阳离子聚丙烯酰胺（cpam）絮凝剂外观为白色粉粒，是线型高分子化合物,由于它具有多种活泼的基团,可与许多物质亲和、吸附形成氢键。分子量从800万到1200万。离子度从20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的ph值范围为1到14，呈高聚合物电解质的特性，适用于带阴电荷及富含有机物的废水处理。
技术指标：
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粒径（mm） |
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固含量(%) |
>90 |
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溶速（h） |
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不溶物（%） |
<0.2 |
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分子量（百万） |
3~16 |
相对电荷(%) |
5~80 |
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阴离子（%） |
-- |
阳离子（%） |
-- |
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残余am(ppm) |
<500 |
ph范围 |
2-14 |
具体用途：
阳离子聚丙烯酰胺（cpam）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,澄清是极为有效的,如酒精厂废水,啤酒厂废水,味精厂废水,制糖厂废水,肉食品厂废水,饮料厂废水,纺织印染厂的废水等。
使用方法：
1、聚丙烯酰胺使用时，配成0.01~0.03%浓度的水溶液，以使用中性不含盐类杂物的水为宜。
2、聚丙烯酰胺溶解时，将阳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，使本系列产品充分发挥作用（通过试验选择 ph值和本系列产品的用量。）
4、加入阳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。
注意事项：
1、溶解温度。聚丙烯酰胺的溶解需要有一定的温度，以加快溶解速度。但温度过高，又会使高聚物的分子链断裂，降低使用效果，较适宜的溶解温度为50---60℃。
2、搅拌条件。聚丙烯酰胺的溶解应避免过强的剪切力搅拌，过强的搅拌会使分子链断裂，从而降低使用效果。搅拌宜采用低速浆叶，如锚式、框式、多层浆式等。搅拌速度为60转/分左右。输送时亦应避免采用高速离心泵，较适宜采用活塞泵或隔膜泵。
3、均匀分散投料。聚丙烯酰胺溶解的关键环节，是投料的均匀分散。开动搅拌机后， 采用机械震动筛网投料（筛网目数为10目），尽量避免产生“大团块状”、“鱼眼状”难溶颗粒，从而使聚丙酰胺得到充分溶解，发挥好使用效果。
4、避免与铁接解。在溶解搅拌及输送投加系统中， 采用塑料、搪瓷、铝、不锈钢等材质。
建议在水流的上方缓慢加入，让pam随着水流冲入水中，不能一次性快速投入大量pam，否则的话pam会结团结块形成;鱼眼；而影响其使用pam效果。聚丙烯酰胺按其结构又可分为非离子型、阴离子型和阳离子型。阴离子型多为pam的水解体(hpam)。聚丙烯酰胺的主链上带有大量的酰胺基化学活性很高，可以改性制取许多聚丙烯酰胺的衍生物，产品已广泛应用于造纸、选矿、采油、冶金、建材、污水处理等行业。应该搅拌多长时间？投加完pam后一般应继续搅拌30min以上，一般在50min左右即可使用，有些pam在冬天的话会难以溶解，建议增加搅拌时间，以确保其充分溶解；配制好的聚丙烯酰胺水溶液多长时间失效？溶解后的pam应尽快使用，阴离子(ion)型一般不要***过36h，阳离子型溶解后很容易水解，应24h内使用。水乳液的聚丙烯酰胺是聚丙烯酰胺液体存在的一种形式，具有固体絮凝剂的特性，通过分子链中的极性基团吸附水中悬浮固体粒子，使粒子间架桥或电中和形成大的絮凝物(crud)。除了拥有聚丙烯酰胺干粉的本身优点外，还具有电荷密度可选性大，溶解速度快，能耗低，存放和使用方，适用的氢离子浓度指数范围更广，电荷稳定性更高，絮凝效果更好，方便工人溶解，为工人减少很多不必要的麻烦，还有的优势。
陶瓷厂污水处理用絮凝剂聚丙烯酰胺陶瓷工业污染物排放总量大，陶瓷工业原辅料和能源消耗过大。陶瓷厂在陶瓷生产中的废水主要来自原料制备、釉料制备工序和设备和地面清洗水。窑炉冷却水。墙砖的生中线还包括喷雾干燥塔的清洗和墙砖的研磨冷却水。原料精制过程中的压滤水，主要污染物为悬浮物，通常悬浮粒子细，修理废水量少，但悬浮含量大，研磨废水主要产生在研磨、...水处理絮凝剂生产厂家告诉您使用注意事项水处理絮凝剂的使用方法：1.聚丙烯酰胺絮凝剂不能直接加入污水中。使用前，必须溶解在水中，水溶液处理污水。2.溶解聚丙烯酰胺的水应该是干净水(如自来水)，而不是污水。常温水就可以了，一般不需要加热。水温低于5℃时溶解缓慢。水温升高，溶解速度加快，但40℃以上会加速聚合物降解，影响使用效果。普通自来水适合...施工现场施工废水的特性及处理方法施工现场的土石方处理是将土石方中的固相颗粒固液分离，提高桩基础成孔率，减少膨润土用量，降低造浆成本的一种技术。该系统能合理有效地控制施工用泥水的质量，实现了泥水的huanbao输送和泥水排放，满足施工现场huanbao施工的要求。建筑物的特点：1、产泥量大：施工机械一旦投入应用，短期内内就能产生大量的泥浆；...泥浆快速沉淀剂-阴离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺泥浆快速沉淀剂主要用于泥水分离，目前一般采用离心机分离泥水。加药量时，我们加的水处理药剂通常是阴离子聚丙烯酰胺。阴离子聚丙烯酰胺是，溶解于水形成胶状物质。通常将该材料放入污泥水中，放入离心机，用于泥水分离和污泥脱水。阴离子聚丙烯酰胺沉淀剂的工作原理:浆水经管道收集后进入沉淀池。经泥浆脱水...垃圾渗透液可以用阳离子聚丙烯酰胺处理吗？随着我国经济的快速发展，垃圾生产量连续不断增加，我们面临的垃圾处理迫在眉睫，垃圾渗滤液是垃圾处理的重要环节。那么，这些垃圾渗透液可以用阳离子聚丙烯酰胺处理吗？垃圾渗透液的特点填埋渗滤液是指在堆积和填埋过程中，由于厌氧发酵和降雨量的冲刷，地表水和地下水的浸泡而产生的污水。
聚丙烯酰胺絮凝剂简称pam，主要分为阴离子、阳离子和非离子；其中阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂分子量高达2100万，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂分子量高1300万，非离子的分子量高也就1500万。絮凝剂产品具有沉降速度快、上清液清澈、絮体结构大、固液分离效果好等点。聚丙烯酰胺絮凝剂投加到待处理水体中后，通过与悬浮粒子的电中和吸附架桥作用，促使悬浮粒子迅速凝集沉降，从而达到固液分离、澄清水体的作用。主要用途◆水处理与单独使用无机混凝剂铝盐和铁盐相比，投加少量（0.1-2mg/l）聚丙烯酰胺絮凝剂就可以明显提高悬浮物的沉降效果。同时处理后出水的cod和色度也能明显降低。注：使用中无机混凝剂与本产品必须具有良好的适配性。◆污泥浓缩在生化池和污泥浓缩池内，只要投加0.3-2mg/l的聚丙烯酰胺絮凝剂，就可以大大降低池内污泥和水的比例（污泥浓度可由3-10g/l提高到30-100g/l），从而提高生化池和污泥浓缩池的利用率，同时可以提高后续的污泥脱水工艺的设备和人员效率。◆污泥脱水浓缩后的污泥通过使用聚丙烯酰胺絮凝剂可以达到污泥脱水干涸的目的。脱水工艺中聚丙烯酰胺絮凝剂的型号和投加量视污泥种类不同而不同，一般通过试验来进行选择。使用方法：将产品配制成0.1%～0.2%的水溶液，在溶解时产品均匀缓慢的撒入带有搅拌措施的容器中，以避免结团不易溶解；一般固体产品溶解30-60分钟后即可使用；溶液添加到待处理的污水或污泥中进行搅拌混合产生絮凝状态。
本发明涉及一种阳离子聚脒絮凝剂及其制备方法。该阳离子聚脒絮凝剂以n-乙烯基甲酰胺和丙烯腈为原料，通过聚合和脒化两个阶段制得，在水处理过程中用于污泥脱水处理。本发明具有分子量高、阳离子度高、稳定性好等特点，且与现有的高分子絮凝剂相比，以阳离子聚丙烯酰胺为例，本发明在提高污泥脱水速度方面具有更佳的效果。可广泛应用于城市生活污水，开采、造纸、印染、日用化工等废水处理过程中产生的污泥处理。
权利要求书
1.一种阳离子聚脒絮凝剂，该阳离子聚脒絮凝剂阳离子度为5～15μmol/g，溶解在1.0g/l的聚脒溶液中的相对粘度为1.0～3.0，该絮凝剂是由n-乙烯基甲酰胺与丙烯腈聚合反应而成，该絮凝剂具有带有正电荷的重复脒化结构单元，重复的五元环结构脒基团的结构通式为：
其中，n为50～1000;x为-cl或-hso4。
2.权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)量取n-乙烯基甲酰胺，加入n-乙烯基甲酰胺10～12倍体积的超纯水，置于20～30℃恒温水浴中，搅拌通氮气10～20min除氧;
(2)保持恒温，向步骤(1)制得的体系中滴加引发剂亚硫酸氢钠和过硫酸铵，亚硫酸氢钠的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.1%～0.3%，过硫酸铵的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.01%～0.05%;
(3)保持恒温，向步骤(2)制得的体系中滴加丙烯腈，3～10min滴加完，搅拌通氮气5～10min除氧，所述丙烯腈的加入量与n-乙烯基甲酰胺的摩尔比为:(0.8～1.2):1;
(4)将水浴温度逐渐升温至40～50℃，恒温水浴反应4～5h，再将水浴温度升温至60～70℃，恒温水浴反应1～2h，所述的升温速率为1～3℃/min，得到聚合中间产物;
(5)向步骤(4)制得的聚合中间产物加入浓盐酸和超纯水，然后置于105℃～110℃的油浴中，不断搅拌，恒温反应3～4h，得淡黄色脒化聚合产物溶液，所述浓盐酸与n-乙烯基甲酰胺摩尔比为2～3:1，超纯水的加入量为n-乙烯基甲酰胺体积的4～8倍;
(6)淡黄色脒化聚合产物溶液冷却至室温，将淡黄色脒化聚合产物溶液倒入丙酮中进行萃取，丙酮的加入量为淡黄色脒化聚合产物溶液体积的2～6倍，过滤得萃取产物，萃取产物在40～60℃下真空干燥24h，得淡黄色阳离子聚脒絮凝剂。
3.根据权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，超纯水的加入量为n-乙烯基甲酰胺体积的10倍。
4.根据权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的亚硫酸氢钠的质量浓度为5～10wt%，所述的过硫酸铵的质量浓度为1～5wt%。
5.根据权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，引发剂亚硫酸氢钠的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.13%～0.16%，过硫酸铵的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.02%～0.04%。
6.根据权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述丙烯腈的加入量与n-乙烯基甲酰胺的摩尔比为:(1.0～1.1):1。
7.根据权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述浓盐酸与n-乙烯基甲酰胺摩尔比为2.5～2.8:1，超纯水的加入量为n-乙烯基甲酰胺体积的6～7倍。
8.根据权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，丙酮的加入量为淡黄色脒化聚合产物溶液体积的4～5倍。
9.一种权利要求1所述的阳离子聚脒絮凝剂的应用，方法如下:
在污泥脱水过程中，先将待处理污泥以150-200r/min的转速快速搅拌20-30s，混合均匀与后加入浓度1g/l的阳离子聚脒絮凝剂溶液，阳离子聚脒絮凝剂溶液的投加体积与污泥体积比为1:15～50，继续以150-200r/min的转速快速搅拌5～10min，然后以30-50r/min的转速搅拌15～20min，静置沉淀30min后，进行机械脱水。
说明书
一种阳离子聚脒絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阳离子聚脒絮凝剂及其制备方法，属于环境化学水处理技术领域。
背景技术
随着经济社会的快速发展以及水处理覆盖率的增加，城市污水处理厂每天都会产生大量的剩余污泥。污泥是含水(95%～99.5%)丰富的带负电荷的粒子群，污泥处理是整个废水处理中重要的环节之一，为了提高污泥的固含量，污泥经常需要经过脱水处理，以降低污泥含水率，减少污泥的质量和体积，以便于进一步处理。污泥脱水的关键是改善污泥的脱水性能，迄今为止，污泥脱水比较有效的方法是使用阳离子絮凝剂，该法不但污泥产量少且后续的机械脱水更容易，对提高污水处理效果和废水回用具有重要的作用。我国目前阳离子型絮凝剂的产量仅占合成絮凝剂总量的不到10%，而且大多数是产品质量较差，阳离子度不高，与国外相对分子质量大于1000万的阳离子型聚丙烯酰胺相比差距甚大，目前，绝大多数城市污水处理厂在进行污泥调质时均采用阳离子絮凝剂，实践表明此类药剂能达到较好的絮凝效果。然而随着工业的发展和人民生活水平的提高，污泥中有机成分逐渐增加，使得污泥脱水处理更为困难，单一的阳离子絮凝剂已不能满足污泥脱水的要求。
聚脒作为一种新颖的阳离子絮凝剂，电荷密度高，粘度大等优点，在污泥脱水中有着重要作用，国外学者对其已经有一些研究。目前国外已经在造纸和污水处理等行业得到应用，但是国内鲜有对该类聚合物研究的报道。
中国文献cn5b(号：8.3)公开了一种环型脒基高分子絮凝剂及其制备方法，环型脒基高分子絮凝剂具有特性粘度大、电荷密度高、水溶性好等特点，是由丙烯酰胺功能单体和丙烯腈通过自由基聚合而成，其结构通式为：
其中：聚合度m为100～6000，聚合度n为100～1000;x为-cl或-hso4;y为-cn、-nh2、-conh2、-nhcho和-cooh取代基中的一种。该絮凝剂在处理油田废水方面具有一定的效果，但存在制备方法繁琐，温度条件难控等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种阳离子聚脒絮凝剂及其制备方法。该絮凝剂具有重复的五元环结构脒基团，粘性大,易溶于水，具有较高的电荷密度，且制备方法简单易行。
本发明的技术方案如下：
一种阳离子聚脒絮凝剂，该阳离子聚脒絮凝剂阳离子度为5～15μmol/g，溶解在1.0g/l的聚脒溶液中的相对粘度为1.0～3.0，该絮凝剂是由n-乙烯基甲酰胺与丙烯腈聚合反应而成，该絮凝剂具有带有正电荷的重复脒化结构单元，重复的五元环结构脒基团的结构通式为：
其中，n为50～1000;x为-cl或-hso4。
一种阳离子聚脒絮凝剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)量取n-乙烯基甲酰胺，加入n-乙烯基甲酰胺10～12倍体积的超纯水，置于20～30℃恒温水浴中，搅拌通氮气10～20min除氧;
(2)保持恒温，向步骤(1)制得的体系中滴加引发剂亚硫酸氢钠和过硫酸铵，亚硫酸氢钠的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.1%～0.3%，过硫酸铵的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.01%～0.05%;
(3)保持恒温，向步骤(2)制得的体系中滴加丙烯腈，3～10min滴加完，搅拌通氮气5～10min除氧，所述丙烯腈的加入量与n-乙烯基甲酰胺的摩尔比为:(0.8～1.2):1;
(4)将水浴温度逐渐升温至40～50℃，恒温水浴反应4～5h，再将水浴温度升温至60～70℃，恒温水浴反应1～2h，所述的升温速率为1～3℃/min，得到聚合中间产物;
(5)向步骤(4)制得的聚合中间产物加入浓盐酸和超纯水，然后置于105℃～110℃的油浴中，不断搅拌，恒温反应3～4h，得淡黄色脒化聚合产物溶液，所述浓盐酸与n-乙烯基甲酰胺摩尔比为2～3:1，超纯水的加入量为n-乙烯基甲酰胺体积的4～8倍;
(6)淡黄色脒化聚合产物溶液冷却至室温，将淡黄色脒化聚合产物溶液倒入丙酮中进行萃取，丙酮的加入量为淡黄色脒化聚合产物溶液体积的2～6倍，过滤得萃取产物，萃取产物在40～60℃下真空干燥24h，得淡黄色阳离子聚脒絮凝剂。
上述步骤(1)-步骤(4)n-乙烯基甲酰胺与丙烯腈实现聚合反应，步骤(5)-步骤(6)进行脒化。
本发明优选的，上述步骤(1)中，超纯水的加入量为n-乙烯基甲酰胺体积的10倍。
本发明优选的，所述的亚硫酸氢钠的质量浓度为5～10wt%，所述的过硫酸铵的质量浓度为1～5wt%。
本发明优选的，上述步骤(2)中，引发剂亚硫酸氢钠的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.13%～0.16%，过硫酸铵的加入量为n-乙烯基甲酰胺质量的0.02%～0.04%。
本发明优选的，上述步骤(3)中，所述丙烯腈的加入量与n-乙烯基甲酰胺的摩尔比为:(1.0～1.1):1。
本发明优选的，上述步骤(5)中，所述浓盐酸与n-乙烯基甲酰胺摩尔比为2.5～2.8:1，超纯水的加入量为n-乙烯基甲酰胺体积的6～7倍。
本发明优选的，上述步骤(6)中，丙酮的加入量为淡黄色脒化聚合产物溶液体积的4～5倍。
上述阳离子聚脒絮凝剂的应用，方法如下:
在污泥脱水过程中，先将待处理污泥以150-200r/min的转速快速搅拌20-30s，混合均匀与后加入浓度1g/l的阳离子聚脒絮凝剂溶液，阳离子聚脒絮凝剂溶液的投加体积与污泥体积比为1:15～50，继续以150-200r/min的转速快速搅拌5～10min，然后以30-50r/min的转速搅拌15～20min，静置沉淀30min后，进行机械脱水。
通过本发明的阳离子聚脒絮凝剂溶液进水污泥脱水后，污泥的含水率可降低77%，具有较好的脱水效果。
本发明的技术特点：本发明的聚脒絮凝剂具有带有正电荷的重复脒化结构单元，其溶剂具有正电性，污泥颗粒表面多为负电荷，当其与污泥混合后，正负电荷发生中和，使胶体颗粒脱稳，一些较小颗粒通过相互吸附拖带增加了自身质量，形成较大颗粒，另外，高分子絮凝剂与胶体或其他颗粒相接触时，这些絮凝剂分子上的带电基团会吸附在胶体或其他颗粒上，高分子絮凝剂分子上的其他基团还会继续吸附其他颗粒，胶体和其他颗粒的不断聚集使得形成越来越大的污泥絮体，从而加速污泥的沉降。
本发明与现有高分子絮凝剂相比，有如下优良效果：
本发明具有分子量高、阳离子度高、稳定性好等特点，且与现有的高分子絮凝剂相比，以阳离子聚丙烯酰胺为例，本发明在提高污泥脱水速度方面具有更佳的效果。