聚丙烯酰胺是应用最多且最广的絮凝剂。它的酰胺基可与许多物质亲和、吸附形成氢键,这使它能在吸附的粒子之间架桥,使数个甚至数十个粒子连接在一起,生成絮团,加速粒子孙下沉,使它成为最理想的絮凝剂。
曾有试验:在部分水解的聚丙烯酰胺溶液中加入氧化铝的水合物进,聚合的阴离子吸附在氧化铝的阳离子上,黏度就迅速地增加或胶弟化。这同一般絮凝机理类似即一个分子能同时吸附几个粒子,使它们拉在一起,迅速沉降,沉降的速率取决于絮凝剂的浓度和悬浮固体的浓度。
经过净水专家多年的水处理应用研究,普遍认为聚丙烯酰胺的絮凝要理是:
(1)由于其具有极性基因—酰胺基,易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附;
(2)因其有很长的分子链,大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积,故絮凝作用好,能利用长链在颗粒之间架桥,形成大颗粒的絮凝体,加速沉降。
(3)借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝,在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩,使颗粒聚集稳定性降低,在分子引力作用下颗粒结合起来,分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代;
(4)高分子和天然水组成中的物质和水中悬浮物,或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用,可能是络合反应;
(5)由于分子链固定在不同颗粒的表面上,各个固相颗粒之间形成聚合桥。
【溶解工艺及投加工艺的选择:】
聚丙烯酰胺在使用前均需将固体配制成0.1--0.5%备用溶液,投加时可再行稀释或水力输送,0.5%的备用溶液储存期为七天,0.05%的投加溶液储存期为三天。
【配制溶液时要注意如下事项:】
(1)溶解温度。聚丙烯酰胺的溶解需要有一定的温度,以加快溶解速度。但温度过高,又会使高聚物的分子链断裂,降低使用效果,较适宜的溶解温度为50---60℃。
(2)搅拌条件。聚丙烯酰胺的溶解应避免过强的剪切力搅拌,过强的搅拌会使分子链断裂,从而降低使用效果。搅拌宜采用低速浆叶,如锚式、框式、多层浆式等。搅拌速度 为60转/分左右。输送时亦应避免采用高速离心泵,较适宜采用活塞泵或隔膜泵。
(3)均匀分散投料。聚丙烯酰胺溶解的关键环节,是投料的均匀分散。一般先将水溶液加热调节至50——60℃。开动搅拌机后,最好采用机械震动筛网投料(筛网目数为10目),避免产生“大团块状、鱼眼状”难溶颗粒,从而使聚丙酰胺得到充分溶解,发挥好使用效果。
(4)避免与铁接解。在溶解搅拌及输送投加系统中,最好采用塑料、搪瓷、铝、不锈钢等材质。
聚丙烯酰胺的投加点选择,对使用效果影响较大。有资料介绍,在处理高浊水时,应先投加聚丙烯酰胺,经充分混合后,再投加混凝剂。国外资料介绍,在水中悬浮物含量超过50mg/L的季节里,聚丙烯酰胺和其他阴离子高分子絮凝剂在一级处理构筑物之前投加较合适,当悬浮物含量较少时,在滤池之前投加较合适,为了使混凝悬浮物来得及形成细小絮状物,不发生颗粒数量浓度的实际减少(由于聚集)和混凝悬浮物表面性质的恶化,选择向水中投加混凝剂和絮凝剂的时间间隔,一般在1—4分钟之间。
聚丙烯酰胺投加时搅拌条件对絮凝效果影响较大要助凝效果最好应为在反应池前部——初级绒絮形成时投加为好。
关于聚丙烯酰胺的投加量,要根据不同的水源水质和净水工艺特点,通过实验来确定。
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