聚丙烯酰胺可以應(yīng)用于各種污水處理(針對(duì)生活污水處理使用聚丙烯酰胺一般分為兩個(gè)過(guò)程,一是高分子電解質(zhì)與粒子表面的電荷中和;二是高分子電解質(zhì)的長(zhǎng)鏈與粒子架橋形成絮團(tuán)。絮凝的主要目的是通過(guò)加入聚丙烯酰胺使污泥中細(xì)小的懸浮顆粒和膠體微粒聚結(jié)成較粗大的絮團(tuán)。隨著絮團(tuán)的增大,沉降速度逐漸增加。從而可以更好的通過(guò)壓濾機(jī)壓泥,進(jìn)而達(dá)到環(huán)保處理的要求,干泥外運(yùn)進(jìn)行焚燒處理。)PAM為分子量由幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)的高分子水溶性有機(jī)聚合物,在顆粒間形成更大的絮體及由此產(chǎn)生的巨大表面吸附作用。目前國(guó)內(nèi)的聚丙烯酰胺代表性的高分子聚丙烯酰胺有:非離子型聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)寫(xiě)NPAM,分子量800-1500萬(wàn))、陰離子型聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)寫(xiě)APAM,分子量800-2000萬(wàn))、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)寫(xiě)CPAM,分子量800-1200萬(wàn),離子度10%-80%)。用量一般為廢水量的百萬(wàn)分之一至百萬(wàn)分之二。因而,主要是通過(guò)人工合成形成的。
聚合技術(shù):
聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料,在引發(fā)劑的作用下,進(jìn)行聚合反應(yīng),在反應(yīng)完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)切切割、造粒、干燥、粉碎,最終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。關(guān)鍵工藝是聚合反應(yīng),在其后的處理過(guò)程中要注意機(jī)械降溫、熱降解和交聯(lián),從而保證聚丙烯酰胺的相對(duì)分子質(zhì)量和水溶解性。
丙烯酰胺+水(引發(fā)劑/聚合)→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺產(chǎn)品
我國(guó)聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)大概也經(jīng)歷了3個(gè)階段:
第一階段是最早采用盤(pán)式聚合,即將混合好的聚合反應(yīng)液放在不銹鋼盤(pán)中,再將這些不銹鋼盤(pán)推至保溫烘房中,聚合數(shù)小時(shí)后,從烘房中推出,用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀,進(jìn)絞肉機(jī)造粒,烘房干燥,粉碎制得成品。這種工藝完全是手工作坊式。
第二階段是采用捏合機(jī),即將混合好的聚合反應(yīng)液放在捏合機(jī)中加熱,聚合開(kāi)始后,開(kāi)始捏合機(jī),一邊聚合一邊捏合,聚合完后,造粒也基本完成,倒出物料經(jīng)干燥、粉碎得成品。
第三階段是,20世紀(jì)80年代后期,開(kāi)發(fā)了錐形釜聚合工藝,由核工業(yè)部五所在江蘇江都化工廠(chǎng)試車(chē)成功。該工藝在錐形釜下部帶有造料旋轉(zhuǎn)刀,聚合物在壓出的同時(shí),即成粒狀,經(jīng)轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥,粉碎得產(chǎn)品。
為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上,有的技術(shù)采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內(nèi)壁上,但此涂覆層在上產(chǎn)過(guò)程中易脫落而污染聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
也有可旋轉(zhuǎn)的錐形釜,聚合反應(yīng)完成后,聚合釜倒轉(zhuǎn)將聚丙烯酰胺膠塊倒出)、造粒方式 (有機(jī)械造粒、切割造粒,也有濕式造粒即分散液中造粒)、干燥方式(有采用穿流回轉(zhuǎn)干燥,也有用振動(dòng)流化床干燥)及粉碎方式。這些不同中有些是設(shè)備質(zhì)量上有差異,有些是采用的具體方式上的油差異,但總的來(lái)看,聚合技術(shù)趨向于固定錐形釜聚合,振動(dòng)流化床干燥技術(shù)。
聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)除了上述的單元操作外,在工藝配方上還有較明顯的差別,引發(fā)就有前加堿共水解工藝和后加堿后水解工藝之分,兩種方法各有利弊,前加堿共水解工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,但存在水解傳熱易產(chǎn)生交聯(lián)和相對(duì)分子質(zhì)量損失大的問(wèn)題,后加堿后水解雖然工藝過(guò)程增加了,但水解均勻不易產(chǎn)生交聯(lián),對(duì)產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量損失也不大。