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    聚丙烯酰胺在水處理中的應用

    未知 發布時間:2020-06-30

    聚丙烯酰胺( Polyacrylamide,簡稱PAM)是一類重要的線型水溶性高分子聚合物,具有良好的絮凝、吸附、增稠、耐剪性、降阻及分散等性能,在石油、采礦、水處理和造紙等行業中用途廣泛,有“百業助劑”之稱。隨著經濟的飛速發展,在水資源日益匱乏以及人們環保意識逐步提高的今天,聚丙烯酰胺優良的水處理性能備受人們關注,成為近年來水處理領域的研究熱點。

    聚丙烯酰胺的性能和作用

    聚丙烯酰胺通過丙烯酰胺單體發生化學聚合反應或丙烯酰胺與其他單體發生共聚反應而獲得,凡分子中丙烯酰胺含量超過50%以上的聚合物在工業中都被泛稱為聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺分子中含有大量的酰胺基,容易形成氫鍵。因此,具有良好的水溶性和很高的化學活性。同時,酰胺基團可發生各種典型的反應,并通過這些反應獲得多種功能性的衍生物。

    聚丙烯酰胺的分子量具有很寬的調節范圍,其按分子量的大小不同可分為低、中、高和超高分子四種,不同分子量的聚丙烯酰胺具有不同的性能和用途。

    聚丙烯酰胺的分類與絮凝能力

    聚丙烯酰胺及其衍生物可根據所帶電荷的情況分成陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性型四大類。不同類型的聚丙烯酰胺性質不同,同一類型中不同聚丙烯酰胺性質也不同。

    聚丙烯酰胺發揮凝聚作用主要通過兩個方面進行,一是通過氫鍵結合、范德華力以及靜電結合等作用對膠粒進行吸附,二是通過線型高分子鏈條在溶液中的吸附架橋作用來吸附纏結許多細小顆粒。

    影響聚丙烯酰胺絮凝能力的主要因素有:

    聚丙烯酰胺自身的相對分子質量、陽離子度與陰離子度的比例、離子化程度,溫度、pH等作用條件以及與聚丙烯酰胺共用的凝聚劑/助凝劑的性質等。

    陰離子型聚丙烯酰胺適用于粒子表面帶正電荷的水質處理,陽離子型聚丙烯酰胺類絮凝劑主要絮凝表面帶負電荷的膠粒。非離子型聚丙烯酰胺因不帶離子型官能團,故其絮凝能力受含鹽量和酸堿度的影響較陰離子型和陽離子型小。兩性型聚丙烯酰胺因同時含有陰離子和陽離子官能團,所以較為特殊,二者的含量與分布對其絮凝助濾作用有較大的影響。

    聚丙烯酰胺在水處理中的作用

    1、與其他絮凝劑配合使用,可降低絮凝劑的使用量。在達到同等水質的條件下,聚丙烯酰胺作為助凝劑與其他絮凝劑復配使用,可顯著降低絮凝劑的用量。

    2、改善水質。在飲用水處理與工業廢水處理中,聚丙烯酰胺作為助凝劑與其他凝聚劑共同使用時,可增強除濁和脫色效果,進而達到改善出水水質的目的。

    3、提高絮體的沉降速度和絮體的強度。加入聚丙烯酰胺之后,絮體的沉降速度加快,且形成的絮體強度增高,有利于固液分離,因此被廣泛用于污泥的脫水。

    4、循環冷卻系統的防垢與防腐。聚丙烯酰胺的加入可顯著降低無機絮凝劑的用量,從而減少了無機物質在設備表面的沉積,進而延緩設備的結垢與腐蝕進度。

    聚丙烯酰胺的毒性

    對于哺乳類動物、水生生物和農田作物等來說,聚丙烯酰胺本身并沒有毒性,而且對環境影響也沒有很大的影響,更不存在燃燒、爆炸等方面的隱患。聚丙烯酰胺的毒性來自于聚合物中殘留的丙烯酰胺單體和生產過程中引入的有毒重金屬。丙烯酰胺是一種中等神經毒性物質,可損傷神經系統,中毒后表現為肌無力、運動失調等。

    聚丙烯酰胺在水處理中的應用

    聚丙烯酰胺及其衍生物的分子鏈上含有大量的的官能團,具有良好的水溶性、絮凝能力和吸附架橋能力,同時具有分子量高、穩定性好、應用范圍廣、使用量少及產生的污泥少等特點,故廣泛應用各種類型污染水體的處理。且隨著污水污染程度和排放量的日益增加,對聚丙烯酰胺的需求量也越來越大。當前,聚丙烯酰胺是世界范圍內應用較廣、效能較高的高分子有機合成水處理劑。

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