聚丙烯酰胺對高濁度水,具有十分優(yōu)良的絮凝效能。聚丙烯酰胺為非離子型高聚物,通常彎曲成無規(guī)線團。通常加堿可使聚丙烯酰胺有些水解,在所生成的羧基陰離子之間靜電斥力的作用下,使分子鏈張開,以露出出來的活性酰胺基團和很長的分子鏈,表現(xiàn)優(yōu)良的吸附架橋絮凝作用。
聚丙烯酰胺的水解反響,能夠下式表明:
式(1)中反響進行的程度,通常以水解度表明
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)。
在反響(1)中,跟著水解度的添加,億騰凈水陰離子添加,分子鏈不斷擴展,然后有使絮凝作用逐步增強的作用;同時,聚丙烯酰胺分子的負(fù)電性亦逐步增強,又阻礙了其與負(fù)電性的泥沙雜質(zhì)相吸附,并且在吸附架橋中起首要作用的活性基團-酰胺基也不斷削減,然后跟著水解度的添加,又存在使絮凝作用逐步變差的要素。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。作為歸納成果,必存在一個優(yōu)的水解程度,使絮凝作用好,即存在著一個水解度。自M ichaels 〔1〕 于1954年提出水解度的概念以來,一向普遍認(rèn)為其值為30%擺布。但對高濁度水,水解度是不是仍為30%,是這篇文章要討論的一個課題。
聚丙烯酰胺作為一種有機高分子物質(zhì),水解反響速度較慢,應(yīng)怎么完成高速水解,是這篇文章即將討論的另一個課題。
一、聚丙烯酰胺絮凝的水解度
以億騰凈水材料有限公司產(chǎn)的膠狀聚丙烯酰胺作為試驗用絮凝劑。實測均勻分子量為6.2×10 6 ,有用成分含量為9.0%。首先將聚丙烯酰胺配制成必定濃度的溶液,參加氫氧化鈉進行水解。然后以必定的時刻距離測定其水解度,并以此水解試樣做高濁度水的靜水絮凝沉積試驗,以渾液面沉速作為表征絮凝作用的目標(biāo)。試驗均在恒溫條件下進行。
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)表明。習(xí)慣上,常以有用成分含量為8%的膠狀聚丙烯酰胺商品的分量來進行核算。在這篇文章中,則以聚丙烯酰胺有用成分的分量來核算。
水解時,參加氫氧化鈉的數(shù)量,能夠加堿比表明。加堿比即是水解液中氫氧化鈉與聚丙烯酰胺的分量比。習(xí)慣上,常以有用成分含量為8%的膠狀聚丙烯酰胺商品的分量進行核算。在這篇文章中,則以聚丙烯酰胺有用成分的分量來核算。
水解度的測定,采用黑龍江大學(xué)化學(xué)系研討提出的辦法。按需求稱取必定量的待測試樣,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。水解度的核算式為:
式中:N-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)量濃度;
V—至等當(dāng)點時耗費鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體
積〔mL);
W-試樣中聚丙烯酰胺含量按水解前分量計(m g)。
高濁度水靜水絮凝沉積試驗在1000mL量簡中進行。將黃河泥沙用自來水充沛浸泡,配制成kg/m 3 的高濁度水,參加有些水解的聚丙烯酰胺試樣3.6m g(有用成份,后同),對水拌和以進行混合反響。試驗時,G值控制為400 S -1 擺布。經(jīng)T秒混合反響,當(dāng)GT值到達4680時,將 拌和器悄悄提出,丈量渾液面沉降段均勻沉速。該沉速值愈大,表明相應(yīng)的聚丙烯酰胺水解試樣的絮凝功能愈好。
按上述辦法,關(guān)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聯(lián)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。此刻跟著水解度的添加,渾液面沉速先是逐步上升,并到達一大值,然后又跟著水解度的添加而下降。在該大值下的水解度,即為好水解度。
試驗發(fā)現(xiàn),聚丙烯酰胺的好水解度并非常數(shù)。在本試驗條件范圍內(nèi),好水解度在32~48%之間改變。
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