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聚丙烯酰胺PAM絮凝作用機理

日期:2021/3/4 15:35:25 來源:鞏義市大千凈化材料有限公司

    聚丙烯酰胺(PAM)俗稱3號絮凝劑。國產現有粉劑和透明膠狀兩種。透明膠體含聚丙烯酰胺8%~9%,,相對分子質量可達800萬,國外達1000萬~1500萬。PAM可通過堿化后水解使部分酰胺基轉化為羧酸基,羧酸基離解成-COO-。堿化后絮凝效果比未堿化的提高幾倍。有研究表明:過多的酰胺基轉化為羧酸基會使羧酸基與膠粒親和力比酰胺基小,且羧酸基增多不利于與帶負電的膠粒結合,故應選適當的加堿比和溶液濃度,應通過試驗確定。有研究者建議配制濃度取0.5%、加堿比35%(純質量比),水解5h后稀釋至0.1%,液體貯存時要加殺菌劑。

    聚丙烯酰胺PAM作為絮凝劑(助凝劑)常與其他混凝劑一起使用,會產生良好的凝聚效果。當原水濁度低時,宜先加其他混凝劑后投加PAM(相隔30s),使雜質顆粒先行脫穩到一定程度,為PAM大離子的絮凝作用創造有利條件。如原水濁度高,應先加PAM,再加其他絮凝劑。PAM對于處理高濁水、低濁水和污泥脫水都有明顯效果。

    聚丙烯酰胺的作用機理主要是電荷中和和架橋作用。

    ①合成有機高分子絮凝劑的分子結構和類型在高分子結構中,一般可分為極性基團、非極性基團或弱極性基團的長分子鏈兩部分。聚丙烯酰胺的極性基團在水中會產生電離或水合離解(水解),這決定了藥劑的電荷形式,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐等均聚物及其共聚物,在水中常以陰離子形式起主要作用,聚丙烯酰胺、聚乙烯醇在水中常以中性分子的形式起作用,聚胺類化合物以陽離子的形式起主要作用,聚胺基羧酸類兩性型高分子聚合物既帶正電荷又帶負電荷。

    除了非離子高分子化合物外,聚丙烯酰胺分子主鏈上的官能團能解離出正離子或吸附水中的正離子,形成帶有正電荷的基團,為聚丙烯酸鈉在水中解離出鈉離子,分子鏈上生成帶負電荷的羧基負離子。絮凝劑高分子鏈上的帶電官能團對帶異號電荷的膠粒會產生電荷中和或壓縮雙電層,使得膠體體系脫穩。

    非離子型聚丙烯酰胺是以螺旋狀的形式出現的,當它水解后,負電荷彼此排斥,螺旋狀的分子被打開,絮凝過程中的架橋作用主要是因為陰離子型聚合物具有長鏈的關系。

    ②聚丙烯酰胺與膠粒表面的作用長鏈在水中,主鏈不是直線的,是彎曲的或卷曲的,故可以將其看作是帶有多個負電荷的卷曲的線狀分子。

    絮凝劑的非極性基團與膠體顆粒之間,由于氫鍵和范德華力的作用,分子鏈上的多個部位可能被固體微粒所吸附,在微粒之間呈架橋形式。聚丙烯酰胺與膠體顆粒間的凝聚作用如圖2-13所示。

    ③聚丙烯酰胺對膠體顆粒的凝聚與分散作用當水中膠體微粒濃度大而聚丙烯酰胺濃度低時,因架橋作用引起的絮凝是主要的;當水中膠體微粒濃度低而聚丙烯酰胺濃度高時,則會發生分散過程。

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