根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能,沉淀可以分为:自然沉淀,絮凝沉淀,区域沉淀。域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上),颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉,与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。
聚丙烯酰胺(polyacrylamide,可缩写为PAM或PAAM),化学式-[CH2CH]nCONH2-,是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚合物。 丙烯酰胺需要用良好药品实验研究规范(Good Laboratory Practices, GLP)处理以避免毒性。聚丙烯酰胺本身不是有毒的,而且须在非常高的温度下经过一段长的时间才会非常少量分解还原为丙烯酰胺单体(AAG),所以在人体不会分解还原为AAG。至于丙烯酰胺单体是种神经毒素(neurotoxin), 因此建议需要小心处理。医疗器材为高吸水性物质,产生胶状物质可应用于聚丙酰胺胺凝胶电泳制造隐形眼镜、化妆品及个人用品。它也会被用作为增稠剂和悬浮剂。
聚丙烯酰胺作用原理:
聚丙烯酰胺分子链很长,使其能再两个粒子之间的架桥,加速粒子的沉降,是很好的絮凝剂。
工业上聚丙烯酰胺及其衍生物由丙烯酰胺自由基聚合制造,聚合方法按单体在介质中的分散状态,分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。
按单体和聚合物的溶解状态分为均相聚合和非均相聚合。聚丙烯酰胺产品有三大剂型:水溶液胶体、粉状和乳液。
聚丙烯酰胺由丙烯酰胺聚合而成,其分子主链上带有大量侧基——酰胺基,酰胺基的化学活性很高,可与多种化合物反应产生许多聚丙烯酰胺衍生物。
酰胺基能与多种特定的化合物形成很强的氢键,因此它不仅有絮凝性、增稠性、表面活性等性能,而且还可以通过它的酰胺基水解转化为含有羧基的聚合物,成为阴离子型聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺与甲醛反应生成的羟甲基化聚丙烯酰胺,是重要的交联单体。
非离子型聚丙烯酰胺为大分子链上不含离子基团,但酰胺基与许多物质,如黏土、纤维素等能产生氢键,因吸附架桥而凝聚。
在水处理中,通常所用聚丙烯酰胺为白色粉状颗粒,配成0.1%~0.3%的水溶液,水溶液为均匀、透明、黏稠的溶液。溶解时,阴、阳离子型聚合物需搅拌1~1.5h,非离子型聚合物需搅拌2~3h。
聚丙烯酰胺的作用机理一般认为是吸附-电中和-架桥,但电中和不是主要机理。在絮凝过程中,高分子浓度较低时,吸附在颗粒表面上的高分子长链可能同时吸附在另一个颗粒表面上,通过架桥方式将两个或更多的微粒联系在一起,从而导致絮凝,这就是发生高分子絮凝作用的架桥机理。架桥的必要条件是颗粒上存在空白表面,如果溶液中的高分子浓度很大,颗粒表面已完全被所吸附的高分子所覆盖,则颗粒不会再通过架桥而絮凝,此时高分子起的是保护作用。所以,高分子絮凝剂加入量存在佳范围,超过佳范围,絮凝效果反而差。
聚丙烯酰胺外观为白色颗粒和或小颗粒晶体,完全干燥的聚丙烯酰胺是脆性的白色固体,商品聚丙烯酰通常是适宜的条件下干燥,一般含水量为10%左右,在玻璃板上制备的高分子膜是透明、坚硬、易碎的固体。聚丙烯酰胺能以任意的比例溶于水,水溶液均匀透明,水溶液的黏度随聚合物相对分子质量的增加而明显提高。聚丙烯酰胺不溶于大多数有机溶剂,如甲醇、乙醇、乙醚、脂肪烃和芳香烃等。