Diskussion zur Koagulations- und Sedimentationsbehandlung

Polyaluminiumchlorid (PAC) ist ein Wasserreinigungsmittel, ein anorganischer Hochmolekülkohlenstoffat, der auch als Polyaluminium bezeichnet wird. Die englische Abkürzung dafür ist PAC. Es handelt sich um ein anorganisches Hochmolekülmittel zur Wasseraufbereitung mit hohem Molekulargewicht und hoher Ladung, das durch die Brückenbildung durch Hydroxidionen sowie die Polymerisierung mehrwertiger Anionen entsteht. Morphologisch lassen sie sich wiederum in feste und flüssige Formen einteilen. Feste Stoffe werden je nach Farbe in Braunbraun, Reisgelb, Goldgelb und Weiß unterteilt, während Flüssigkeiten farblos und durchsichtig, leicht gelblich, hellgelb bis gelbbraun sein können. Polyaluminiumchlorid in verschiedenen Farben weist auch erhebliche Unterschiede in Anwendung und Herstellungsverfahren auf.

Chinesischer Name: Aggregierter Aluminiumchlorid
Englischer Name: Poly Aluminium Chloride
Andere Bezeichnungen: PAC, Polyaluminium, Aggregiertes Aluminiumchlorid
Chemische Formel: Al2Cln(OH)6-n
CAS-Nummern: 1327-41-9; 101707-17-9; 11097-68-0; 114442-10-3
EINECS-Nummer: 215-477-2
Schmelzpunkt: 190 °C (253 kPa)
Wassergehalt: Löst sich leicht in Wasser auf
Dichte: Flüssigkeit ≥ 1,12
Anwendungsbereiche: Wasseraufbereitung
Gefahrenzeichen: Keine
Gefahrenerklärung: Keine

Methode zur Bestimmung der Konzentration: Basierend auf der täglichen Verwendung von festem Polyaluminiumchlorid-PAC, das zur Herstellung einer Flüssigkeit verdünnt wird, werden hier einige gängige Methoden zur Bestimmung der Konzentration von Polyaluminiumchlorid-PAC zusammengefasst. Hoffentlich ist das hilfreich für alle! Erster Schritt: Je nach Zustand des Rohwassers wird vor der Verwendung eine kleine Testreihe durchgeführt, um die optimale Menge des Mittels zu ermitteln. Die Herstellung der Probellösung erfolgt nach Gewichtsverhältnis (W/W); in der Regel ist ein Anteil von 2–5 % geeignet. Zur Herstellung einer 3%-igen Lösung: Wiegen Sie 3 g des festen Polyaluminiumchlorids PAC ab und geben Sie es in einen Messbecher mit einem Fassungsvermögen von 200 ml. Fügen Sie anschließend etwa 50 ml Wasser hinzu. Nachdem sich das PAC aufgelöst hat, verdünnen Sie die Lösung mit weiterem Wasser bis zur Markierung von 100 ml. Schütteln Sie die Lösung gut durch. Zweitens: Bei der Herstellung von Polyaluminiumchlorid PAC wird dieses in einem Gewichtsverhältnis von 1:9 bis 1:15 zwischen dem festen Polyaluminiumchlorid PAC und klarem Wasser gemischt und aufgelöst. Lösungen mit einem Aluminiumoxidgehalt von unter 1 % sind anfällig für Hydrolyse, was die Wirksamkeit verringert. Bei zu hohem Konzentration ist eine gleichmäßige Zugabe schwierig. Dritter Schritt: Die Zusatzstoffe werden in der Menge zugegeben, die aus den Versuchen ermittelt wurde. Wenn im Sedimentationsbecken wenig Aluminiumpflanzen zu sehen sind und der Restschmutz hoch ist, dann wurde zu wenig Zusatzstoff zugegeben ； Wenn im Sedimentationsbecken viel Aluminiumpulver zu sehen ist und dieses nach oben steigt sowie die Resttrübheit hoch ist, bedeutet das, dass die Menge des zugeführten Stoffes zu groß ist. In diesem Fall muss sie angepasst werden.

Eigenschaften von polymerisiertem Aluminiumchlorid: 1. Schnelle Bildung von Flocken, gute Aktivität sowie gute Filtereigenschaften. 2. Es sind keine alkalischen Zusätze erforderlich; falls es zu Hydratation kommt, bleibt die Wirkung unverändert. 3. Passt sich einem weiten pH-Wertbereich an, hat eine starke Anpassungsfähigkeit und ist vielseitig einsetzbar. 4. Das im Wasser nach der Aufbereitung enthaltene Salz ist gering. 5. Kann die Verunreinigung des Wassers durch Schwermetalle und radioaktive Stoffe beseitigen. 6. Hoher Wirkstoffgehalt, einfache Lagerung und Transportierung.

Die Flockungswirkung von Poly(chlor)aluminium zeigt sich wie folgt: a) starke elektrostatische Neutralisierung der kolloidalen Stoffe im Wasser. b. Die hervorragende Brückenbildungsfunktion der Hydrolyseprodukte bei der Adsorption von Suspensionsstoffen im Wasser. c. Selektive Adsorptionswirkung auf lösliche Stoffe. Polyaluminiumchlorid ist ein anorganischer Hochmolekül-Koagulans, das aufgrund der Brückenbildung durch Hydroxidionen sowie der Polymerisierung mehrwertiger Anionen entsteht. Es handelt sich dabei um ein anorganisches Hochmolekül-Präparat zur Wasserreinigung mit hoher Molekülmasse und hohem Ladungszustand. Die Eigenschaften dieses Präparats werden hauptsächlich durch den Funktionsmechanismus des Drucknebelers bestimmt.

Klassifizierung nach Herstellungsverfahren: a) Trommelbasierte Poly(chlorid)aluminium-Herstellung. Der Aluminiumgehalt ist in der Regel gering, die Menge an wasserunlöslichen Stoffen hingegen hoch. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Reinigung von Abwässern eingesetzt. b, Plattenrahmen-Typ-Poly(chloriertes) Aluminium – hoher Aluminiumgehalt, niedriger Anteil an wasserunlöslichen Stoffen; wird zur Aufbereitung von Abwässern sowie für die Trinkwasseraufbereitung verwendet. c, Sprühgetrockneter Poly(chlor)aluminiumchlorid – hoher Aluminiumgehalt, niedriger Anteil an wasserunlöslichen Stoffen, schnelle Lösungsgeschwindigkeit. Wird für Trinkwasser sowie für die Aufbereitung von Wasser nach höheren Standards verwendet. Einführung in die Kombination von Aluminiumchloridpolymer und Polyacrylamid. Zunächst wird die Beziehung zwischen diesen Stoffen analysiert, anschließend werden die Schritte zur Mischung, die zu berücksichtigenden Aspekte sowie relevante Informationen erläutert. Abwässer aus der Herstellung von Waschmitteln weisen eine komplexe Zusammensetzung auf. Zudem sind die Gehalte an CODcr und LAS in diesen Abfällen hoch, und diese Stoffe sind schwer biologisch abbaubar. Der pH-Wert der Abwässer ist außerdem niedrig. Wenn der Gehalt an Waschmitteln in den Abwässern eine bestimmte Konzentration erreicht, kann dies die Prozesse wie Belüftung, Sedimentation sowie Schlammverarbeitung bei der Abwasserbehandlung beeinträchtigen. In der Praxis werden zur Bewältigung des Problems der schwer abbaubaren LAS-Stoffe in hohen Konzentrationen oft Flockungsmittel eingesetzt. Daher ist es von großer praktischer Bedeutung, bei der Flockungsbehandlung die Auswahl der geeigneten Flockungsmittel, ihre Menge sowie die Einflussfaktoren darauf zu untersuchen.

Klassifizierung von Polyacrylamid – Kurzbeschreibung der Polyacrylamid-Produkte: Polyacrylamid (PAM) ist ein wasserlöslicher Hochmolekülpolymer, das in den meisten organischen Lösungsmitteln unlöslich ist. Es weist eine gute Flockungseigenschaft auf und kann den Reibwiderstand zwischen Flüssigkeiten verringern. Nach ihren ionischen Eigenschaften kann Polyacrylamid in vier Arten unterteilt werden: nichtionisch, anionisch, kationisch und amphoter. (Hinweis: Polyacrylamid ist nicht dasselbe wie Acrylamid) Chinesischer Name: Polyacrylamid Fremdsprachiger Name: Polyacrylamid Arten: Kationisch, Anionisch, Nichtionisch, Emulsion Anwendungen für kationisches Polyacrylamid: Trennung von Schlamm Anwendungen für anionisches und nichtionisches Polyacrylamid: Klebstoff, Fällmittel bei hoher Trübung Wirksamer pH-Bereich: 7–14

Hinweise zur Verwendung von kationischem Polyacrylamid: 1. Größe der Flocken: Zu kleine Flocken beeinträchtigen die Abwassergeschwindigkeit, während zu große Flocken dazu führen, dass mehr Wasser in den Flocken gebunden bleibt und dadurch die Festigkeit des Schlammes abnimmt. Durch die Auswahl der Molekülmasse des Polyacrylamids kann die Größe der Flocken reguliert werden. 2. Eigenschaften des Schlammes: Erstens muss man die Herkunft, die Eigenschaften sowie die Zusammensetzung des Schlammes sowie seinen Anteil kennen. Je nach Eigenschaften kann Schlamm in organischen und anorganischen Schlamm unterteilt werden. Kationisches Polyacrylamid wird zur Behandlung von organischem Schlamm verwendet, während anionisches Polyacrylamid als Flockungsmittel für anorganischen Schlamm eingesetzt wird. Bei starker Alkalität wird kationisches Polyacrylamid verwendet, während bei starker Säurebildung anionisches Polyacrylamid nicht geeignet ist. Bei hohem Feststoffgehalt ist in der Regel auch eine größere Menge an Polyacrylamid erforderlich. 3. Klumpenstärke: Der Klumpen muss unter Scherkräften stabil bleiben und nicht zerbrechen. Ein höheres Molekulargewicht des Polyacrylamids oder die Wahl einer geeigneten Molekülstruktur tragen dazu bei, die Stabilität der Flocken zu verbessern. 4. Ionisierungsgrad des Polyacrylamids: Bei entwässertem Schlamm können Flockungsmittel mit unterschiedlichem Ionisierungsgrad durch vorherige Pilotversuche ausgewählt werden, um das am besten geeignete Polyacrylamid zu finden. Dadurch wird nicht nur eine optimale Flockungswirkung erzielt, sondern auch die Menge des benötigten Mittels minimiert, was Kosten spart. 5. Auflösung von Polyacrylamid: Nur eine gute Auflösung ermöglicht eine vollständige Flockungswirkung. Manchmal ist es notwendig, die Auflösungsgeschwindigkeit zu erhöhen – in solchen Fällen kann man in Erwägung ziehen, die Konzentration der Polyacrylamidlösung zu steigern. Kann Polyacrylamid und polyvalentes Aluminiumchlorid gleichzeitig verwendet werden? Tatsächlich reicht bei der Behandlung von Abwasser in vielen Fällen die Verwendung eines einzigen Flockungsmittels nicht aus – es ist notwendig, beide Mittel zusammen zu verwenden. Die Kombination aus dem anorganischen Flockungsmittel PAC und Polyacrylamid führt zu besseren Ergebnissen bei der Abwasserbehandlung. Dabei muss man jedoch auf die Reihenfolge der Zugabe der Stoffe achten; eine falsche Reihenfolge führt ebenfalls zu keinen guten Ergebnissen. Bei der Verwendung von Polyacrylamid in Kombination mit anderen Flockungsmitteln ist es wichtig, auf die Reihenfolge der Zugabe sowie auf den Zeitabstand zwischen den Zugaben zu achten! Die gemeinsame Verwendung von PAC und PAM bedeutet, dass zunächst PAC die Ladungen neutralisiert bzw. das Kolloid destabilisiert, wodurch feine Flocken entstehen. Anschließend wird das Volumen dieser Flocken erhöht, was eine vollständige Ausfällung erleichtert. Da die Reaktionszeit von Polyaluminiumchlorid PAC sehr kurz ist, muss nach seiner Zugabe intensiv gemischt werden. Bei PAM hingegen ist die Wirkungszeit länger; beim Mischen sollte man zunächst stark mischen und anschließend sanfter – erst stark, um eine gleichmäßige Vermischung zu erreichen, danach sanft, um die Flocken nicht zu zerstören! Polyacrylamid gehört zu den Flockungsmitteln, während polyklomatisches Aluminiumchlorid zu den Koagulanzien gehört. In der Regel wird zunächst das Koagulans hinzugefügt und anschließend das Polyacrylamid – doch aus Sicherheitsgründen wird empfohlen, die Reihenfolge der Zugabe anhand der Ergebnisse von Experimenten festzulegen! Die Stelle für die Zugabe des Mittels, die Menge, zu der das Mittel zugegeben werden soll, die Zeitpunkt der Zugabe sowie die Intensität der Vermischung müssen durch Experimente bestimmt werden. Man darf auf keinen Fall zwei verschiedene Mittel zusammen verwenden – andernfalls wird die Wirkung beeinträchtigt und die Kosten steigen.

Methoden zur Feststellung der Unbrauchbarkeit von Polyacrylamid-Flockungsmitteln
In vielen Kläranlagen, insbesondere in den südlichen Regionen, tritt das Problem auf, dass das Polyacrylamid aufgrund des feuchten Klimas durch zu langes Lagern oder weil die Verpackung nicht richtig verschlossen ist, Feuchtigkeit aufnimmt und klumpt. Viele Menschen fragen sich in solchen Fällen, ob das Polyacrylamid noch funktionsfähig ist und weiterhin verwendet werden kann. Tatsächlich ist das Produkt dann noch nicht unbrauchbar, solange es wieder gelöst werden kann – schließlich hat die Lösung eine gewisse Viskosität. Doch das verklumpte Polyacrylamid lässt sich nur schwer wieder auflösen, was letztendlich einen Ressourcenverschwendung bedeutet. Die Haltbarkeitsdauer verschiedener Arten von Polyacrylamiden unterscheidet sich erheblich – das hängt mit ihrer Struktur zusammen. Im Allgemeinen hat anionisches Polyacrylamid eine längere Haltbarkeit, während für kationisches Polyacrylamid in der Regel eine Haltbarkeitsdauer von 1 Jahr festgelegt wird. Jeder Zeitpunkt nach Ablauf dieser Frist gilt als Überschreitung der Haltbarkeitsdauer. Es besteht dann das Risiko eines Versagens. Das Versagen von Polyacrylamid kann anhand zweier Aspekte beurteilt werden: Erstens eine Verringerung der Viskosität und zweitens eine Verschlechterung der Fällwirkung.

Anleitung zur Verwendung von Polyacrylamid: 1. Die Menge an kationischem Polyacrylamid, das zur Reinigung von Kohle verwendet wird, kann zwischen 30 Kilogramm und 110 Kilogramm liegen； Der Verbrauch von Abwasser in der Chemieindustrie liegt in der Regel zwischen fünfzig und hundertzwanzig Kilogramm ； Die Abwässer aus der Färbungs- und Bleichindustrie sowie aus der Papierherstellung sind am schwierigsten zu behandeln. Es ist sinnvoll, die Menge des verwendeten Wassers auf 100 bis 300 Kilogramm zu begrenzen. In der Elektrolyseindustrie sowie bei der Verwendung von Wasser in der allgemeinen Industrie sollte die Menge nicht über 50 Kilogramm liegen. Hinweis: (Die Verwendungsmengen in diesen Branchen beziehen sich jeweils auf jede Tausend Tonnen Abwasser.) 2. Je nach Behandlungsmethode werden unterschiedliche Flockungsmittel zur Entfernung von Schlamm aus dem Abwasser verwendet. Wenn für den Hauptverarbeitungsschritt biochemische Methoden verwendet werden, also die Entwässerung des Restschlammes (der möglicherweise einen Teil an Primärschlamm enthält), reicht ein kationisches PAM als Schlammentwässerungsmittel aus. Wenn bei dem Hauptverarbeitungsschritt physikalisch-chemische Methoden wie die Erststufe der Aufbereitung oder die magnetische Trennung verwendet werden, wird in der Regel zunächst PAC zur Anreicherung des Wassers hinzugefügt, anschließend ein anionischer Flockungsmittel und zuletzt ein kationisches Flockungsmittel zur Entwässerung. Die genaue Menge hängt von der Qualität des Abwassers ab. Es gibt auch viele Kläranlagen, bei denen das Schlammentwässern durch die direkte Zugabe von PAC oder anderen anorganischen Flockungsmitteln erfolgt. Dies wird häufig in Plattenfiltern eingesetzt – insbesondere in Elektronikfabriken oder kleinen Kläranlagen. Wenn PAM als Schlammentwässerungsmittel verwendet wird, sollte das Verhältnis zu Wasser in der Regel zwischen 0,1 % und 0,2 % liegen. Nachdem es zu einer klebrigen Flüssigkeit aufgelöst wurde, wird es dem Schlamm zugegeben, um eine Mischung herzustellen. Das Verhältnis zum Schlamm liegt in der Regel bei 5%–10%, manchmal auch darunter. Dies hängt von der Konzentration des Schlammes ab. Am besten wird die optimale Menge sowie das geeignete Modell durch Versuche in einem Labor vor Ort bestimmt. Je nach Schlammart, verwendeten Mitteln, Geräten sowie Niveau der Betriebsführung unterscheidet sich die Effektivität bei der Behandlung des Schlammes. 3. In Kläranlagen wird kationisches Polyacrylamid als Trennmittel für den Schlamm aus dem Abwasserprozess verwendet. Im Kommunikationsprozess mit Kunden stellen diese oft Fragen zur Menge des Trennmittels, das bei der Entwässerung von Klärschlamm verwendet wird. Um eine relativ genaue Vorstellung von der Menge des zu verwendenden Schlammentwässerungsmittels zu haben, ist es zunächst notwendig, diese Parameter zu kennen: den Wassergehalt des Schlamms, den Wassergehalt des Schlammpfropfes, die Menge des zugeführten Schlamms, die Menge des zugeführten Mittels sowie die Konzentration der Mischung. Schlammfeuchte: Der Prozentsatz, der das Verhältnis des Gewichts des im Schlamm enthaltenen Wassers zum Gesamtgewicht des Schlammes angibt, wird als Schlammfeuchte bezeichnet. Feuchtigkeitsgehalt des Schlammklumpens: Der Prozentsatz, der aus dem Verhältnis des Gewichts der im Schlammklumpen enthaltenen Feuchtigkeit zum Gesamtgewicht des Schlammes berechnet wird, wird als Feuchtigkeitsgehalt des Schlammklumpens bezeichnet. Außerdem müssen die folgenden Formeln verwendet werden:
1. Menge des zugesetzten Stoffes in mg/L = Masse des zugesetzten Stoffes / Wassermenge, die behandelt wird / Konzentration des Stoffes
2. Menge des zugesetzten Stoffes pro Einheit der zu behandelnden Wassermenge = Wassermenge in m³/Stunde * Menge des zugesetzten Stoffes in g/m³
3. Menge des trockenen Schlamms = Wassermenge, die behandelt wird * [ (1 – Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms) / (1 – Feuchtigkeitsgehalt des Schlammpakets) ]
4. Stoffverbrauch pro Tonne trockenen Schlamms in g/m³ = Menge des zugesetzten Stoffes / Menge des trockenen Schlamms

Die durch diese Berechnungen erzielten Ergebnisse können erhebliche Fehler aufweisen. Sie dienen lediglich als Referenz bei der Betriebsführung von Abwasseranlagen. Die tatsächliche Medikamentenmenge muss durch praktische Betriebsversuche ermittelt werden.

Wirkungsprinzip 1) Prinzip der Flockung: Wenn PAM zur Flockung verwendet wird, hängt dies von den Oberflächen Eigenschaften des zu flockenden Stoffes ab – insbesondere vom Elektropotenzial, der Viskosität, der Trübheit sowie dem pH-Wert der Suspension. Das Elektropotenzial an der Partikeloberfläche ist der Grund dafür, dass die Partikel nicht zusammenkleben. Durch Zugabe von PAM mit entgegengesetztem Oberflächenladung kann das Elektropotenzial verringert werden, wodurch eine Flockung stattfindet. 2) Adsorptive Brückenbildung: Die Molekülketten des PAM werden an den Oberflächen verschiedener Partikel fixiert. Zwischen den Partikeln entstehen so Polymerbrücken, wodurch die Partikel zu Aggregaten zusammenwachsen und absinken. 3) Oberflächenadsorption: Die verschiedene Adsorption von Partikeln mit polaren Gruppen an PAM-Molekülen. 4) Verstärkende Wirkung: Die Molekülketten von PAM verbinden die Dispergatsphären durch verschiedene mechanische, physikalische und chemische Kräfte miteinander und bilden so ein Netzwerk.

Art der Dosierung des Mittels: Die Dosierung des Mittels erfolgt entweder durch Schwerkraft oder unter Druck. Unabhängig von der Art der Dosierung müssen vom Auflösebecken über das Lösungsbett bis zum Einbringungspunkt des Mittels Vorrichtungen zur Förderung des Mittels vorhanden sein. Häufig verwendete Vorrichtungen zur Förderung des Mittels sind Dosierpumpen und Wasserschneidgeräte. 1. Schwerkraftzufuhr: Durch die Schwerkraft wird das Mittel in den Saugrohr der Wasserpumpe oder an den Saugmund des Wasserschachts eingebracht, wo es durch die Laufräder der Pumpe vermischt wird. 2. Druckzufuhr: Mittels Pumpen oder Wasserstrahlanlagen wird das Mittel in die Rohrleitungen für das Trinkwasser eingebracht. Dies ist geeignet, wenn das Mittel in Druckleitungen eingespeist werden soll – oder wenn es in Reinigungsanlagen an höher gelegenen Stellen oder über größere Entfernungen hinweg zugeführt werden muss. 3. Zufuhr des Wasserpumpens: Bei der Zufuhr des Wasserpumpens wird die Lösung aus dem Behälter in die Druckrohre gepumpt. Dabei werden entweder Dosierpumpen verwendet oder Pumpen, die widerstandsfähig gegen Säuren sind, um eine bessere Wirkung zu erzielen. Polyacrylamid muss vor der Verwendung in der Regel zu einer verdünnten Lösung mit einem Konzentrationsspektrum von 0,1 % bis 0.5 % hergestellt werden. Die so hergestellte Lösung sollte am besten nicht zu lange aufbewahrt werden, bevor sie verwendet wird. Die Lösung in diesem Konzentrationsbereich muss vor der Verwendung weiter verdünnt werden – auf ein Konzentrationsspektrum von 0,01 % bis 0,05 %. Der Grund dafür ist, dass dies die Verteilung des Flockungsmittels im Suspensionssystem verbessert, die Menge des verwendeten Stoffes verringert und somit bessere Flockungsergebnisse erzielt werden können

Faktoren, die den Koagulationsprozess während der Verarbeitung beeinflussen, sind: 1. Der Einfluss der Wassertemperatur. 2. Der Einfluss des pH-Werts von Wasser. 3. Die Auswirkungen von organischen Schadstoffen im Wasser. 4. Einfluss der hydraulischen Bedingungen. 5. Einfluss der Konzentration der Partikel im Wasser. 6. Einfluss der Methode zur Zugabe des Koagulans. 7. Einfluss der Menge des Koagulanzienzusatzes.

Kationen – Eigenschaften von kationischem Polyacrylamid (CPAM): Kationisches Polyacrylamid (CPAM) hat die Form weißer Pulverkörner. Der Ionengehalt liegt zwischen 20 % und 55 %. Es ist gut in Wasser löslich und kann sich in beliebigen Mengen in Wasser auflösen; in organischen Lösungsmitteln hingegen ist es unlöslich. Es weist die Eigenschaften eines Hochpolymerelektrolyten auf und eignet sich zur Behandlung von Abwässern mit negativer Ladung sowie solcher, die reich an Organik sind. Eignet sich zur Behandlung von Abwässern mit hohem Gehalt an organischen Kolloiden in Branchen wie Färberei, Papierherstellung, Lebensmittelindustrie, Bauwesen, Metallverarbeitung, Erzverarbeitung, Kohlepulverproduktion, Ölfeldern sowie in der Fischverarbeitung und Gärung. Besonders geeignet ist es zur Entwässerung von Stadtabwässern, Stadtabfällen, Papierfabrikationsabfällen sowie anderen industriellen Abfällen. Eigenschaften von nichtionischen Produkten: Die Produkte aus der Gruppe der nichtionischen Polyacrylamide sind lineare Polymer mit hoher Molekülmasse und niedrigem Ionengehalt. Aufgrund seiner speziellen Gruppen verleiht ihm das die Fähigkeit, zu flokkulieren, zu dispergieren, zu verdicken, zu binden, Schichten zu bilden, Gel zu erzeugen sowie Kolloide zu stabilisieren. Abwasserbehandlungsmittel: Wenn das suspendierte Abwasser sauer ist, ist es geeignet, nichtionisches Polyacrylamid als Flockungsmittel zu verwenden. In diesem Moment übernimmt PAM eine adsorbierende, brückende Funktion, wodurch die schwebenden Partikel zusammengefasst und abgesetzt werden, um so die Reinigung des Abwassers zu erreichen. Es kann auch zur Reinigung von Leitungswasser verwendet werden, insbesondere in Kombination mit anorganischen Fällungsmitteln, wobei es bei der Wasseraufbereitung die beste Wirkung zeigt. Anwendung: 1. Wird weit verbreitet bei der Behandlung von Industrieabfällen eingesetzt und zeigt besonders gute Wirksamkeit bei Abwässern mit suspendierten Partikeln, groben Partikeln, hoher Konzentration, positiv geladenen Ionen sowie bei Abwässern mit neutraler oder basischer pH-Wert – beispielsweise Abwässer aus Stahlwerken, Metallverarbeitungsbetrieben und Kohlewaschanlagen. 2. Es wird in der Ölindustrie, bei der Ölförderung, im Bohrschlamm sowie bei der Behandlung von Abfallschlamm eingesetzt. Zudem dient es dazu, das Eindringen von Wasser zu verhindern, den Reibwiderstand zu verringern und die Ölausbeute zu erhöhen. Es findet außerdem bei der Tertiären Ölförderung breite Anwendung. 3. Für die Textilbehandlung als Beizmittel – das Beizmittel hat eine stabile Leistung, es entsteht wenig Rückstand, die Bruchrate des Stoffes ist gering und die Oberfläche des Stoffes bleibt glatt. 4. Für die Papierindustrie. Erstens: Steigerung der Retentionsrate von Füllstoffen, Farbstoffen usw ； Zweitens ist es notwendig, die Festigkeit des Papiers zu erhöhen – sowohl die Trockenfestigkeit als auch die Feuchtigkeitsfestigkeit. Außerdem kann die Zerreißfestigkeit und Porosität des Papiers verbessert werden, um die optischen und drucktechnischen Eigenschaften zu steigern. Es wird auch in Verpackungspapieren für Lebensmittel und Tee verwendet. Ampholyte: Ampholytisches Polyacrylamid entsteht durch die hydrolytische Kopolymerisierung von Acrylamidmonomeren sowie Vinylkationsmonomeren. Irreguläre Polymere, bei denen es an der Molekülkette sowohl positive als auch negative Ladungen gibt – also Ampholyte.

Einflussfaktoren: Die Viskosität einer Polyacrylamidlösung spiegelt hauptsächlich den inneren Reibwiderstand wider, der durch die Bewegung oder den relativen Austausch der Moleküle im Flüssigkeit entsteht. Der innere Reibungswiderstand hängt von Faktoren wie der Struktur des Polymers, den Eigenschaften des Lösungsmittels, der Konzentration der Lösung sowie Temperatur und Druck ab. Je größer dieser Wert ist, desto höher ist die Viskosität der Lösung. 1. Einfluss der Temperatur auf die Viskosität von Polyacrylamid
Die Temperatur spiegelt das Ausmaß der unregelmäßigen thermischen Bewegung der Moleküle wider. Die Bewegung der Moleküle muss dabei die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen überwinden. Solche Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrückenbindungen, innere Reibung, Diffusion, Orientierung der Molekülketten sowie Verfilzungen beeinflussen direkt die Viskosität. Daher ändert sich die Viskosität einer Polymerlösung mit der Temperatur. Die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf die Viskosität von Polymerlösungen sind erheblich. Die Viskosität einer Polyacrylamidlösung nimmt mit steigender Temperatur ab. Der Grund dafür ist, dass die Partikel der dispergierten Phase in der Polymerlösung miteinander verflechten und so eine netzartige Struktur bilden. Je höher die Temperatur ist, desto leichter wird diese netzartige Struktur zerstört – wodurch die Viskosität sinkt. 2. Einfluss der Hydrolysezeit auf die Viskosität von Polyacrylamid
Die Viskosität einer Polyacrylamidlösung ändert sich mit zunehmender Hydrolysezeit. Bei kurzer Hydrolysezeit ist die Viskosität geringer – das liegt vermutlich daran, dass das Polymer noch keine Netzstruktur bilden konnte ； Bei zu langer Hydrolysezeit sinkt die Viskosität, was auf eine Lockerung der Struktur des Polyacrylamids in der Lösung zurückzuführen ist. Nach der Auflösung in Wasser zerfallen teilhydrolysierte Polyacrylamide in negativ geladene Makromoleküle. Die elektrostatische Abstoßung zwischen den Molekülen sowie die Abstoßungskräfte zwischen den Anionen an verschiedenen Kettenabschnitten desselben Moleküls führen dazu, dass sich die Moleküle im Lösungsmittel ausdehnen und miteinander verflechten können. Das ist der Grund dafür, warum teilhydrolysierte Polyacrylamide die Viskosität ihrer Lösungen erheblich erhöhen können. 3. Einfluss der Mineralisierungsstufe auf die Viskosität von Polyacrylamid: In den Molekülketten des Polyacrylamids gibt es relativ viele kationische Gruppen im Vergleich zu den anionischen Gruppen. Dadurch entsteht eine größere Nettoladung sowie eine höhere Polarität. Da H2O ebenfalls ein polares Molekül ist, gilt nach dem Prinzip der Ähnlichkeit die Löslichkeit des Polymers in Wasser als gut – wodurch auch seine spezifische Viskosität erhöht wird ； Mit zunehmendem Mineralgehalt wird der positive elektrische Ladungsteil von Anionen umgeben, wodurch eine Ionenhülle entsteht. Dadurch kann diese mit den umliegenden positiven elektrischen Ladungen verbunden werden. Infolgedessen nimmt die Polarität der Polymerlösung ab und ihre Viskosität sinkt ； Die Konzentration der Mineralien nimmt weiter zu. Positiv und negativ geladene Ionen bilden innerhalb oder zwischen den Molekülen Wasserstoffbrückenbindungen – was dazu führt, dass die Löslichkeit des Polymers in Wasser abnimmt. Gleichzeitig zerstören die zugefügten Salzionen durch das Abschirmen der positiven und negativen Ladungen die zwischen den Ionen bestehenden Bindungen, wodurch die bereits entstandenen Salzbinder zerstört werden – und dies wiederum führt zu einer erhöhten Löslichkeit des Polymers in Wasser. Diese beiden Effekte konkurrieren miteinander, wodurch die Viskosität der Polymerlösung bei hohen Salzkonzentrationen (>0,06 mol/L) niedrig bleibt. 4. Einfluss der Molekulargewichte auf die Viskosität von Polyacrylamid: Die Viskosität einer Polyacrylamidlösung nimmt mit zunehmendem Molekulargewicht des Polymers zu. Dies liegt daran, dass die Viskosität von Polymerlösungen durch die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen während ihrer Bewegung entsteht. Wenn die relative Molekülmasse des Polymers etwa 106 beträgt, beginnen die Polymerketten miteinander zu verschmelzen – was ausreicht, um die Streuung des Lichts zu beeinflussen. Bei etwas höherem Gehalt reicht die mechanische Verflechtung aus, um die Viskosität zu beeinflussen. Bei einem recht niedrigen Gehalt kann die Polymerlösung als netzartige Struktur angesehen werden, wobei mechanische Verflechtungen zwischen den Ketten sowie Wasserstoffbrückenbindungen gemeinsam die Knoten des Netzes bilden. Bei hohem Gehalt enthält die Lösung viele Kettenverbindungen, wodurch die Polymerlösung gelartig wird. Daher ist je höher die relative Molekülmasse des Polymers, desto leichter bilden sich zwischen den Molekülen Kettenverflechtungen, und desto größer wird die Viskosität der Lösung.

Bestimmung der Zugabemenge: Die Menge an Polyacrylamid sollte so gewählt werden, dass die Lösung klar bleibt. Eine zu große Menge führt nicht nur zu unzureichenden Ergebnissen, sondern erhöht auch den Verbrauch. Zudem wird dadurch die Durchlaufkapazität des Filtergeräts beeinträchtigt. Die Konzentration des flüssigen Polyacrylamids bei der ersten Herstellung sollte ebenfalls nicht zu hoch sein. Bei zu hoher Konzentration vermengt sich das Polyacrylamid nicht gleichmäßig mit dem alkalischen Wasser, wodurch die Hydrolyse des Polyacrylamids unvollständig abläuft – dies beeinträchtigt wiederum die Flockungseffekte. Die Menge an Polyacrylamid, die zugegeben wird, hängt hauptsächlich von der Menge an rotem Schlamm, der ausgewaschen werden muss, sowie von der Effektivität der Sedimentation ab. Je größer die Menge an rotem Schlamm ist, desto höher muss auch die Menge an Polyacrylamid sein. Allerdings hat die Art und Weise der Herstellung einen großen Einfluss auf die Sedimentationsleistung des Polyacrylamids. Eine geeignete Herstellungsweise kann die Sedimentationsleistung verbessern und gleichzeitig den Verbrauch an Polyacrylamid verringern – was wiederum dazu beiträgt, die Leistungsfähigkeit des Sedimentationssystems zu steigern.

Polyacrylamid wird zur Wasseraufbereitung eingesetzt. Die Amidgruppen des Polyacrylamids können mit vielen Substanzen eine Anziehungskraft entwickeln und Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Hochempfindliches Polyacrylamid bildet zwischen den adsorbierten Partikeln „Brücken“, wodurch Klumpen entstehen, die dazu beitragen, dass die Partikel sinken. Polyacrylamid-basierte Fällungsmittel eignen sich für verschiedene Fällungsprozesse. Sie erfordern eine geringe Menge, sind effizient, erzeugen wenig Schlamm und lassen sich leicht nachbehandeln. In einigen Fällen haben sie daher einen besonderen Wert. In den Bereichen der Rohwasseraufbereitung, der Abwasserbehandlung in Städten sowie der Behandlung von Industrieabfällen wird in unserem Land Polyacrylamid in unterschiedlichem Maße als Chemikalie zur Wasseraufbereitung eingesetzt. Polyacrylamid ist derzeit das am weitesten verbreitete und effektivste polymerische organische Fällungsmittel.

Anwendung und Hinweise zur Verwendung von Polyacrylamid-Flokulationsmitteln: 1. Es sollte eine wässrige Lösung mit einer Konzentration von 0,2% hergestellt werden; dabei ist Wasser ohne Salze und mit neutralem pH-Wert am besten geeignet. 2. Da der pH-Wert des Wassers, in dem dieses Produkt eingesetzt wird, in einem recht weiten Bereich liegen kann, beträgt die übliche Zugabemenge 0,1–10 ppm (0,1–10 mg/L). 3. Vollständig auflösen. Beim Auflösen dieses Produkts ist Vorsicht geboten, insbesondere sollte die Durchflussgeschwindigkeit der automatischen Dosieranlage nicht zu hoch sein, um zu verhindern, dass das Polyacrylamid klumpt und ein „Fischaugen-Effekt“ entsteht. Dadurch wird auch verhindert, dass die Leitungen verstopfen und unnötige Probleme entstehen. 4. Die Rührgeschwindigkeit sollte in der Regel bei 200 Umdrehungen pro Minute liegen. Die Behandlungsdauer sollte mindestens eine Stunde betragen. Eine Erhöhung der Wassertemperatur um 20–30 Grad Celsius kann die Auflösung beschleunigen. Die maximale Temperatur der Lösung sollte unter 60 Grad liegen.

Die Menge des zugeführten Mittels, das Modell des Polypropylens, die Stärke der Rührbewegungen, die Rührdauer, die Art der Rühration usw