一、化學性質(zhì)
成分:
聚丙烯酰胺:是一種有機高分子聚合物,化學式為 (C?H?NO)?,由丙烯酰胺單體聚合而成。
明礬:化學名稱為十二水硫酸鋁鉀,化學式為 KAl (SO?)??12H?O,是一種復鹽,含有鋁離子、鉀離子和硫酸根離子。
離子特性:
聚丙烯酰胺:根據(jù)其離子特性可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型。不同類型的聚丙烯酰胺在水中會帶有不同的電荷。
明礬:在水中溶解后,鋁離子會發(fā)生水解反應,生成帶正電荷的氫氧化鋁膠體等物質(zhì)。
二、物理性質(zhì)
外觀:
聚丙烯酰胺:為白色顆粒狀或粉末狀固體。
明礬:為無色透明塊狀結(jié)晶或結(jié)晶性粉末,有時表面會帶有白色粉末。
溶解性:
聚丙烯酰胺:在水中的溶解性取決于其離子類型和分子量。一般陰離子型和非離子型聚丙烯酰胺在冷水中較易溶解,陽離子型聚丙烯酰胺的溶解速度相對較慢。
明礬:易溶于水,在水中會迅速溶解并發(fā)生水解反應。
三、作用原理
聚丙烯酰胺:
主要通過吸附架橋和電中和作用使水中的懸浮顆粒、膠體等凝聚成較大的絮體。其高分子鏈在水中可以伸展,通過吸附作用將多個微小顆粒連接在一起,形成較大的絮體。同時,不同離子類型的聚丙烯酰胺可以與帶有相反電荷的顆粒發(fā)生電中和反應,降低顆粒之間的排斥力,促進絮凝過程。
例如,在污水處理中,聚丙烯酰胺可以與污水中的懸浮物、有機物等結(jié)合,形成大的絮團,便于后續(xù)的沉淀和過濾處理。
明礬:
主要通過水解反應生成氫氧化鋁膠體等物質(zhì),這些膠體物質(zhì)可以通過吸附、沉淀等作用去除水中的污染物。明礬中的鋁離子在水中水解生成氫氧化鋁膠體,帶正電荷的氫氧化鋁膠體可以與水中帶負電荷的膠體顆粒、懸浮物等發(fā)生電中和反應,使它們失去穩(wěn)定性,從而易于聚集在一起形成絮體沉淀下來。
例如,在傳統(tǒng)的水處理中,明礬常用于凈化飲用水和處理污水,去除水中的懸浮物、色度等污染物。
四、應用領域
聚丙烯酰胺:
污水處理:廣泛應用于生活污水、工業(yè)廢水等的處理,可提高絮凝效果,降低污泥含水率。
造紙工業(yè):用作紙張增強劑、助留助濾劑等,可提高紙張的強度和勻度,減少纖維流失。
采礦工業(yè):用于礦物浮選、尾礦處理等,可提高礦物的回收率和尾礦的脫水性能。
石油工業(yè):用于油田注水、鉆井泥漿處理等,可改善油藏的滲透性和提高原油采收率。
明礬:
水處理:在傳統(tǒng)的水處理中,明礬常用于凈化飲用水和處理污水,去除水中的懸浮物、色度等污染物。但由于明礬中含有鋁離子,長期使用會導致水中鋁離子超標,對人體健康造成潛在危害,因此在現(xiàn)代水處理中逐漸被其他更安全的絮凝劑所取代。
食品加工:在食品加工中,明礬可用作膨松劑、固化劑等。例如,在炸油條、制作粉絲等食品中,明礬可以使食品更加蓬松、口感更好。但由于明礬中的鋁離子對人體健康有一定影響,現(xiàn)在對食品中明礬的使用也有嚴格的限制。
五、使用方法
聚丙烯酰胺:
一般先將其配制成一定濃度的溶液,然后通過計量泵等設備加入到處理系統(tǒng)中。使用時需要根據(jù)水質(zhì)和處理要求選擇合適的離子類型和分子量的聚丙烯酰胺,并控制好投加量,避免過量投加導致副作用。
例如,在污水處理中,將聚丙烯酰胺溶液加入到絮凝池或沉淀池前的混合池中,與污水充分混合后進行絮凝反應。
明礬:
可以直接投加到水中,也可以先配制成一定濃度的溶液后再投加。投加時需要根據(jù)水質(zhì)和處理要求確定合適的投加量和投加點,同時要注意攪拌強度和反應時間,確保明礬與水中的污染物充分接觸,發(fā)揮絮凝效果。
例如,在凈化飲用水時,明礬可以直接加入到水中,然后通過攪拌使明礬充分溶解并與水中的污染物發(fā)生反應。但在使用明礬時,需要注意控制投加量,避免水中鋁離子超標。
聚丙烯酰胺和明礬在化學性質(zhì)、物理性質(zhì)、作用原理、應用領域和使用方法等方面都存在明顯的區(qū)別。在實際應用中,需要根據(jù)具體的水質(zhì)情況和處理要求,選擇合適的絮凝劑,并合理控制投加量和使用方法,以達到處理效果。