在一些工業(yè)應(yīng)用中加入適量絮凝劑(聚丙烯酰胺PAM)進行助沉,沉降效果明顯。其助沉原理是聚丙烯酰胺是一種具有極性基團的有仉大分子,不僅可以吸附沉淀物,而且借助大分子的分子鏈長,在顆粒之間能夠“架橋”形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大小均勻的絮狀物,雖然對沉淀的壓縮沒有作用,但對沉淀速度大為提高。
國內(nèi)在上世紀錄60年代起,在長江、黃河流域的飲用水廠廣泛應(yīng)用聚丙烯酰胺于高濁水的凈化處理,和城市污水和工業(yè)廢水處理;上世紀90年代起某些水源受污染較嚴重的飲用水,開始使用聚丙烯酰胺作凈水處理助凝劑。PAM產(chǎn)品也是應(yīng)用最多的人工合成絮凝劑。其分子鏈很長,它的酰胺基(—CONH2)可與許多物質(zhì)親和、吸附形成氫鍵,這就是使它能在吸附的粒子之間架橋,使數(shù)個甚至數(shù)十個粒子連接在一起,生成絮團,加速粒子下沉,使它成為最理想的絮凝劑。這同一般絮凝機理類似即一個分子能同時吸附幾個粒子,使它們拉在一起,迅速沉速,沉降的速率取決于絮凝劑的濃度和懸浮固體的濃度。
經(jīng)過凈水專家多年的水處理應(yīng)用研究,普遍認為聚丙烯酰胺的絮凝原理如下:
1,由于其具有極性基團——酰胺基,易于借其氫鍵的作用在泥沙顆粒表面吸附;
2,因其有很長的分子鏈,大數(shù)量級的長鏈在水中有巨大的吸咐表面積,故絮凝作用好,能利用長鏈在顆粒之間架橋,形成大顆粒的絮凝體,加速沉降。
3,借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝,在凈水處理的泥凝過程中可能發(fā)生雙電離壓縮,使顆粒聚集穩(wěn)定性降低在分子引力作用下顆粒結(jié)合起來,分散相的簡單陰離子可以被聚合物陰離子基團所取代;
4,高分子和天然水組成中的物質(zhì)和水中懸浮物,或在它之前投加的水解混凝劑的離子之間發(fā)生化學(xué)相互作用,可能是絡(luò)合反應(yīng);
5,由于分子鏈固定在不同顆粒的表面上,各個固相顆粒之間形成聚合橋。聚丙烯酰胺是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的高分子化合物,由于分子側(cè)鏈上酰胺基的活性,使聚合物獲得了許多寶貴的性能。
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