2C 碱 阴离子聚合反应 CH2 CH2CONH n 工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺，所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多，包括过氧化物、过硫酸盐、氧化－还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。 工业生产中采用的聚合方法，主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法，以前者应用最为广泛。此外也有采用γ－射线辐照引发固相聚合的报道。 B.丙烯酰胺水溶液聚合存在的问题：①聚合热为82.8 kJ/mol，相对来说放出的热量甚大，因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。②是如何降低残余单体含量。因为丙烯酰胺单体毒性甚大，为了减少其危害性，特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。③是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物，即干燥脱水问题。④是如何自由控制产品分子量。 丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为（1.72±0.3）×104和（16.3±0.7）×106Lmol-1s-1，与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2±0.2，此数值甚高，所以不存在链转移时，聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2
×107的产品。 丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时，可能产生交联生成不溶解的聚合物，当聚合反应温度过高时，此现象更为严重。理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键，参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。 有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量，发现含氮量低于理论值，认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。 C C 22O O C C O O H NH 3 高纯度丙烯酰胺易聚合为超高分子量的聚丙烯酰胺，为了生产要求的分子量范围，须加有链转移剂，链转移常数如表所示。
聚丙烯酰胺 1、定义 丙烯酰胺聚合物是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的统称。工业上凡是含有50%以上的丙烯酰胺（AM）单体结构单元的聚合物，都泛称聚丙烯酰胺。其他单体结构单元含量不足5%的通常都视为聚丙烯酰胺的均聚物。 聚丙烯酰胺，polyacrylamide（PAM），CAS RN：[9003-05-8]，结构式为： n是聚合度。n的范围很宽，数量级为102~105，相应的相对分子质量由几千到上千万。 分子量是PAM的最重要参数。按其值得大小有低分子量（<100×104）、中等分子量（100×104~1000×104）、高分子量（1000×104~1500×104）和超高分子量（>1700×104）四种。不同分子量范围的PAM有不同的使用性质和用途。 2、分类 聚丙烯酰胺按在水溶液中的电离性可分为非离子型、阴离子型、阳离子型、两性型。 非离子型聚丙烯酰胺（NPAM）的分子链上不带可电离基团，在水中不电离；阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）的分子链上带有可电离的负电荷基团，在水中可电离成聚阴离子和小的阳离子；阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）的分子链上带有可电离的正电荷基团，在水中可电离成聚阳离子和小的阴离子；两性的聚丙烯酰胺（AmPAM或ZPAM）的分子链上则同时带有可电离的负电荷基团和正电荷基团，在水中能电离成聚阴离子和聚阳离子，ZPAM的电性依溶液体系的PH值和何种类型的电荷基团多寡而定。 PAM的电性称谓和所带的电荷基团解离后的电性称谓相同。 按照聚合物分子链的几何形状可把PAM分为线型、支化型和交联型。PAM分子链的形状一般是线型结构。但是在丙烯酰胺自由基聚合反应的过程中会发生链转移反应。
不同离子型聚丙烯酰胺的使用方法和用量 一、阴离子聚丙烯酰胺： 1、用于污水沉降中，建议配比浓度0.1%。 2、先将粉剂均匀地投撒在自来水中，加以40-60转/分的中速搅拌使高分子充分溶解于水，方可投加使用。 3、实验时，取100ml废水，加入10%聚合氯化铝溶液，并缓慢搅拌，用注射器缓慢滴加PAM 溶液，每次 0.5ml，根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度、投加量等来确定最合适的药剂。 4、适用于钢铁、化纤、印染、电镀、湿法冶金，也可用建筑胶水厂、涂料厂做增稠剂、造纸厂做分散剂等。吨废水添加干粉量为5-10g。 二、非离子聚丙烯酰胺 用于气浮工艺时，建议配比浓度0.1%，用法同阴离子，搅拌时间90分钟。 三、阳离子聚丙烯酰胺 1、用于污泥脱水时，建议配比浓度0.2%，搅拌时间50分钟投加使用。 2、实验时，取100ml废水，用注射器缓慢滴加PAM溶液，每次约0.5ml，根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度、投加量等来确定最合适的药剂。 3、适用于制药厂、皮革厂、印染污泥、化工污泥、造纸厂、污水处理厂等，吨废水添加干粉量为10-20g. 四、药剂用量计算 1.阴离子：配比浓度1/1000即：1吨水量加1kgPAM做小实验：如污水100ml里加1ml 药剂;1吨污水里加10g（L）药剂;1吨污水里加10gPAM. 2.阳离子：配比浓度2/1000即：1吨水里加2kgPAM;做小实验：如污泥100ml里 0.5mlL药剂;1吨污泥里加5kg药剂;1吨污泥里加10gpAM 五、影响气浮效果的因素 1、溶解情况如何？PAM 溶解时搅拌强度不宜过大，可以考虑延长搅拌时间来改善溶解情况 2、配制浓度问题。PAM配制浓度偏高时与待处理废水的混合可能会不够理想，可以考虑降低配制浓度，最低可调至0.05%，一般为0.05%-0.1%。由于低浓度时PAM 溶解较困难，可以先配制成一个较高浓度的溶液，然后由后稀释系统稀释至所需浓度。 3、PAC与PAM投加点间距，条件允许情况下间距尽可能远 4、PAM投加与混合。反应情况不理想时可以考虑两点投加，且两投加点之间要有一定的距离，第二个投加点离出水口不宜过远，以防止产生的絮团再次破碎。出水口前管道内应设置静态混合器，条件不足的话，弄个弯头也将就了 六、聚丙烯酰胺经验用量 中断废水回收、废浆污泥脱水阴离子、阳离子千分之三配每吨用3-5克；城市污水处理厂污泥脱水阳离子千分之五配每吨干污泥用4千克；钢厂循环水处理、污泥脱水阴离子1200万千分之五配每吨用5-7克；洗煤煤泥沉降、层渣沉降阴离子800-1200万千分之三配每吨用4克；盐水澄清去除钙、镁阴离子1800万千分之一配每吨用1-2克；电镀重金属、氢氧化物处理阴离子600-800万千分之一配每吨用1-2克；浮选助剂浮选前改进颗粒大小阴离子1000万千分之三配每吨用3-4克；肉
目录 设计任务书 2 第一章环境条件 4 第二章设计说明书 5 第三章污水厂工艺设计及计算 7 第一节格栅 7 第二节推流式曝气池 9 第三节沉淀池 11 第四节混凝絮凝池 14 第五节气浮池 15 第六节污泥浓缩池 17 第七节脱水机房 19 第八节其他 19 第四章水头损失 21 第五章总结与参考文献 22
设计任务书 1 设计任务： 某化工区2.5万m3/d污水处理厂设计 2 任务的提出及目的，要求： 2.1 任务的提出及目的： 随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。 根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，高程图，工艺流程图。 2.2 要求： 2.2.1 方案选择合理，确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准 2.2.2 所选厂址必须符合当地的规划要求，参数选取与计算准确 2.2.3 全图布置分区合理，功能明确；厂前区，污水处理区污泥处理区条块分割清楚。延流程方向依次布置处理构筑物，水流创通。厂前区布置在上风向并用绿化隔离带与生产区隔离，以尽量减少对厂前区的影响，改善厂前区的工作环境。 2.2.4 构筑物的布置应给厂区工艺管线和其他管线设有余地，一般情况下，构筑物外墙距道路边不小于6米。 2.2.5 厂区设置地坪标高尽量考虑土方平衡，减少工程造价，同时满足防洪排涝要求。 2.2.6 水力高程设计一般考虑一次提升，利用重力依次流经各个构筑物，配水管的设计需优化，以尽量减少水头损失，节约运行费用， 2.2.7 设计中应该避免磷的再次产生，一般不主张采用重力浓缩池，而是采用机械浓缩脱水的方式，随时将排出的污泥进行处理。 2.2.8 所选设备质优、可靠、易于操作。并且设计必须考虑到方便以后厂区的改造。 2.2.7 附有平面图，高程图各一份。 3 设计基础资料： 该区为A市重要的工业及化工区，化工业门类比较齐全，主要为石油化工类，并规模较大，具有的化工厂目前为十多家，每天排出生活污水量8000m3左右，工业废水量为18000m3，污水BOD、COD、SS、酸、碱、硫化物、石油、苯等浓度较高，若未经处理处理直接排海，将会对生态环境造成重大影响，根据化工区规划，必须建设一座污水处理厂。 3.1 水量 最大时水量：1042m3/h 总设计规模为25000m3/d。(远期设计规模为：100000 m3/d)
PAM申华原料规格： 申华化学工业有限公司 原料规格表M40-RAD-01 RAW MATERIAL SPECIFICATION 1、原料名称（Material） 原料编号（Code No.）M-4030 版别：1.0 原料名称（Material）聚丙烯酰胺(部分水解)〖Polyacrylamide (PAM)〗 2、规格项目（Specifications） 规格项目（Specifications）指标（Limits）测试方法（Test Method） Appearance White Grain Total Solid / % ≥90 Solubilization Speed / hr ≤1.5 Anion Content / % 20-30 即水解度 Free Monomer / % ≤0.05 3、分子式（Formula） ?[?CH2?CH?]m?[?CH2?CH?]n? ∣∣ C＝O C＝O ∣∣ NH2O Na 4、分子量（Molecular Weight）：3000,000-13000,000 聚丙烯酰胺(cpolyacrylamids)简称PAM，是一种线型高分子聚合物，是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝剂，增稠剂，纸张增强剂，以及液体的减阻剂等，广泛应用于水处理、造纸、石油、煤矿、矿冶、地质、轻纺，建筑等工业部门。 一、市售产品规格及主要技术指标 技术指标名称PAM 阴离子PAM 非离子PAM 阳离子PAM 复合离子 外观白色或微黄色粉末 粒径，mm < 2 固含量(%) ≥ 88 溶速(mim) ≤ 1.5 不溶物(%) ≤ 2 分子量(万) 500-2400 300-600 300-800 800-1500 水解度(%) 13-30 5-15 离子度5-50 10-20 注：根据用户要求，分子量控制在表格所定指标的范围内根据市场价格面议 加强混凝作用 ⑴聚合氯化铝（PAC）聚合氯化铝又名碱式氯化铝或羟基氯化铝。它是以铝灰或含铝矿物作为原料，采用酸溶或碱溶法加工制成。其分子式为[Al2(OH)nCl6-n]m ，其中m为聚合度，单体为铝的羟基配合物Al2(OH)nCl6-n ，通常n=1~5，m≤10。聚合氯化铝溶于水后，即
聚丙烯酰胺的使用方法 1.溶解方法使用前先将固体颗粒溶解成1‰---5‰浓度 的水溶液,以便迅速发挥效力.在加药时,应采取渐次性 家药方式,慢慢的投如水中,便之均匀的在水中分散,溶 解. 2.溶解液的添加通常是添加约0.5‰---1‰的水溶液,但在悬浊液的高浓度和高 粘度的场合,建议将水溶液进一步,稀释成为0.1‰,则将容易混合而发挥充分的效 果. 3.阳离子较阴离子分子量偏低因而粘度也较阴离子弱,故阳离子,非离子配比浓度标准要比 阴离子略高.(视情况而定,同样可以依据水浓度适当调整浓度浊度高,浓度低.浊度低可以以 适当增加浓度).建议浓度为5‰--1%. 注意事项: 1.配制聚丙烯酰胺水溶液时,应在搪瓷,镀锌,铝制或塑料桶内 进行,不可在铁容器内配制和贮存. 2.溶解时,应注意将产品均匀的慢慢地加入带搅拌和加 热措施的溶解器中,应避免结固,溶液在适宜温度下配 制,并应避免长时间过剧的机械剪切.建议搅拌器 60—200转/min,否则会导致聚合物降解,影响使用效果. 3.聚丙烯酰胺水溶液应做到现用现配,当溶解液长时间放置,其 性能将会视水质的情况而逐渐降低. 4.在对悬浊液添家絮凝剂水溶液之后,如果长时间激烈地进行搅拌的话,将会破 坏已经形成的絮凝物. 聚丙烯酰胺的应用领域配比浓度及用量资料来源：会议论文 应用领域用途聚合物类型.规格用量及配比浓度 熔炉炼铝.硫酸铝循环水，生产过程中去杂质阴离子1000万千分之五每吨用3－5克盐水澄清去除钙与镁阴离子800－1200万千分之一每吨用1－2克膨润土生产增加膨润的粘度阴离子1500－1800万千分之三每吨用2－3克混凝土减水剂阴离子500－800万 1.2%配每吨用1.2kg
现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤： 1.制浆的过程制浆为造纸的第一步，一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。 2.调制过程纸料的调制为造纸的另一重点，纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。 一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤：a. 散浆b.打浆c.加胶与充填 3.抄造过程抄纸部门的主要工作为将稀的纸料，使其均匀的交织和脱水，再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装，故一般常见之流程如下： a.纸料的筛选 b.网部 c.压榨部 d.压光 e.卷纸g.裁切、选别包装 打浆与配浆 经过蒸煮或机械磨解、洗涤、筛选和漂白以后的纸浆，还不能直接用来抄纸。因为纸浆中的纤维缺乏必要的柔曲性，纤维与纤维间的连接性能欠佳，如果用它抄纸，纸张会疏松、多孔、表面粗糙、强度低，不能满足使用的要求。打浆就是利用机械方法处理纸浆中的纤维使其帚化和适度切断，可增加纤维与纤维之间的氢键结合，更重要的是纤维在打浆时吸水润胀，使之具有较高的弹性和塑性，满足造纸机生产的要求，以使生产的纸张能达到预期的质量指标。
纸页抄造时，为了改善纸页的某些特性、满足造纸机抄造性能或节省优质纤维原料的需要，常常把两种或两种以上的纸浆以及抄造过程中产生的损纸调配起来使用的过程称为配浆。配浆或混合的方法有间歇式和连续式两种。 纸料的筛选与净化 为了提高生产出的纸品的质量、抄造效率以及成纸的使用和后加工性能，需要进一步（大家还记得在制浆的工艺流程中也有筛选和净化的工序吧）除去纸料中残余的杂质，在纸料上网前对其进行净化和筛选是最后一道的把关。纸料中的杂质主要分为纤维性杂质和非纤维性杂质两大类，非纤维性杂质可分为金属性杂质和非金属性杂质两类。纤维性杂质主要来自于损纸（所谓损纸，就是抄造过程中由于生产或质量原因而需要重新抄造不合格的半成品或成品纸）处理系统的碎片、浆团和其他杂质；金属性杂质则主要来源于设备管道的腐蚀磨耗和生产过程中混入的金属碎屑和微粒；非金属杂质主要生产过程中带来的沙粒、尘土和各种胶黏性物质（如粘结物、热熔物和胶料等）。 纸料的净化用的是涡旋除渣器，涡旋除渣器大部分结构形式为锥形除渣器，锥形除渣器又可分为重质（多用来除去密度比纤维重的杂质如沙粒、金属屑等）除渣器，轻质（多用来除去密度比纤维轻的杂质，如塑料片等）除渣器。其工作原理为：纸料从柱体上部以切线方向进入除渣器内旋着向下运动，杂质在离心力的作用下被抛向器壁，纸料向下旋至锥体下端后改变旋转方向良浆（也就是抛出杂质后的浆）
最全的聚丙烯酰胺分类与特点详解 有代表性的高分子聚丙烯酰胺有：非离子型聚丙烯酰胺（简写NPAM，分子量800-1500万）、阴离子型聚丙烯酰胺（简写APAM，分子量800-2000万）、阳离子聚丙烯酰胺（简写CPAM，分子量800-1200万，离子度10%-80%）。用量一般为废水量的百万分之一至百万分之二。 阴离子聚丙烯酰胺（APAM）产品特性：阴离子聚丙烯酰胺（APAM）外观为白色粉粒，分子量从600万到2500万。水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为4到14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）产品特性：阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）外观为白色粉粒，离子度从20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。呈高聚合物电解质的特性，适用于带阴电荷及富含有机物的废水处理。适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。
两性离子聚丙烯酰胺是由乙烯酰胺和乙烯基阳离子单体丙烯酰胺水解共聚而成。分子链上既有阳电荷，又有阴电荷的两性离子不规则聚合物。 非离子聚丙烯酰胺（简写NPAM) 产品特性：非离子聚丙烯酰胺系列产品是具有高分子量的低离子度的线性高聚物。由于其具有特殊的基团，便赋予它具有絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、凝胶、稳定胶体的作用。污水处理剂：当悬浮性污水显酸性时，采用非离子聚丙烯酰胺作絮凝剂较为合适。这时PAM起吸附架桥作用，使悬浮的粒子产生絮凝沉淀，达到净化污水的目的。也可用于自来水的净化，尤其是和无机絮凝剂配合使用，在水处理中效果最佳。
聚丙烯酰胺化学品使用说明书 产品名称:聚丙烯酰胺 产品用途:废水处理用絮凝剂 一、化学品 化学品商品名:聚丙烯酰胺或PAM 英文名:Polyacrylamide (PAM) 二、成分、组成信息 化学品名称:聚丙烯酰胺 相对分子量: 900万 离子性:阳离子 化学类别: 螯合剂型聚合物 粘度:(1.0%SOL)950mPa·S 外观与性状: 白色粒状固体，稀释后呈无色液体,无臭，水分(0.1%SOL):10%以下。pH值:6.0--7.0 三、危险性概述 危险性类别:无 侵入途径:无 健康危害:无资料 急性中毒:无 慢性影响:未发现。 环境危害:无 燃爆危险:本品易燃。 四、急救措施 皮肤接触:脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触:提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 食入:通过动物实验证明此产品食入后不会中毒 五、消防措施 危部分险特性:用水灭火时，颗粒遇水后变滑，避免人员滑倒摔伤
有害燃烧产物:无。 灭火方法:无火灾危险。 六、泄漏应急处理 应急处理:颗粒遇水后变滑，避免人员滑倒摔伤 七、操作处置与储存 操作注意事项:无特别要求 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。 八、接触控制/个体防护 个人注意事项:无特别要求 工程控制:提供安全淋浴和洗眼设备。 眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。 身体防护:无特别要求。 手防护:用大量水冲洗洗 其它防护: 九、理化特性 颜色:白色粒状 气味:无味 十、稳定性和反应活性 稳定性:稳定 禁配物:产生放热反应的氧化物。 避免接触的条件: 聚合危害:不聚合 分解产物:热的腐烂物可能产生，氢化合物气体，氮氧化物，碳氧化合物等。十一、毒理学资料 急性毒性:无毒性 刺激性: 十二、生态学资料 生态毒性:无 生物降解性: 非生物降解性:
聚丙烯酰胺增干强剂生产操作流程 一：中间体的制备（工厂） Ⅰ、原料配比（按1000kg）： 1. 氯化苄：265kg 2. DM：337kg 3. 去离子水：390kg（先150kg，后240kg） 4.对羟基苯甲醚：3kg Ⅱ、生产工艺： 1. 把氯化苄吸入氯化苄备用。 2. 在反应釜中泵入150kg去离子水及DM密封搅拌。 3. 调整釜内料液温度为25℃（温度计显示），开始滴加氯化苄， 当料液温度上升为30℃时，用冷冻机冷水开始降温，滴加速 度根据料液温度上升速度而定，滴定过程中保持料液温度在 34℃左右。 4. 滴定时间为4h，然后继续保温34～35℃反应2h。 5.保温完毕取样测PH值应为7.5～8.5之间。 6. 加水240kg，对羟基苯甲醚3kg，降温至25℃以下，取样化验，合格放料。 Not：DM不得超过设定量；氯化苄剧毒，注意防护。 二：增干强剂的制备（实验室方法） Ⅰ、原料配比（按2000kg）： 1.中间体59.4kg 2.丙烯酰胺（AM）315kg（先180kg，后135kg） 3.衣康酸25.2kg 4.甲基丙烯磺酸钠（SMAS） 5.4kg 5.乙二胺四乙酸二钠（EDTA）0.27kg 6.甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）9kg 7.N、N-二甲基丙烯酰胺5.4kg 8.水1530kg（先900kg，第二步450kg，最后180kg） 9.过硫酸铵（APS） 1.8kg 10.甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DM）36kg Ⅱ、生产工艺： 1.在三口烧瓶中加入：59.4kg的中间体、180kg的AM、25.2kg 的衣康酸、5.4kg的SMAS、0.27kg的EDTA、9kg的DMC、5.4kg 的N、N-二甲基丙烯酰胺、900kg的水，搅拌均匀，调解pH=3，加入1.8kg的过硫酸铵。80℃反应。
聚丙烯酰胺(PAM)生产工艺设计 石油工业是国民经济的支柱产业,石油是经济发展的重要保证之一。我国石油资源相对较少,三次采油是我国保障石油供应的重要措施。进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究,目的是使我国聚丙烯酰胺生产工艺技术、产品质量、及生产规模均提升到一个较高水平,以满足三次采油对聚丙烯酰胺质和量的要求,避免引进产品带来的风险,保证三次采油技术的顺利实施最终以满足国民经济发展对石油供应的要求,并获得最大经济效益。与此同时,进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究,可满足随着三次采油工艺技术的不断提高而对聚丙烯酰胺各项性能不断改进的要求。 PAM最有价值的性能是分子量很高,水溶性强,可以制作出亲水而水不溶性的凝胶,可以引进各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能,对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于这些性能,使得PAM被广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、粘结,成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等许多方面。PAM的最大用途是在水处理、造纸、采油、冶矿等领域。 此外,聚丙烯酰胺在水处理行业具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。随着环境意识的不断加强,聚丙烯酰胺在城市污水处理方面的应用将会越来越受到重视。聚丙烯酰胺生产工艺技术的研究,也将对城市污水处理工艺技术的提高起到推动作用。 目前PAM生产的工艺路线一般从丙烯腈(AN)为原料开始,经AM装置生产出AM 水溶液,再以AM为原料在PAM装置生产出PAM产品。AM生产工艺主要有以骨架铜为主体的重金属类为催化剂的化学法和以生物酶为催化剂的生物法,其技术的关键在于催化剂,依催化剂的不同生产工艺有较大差异。PAM的生产工艺方法较多,依PAM产品性能要求不同及生产过程采用的引发剂不同,生产工艺方法有较大的差异,其中引发剂是技术关键,属各公司的技术秘密。对PAM生产工艺技术的研究主要体现在引发体系和与PAM生产相关的专用设备上。
聚丙烯酰胺 河南佰科聚丙烯酰胺厂生产的佰科牌阳离子聚丙烯酰胺是一类新型高效的有机高分子絮凝剂,因其分子链节上带有阳离子,与废水中带阴离子的胶体颗粒进行电荷中和作用,降低ζ电位,压缩扩散层。同时,阳离子型聚丙烯酰胺的长链产生架桥效应,使胶体絮凝。其它悬浮的颗粒也被吸附、包卷和捕集,并相互集结形成大的絮体,即“中和”与“架桥”作用。因此阳离子型聚丙烯酰胺在污水处理中越来越受到重视。另外，聚丙烯酰胺在市政污水处理领域也扮演着重要的角色。日益严格的法规促进了水处理工业的发展，市政污水处理领域不仅未受到金融危机的影响，反而表现出良好的增长势头。包括摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚和埃及等国家在内的北非地区出现了新的市政污水处理市场，而其他一些国家，例如沙特阿拉伯和卡塔尔，也正在加大对水处理的私有化投资。在工业废水处理方面，煤炭开采和热电站建设提供了巨大的业务空间，而对中水回用技术的日益关注也是一个市场推动因素。 子量在300-2000万之间，产品外观为白色或略带粉末，液态为无色黏稠胶体状,温度超过120℃易分解,易溶于水,其水溶液几近透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体PAM有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，PAM热稳定性好；加热到100℃稳 定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发 生亚胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升23℃1.302。玻 璃化湿度153℃，PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性。 本品无毒，注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。贮存期：2年,25kg 纸袋（内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋）。堆高不超过10层. 聚丙烯酰胺产品详情：PAM为水溶性高分子聚合物， 不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体 之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳 离子和两性型四种类型。 度高，在阳离子絮凝剂中一般是指添加的阳离子单体多，阳离子单体很昂贵，所以，离子度往往和成本密切相关。在阴离子絮凝剂中则一般是水解后呈阴性的基团，如--COOH多，水解程度强。很多SS类型物质的表面往往带有电荷，显然，同样带有电荷的絮凝剂就可以利用异性相吸的原理来絮凝SS类型的物质。电荷中和后再利用聚丙烯酰胺本身的分子链来形成大的絮团。这个是污水絮凝剂的基本原理。 我国的印染企业大多集中在江浙广等地,所产生的废水基本上内部处理,印染废水处理常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。而这些要用到聚丙烯酰胺的地方选择各种离子度，混凝剂一般用阴离子聚丙烯酰胺，物理处理有用到阴离子或者非离子絮凝剂，生化污泥一般采用阳离子或者高分子量的非离子比较常见。 ?油田应用于油水分离 在油田开发过程中,为了提高油井产量和原油采收率,需要大量的水资源进行注水驱油同时,随着原油的采出,地层水和注入水又会随着原油一起被采出,在地面进行油水分离后产生大量采油污水,为节约水资源和降低水的应用成本,必须考虑采油污水的净化回用问题。针对姬塬采油区采油污水具有
PAM与PAC使用说明书 一、混凝剂的作用及常用药剂 1.混凝剂的作用 废水中常常含有自然沉降法不能去除的细微悬浮物和胶体污染物，对于这类废水必须首先投加化学药剂来破坏胶体和细微悬浮物在水中形成的稳定分散系，使其聚集为具有明显沉淀性能的絮凝体，然后用重力法予以分离，这一过程包括凝聚和絮凝两步骤，二者总称为混凝。其中，凝聚是指使胶体、超胶体脱稳，凝聚为微絮体的过程，它包括胶体的脱稳，又包括颗粒的迁移和聚集；而絮凝则是微絮颗粒通过吸附、卷带和桥连而更大的絮凝体的过程，它只包括颗粒的迁移和聚集。 2.混凝剂的混凝机理 投加的药剂有无机多价金属盐类和有机高分子聚合物两大类。前者主要由铝盐和鉄盐，后者主要有聚丙烯酰胺及其变形物。我们常用的无机盐有聚合氯化铝和硫酸亚铁，有机类的是聚丙烯酰胺（PAM）。 铝、铁盐混凝剂的混凝机理十分复杂，简单地说，是它们一系列离解和水解产物对水中胶体及细微悬浮物所具有的压缩双电层、电性中和以及吸附桥连和卷带网捕作用的综合结果。 铝、铁盐混凝剂在水解过程中发挥以下三种作用：Al3+或Fe3+和低聚合度高电荷的多核络离子的脱稳凝聚作用；高聚合度络离子的桥连絮凝作用以及以氢氧化物沉淀形态存在时的网捕絮凝作用，以上三种作用有时可能同时存在，但在不同条件下可能以某一种为主。通常在PH偏低、胶体及细微悬浮物浓度高、投加量尚不足的反应初期，脱稳凝聚是主要形式；在PH
较高、污染物浓度低、投加量充分时，网捕作用是主要形式；而在pH和投加量适中时，桥连和絮凝成为主要形式。 聚合氯化铝（简称PAC），又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝。通过它或它的水解产物使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀，便于分离的大颗粒沉淀物。PAC的分子式为[AL2(OH)nCl6-n]m，其中，n为1-5的任何整数，m为聚合度，即链节的的数目，m的值不大于10。PAC的混凝效果与其中的OH 和AL的比值（n值大小）有密切关系，通常用碱化度表示，碱化度 B=[OH]/(3[AL])X100% 。B要求在40-60%，适宜的PH范围5-9 。 鉄盐混凝剂的水解过程及机理与铝盐类似。 聚丙烯酰胺（简称 PAM），俗称絮凝剂或凝聚剂，属于混凝剂。PAM的平均分子量从数千到数千万以上，沿键状分子有若干官能基团，在水中可大部分电离，属于高分子电解质。根据它可离解基团的特性分为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、和非离子型聚丙烯酰胺。PAM外观为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，聚丙烯酰胺水溶液几近是透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体PAM有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，PAM热稳定性好；加热到100℃稳定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度：1.302mg/l（23℃）。玻璃化温度153℃，PAM 在应力作用下表现出非牛顿流动性。 阳离子、阴离子的PAM分别适用于带阴、阳电荷的污水或污泥。生化法产生的活性污泥带有阴电荷，应该使用阳离子型的。阴离子PAM用于带有阳电荷污水或污泥，如处理钢铁厂、电镀厂、冶金、洗煤及除尘等污水
聚丙烯酰胺生产工艺设计
聚丙烯酰胺（PAM）生产工艺设计 石油工业是国民经济的支柱产业，石油是经济发展的重要保证之一。我国石油资源相对较少，三次采油是我国保障石油供应的重要措施。进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究，目的是使我国聚丙烯酰胺生产工艺技术、产品质量、及生产规模均提升到一个较高水平，以满足三次采油对聚丙烯酰胺质和量的要求，避免引进产品带来的风险，保证三次采油技术的顺利实施最终以满足国民经济发展对石油供应的要求，并获得最大经济效益。与此同时，进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究，可满足随着三次采油工艺技术的不断提高而对聚丙烯酰胺各项性能不断改进的要求。 PAM最有价值的性能是分子量很高，水溶性强，可以制作出亲水而水不溶性的凝胶，可以引进各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能，对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于这些性能，使得PAM被广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、粘结，成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等许多方面。PAM的最大用途是在水处理、造纸、采油、冶矿等领域。 此外，聚丙烯酰胺在水处理行业具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。随着环境意识的不断加强，聚丙烯酰胺在城市污水处理方面的应用将会越来越受到重视。聚丙烯酰胺生产工艺技术的研究，也将对城市污水处理工艺技术的提高起到推动作用。 目前PAM生产的工艺路线一般从丙烯腈(AN)为原料开始，经AM装置生产出AM水溶液，再以AM为原料在PAM装置生产出PAM产品。AM 生产工艺主要有以骨架铜为主体的重金属类为催化剂的化学法和以生物酶为催化剂的生物法，其技术的关键在于催化剂，依催化剂的不同生产工艺有较大差异。PAM的生产工艺方法较多，依PAM产品性能要求不同及生产过程采用的引发剂不同，生产工艺方法有较大的差异，其中引发剂是技术关键，属各公司的技术秘密。对PAM生产工艺技术的研究主要体现在引发体系和与PAM生产相关的专用设备上。 在AM制备方面，国外化学催化水合法已属成熟技术，生物催化水合法在日本已取得成功，并有大规模的工业应用。国内化学法则长期来无大的技术突破，引起关注的是用微生物法生产AM水溶液的研究取得了成功。该研究利用生物发酵方法培养出含腈水合酶的菌体，再将其菌体用海藻酸钠包埋作为催化剂使AN与水生成AM。据报道其产酶细胞最高活性达2924u/ml，平均酶活为2556u/ml, AN转化率为99.9%，其主要生产技术属国内领先且达到国际先进水平。 在国内微生物法AM技术研究取得成功后，利用其技术相继建设了四套规模在1000-2000t/a的中试装置，中试过程对其工艺技术进行了进一步研究
聚丙烯酰胺在水处理中的应用 我国是一个水资源相当贫乏的地区，平均年水资源总量2.8万亿立方米，但人均占有量只有2710立方米，因而在我国，聚丙烯酰胺在对水处理方面的应用更具有特别重要的意义。 聚丙烯酰胺介绍： 聚丙烯酰胺是一种线型水溶性高分子，是水溶性高分子中应用最为广泛的品种。聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝剂、增稠剂、减阻剂等，普遍应用于水处理、造纸、石油、煤炭、地质、建筑等工业部门。由于PAM分子量高（103 ~ 107），水溶性好，可调节分子量并可以引进各种离子基团以得到特定的性能。其高分子量时是重要的絮凝剂，因此被广泛应用于污水及饮用水的处理中。 聚丙烯酰胺用于污泥脱水流程图： 聚丙烯酰胺存在形式及应用： 因为聚丙烯酰胺是效能最高的高分子有机合成絮凝剂，所以它是我国目前使
用最多的絮凝剂。聚丙烯酰胺主要以两种形式存在：一种是粉状，一种是胶体。胶体不易于运输，使用也不方便，常用的是粉状产品。PAM又有阳离子、阴离子及非离子，适用于不同用途和不同的絮凝对象。PAM及其衍生物的分子链上带有大量的酰胺基或其他带电基团，具有良好的水溶性、优良的絮凝性能和吸附性能，在水处理工业中作为絮凝剂、助凝剂已被广泛应用于饮用水、工业废水的处理和污泥的处置。 PAM与传统无机絮凝剂比较 （1）品种多，规格全，能满足各种不同条件； （2）用量小，效率高，处理能力强，生成泥渣少，后处理简单。 （3）PAM与无机絮凝剂联用有时能取得很好的效果。 PAM在水处理中的主要作用 （1）减少絮凝剂用量。在达到同等水质的前提下，PAM与其他无机絮凝剂配合使用，可大大降低絮凝剂的使用量。 （2）改善水质。在饮用水处理和工业废水处理中，PAM与无机絮凝剂配合使用，可以明显改善出水水质。 （3）提高絮体强度和沉降速率。PAM形成絮体强度高，沉降性能好，从而提高固液分离速率，有利于污泥脱水。 （4）循环冷却系统的防腐与防垢。PAM可大大降低无机絮凝剂的用量，从而避免无机物质在设备表面的沉积，减缓设备的腐蚀与结垢。 影响混凝的主要因素： 混凝表示整个凝聚和絮凝过程。“凝聚”是指胶体的脱稳阶段，而“絮凝”是指胶体脱稳后结成大颗粒絮体的阶段。水处理中的混凝现象比较复杂，不同
第一章概述 1． 1 聚丙烯酰胺简介 1 .1 . 1 丙烯酰胺聚合物的结构和性质 PAM在结构上最基本的特点是：（1）分子链具有柔顺性和分子形状的易变性。（2）分子链上有与丙烯酰胺单元数目相同的侧基——酰胺基，而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。这些结构特点赋予了PAM许多极有价值的应用性能。乳酰胺基的高极性使PAM具有良好的亲水性和水溶性，其水凝胶亲水而不溶与水；柔顺的长链使PAM水溶液具有高粘性和良好的流变性能；酰胺基极易与水或含有-OH基团的物质（天然纤维、蛋白质、土壤和矿物等）形成氢键，产生很强的吸附作用；酰胺基的高反应活性可使PAM衍生出很多变性产物，拓宽了他们的应用围。 1 .1 . 2 丙烯酰胺聚合物的发展 PAM在1893年由实验室制得。1954年在美国实现产业化生产，初期得产品仅室单一得非离子型PAM。不久开发了碱性阴离子型PAM和阳离子型PAM。PAM优良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化学反应活性的显示出了巨大的市场潜力和广阔的应用前景。丙烯酰胺单体由丙烯腈经硫酸催化水合制取。20世纪70年代初美国合日本开发了丙烯睛铜催化水合法，1985年在日本又有丙烯睛生物酶催化水合法问世。 我PAM产品的开发始于20世纪50年代末期。1962年珊瑚化工厂建成我国第一套PAM 生产装置，生产PAM水溶胶产品，用于矿产品处理和石油钻采工业。随后又开发了辐射聚合法、反相乳液聚合法和水溶液聚合法生产PAM干粉。由于在油气田开采和三次采油中的大量应用，以及在污水处理和造纸等方面的用量增加，我国PAM的生产能力不断增加。自1994年自主开发的生物酶法制丙烯酰胺工业化获得成功及随后的2.5万吨/年丙烯酰胺示性工业生产装置的建成，以及1995年法国NSF公司5万吨/年PAM生产装置后，我国PAM的产量和质量都油了很大的提升。近10年来我国PAM发展迅速，现成为世界生产大国，产量跃居世界首位，生产规模已达国际水平。现有生产厂200多个，生产能力（含AM）约为23万吨/年。我国的销售量约占全球的1/3。产品主要包括HPAM、CPAM、NAM和梳型聚丙烯酰胺等，以HPAM为主。产品剂型有干粉、水溶胶、油乳液和水乳液等，以干粉为主。生物酶法制丙烯酰胺、梳型聚丙烯酰胺和超高分子量PAM等方面已达到世界先进水平。 但是在总体上，我国的PAM产品与国外相比还存在大的差距，主要反应在（1）产
聚丙烯酰胺聚合工艺 （1）理论基础丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺： C H O NH2 H2C 引发剂 CH2 H C C O NH2 n 丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中，经强碱催化剂如烷氧钠的作用下，经阴离子聚合反应则生成聚β－丙酰胺。 C H O NH2 H2C 碱 阴离子聚合反应 CH2 CH2CONH n 工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺，所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多，包括过氧化物、过硫酸盐、氧化－还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。 工业生产中采用的聚合方法，主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法，以前者应用最为广泛。此外也有采用γ－射线辐照引发固相聚合的报道。 丙烯酰胺水溶液聚合为聚丙烯酰胺水溶液时，聚合热为82.8 kJ/mol。相对来说放出的热量甚大，因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。其次一个问题是如何降低残余单体含量。因为丙烯酰胺单体毒性甚大，为了减少其危害性，特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。第三个问题是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物，即干燥脱水问题。第四个问题是如何自由控制产品分子量。 丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为（1.72±0.3）×104和（16.3±0.7）×106Lmol-1s-1，与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2±0.2，此数值甚高，所以不存在链转移时，聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2
×107的产品。 丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时，可能产生交联生成不溶解的聚合物，当聚合反应温度过高时，此现象更为严重。理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键，参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。 有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量，发现含氮量低于理论值，认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。 C C 22O O C C O O H NH 3 高纯度丙烯酰胺易聚合为超高分子量的聚丙烯酰胺，为了生产要求的分子量范围，须加有链转移剂，链转移常数如表所示。