五江牌國(guó)標(biāo)絮凝劑PAM聚丙烯酰胺的絮凝機(jī)理及使用性能

高分子水處理絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）又稱三號(hào)絮凝劑，是由丙烯酰胺單體聚合而成的有機(jī)高分子聚合物，無(wú)色無(wú)味、無(wú)臭、易溶于水，沒(méi)有腐蝕性，在常溫下相對(duì)比較穩(wěn)定，高溫、冰凍時(shí)易降解，并降低絮凝的效果，故其貯存與配制投加時(shí)，溫度應(yīng)控制在2℃～55℃時(shí)，絮凝效果為佳，否則會(huì)降低使用效果。
　　在分子結(jié)構(gòu)式中，丙烯酰胺單體分子量為71.08，n值為2～9×104，故分子量一般為1.5～6×106。
　　此產(chǎn)品按其純度來(lái)分，有粉劑和膠體兩種，粉劑產(chǎn)品為白色或微黃色顆?；蚍勰?，固含量一般在90%以上，膠體產(chǎn)品為無(wú)色或微黃色透膠體，固含量為8%～9%。
　　聚丙烯酰胺產(chǎn)品按其離子型來(lái)分，有陽(yáng)離子型、陰離子型和非離子型3種，陽(yáng)離子型一般都含有微量毒性，不適宜在給排水工程中使用，所以我們接觸到的水處理劑均屬陰離子型或非離子型。
絮凝機(jī)理是：
PAM具有極性酰胺基團(tuán)，酰胺基團(tuán)易于借氫鍵作用在泥沙顆粒表面吸附，另外，絮凝劑有很長(zhǎng)的分子鏈，其長(zhǎng)度有100 A°，但鏈的寬度只有1A°，很大數(shù)量級(jí)的長(zhǎng)鏈在水中具有的吸附表面積，其絮凝作用好，還可利用長(zhǎng)鏈在絮凝顆粒之間架橋，形成大顆粒絮凝體，加速沉降，水處理劑的絮凝機(jī)理有別于三氯化鐵、硫酸鋁、堿式氯化鋁等混凝劑的ξ電位凝聚概念，所以，它不能稱混凝劑，因其機(jī)量主要以吸附架橋?yàn)橹?，只能稱絮凝劑。
聚丙烯酰胺在NaOH等堿類作用下，極易起水解反應(yīng)，使部分生成聚丙烯酸鈉，丙烯酸鈉分子在水中不穩(wěn)定，被離解成RCOO-Na+，因此，水解體是酰胺和聚丙烯酸鈉的共聚物，由于RCOO-（羥基）的作用，使水解體成為陰離子聚丙烯酰胺高分子絮凝劑，而非水解的絮凝劑為非離子型高分子絮凝劑，從上述水解方程式看出，部分水解體產(chǎn)品具有一定的胺味，從這點(diǎn)就可以簡(jiǎn)便區(qū)別產(chǎn)品是否水解，在部分水解后，使其性能從非離子型轉(zhuǎn)變?yōu)殛庪x子型，在RCCO-（羥基）基團(tuán)的離子靜電斥力作用下，使酰胺主鏈上呈卷曲狀的分子鏈展開(kāi)拉長(zhǎng)，增加其吸附面積，提高架橋能力，所以部分水解體的絮凝效果要優(yōu)于非離子型。
　　處理高濁度水的酰胺，一般都應(yīng)采用部分水解體產(chǎn)品，佳水解度（水解度是指酰胺分子中，酰胺基團(tuán)轉(zhuǎn)化為羥基的百分?jǐn)?shù)）的沉降速度是非水解體的2～9倍，但絮凝劑中水解度過(guò)高或過(guò)低的產(chǎn)品，其絮凝效果都不理想，因?yàn)樗舛冗^(guò)低，吸附架橋能力不強(qiáng)，水解度過(guò)高則加強(qiáng)了產(chǎn)品的陰離子性能，增大了與泥土顆粒的排斥能力，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)證實(shí)，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑佳水解度應(yīng)為25%～35%。
水處理劑國(guó)標(biāo)的應(yīng)用
　　水處理劑PAM是中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)GB17514—1998，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局1998-10-19批準(zhǔn)，1999-04-01實(shí)施。
　　聚丙烯酰胺絮凝劑，是處理高濁度水的佳絮凝劑之一，在我國(guó)從60年代開(kāi)始試用以來(lái)，已有30余年的歷史。經(jīng)我國(guó)許多科研設(shè)計(jì)單位和高等院校、使用單位以及生產(chǎn)廠家的共同努力，使絮凝劑在黃河水系和長(zhǎng)江上游的高濁度水處理中，取得了大量的研究成果和使用經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)的給水凈化工藝的發(fā)展國(guó)標(biāo)的制定提供了光輝的前途和科學(xué)的數(shù)據(jù)。
聚丙烯酰胺水解體絮凝劑的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益
　　關(guān)于這方面的研究成果和使用經(jīng)驗(yàn)，已有大量的論文進(jìn)行詳述，本文僅根據(jù)國(guó)標(biāo)敘述的需要，作簡(jiǎn)單的論述，以結(jié)論性意見(jiàn)表達(dá)。
　　PAM水解體絮凝劑，是處理高濁度水有效的高分子絮凝劑，可單使用，也可與普通混凝劑配合使用，在處理含沙量為10～150 kg/m3高濁度水時(shí)效果顯著，既可出水水質(zhì)，又可減少混凝聚劑用量和沉淀池的容積，一般可節(jié)約30%～60%的混凝藥劑費(fèi)，產(chǎn)水量還可增加2～4倍，節(jié)約大量的基建投資，除此之外，其大的經(jīng)濟(jì)效益是提高了給水工程處理泥沙量的上限值，比般水廠處理含砂量高值為40～60 kg/m3，超過(guò)此值就要減產(chǎn)或停產(chǎn)，出水水質(zhì)也難以達(dá)標(biāo)，給工業(yè)生產(chǎn)安全運(yùn)行和城市人民生活水平帶來(lái)很大的影響，造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，使用絮凝劑后，含沙量高值可達(dá)100～150 kg/m3。
PAM的大投加量
　　使用陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑雖然有的效果和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于該產(chǎn)品的單體丙烯酰胺，在控制量以外對(duì)人體健康有一定影響，這就嚴(yán)格的限制了產(chǎn)品的使用價(jià)值，為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵，尤其是的人民的身體健康，我們查閱了大量的國(guó)外資料，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了10余年的立試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，絮凝劑本身是無(wú)害的，即聚合的酰胺是安全的，只是產(chǎn)品中的丙烯酰胺單體的含量和聚合不完全的短鏈含量對(duì)人體健康有一定的影響，從上述10余年的試驗(yàn)資料證明，絮凝劑的產(chǎn)品，嚴(yán)格控制單體含量，才是解決上述問(wèn)題關(guān)鍵，所以，這次國(guó)標(biāo)制定中，規(guī)定嚴(yán)格控制單體的含量（包括少量和短鏈酰胺），并統(tǒng)一單體丙烯酰胺的測(cè)定方法，為安全使用絮凝劑提供可靠的，本國(guó)標(biāo)中對(duì)使用在飲用水和污水處理中的單體含量的控制有所區(qū)別，優(yōu)等品完全是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值，也是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一等品是逐步向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的過(guò)渡期產(chǎn)品，合格品是在安全前提下，考慮到我國(guó)的國(guó)情，要求達(dá)到的低數(shù)值。
　　為了人民的身體健康，今后在給水工程中使用聚丙烯酰胺絮凝劑，購(gòu)買符合國(guó)標(biāo)中單體含量規(guī)定指標(biāo)的產(chǎn)品，否則嚴(yán)禁使用，單體含量的控制標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)標(biāo)的核心，單體含量減少后，實(shí)際上就是提高了絮凝劑的投加量，因?yàn)镻AM絮凝劑的不安全性主要是單體丙烯酰胺所致，這項(xiàng)國(guó)標(biāo)的制定了以往設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范中規(guī)定指標(biāo)的安全性，其數(shù)值而且還可有所提高?！?

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