聚丙烯酰胺

前言：有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺主要是通过其长链状大分子的吸附架桥而起絮凝作用（细小粒子附着在高分子混凝剂链带上，并相互“织结”成网）。自20世纪60年代以来聚丙烯酰胺已在给水和废水处理及污泥调理中得到广泛的运用。聚丙烯酰胺无色、无味、无臭，易溶于水，没有腐蚀性。聚丙烯酰胺在常温下比较稳地，但高温、冰冻时易分解变质，絮凝效果也随之下降，故聚丙烯酰胺储存、配制及投加时，温度不得超过65oC，也不得低于2oC。聚丙烯酰胺产品有阳离子型、阴离子型和非离子型三种类型。PAM是典型的非离子型絮凝剂，但在碱性条件下部分水解可形成阴离子型。阳离子型絮凝效果好，主要用于工业给水和工业废水的处理；阴离子型是水解产品，它只带有部分阴离子电荷，适用于处理含无机质多的悬浮液或高浊废水。非离子型在水处理中也常用。总的来讲聚丙烯酰胺是一种常用线型高分子聚合物，分子量很高（103-107），水溶性强，能够进行多种化学反应，聚丙烯酰胺可作为絮凝剂、增稠剂、黏合剂、增强剂、聚丙烯酰胺也可作为表面活性剂、防静电剂、聚丙烯酰胺还可以作为污泥脱水剂等。特别聚丙烯酰胺在水处理上作为絮凝剂时，其絮凝效力比传统的无机絮凝剂（如明矾、铝盐、铁盐等）大几倍到几十倍，如二者复配使用，则效果更佳。只要使用聚丙烯酰胺得当，其水处理效果是显而易见的，聚丙烯酰胺作用所形成的絮凝体大，沉降速度快，泥渣易脱水，且用量少，聚丙烯酰胺同一般无机絮凝剂比较仅为无机絮凝剂的1/30--1/300，聚丙烯酰胺目前已被广泛应用在水处理领域。以下是关于聚丙烯酰胺产品的介绍：

一、聚丙烯酰胺产品的正确选择。聚丙烯酰胺种类繁多，其特点及应用范围也各不相同，聚丙烯酰胺选择总原则是要求絮凝效果好，针对性强，来源充足，价格低廉。除此之外，还要注意以下事项：1.胶体和细微悬浮物的性质和浓度：如果水中的污染物主要为胶体粒子，且表面电荷较多，则应投加无机混凝剂使其脱稳凝聚；如果絮体细小，还需投加高分子絮凝剂或配合使用其他助凝剂。在很多的情况下，将无机混凝剂与高分子絮凝剂并用，可使混凝效果明显提高。2.聚丙烯酰胺产品的型号：阴离子型和非离子型聚丙烯酰胺主要用于去除浓度较高的细微悬浮物，但前者更适于中性和碱性水质，后者更适合中性和酸性水质；阳离子型聚丙烯酰胺主要去除胶体，PH值为酸性、中性或碱性均可。如果被絮凝的胶体粒子表面电荷较多，则应先选用电性相反的离子型絮凝剂。3.聚丙烯酰胺的相对分子量：当使用阴离子和非离子有机高分子絮凝剂处理负电胶体溶液时，聚丙烯酰胺的相当分子量应大于100万。

二、聚丙烯酰胺产品絮凝条件的控制：絮凝过程是絮凝剂与废水中胶体颗粒物之间相互作用的复杂物理化学过程，絮凝过程的最终目的是为了产生结实而且密度大的大粒矾花，这种矾花的产生及其形状与废水的性质、聚丙烯酰胺的种类和添加量以及絮凝过程中搅拌强度与时间等多种因素密切相关。1.浊度：浊度反应废水中微小粒子的多少。浊度不同，所需聚丙烯酰胺用量也不同，浊度过高或过低都不利与絮凝。实际操作中必须根据废水浊度控制适宜的聚丙烯酰胺用量。2.水温：水温会影响絮凝剂的水解。水温底，絮凝剂聚丙烯酰胺水解反应慢，而且水的粘度增大将导致布朗运动减弱，形成的絮体细小而且结构松散，絮凝效果也将随之下降。所以一般冬天絮凝剂的用量要比夏天多。但是温度也不是越高越好，当温度超过90oC时，易使高分子絮凝剂老化或分解成不溶性物质，絮凝效果反而降低。絮凝温度一般以20-30 oC为易。3.PH值和碱度：每种聚丙烯酰胺产品都有其适宜的絮凝PH指标，这是因为PH值的高低不但直接影响着污染物存在的形态和表面性质，而且影响着絮凝剂的水解平衡及水解产物的存在形态和存在时间。4.共存杂质：废水中有些杂质的存在能促进絮凝进行，而有些杂质的存在则不利于絮凝的进行。一般来说，杂质浓度越高、颗粒大小越不均一，促进聚丙烯酰胺絮凝能力就越强，并可使絮凝范围扩大，对污染物的净化效率越高。

三、聚丙烯酰胺产品的配制和投加。无论是何种高分子絮凝剂的溶解和投加是其应用前十分重要的步骤。案例描述：聚丙烯酰胺颗粒或粉剂产品在应用前先要稀释成浓度为0.5%的水溶液，并在溶解5h后稀释到0.1%时方可投加。提高水温和搅拌速度可以加快聚丙烯酰胺的溶解速度，但水温过高会引起长分子链的分解反应，因此温度*不超过65 oC，搅拌速度也不应太快，一般不超过10m/s，否则会造成聚丙烯酰胺絮凝剂断链，降低絮凝效果。絮凝剂聚丙烯酰胺投加方法有干投法和湿投法两种。干投法将聚丙烯酰胺粉末不经溶解直接投加到废水中，优点是占地少、设备简单，但是存在容易堵塞、劳动强度大等缺点（而且易于潮解的聚丙烯酰胺不易用干投法）。采用湿投时，聚丙烯酰胺需要事先溶解和配制，并设专门的装置进行计量投加。

在实际操作应用中经验告诉我们，聚丙烯酰胺作为絮凝剂与其他混凝剂一起使用时，往往可以获得更好的废水处理效果。也就是说聚丙烯酰胺的投加次序与废水水质有关：当废水浊度较低时，宜先投加其他混凝剂再投加聚丙烯酰胺，这样使胶体颗粒先脱稳到一定程度，为聚丙烯酰胺的絮凝作用创造有利条件；而当废水浊度高时，应先投加聚丙烯酰胺再投加其他混凝剂，以使聚丙烯酰胺先在高浊度水质中充分发挥作用，吸附部分胶粒使浊度下降，其余胶粒由其他混凝剂脱稳，再由聚丙烯酰胺吸附，这样既可以降低絮凝剂的用量，处理效果也可进一步提高。

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