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聚丙烯酰胺PAM絮凝作用机理

日期:2021/3/4 15:35:25 来源:巩义市大千净化材料有限公司

    聚丙烯酰胺(PAM)俗称3号絮凝剂。国产现有粉剂和透明胶状两种。透明胶体含聚丙烯酰胺8%~9%,,相对分子质量可达800万,国外达1000万~1500万。PAM可通过碱化后水解使部分酰胺基转化为羧酸基,羧酸基离解成-COO-。碱化后絮凝效果比未碱化的提高几倍。有研究表明:过多的酰胺基转化为羧酸基会使羧酸基与胶粒亲和力比酰胺基小,且羧酸基增多不利于与带负电的胶粒结合,故应选适当的加碱比和溶液浓度,应通过试验确定。有研究者建议配制浓度取0.5%、加碱比35%(纯质量比),水解5h后稀释至0.1%,液体贮存时要加杀菌剂。

    聚丙烯酰胺PAM作为絮凝剂(助凝剂)常与其他混凝剂一起使用,会产生良好的凝聚效果。当原水浊度低时,宜先加其他混凝剂后投加PAM(相隔30s),使杂质颗粒先行脱稳到一定程度,为PAM大离子的絮凝作用创造有利条件。如原水浊度高,应先加PAM,再加其他絮凝剂。PAM对于处理高浊水、低浊水和污泥脱水都有明显效果。

    聚丙烯酰胺的作用机理主要是电荷中和和架桥作用。

    ①合成有机高分子絮凝剂的分子结构和类型在高分子结构中,一般可分为极性基团、非极性基团或弱极性基团的长分子链两部分。聚丙烯酰胺的极性基团在水中会产生电离或水合离解(水解),这决定了药剂的电荷形式,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐等均聚物及其共聚物,在水中常以阴离子形式起主要作用,聚丙烯酰胺、聚乙烯醇在水中常以中性分子的形式起作用,聚胺类化合物以阳离子的形式起主要作用,聚胺基羧酸类两性型高分子聚合物既带正电荷又带负电荷。

    除了非离子高分子化合物外,聚丙烯酰胺分子主链上的官能团能解离出正离子或吸附水中的正离子,形成带有正电荷的基团,为聚丙烯酸钠在水中解离出钠离子,分子链上生成带负电荷的羧基负离子。絮凝剂高分子链上的带电官能团对带异号电荷的胶粒会产生电荷中和或压缩双电层,使得胶体体系脱稳。

    非离子型聚丙烯酰胺是以螺旋状的形式出现的,当它水解后,负电荷彼此排斥,螺旋状的分子被打开,絮凝过程中的架桥作用主要是因为阴离子型聚合物具有长链的关系。

    ②聚丙烯酰胺与胶粒表面的作用长链在水中,主链不是直线的,是弯曲的或卷曲的,故可以将其看作是带有多个负电荷的卷曲的线状分子。

    絮凝剂的非极性基团与胶体颗粒之间,由于氢键和范德华力的作用,分子链上的多个部位可能被固体微粒所吸附,在微粒之间呈架桥形式。聚丙烯酰胺与胶体颗粒间的凝聚作用如图2-13所示。

    ③聚丙烯酰胺对胶体颗粒的凝聚与分散作用当水中胶体微粒浓度大而聚丙烯酰胺浓度低时,因架桥作用引起的絮凝是主要的;当水中胶体微粒浓度低而聚丙烯酰胺浓度高时,则会发生分散过程。

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