五江牌国标絮凝剂PAM聚丙烯酰胺的絮凝机理及使用性能

五江牌国标絮凝剂PAM聚丙烯酰胺的絮凝机理及使用性能

高分子水处理絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）又称三号絮凝剂，是由丙烯酰胺单体聚合而成的有机高分子聚合物，无色无味、无臭、易溶于水，没有腐蚀性，在常温下相对比较稳定，高温、冰冻时易降解，并降低絮凝的效果，故其贮存与配制投加时，温度应控制在2℃～55℃时，絮凝效果为佳，否则会降低使用效果。
　　在分子结构式中，丙烯酰胺单体分子量为71.08，n值为2～9×104，故分子量一般为1.5～6×106。
　　此产品按其纯度来分，有粉剂和胶体两种，粉剂产品为白色或微黄色颗粒或粉末，固含量一般在90%以上，胶体产品为无色或微黄色透胶体，固含量为8%～9%。
　　聚丙烯酰胺产品按其离子型来分，有阳离子型、阴离子型和非离子型3种，阳离子型一般都含有微量毒性，不适宜在给排水工程中使用，所以我们接触到的水处理剂均属阴离子型或非离子型。
絮凝机理是：
PAM具有极性酰胺基团，酰胺基团易于借氢键作用在泥沙颗粒表面吸附，另外，絮凝剂有很长的分子链，其长度有100 A°，但链的宽度只有1A°，很大数量级的长链在水中具有的吸附表面积，其絮凝作用好，还可利用长链在絮凝颗粒之间架桥，形成大颗粒絮凝体，加速沉降，水处理剂的絮凝机理有别于三氯化铁、硫酸铝、碱式氯化铝等混凝剂的ξ电位凝聚概念，所以，它不能称混凝剂，因其机量主要以吸附架桥为主，只能称絮凝剂。
聚丙烯酰胺在NaOH等碱类作用下，极易起水解反应，使部分生成聚丙烯酸钠，丙烯酸钠分子在水中不稳定，被离解成RCOO-Na+，因此，水解体是酰胺和聚丙烯酸钠的共聚物，由于RCOO-（羟基）的作用，使水解体成为阴离子聚丙烯酰胺高分子絮凝剂，而非水解的絮凝剂为非离子型高分子絮凝剂，从上述水解方程式看出，部分水解体产品具有一定的胺味，从这点就可以简便区别产品是否水解，在部分水解后，使其性能从非离子型转变为阴离子型，在RCCO-（羟基）基团的离子静电斥力作用下，使酰胺主链上呈卷曲状的分子链展开拉长，增加其吸附面积，提高架桥能力，所以部分水解体的絮凝效果要优于非离子型。
　　处理高浊度水的酰胺，一般都应采用部分水解体产品，佳水解度（水解度是指酰胺分子中，酰胺基团转化为羟基的百分数）的沉降速度是非水解体的2～9倍，但絮凝剂中水解度过高或过低的产品，其絮凝效果都不理想，因为水解度过低，吸附架桥能力不强，水解度过高则加强了产品的阴离子性能，增大了与泥土颗粒的排斥能力，经过大量的试验证实，阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂佳水解度应为25%～35%。
水处理剂国标的应用
　　水处理剂PAM是人民共和国国家标准，编号GB17514—1998，国家质量技术监督局1998-10-19批准，1999-04-01实施。
　　聚丙烯酰胺絮凝剂，是处理高浊度水的佳絮凝剂之一，在我国从60年代开始试用以来，已有30余年的历史。经我国许多科研设计单位和高等院校、使用单位以及生产厂家的共同努力，使絮凝剂在黄河水系和长江上游的高浊度水处理中，取得了大量的研究成果和使用经验，为我国的给水净化工艺的发展国标的制定提供了光辉的前途和科学的数据。
聚丙烯酰胺水解体絮凝剂的使用效果和经济效益
　　关于这方面的研究成果和使用经验，已有大量的论文进行详述，本文仅根据国标叙述的需要，作简单的论述，以结论性意见表达。
　　PAM水解体絮凝剂，是处理高浊度水有效的高分子絮凝剂，可单使用，也可与普通混凝剂配合使用，在处理含沙量为10～150 kg/m3高浊度水时效果显著，既可出水水质，又可减少混凝聚剂用量和沉淀池的容积，一般可节约30%～60%的混凝药剂费，产水量还可增加2～4倍，节约大量的基建投资，除此之外，其大的经济效益是提高了给水工程处理泥沙量的上限值，比般水厂处理含砂量高值为40～60 kg/m3，超过此值就要减产或停产，出水水质也难以达标，给工业生产安全运行和城市人民生活水平带来很大的影响，造成大量的经济损失，使用絮凝剂后，含沙量高值可达100～150 kg/m3。
PAM的大投加量
　　使用阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂虽然有的效果和经济价值，但由于该产品的单体丙烯酰胺，在控制量以外对人体健康有一定影响，这就严格的限制了产品的使用价值，为解决上述问题的关键，尤其是的人民的身体健康，我们查阅了大量的国外资料，在国内进行了10余年的立试验，经过大量的试验数据证明，絮凝剂本身是无害的，即聚合的酰胺是安全的，只是产品中的丙烯酰胺单体的含量和聚合不完全的短链含量对人体健康有一定的影响，从上述10余年的试验资料证明，絮凝剂的产品，严格控制单体含量，才是解决上述问题关键，所以，这次国标制定中，规定严格控制单体的含量（包括少量和短链酰胺），并统一单体丙烯酰胺的测定方法，为安全使用絮凝剂提供可靠的，本国标中对使用在饮用水和污水处理中的单体含量的控制有所区别，优等品完全是国际标准规定的数值，也是我国标准向国际标准接轨的统一标准，一等品是逐步向国际标准接轨的过渡期产品，合格品是在安全前提下，考虑到我国的国情，要求达到的低数值。
　　为了人民的身体健康，今后在给水工程中使用聚丙烯酰胺絮凝剂，购买符合国标中单体含量规定指标的产品，否则严禁使用，单体含量的控制标准是国标的核心，单体含量减少后，实际上就是提高了絮凝剂的投加量，因为PAM絮凝剂的不安全性主要是单体丙烯酰胺所致，这项国标的制定了以往设计手册和规范中规定指标的安全性，其数值而且还可有所提高。