【水的净化】聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂有什么特性?如何应用?

      聚丙烯酰胺的理化特性、分类、絮凝机理及应用如下
      (1)理化特性聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物,无色、无味、无臭,易溶于水,没有腐蚀性。在常温下比较稳定,高温、冰冻时易降解,并降低絮凝效果,故其贮存与配制投加时,温度不得超过65℃,室内温度不得低于2℃。
    式中丙烯酰胺相对分子质量为71.08,n值为2×10⁴~9×10⁴，故聚丙烯酰胺相对分子质量一般为1.5×10⁶~6×10⁶。
    (2)    产品分类   聚丙烯酰胺产品按其形态来分,有粉剂和胶体两种。粉剂产品含聚丙烯酰胺92%,胶体产品含聚丙烯酰胺8%~9%。按相对分子质量来分,有高相对分子质量、中相对分子质量、低相对分子质量3种。高相对分子质量的产品分子量一般大于800万,主要用在石油工业中的水处理;中相对分子质量产品主要用于水处理,分子量一般为150万~600万;低相对分子质量产品分子量一般小于20万,主要用在纺织、造纸工业中的水处理,纺织品的浆料和纸张增强剂。
    按离子型来分,有阳离子型、阴离子型和非离子型。阳离子型般毒性较强,主要用于工业用水和有机质胶体多的工业废水;阴离子型一般是聚丙烯酰胺的水解产品,由非离子型改性而来,它带有部分阴离子电荷,可使这种线型聚合物得到充分伸展,从而加强了吸附能力,适用于处理含无机质多的悬浮液或高浑浊度水。
    (3)  絮凝机理   聚丙烯酰胺具有极性基团,其酰胺基团易于借氢键作用在泥沙颗粒表面吸附;另外,聚丙烯酰胺有很长的分子链,其长度一般有1000 Å,但宽度只有1 Å,很大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积,其絮凝作用好,可利用长链在颗粒之间架桥,形成大颗粒絮凝体,加速沉降。
    聚丙烯酰胺在NaOH等碱类作用下,可起水解反应,水解体是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠的共聚物,是阴离子型高分子絮凝剂。部分水解后的聚丙烯酰胺使主链原来呈卷曲状的分子链得以展开拉长,增加吸附面积,提高架桥能力,所以部分水解体的絮凝效果要优于非离子型的效果。处理高浑浊度水的聚丙烯酰胺,一般使用部分水解体产品,因为最佳水解度(水解度是聚丙烯酰胺分子中酰胺基转化为羟基的质量分数)的聚丙烯酰胺提高水中悬浮物的沉降速度是非水解体的2~9倍。如水解度过低,则效果不明显,与非水解体相似;如水解度过高,虽然主链展开度更大,但由于分子链负电荷过强,和阴离子性质的泥土颗粒斥力增大,则反而影响对水中阴离子型黏土类胶粒的吸附架桥作用,使絮凝效果低于非离子型的产品。由于每条河流中泥沙成分不同,泥土颗粒的负电荷强弱也不同,最住水解度是变数,一般以25%~35%水解度的产品效果较好。
    (4)  搅拌与投加   聚丙烯酰胺水解体粉剂产品,是处理高浑浊度水最有效的高分子絮凝剂之一,可单独作用,也可与普通絮凝剂配合使用。在处理含沙量高的高浑浊度水时,效果均显著。
    聚丙烯酰胺水解体粉剂,溶解搅拌时间一般为0.5~1.0h,提高水温和搅拌速度,可以加快溶解速度,但水温过高会引起降解反
应,故最高水温不得超过65℃,搅拌速度以桨叶的周边线速度计不超过10m/s为宜,否则会造成絮凝剂断链,降低絮凝结果。
    聚丙烯酰胺的投加量,随原水含沙量增高而增加。其投加浓度,从絮凝效果而言是越稀越好,但浓度太稀会增加投加设备,一
般以0.2%的投加浓度为宜。工作溶液2%,投加时借助水注射器再稀释10倍。
    聚丙烯酰胺的最大处理含沙量远大于普通絮凝剂各种絮凝剂最大处理含沙量。