絮凝剂溶液的配制

abao

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。 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。 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。它的结构简图如下图。 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。 4、絮凝剂溶液性能的检查 在生产上应用PAM时，要经常注意它们的性能是否良好。首先要注意所配成的溶液的粘度，将车间配制的溶液与化验室配制者对比，不应有明显的差距。 应当定期进行糖汁沉降的模拟试验。最好多配制几个不同品种的PAM溶液，通过试验对比其性能，选用高效的品种。 取车间的二次加热汁(或取硫熏中和汁用电炉加热煮沸，蔗汁要接近中性)，搅拌片刻使气体散去，然后量取500mL汁加入0.1%絮凝剂溶液1mL，即为2mg/L，搅拌均匀后倾入500mL量筒中，观察沉淀物沉降至一半高度所需的时间。如絮凝剂性能良好，这一时间只约1.5分钟；如超过两分钟，PAM的性能就不理想，应找出原因改进。 应当定期在车间或实验室进行这种试验。特别是在生产上出现沉淀困难时更要及时研究处理。

dzhaohao

不错的东西 谢谢楼主了

sfqi0301

说的很有道理 学习一下

dodge1984

实际操作的东西最实用了挖

lemonswor

这是abao的原创吗？？？谢谢了！~~~

wyongs

楼主，还有其他絮凝剂的相关资料么

04022133

资料是不错哦 留下了呵呵

zydt123

好的资料，谢谢楼主分享！很实用！

zhang6211255

太有用了，以前注意的比较少！

963848674

都是千篇一律的, 怎么就没有絮凝剂配制和投加一体的那种设备原理图或是配制流程图呢?

8559331

谢谢,又学到东西了!

lihai1124

非常详细，感谢楼主提供的资料

honestboy

谢谢,

abao

大家的问题都集中在这里，请找答案吧！ 我不是学水处理的！ http://www.chinacitywater.com/bb ... =page%3D1&frombbs=1 [ 本帖最后由 abao 于 2008-9-12 08:26 编辑 ]

zzttyiqi

很好很实用的资料，谢谢分享！十分感激！

huntergun22

学到不少 谢谢楼主 啊。

NO888888

果然深入研究透顶拉 专业就是专业 不同一般的说书的哦

maxtrth

蛮有使用价值的东西啊……我认真看完的。觉得非常好……

zhw20041214

专业，顶楼主！！

w0314033

学习了，也来灌水了，哈哈