阴离子聚丙烯酰胺（水溶性的高分子聚合物）
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更新时间：2023-05-19
阴离子聚丙烯酰胺
水溶性的高分子聚合物
基本信息
| 中文名 | 阴离子聚丙烯酰胺 |
| 外观 | 白色颗粒 |
| 分子量 | 600-1800万 |
| 固含量 | ≥88% |
技术指标
应用领域
功能特点
阴离子聚丙烯酰胺，由于它具有：
1、澄清净化作用；
2、沉降促进作用；
3、过滤促进作用；
4、增稠作用及其它作用。
洗煤废水处理方案：
选煤厂对煤泥水的处理一般情况下采用“旋流器-浓缩机-压滤机（煤泥沉淀池）”处理工艺。一般情况下都是采购机高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺）。高分子絮凝剂与煤泥微粒或煤泥胶体接触作用，中和了煤泥表面的电性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉淀。聚丙烯酰胺的分子量一般在百万之间，不同粒度组成的煤泥水要选用不同分子量的絮凝剂。聚丙烯酰胺可以分为阴离子型聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺三种类型。在使用聚丙烯酰胺进行水处理的时候，要保证类型与煤泥水的pH值相吻合，阴离子聚丙烯酰胺的适于偏碱性煤泥水，阳离子聚丙烯酰胺的适于偏酸性煤泥水，阴离子型和阳离子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉淀效果更好。
特点：
1、水溶性好，在冷水中也能完全溶解。
2、添加少量本阴离子聚丙烯酰胺产品，即可收到极大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm（0.01~10g/m3），即可充分发挥作用。
作用原理
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，能使动电位降低而凝聚。
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。
适用范围
1.用于纺织、印染工业。聚丙烯酰胺作为织物处理的上浆剂、整理剂，以及可生成柔顺、防皱、防霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点，能减少纺细纱时的断张率。聚丙烯酰胺作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃。用作印染助剂时，聚丙烯酰胺可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可作为漂白的非硅高分子稳定剂。
2、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。
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。
技术流程
PAM沉淀的技术流程
沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质，可以这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。
根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分为：自然沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀。域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。
絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。地面水中投加混凝剂后形成的矾花，生活污水中的有机悬浮物，活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。
缺点
污水处理剂的缺点
在网上看到很多关于聚丙烯酰胺作为的好处，很少提到关于聚丙烯酰胺在废水处理应用的缺点，
通过网友评论，笔者发现聚丙烯酰胺做为污水絮凝剂的主要缺点有以下三类
3、加量大的时候出水的粘度会增加。减少使用量的话，效果又不好，所以一定要控制好加量。
聚丙烯酰胺用于污水处理时主要用于絮凝沉淀，废水中只需投加少量的聚丙烯酰胺产品即可以减少排水中的悬浮物，使出水更清澈，如果聚丙烯酰胺投加量过大会导致废水黏稠，流动性减弱，拥挤堵塞排污管道。这是在使用过程中最常遇到的问题。
絮凝剂的分子质量、分子结构与形状及其所带基团对絮凝剂的活性都有影响。
一般来讲，分子量越大，絮凝活性越高；线性分子絮凝活性高，分子带支链或交联越多，絮凝性越差；絮凝剂产生菌处于培养后期，细胞表面蔬水性增强，产生的絮凝剂活性也越高。
尽管聚丙烯酰胺作为絮凝剂的缺点有很多，但并不影响其作为目前用量最大最广的絮凝剂产品之一，聚丙烯酰胺具备超高分子量结构和投加量低，处理单位体积污水成本较低等优点，在没有开发出成本更低效果更好的絮凝剂产品之前，聚丙烯酰胺无疑很具有开发前景的絮凝剂产品。
加药方式
药剂的投加方式
1.重力投加
2.压力投加
3.水泵投加
水泵投加是在溶液池中提升药液到压力管中，有直接采用计量泵和采用耐酸从而起增强作用。
聚丙烯酰胺在使用之前一般都需配制成0.1%～0.5%的稀释溶液备用，配制好的溶液最好不要存放太长时间才用，这个浓度范围的溶液在使用之前还需要近一步稀释成0.01～0.05的溶液，原因就是可以更有肋于絮凝剂在悬浮体系中的分散，可以降低用量，而且可以取得更好的絮凝效果。
成分
阴离子聚丙烯酰胺
阴离子聚丙烯酰胺
工业废水处理：对于悬浮颗粒，较出、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水，钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果最好。饮用水处理：我国很多自来水厂的水源来自江河，泥沙及矿物质含量高，比较浑浊，虽经过沉淀过滤，仍不能达到要求，需要投加絮凝剂，投加量是无机絮凝剂的1/50，但效果是无机絮凝剂的几倍，对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。现投加阴离子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后将沉淀物经压滤机压滤变成饼状，可作饲料，酒精厂的酒精也可采用阴离子聚丙烯酰胺脱水，压滤进行回收。用于河水泥浆沉降。用于造纸干强剂。
用于造纸助剂、助率剂。在造纸前泵口式储浆池中加入微量PAM-LB-3阴离子聚丙烯酰胺可使水中填料与细小纤维在网上存留提高20-30%。每吨可节约纸浆20-30kg。举例：在洗煤过程中产生大量废水，直接排放污染环境，必须沉清后循环利用，回收水中煤泥，也很有价值，但靠自然沉降，费时费力，同时水也不清。
另外，阴离子聚丙烯酰胺在制香行业的应用也越来越受欢迎，阴离子聚丙烯酰胺产品特点：具溶解性好，粘度高，韧性强，易燃无（少）烟、燃烧无异味、无毒等特点；产品性能稳定，避免了其它植物胶粉和普通淀粉因产地、时间不同，粘结质量参差不齐，在香业生产时需要反复调试配方，以免造成产品质量不稳定的现象；香制品外表光洁平整、成型好、不易破碎；尤其是其冷水可糊化性，无需煮糊，将物料直接混和均匀、加水搅拌既可生产，而且加水混合后的物料较长时间放置也不会有物料干硬无法使用的现象发生，有效地节约了能源和方便了 生产操作。
使用效果：使用本产品做成的香坯（香制品）外观平整、无断裂、无霉斑，抗折力强，产品成色好、烘晒后不褪色，燃点时间足，可燃性好，过铁齿盘不“断头”熄火，有利于蚊香有效成份的挥散率的提高及可减少成品在烘干过程中的损失，同时，可大大减轻工人的劳动强度、提高工作效率。此外，本品对环境无污染，可满足绿色环保方面对产品的要求。经济效益：使用本产品可减少原料成本5—12%,节约能耗20—30%。
包装贮存
阴离子聚丙烯酰胺包装、贮运及注意事项：
采用25Kg衬塑编织袋或纸塑复合袋包装，也可根据用户要求包装。贮运时，注意防热、防潮，防止包装破损，干粉产品长期露置会吸潮结块。堆码层数不得超过20层。有效储存期为2年。本产品粒度为20-80目，亦可根据用户要求生产。
生产步骤
工艺上将溶解罐温度控制在18℃左右。高于18℃溶液易聚合；低于17℃，碳酸钠将在盘管上析出。调节方法：控制温度高于18qC，溶解罐由制冷系统的循环冷却水(5～10℃)冷却至固定的聚合温度(18℃)，在出现冷却温度比设定温度低的情况时，可用同一盘管对罐再加热。用电加热水罐供热水。
2．溶解罐pH值
工艺上控制溶解罐pH值在12．3左右，pH值较高可使Na：CO，稳定并有利于水解反应进行。调节方法：一般AM与Na2CO，溶液混合完后pH值为10．9～11．8，用NaOH(30%)逐渐把．pH值调到12．3，pH值高于12．3可用H：SO。(95．1%)调回。
3．反应器加料量工艺上反应器加料量控制在12100kg左右，多于12100kg在聚合时体积膨胀将溢出反应器。
4．通N2时间：工艺上控制通N的时间在40～60min之间，一般为40min，通N：时间低于40min，氧含量不低于O．3mg,/L，阻聚。开始进料5min后，将与30ml脱盐水和一些Span20均匀混合的偶氮催化剂AZDN从储罐中，用压缩空气打入反应器，其加入量约为12kgo吹氮开始30min，从甲酸钠储罐中向反应器加入1．8kg的甲酸钠(一种链转移剂)，其溶液供料管线回路在回流稳压阀的作用下保持恒压，通过I)CS系统控制(用电磁流量计计量其加入量能够更准确)。
停止吹氮前5min，将氧化剂过硫酸铵0.18kg加入反应器中，2min后加入0.18kg甲醛合次硫酸氢钠，其操作方法与甲酸钠相同，过硫酸铵经流量计计量，由泵从储罐中打入反应器，硫酸氢钠经流量计计量后，由泵从储罐打入反应器。NaFS加入后2min停止吹N：，即反应逐渐开始，温度逐渐升高，在此过程中，由于水解反应速度加快会产生大量NH，和CO，胶体体积会膨胀为原体积的2．5倍，大约30min聚合反应完成，此时温度为90%左右，但水解反应仍在进行，为了增加产品的水解度，胶体需在反应器内熟化3h，然后进入预研磨阶段。聚合反应过程是否正常，可以通过温度记录曲线比较各段的温度变化来判定。
6．反应温度
温度对聚合反应也是一个关键参数，聚合温度设定约为18℃(该温度可按原料的配方及所需产品的相对分子质量不同进行调整)各组分混合后的温度为18～25qC，此冷却过程由制冷系统完成，冷却水温度为2～10℃，由泵注入溶解罐夹套盘管，由温度控制器控制冷却水阀门。如果由于装置暂停或设备误操作，出现冷却温度比设定温度低时，也可用夹大盘管对溶解罐进行加热。热水来自热水储罐，由泵打入。
7．预研磨、造粒
反应器中的胶体倾倒在预研磨机中的过程由DCS系统控制，开盖后由液压系统将反应器缓慢倾倒，胶体沿润滑后的聚丙烯壁滑下，并靠重力作用由横梁刀切成3块，此时胶体温度约为90cIC，其过程如下：由升降器将反应器盖打开，启动液压泵由液压罐将反应器缓慢倾斜，使胶体倒入预研磨机中，预研磨机内有6个平行切割螺杆，切割螺杆将胶体切碎并压入进料螺杆中(进料螺杆与切割螺杆垂直)，然后由进料螺杆将胶体送入螺杆计量泵计量后，送入造粒机中，计量的速度及切割机内的胶体通量由手动调节，在此过程中，为使切割容易，特别是对于低、中相对分子质量的聚合物需向胶体上喷一定量的表面活性剂，可使黏性胶粒保持自由流动状态，这种溶液由泵从储罐手工操作打入预研磨机中，其加入量由连接在DCS系统上的计时器控制，加入量为5L，为使造粒容易进入造粒机，物料需用2%Span20的Exxsol油做润滑剂(每小时耗油约为20L)，每台造粒机的加入量取决于产品的规格及造粒机内的切割间隙，而且在切割刀钝化后，其用量要增加，加入方法是用泵经储罐打入造粒机中。通过造粒机底部的筛子可以得到尺寸为3～6mm的胶粒，然后利用风机将其送入干燥器中。
8．产品的干燥
采用振动式流化床结构的干燥器，对产品进行两段干燥，在此过程中，聚丙烯酰胺由胶体变成粉剂，水含量由70%降至10%，其物料平衡如下：(每小时量)
物料平衡示意图
9．筛分、研磨及包装
把干燥后的部分水解的聚丙烯酰胺处理成干粉，将颗粒分布满足要求的干粉包装成为
最终产品，物料平衡如下：
双层振动筛分器把产品分成3个部分，最上层为大颗粒产品，被送进研磨器中，经研磨后送回旋风分离器中进行正常循环，中层为颗粒粒径在100～200Ixm之间的产品，由负压经输送料斗进入两个混合料斗中，由立式螺杆搅拌后得到混合均匀的合格产品。下层是被称为细粉的颗粒，被送入料斗并通过螺杆进入侧装袋。
在混合料斗中装有立式螺杆，既可均匀混合产品，又能顺势填充带式混合器，同时混合料斗与旋风分离器相连，可将料斗中的废气，在负压作用下分离，底部产品经旋转阀返回旋风分离器进行正常循环，细粉被袋式过滤器收集在料斗中并经螺杆进入侧装袋。
带式混合器配有螺旋系统，既可搅拌产品，又可顺势将产品送入安全筛中，该混合器可装‘750—1000kg的产品，并配有称重系统，对每次带料操作中来自混合料斗中的产品进行称重，并能准确混合，按预先设置的产品重量给大袋装料，在此工序上还可加入细粉或其他添加剂来调整产品质量。
安全筛是为了除去可能存在的聚结物，经其处理后的产品便可进行装袋。带式混合器、装袋机与袋式过滤器相连，由风机产生的吸力，把气流中的细粉经过滤器收集在料斗中，并通过螺杆进入侧装袋。
产品用装备电子称重系统的半自动称重机包装，装袋后的产品按50kg码垛，后用塑料膜捆扎机捆好，从螺带式混合器出来的产品经安全筛后由螺杆出料进大袋，大袋装料为’750kg，由螺带式混合器减重计量。最后被人工装到袋架上，由包装机封口后送去贮存。
用途
2)用于生活污水和有机废水的处理，本产品在酸性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。
4)造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。
6)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。
7、水溶性强，可以制作亲水而水不溶的凝胶，可以引入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黏附力，因而广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、黏结、成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等方面。
注意事项
综合
水处理领域。
PAM在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中，PAM与活性炭等配合使用，可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清；在污水处理中。PAM可用于污泥脱水；在工业水处理中，PAM主要用作配方药剂。在原水处理中，用有机絮凝剂PAM代替无机絮凝剂，即使不改造沉降池，净水能力也可提高20%以上。都采用PAM作为补充。工业废水处理，特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水、钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果最好。在污水处理中，采用PAM可以增加水回用循环的使用率。
石油采油领域。
在石油开采中，PAM主要用于钻井泥浆材料以及提高采油率等方面，广泛应用于钻井、完井、固井、压裂、强化采油等油田开采作业中，具有增粘、降滤失、流变调节、胶凝、分流、剖面调整等功能。目前我国油田开采已经步入中后期。通过注入PAM水溶液，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。我国由于特殊的地质条件，大庆油田和胜利油田已经开始广泛采用聚合物驱油技术。
造纸领域。
PAM在造纸领域中广泛用作驻留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用是能够提高纸张的质量，提高浆料脱水性能，提高细小纤维及填料的留着率，减少原材料的消耗以及对环境的污染等。PAM在造纸中使用的效果取决于其平均分子量、离子性质、离子强度及其它共聚物的活性。非离子型PAM主要用于提高纸浆的滤性，增加干纸强度，提高纤维及填料的留着率；阴离子型共聚物主要用作纸张的干湿增强剂和驻留剂；阳离子型共聚物主要用于造纸废水处理和助滤作用，另外对于提高填料的留着率也有较好的效果。此外，PAM还应用于造纸废水处理和纤维回收。
纺织领域。
在纺织工业中，PAM作为织物后处理的上浆剂、整理剂，可以生成柔顺、防皱、耐霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点，能减少纺细纱时的断线率；PAM作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃；用作印染助剂时，PAM可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可以作为漂白的非硅高分子稳定剂；此外，PAM还可以用于纺织印染污水的高效净化。
其他领域。
在采矿、洗煤领域，采用PAM作絮凝剂可促进采矿、洗煤回收水中固体物的沉降，使水澄清，同时可回收有用的固体颗粒，避免对环境造成污染；在制糖工业中，PAM可加速蔗汁中细粒子的下沉，促进过滤和提高滤液的清澈度；在养殖工业中，PAM可改善水质，增加水的透光性能，从而改善水的光合作用；在医药工业中，PAM可用作分离抗菌素的絮凝剂、用作药片的赋型粘接剂以及工艺水澄清剂等；在建材工业中，PAM可用作涂料增稠分散剂、锯石板材冷却剂以及陶瓷粘接剂等；在农业上，PAM作为高吸水性材料可用作土壤保湿剂以及种子培养剂等。在建筑工业中，PAM可以增强石膏水泥的硬度，加速石棉水泥的脱水速度。此外，PAM还可用作天然或合成皮革的保护涂层以及无机肥料的造粒助剂等。
洗煤池投加阴离子聚丙烯酰胺的数量是一个很讲究的课题。如果加量过大的话，就造成了浪费，如果加量不够的话，就很难产品效果，因此，在这里建议，正确的合理的使用量应该是千分之一的比例，即一斤的酰胺，可以使用1000斤的水。按照这个指标，在正常情况下，都可以在一定的时间内，成功的将煤炭和水进行分离，分离之后将表层的清水放出去，然后就留下了池子底部的煤泥，经过晾晒和烘干，就可以当正常的煤使用。
使用方法
1、使用时，配成0.1%浓度的水溶液，以使用中性不含盐类杂物的水为宜。
2、溶解时，将阴离子聚丙烯酰胺产品均匀撒入搅拌的水中，搅速控制在100~300rpm。适当加温（<60°C），可加速溶解。
3、调整被处理液的PH值，使阴离子聚丙烯酰胺产品充分发挥作用（通过试验选择最佳PH值和本系列产品的用量。）
4、加入阴离子聚丙烯酰胺产品溶液时，应加速与被处理液的混合，出现絮凝物后，减慢搅速，以利絮凝物增长和加速沉降。
