水處理藥劑知識
大家都知道一個道理，水處理主要是用于以能源利用、環(huán)境保護(hù)、水處理方面的科研以及環(huán)保水處理藥劑的生產(chǎn)等為主。佰科公司有著多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),佰科系列水處理藥劑與很多公司建立了水處理藥劑生產(chǎn)廠和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。
聚丙烯酰胺水解度問題分析
聚丙烯酰胺較為水處理的藥劑的佼佼者，有著很多的優(yōu)勢。聚丙烯酰胺尤其是在對高濁度水處理上，具有一個十分優(yōu)異的絮凝效能。同時(shí)聚丙烯酰胺作為非離子型高聚物，它通常是卷曲成無規(guī)線團(tuán)。在進(jìn)行化學(xué)要處理時(shí)一般加堿可使聚丙烯酰胺部分水解，在所生成的羧基陰離子之間靜電斥力的作用下，使分子鏈伸開，以暴露出來的活性酰胺基團(tuán)和很長的分子鏈，發(fā)揮優(yōu)異的吸附架橋絮凝作用。
聚丙烯酰胺的水解反應(yīng)，可以下式表示:
式(1)中反應(yīng)進(jìn)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數(shù)；
n—聚丙烯酰胺分子中水解前酰胺基總數(shù)。
在反應(yīng)(1)中，隨著水解度的增加，羧基陰離子增加，分子鏈不斷伸展，從而有使絮凝效果逐漸增強(qiáng)的作用；同時(shí)，聚丙烯酰胺分子的負(fù)電性亦逐漸增強(qiáng)，又妨礙了其與負(fù)電性的泥沙雜質(zhì)相吸附，而且在吸附架橋中起主要作用的活性基團(tuán)-酰胺基也不斷減少，從而隨著水解度的增加，又存在使絮凝效果逐漸變差的因素。在水解前期，前者起主導(dǎo)作用；水解后期，后者升居主導(dǎo)地位。作為綜合結(jié)果，必存在一個較優(yōu)的水解程度，使絮凝效果較佳，即存在著一個較佳水解度。自M ichaels 〔1〕 于1954年提出較佳水解度的概念以來，一直普遍認(rèn)為其值為30%左右。但對高濁度水，較佳水解度是否仍為30%，是本文要探討的一個課題。
聚丙烯酰胺作為一種有機(jī)高分子物質(zhì)，水解反應(yīng)速度較慢，應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)高速水解，是本文將要探討的另一個課題。
一、聚丙烯酰胺絮凝的較佳水解度
以重慶某礦山藥劑廠產(chǎn)的膠狀聚丙烯酰胺作為實(shí)驗(yàn)用絮凝劑。實(shí)測平均分子量為6.2×10 6 ，有效成分含量為9.0%。首先將聚丙烯酰胺配制成一定濃度的溶液，加入氫氧化鈉進(jìn)行水解。然后以一定的時(shí)間間隔測定其水解度，并以此水解試樣做高濁度水的靜水絮凝沉淀試驗(yàn)，以渾液面沉速作為表征絮凝效果的指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)均在恒溫條件下進(jìn)行。
溶液的濃度；以百分濃度，即100g溶液中含的聚丙烯酰胺的克數(shù)表示。習(xí)慣上，常以有效成分含量為8%的膠狀聚丙烯酰胺產(chǎn)品的重量來進(jìn)行計(jì)算。在本文中，則以聚丙烯酰胺有效成分的重量來計(jì)算。
水解時(shí)，加入氫氧化鈉的數(shù)量，可以加堿比表示。加堿比就是水解液中氫氧化鈉與聚丙烯酰胺的重量比。習(xí)慣上，常以有效成分含量為8%的膠狀聚丙烯酰胺產(chǎn)品的重量進(jìn)行計(jì)算。在本文中，則以聚丙烯酰胺有效成分的重量來計(jì)算。
水解度的測定，采用黑龍江大學(xué)化學(xué)系研究提出的方法。按要求稱取一定量的待測試樣，用無水乙醇和丙酮純化精制后，再用甲基橙—靛蘭二磺酸鈉混合指示劑滴定法測定。水解度的計(jì)算式為:式中:N-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)量濃度；V—至等當(dāng)點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積〔mL)；W-試樣中聚丙烯酰胺含量按水解前重量計(jì)(m g)。
高濁度水靜水絮凝沉淀試驗(yàn)在1000mL量簡中進(jìn)行。將黃河泥沙用自來水充分浸泡，配制成100kg/m 3 的高濁度水，加入部分水解的聚丙烯酰胺試樣3.6m g(有效成份，后同)，對水?dāng)嚢枰赃M(jìn)行混合反應(yīng)。試驗(yàn)時(shí)，G值控制為400 S -1 左右。經(jīng)T秒混合反應(yīng)，當(dāng)GT值達(dá)到4680時(shí)，將攪拌器輕輕提出，測量渾液面沉降段平均沉速。該沉速值愈大，表示相應(yīng)的聚丙烯酰胺水解試樣的絮凝性能愈好。
按上述方法，對于每一聚丙烯酰胺的水解試樣，都可得到一組相對應(yīng)的水解度與渾液面沉速關(guān)系數(shù)據(jù)，可繪成如圖1所示的曲線。曲線a代表加堿比大于0.222:1的情況。此時(shí)隨著水解度的增加，渾液面沉速先是逐漸上升，并達(dá)到一較大值，然后又隨著水解度的增加而下降。在該較大值下的水解度，即為較佳水解度。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聚丙烯酰胺的較佳水解度并非常數(shù)。在本實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，較佳水解度在32～48%之間變化。