陰離子、非離子、陽離子聚丙烯酰胺的應(yīng)用原理是什么
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陰離子、非離子、陽離子聚丙烯酰胺的應(yīng)用原理是什么
在地下水、地面水以及污水中，含有很多成微小顆粒狀態(tài)存在的雜質(zhì)，為了去除這些雜質(zhì)，即平時(shí)說的“去除水中的濁度”，可以利用懸浮顆粒的重力作用，通過靜止沉淀或慢速流動將雜質(zhì)去掉。但是能借自然沉降去除的物質(zhì)都是一些有機(jī)物，而且沉降速度很小，多在0.2 mm/s下。隨著現(xiàn)代工業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展，自然沉降已不能滿足要求，借助化學(xué)藥品加快沉降的技術(shù)早已應(yīng)用于生產(chǎn)。聚丙烯酰胺的酰胺基（-CONH2）可與許多物質(zhì)親和、吸附形成氫鍵。高分子量PAM在被吸附的粒子間形成“橋聯(lián)”，使數(shù)個甚至數(shù)十個粒子連接在一起，生成絮團(tuán)，加速粒子下沉。這使它成為理想的絮凝劑。它與無機(jī)絮凝劑相比較的優(yōu)點(diǎn)在于：品種多，能適應(yīng)多種條件，計(jì)量小、效率高、生成的泥渣少，后處理容易。它的投藥量約為無機(jī)凝聚劑的1/30至1/200。因?yàn)镻AM是效能高的高分子有機(jī)合成絮凝劑，所以它是我國目前使用多的絮凝劑。PAM主要以兩種形式存在：一種是粉狀，一種是膠體。膠體不易于運(yùn)輸，使用也不方便，常用的是粉狀產(chǎn)品。PAM又有陽離子、陰離子及非離子，適用于不同用途和不同的絮凝對象。
非離子性PAM由于不帶離子形官能團(tuán)，因此，與陰離子PAM相比有以下特點(diǎn)：絮凝性能受廢水pH值和鹽類波動的影響小；在中性或堿性條件下，其絮凝效果不如陰離子型；絮體強(qiáng)度比陰離子型的要強(qiáng)。
陽離子型PAM分子量通常比陰離子或非離子型的聚合物，其澄清性能主要是通過電中和作用而獲得。這類絮凝劑的作用主要是絮凝帶負(fù)電荷的膠體，具有除濁、脫色等作用，適用于有機(jī)膠體含量高的廢水，例如染色、造紙、食品、水產(chǎn)品加工等工業(yè)廢水，以及城市下水處理工藝中的污泥脫水等。城市與工業(yè)污水常用活性污泥處理法，生化污泥常常是親水性很強(qiáng)的膠體，所含水極難脫去，若采用陽離子性PAM類絮凝劑能收到良好的脫水效果。
陰離子型PAM絮凝劑適用于粒子表面帶正電荷的漿體，和陽離子型相比，它的分子量較高，在水中的分子伸展度較大，因而具有良好的粒子絮體化性能。可有效用于礦物懸浮業(yè)的沉降分離。除可用于煉鐵高爐、鋁加工、造紙等的廢水處理外，還應(yīng)用在城市下水處理的處理中。
建國以來，特別是改革開放以后，我國雖然在污水處理廠的建設(shè)方面取得了一定的成績，但仍沒能控制住水污染。由于我國水污染嚴(yán)重，全國7大水系中近一半河段受不同程度的污染。湖泊、水庫富營養(yǎng)化嚴(yán)重，流經(jīng)城市的河段超過三類標(biāo)準(zhǔn)而不適用于生活用水的達(dá)78%，50%以上的城市地下水也受到不同程度的污染。在污水處理方面，90年代初，我國制定了到2000年城市污水處理率達(dá)20% ~ 30%，工業(yè)廢水處理率達(dá)34%，城市排污設(shè)施普及率達(dá)70%的水污染控制總體規(guī)劃目標(biāo)。
市政污水處理廠和工業(yè)廢水處理廠的污水都需用PAM等絮凝劑進(jìn)行絮凝澄清凈化處理。一般一座二級污水處理廠產(chǎn)生的污泥量約占處理水量的0.5% ~ 1.0%（體積）。所產(chǎn)生的污泥需要脫水，以產(chǎn)生清凈的濾水和高固含量的泥餅，并減少廢物污泥的重量和體積，來提高焚化和制作肥料的效力。許多污水處理廠用壓濾機(jī)來提高脫水率。這些污泥親水性很強(qiáng)，帶負(fù)電荷，很難脫水。在機(jī)械脫水前必須用PAM進(jìn)行有效的預(yù)處理，以改善污泥性能，提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力。污泥脫水所用聚丙烯酰胺越來越傾向于使用陽離子產(chǎn)品。以我廠為例，經(jīng)過對幾種類型絮凝劑的測試，得出的結(jié)論是：高分子陽離子型PAM的脫水效果好。現(xiàn)在我廠一直使用陽離子型PAM，使用濃度為0.3%，脫水后泥餅含水率為75%，泥餅厚度為4 ~ 6 mm，大大減少了污泥的重量與體積。
