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【分享】絮凝剂溶液的配制

  • 环保得忍着等春天
    2009/11/22
  • 私聊

噪声/辐射等检测

  • 1、    防止絮凝剂大分子降解
    现代的聚丙烯酰胺产品的分子量很高,这是它具有良好絮凝性能的基础。但是这种絮凝剂的大分子容易受到外界因素的影响而破坏,使它的性能大大下降。絮凝剂的配制和使用过程必须认真防止出现这个问题。
    絮凝剂在不良条件下发生的导致絮凝性能下降的变化,通称为降解作用(degradation),具体表现为分子量下降、溶液粘度降低、絮凝性能变差甚至失效。可能产生这种作用的因素很多。就此而言,高分子量的PAM是相当“娇气”的物质。而且,PAM的分子量越高,越容易产生这些变化,对有关的因素就越敏感。必须十分重视这个问题,否则再好的絮凝剂也不能取得良好效果。
    导致PAM溶液粘度和絮凝效能降低的主要因素有:
    1、机械的作用:高速搅拌或在溶液中施加强烈的机械剪切,都会使大分子断裂。如将PAM溶液在离心泵内搅几秒钟,其分子量下降达75%。如用高速搅拌溶解或高速设备输送,都会明显降低它的分子量和絮凝性能。
    2、铁锈和铁化合物:在PAM溶液中加入很微量(如2mg/L)的铁化合物(如FeCl3),或微量的铁锈粉末,轻微搅拌使之分散,PAM溶液的粘度和絮凝性能便大幅度降低。将PAM溶液置于生锈的铁器中,4小时后粘度下降78%,絮凝效能大大降低。
    3、高温的作用:PAM大分子对高温很敏感,如0.1%的PAM溶液在80℃下放4小时,分子量由2100万降至760万,在50℃下放置亦降至1690万;分子量为1050万的PAM,在80℃下放置4小时后分子量降到330万。如在30℃下,分子量下降很慢。若PAM原来的分子量很低,如370万,则受热的降解很少。
    4、并存杂质的影响:PAM溶液中如有悬浮杂质会降低它的粘度。无机离子特别是高价离子也有很大影响。如一种PAM溶液的粘度为191厘泊,加入含Na+100mg/L的NaCl后,溶液粘度降至140,而加入含Ca2+100mg/L的CaCl2后,粘度降至30厘泊。
    5、其他:紫外线照射会使PAM迅速降解,强烈照射4小时可使PAM的分子量由1800万下降到1000万,溶液中存有氧化剂亦加速降解。
    PAM的降解属于通过游离基的链式反应(free radical chain reaction),凡是能引发产生游离基的因素都会加速PAM的降解。氧和铁的反应能生成游离基,紫外线也是这样,都要注意避免。
    PAM溶液的性能下降,部分是由于大分子形态的变化:由线形伸张的长链状变为收缩卷曲的球状。PAM分子中含有大量的负电基,它们互相排斥而使大分子呈伸展状态,分子较长并充分露出活性基团,善于起架桥联结作用,絮凝性能较好。但是如果 PAM 溶液中存有较多阳离子,它们在大分子负电基的周围形成双电层,就会减弱负电基之间的相斥力,使PAM大分子转变成卷曲状态。离子浓度越高,这种影响越大。双价离子如Ca2+不但较强烈地被负电基吸附,而且可能使两个负电基桥联起来,更增强了大分子的卷缩。这既造成了溶液粘度下降(球状大分子的溶液粘度比线状分子低很多),而且也降低了PAM分子中羧基的有效活性,使絮凝性能明显下降。
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  • 环保得忍着等春天

    第1楼2009/11/22

    2、絮凝剂溶液的配制
    国内不少糖厂对絮凝剂的配制使用方法不够重视,在设备、操作和管理方面有不少问题。即使一些技术和管理水平较高的厂,也常有不完善之处。这就显著地降低了絮凝剂的性能和使用效果,十分可惜。应当认真解决这个问题。
    絮凝剂要先开成溶液,使用的浓度以0.05~0.1%为宜。糖厂应选用阴离子度适当和分子量较高的PAM产品,溶解后即可使用,不需要水解。
    配制絮凝剂溶液的最重要关键是防止大分子降解,要着重注意下列问题 :
    1、不可使用高速搅拌,不可过长时间搅拌。
    2、避免接触铁器。
    3、溶解温度宜较低,如50~60℃或以下。
    4、用洁净的软水,不可用混浊或有铁锈的水或高硬度的水。
    5、溶解过程宜一次完成,即直接溶解到所用的浓度,不宜先溶成高浓度再稀释。
    6、溶解设备应为圆形,不要有死角。
    分子量很高的的絮凝剂的溶解是比较缓慢的。它的粉粒先吸收水分、润胀,再逐渐扩散和分散开来。初时的溶液是很不均匀的,要搅拌一段时间后才能达到浓度一致。需要良好的设备和操作,才有可能在不长的时间内完成这一过程。
    絮凝剂溶解时的浓度宜较低,如0.1%,决不应超过0.3%。有些厂溶解器的体积小,溶解的浓度高,要高速长时间搅拌来溶解,使PAM严重降解。特别要指出的是,有些厂从70年代以来一直按1%浓度来溶解(当时的絮凝剂要加碱水解,只能用较高浓度),这对于分子量超过1000万的絮凝剂是极为有害的。1%的未降解的高分子量的絮凝剂的溶液,粘稠到几乎不能流动,用机械强行搅拌必使大分子断裂。
    粉状絮凝剂遇水时容易粘结成团粒或团块,很难在水中分散。因此,在配制絮凝剂溶液时,要先在溶解器中放入足够的水,开动搅拌后,再将絮凝剂粉分开很多次,小心分散撒入,决不可将大量的絮凝剂一起倒入。否则形成团块,搅拌很长时间也难分散溶解。这些PAM的团块如进入糖汁中,会明显阻碍过滤。
    广东江门甘化厂在90年代初对原有的絮凝剂配制系统进行了深入的检查,发现了不少问题并加以改进。该厂在一碳饱充汁中加絮凝剂加速沉降。絮凝剂的分子量由广州南中厂帮助分析。所用的絮凝剂在化验室用蒸馏水配制时的分子量为1230万,但车间原有系统配成的溶液的分子量只有770万。其中各阶段的变化情况是:溶解(用车间清水)后的浓溶液1010万,稀释后905万,放置1小时后830万,离心泵出口770万。测定一碳汁加同量絮凝剂后的沉降速度,车间配制的絮凝剂溶液的性能只为化验室配制的43% (沉降速度分别为9.8和23cm/min),车间稀释的絮凝剂比用蒸馏水稀释的絮凝剂,性能低26%,而经过离心泵后的絮凝剂的性能再降低17%。他们检查发现的问题是:所用的设备有铁锈,所用的水质不够好,稀释箱的搅拌时间过长和用离心泵输送等。后来改善了设备、水质和操作,改用压缩空气压送,溶液的分子量提高到985万(用蒸馏水开制者为1150万),絮凝性能明显提高。

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    第2楼2009/11/22

    3、絮凝剂溶解器
    由于PAM的溶解比较困难而又不可用高速搅拌,溶解器的型式和结构就相当重要。
    早期一些糖厂使用类似洗滤布机型式的溶解器,器体为卧式U形容器,在其一侧装搅拌叶轮,转速为500~600 r/min。这种形式有较多死角,除了在叶轮附近以外,其它大部分位置的搅拌作用很弱,故溶解效果不好。即使在高温下搅拌两小时,仍常有不少未溶解的PAM 团块积聚在边角处。因搅拌速度高,时间长,絮凝剂降解严重,配成溶液粘度不高。有些厂购买现成的洗衣机作溶解器,因装载量少,溶解浓度要高,且器内死角多,效果也不好。有些厂为加快絮凝剂的溶解,在溶解器中打蒸气(或使用蒸气夹套)。有些厂从70年代以来一直按1%浓度溶解。这些方法开制的絮凝剂的粘度和絮凝性能都大幅度下降,这种情况应尽快改进。
    国外糖厂较多用压缩空气搅拌来溶解絮凝剂,溶解时间要较长(如两小时或以上)。在絮凝剂用量大时,采用先溶解成较高浓度(如0.2%)后再稀释成低浓度(如0.05%)。稀释箱内亦用压缩空气搅拌较长时间,使混合分散均匀。国内也有些厂因溶解器容积不足,先溶解成较高浓度再稀释。但稀释箱缺乏良好的搅拌,溶液浓度很不均匀,使用效果较差。这种分两步的做法不但麻烦,设备多,而且常因设备或操作不妥而出问题。因此,絮凝剂最好一次溶解成所需浓度后直接使用。
    絮凝剂溶解器以圆筒形立式的效果较好,死角少,易于搅拌均匀。有些厂用方形或矩形的溶解器,在它的角落常堆积着不少未溶解的团块。
    我们在80年代设计的一种溶解器,用低速宽桨叶搅拌并形成规则的循环路线,溶解速度快,所需时间短,效果比较理想。它用2.2kW电动机通过皮带轮带动中心轴旋转,转速为380r/min。在主轴靠近底部处装一块叶片,长280mm,高100mm。叶片端部加工成圆角,以减少棱角对大分子的切割。当搅拌叶旋转时,溶解器内的液体也一起低速旋转。因离心力的作用,靠近器壁处液面升高,而中央则形成低陷的凹窝。在搅拌叶上方装设一个固定的导流筒。搅拌器旋转时抽入容器中部的液体并向外推出,沿器体内壁上升,到顶部后又复流入导流筒中回流至底部,形成上下方向的循环。器内这两种有规则的圆周方向和垂直方向的液流运动,虽然并不激烈,但混和效果很好,絮凝剂溶解得相当快。使用50℃的温水,搅拌20~40分钟即可溶解分散完全,极少未溶物或浓度不均匀的现象(如用冷水,则约近1小时)。经过分析测定,这种溶解器对PAM的降解作用不明显。它的壳体、内筒和搅拌叶用不锈钢制造,转动部分完全由顶部支承,底部不用轴承,容易制造和维护。
    这种溶解器可以利用旧的不锈钢圆筒箱改制,它的直径和高度可以变动,只是内筒和搅拌桨的尺寸要相应配合。已有多个糖厂利用旧箱体按此型式改制,效果良好。
    在配制絮凝剂溶液时,先放水入溶解器中并调至适当的温度,水位高于内筒以上100~200mm。开动搅拌后将絮凝剂粉分多次分散地撒放入水中,继续搅拌,并定时取样观察溶液的状况,至溶液内无团粒、浓度均匀一致时即可停止搅拌,放出待用。所需的搅拌时间决定于设备情况、絮凝剂的溶解性以及放入干粉的操作。在最初几次溶解时,要从溶解器中取出溶液,细心地观察其倾泻流动情况数次,直至溶液内部浓度完全均匀。以后即可按一定的条件和时间操作。

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  • 环保得忍着等春天

    第3楼2009/11/22

    下面是一些常用药剂的性质及适用范围,希望能对大家有用!
    精制硫酸铝: 使用水温20-40 摄氏度
    PH=4—7时 ,主要去除水中的有机物
    PH=5.7—7.8时, 主要去除水中的悬浮物
    PH=6.4—7.8时,主要处理浊度高,色度(<30)低的废水
    湿式投加时一般溶解成10—20%的溶液,
    工业硫酸铝 条件基本一样,投加量一般为50—200mg/l
    硫酸盐铁 腐蚀性较高(设计药箱选材料试应该注意,我调的一个项目,
    还没调完,就换药箱了),矾花形成较快,较稳定沉淀时间短;
    适用于碱度高,浊度高PH=8.1—9.6的废水,不论春夏秋冬啊,呵
    气氧化,将二价铁氧化成三价铁,或者同时加入石灰调解解决。
    三氯化铁 腐蚀性较强,尤其是对铁器,对混凝土也有腐蚀,对塑料管也会因发热而变形。不受温度影响,矾花大,沉淀速度快,效果好
    易溶解,易混合,渣滓少,最适PH值6.0—8.4
    PAC 好处多多,大家都知道。呵呵,在说说吧,一种无机高分子化合物,
    净化效率高,耗药量少,好像对各种工业废水都适用,万能的!呵呵(提醒一下万能的也要做实验吆),温度适应性高,PH值适用范 围广,适用于PH值在5—9,腐蚀性也较小。
    还有一些助凝剂自己查查吧
    影响絮凝效果的主要有这么几个方面,大家注意以下,就可以了,
    1、水质(决定作用);
    2、水温;
    3、PH值;
    4、水力搅动情况和停留时间。
    个人意见:经验可以参考,使你少走弯路,但不能完全以经验为主,第一手的资料数据最为重要,是进一步操作的基础,熟悉各种药剂的物理化学习性及适用范围可以更好的做出判断~

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  • juezhuo000

    第4楼2010/04/18

    谢谢楼主,正需要呢,辛苦了

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  • huzifu0720

    第5楼2010/05/29

    好资料,谢谢楼主提供。

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