陰離子高分子助凝劑聚丙烯酰胺絮凝劑在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用研究

摘要

聚丙烯酰胺（PAM）是一種廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)的陰離子高分子助凝劑。在工業(yè)污水處理中，PAM通過其特殊的分子結(jié)構(gòu)和絮凝性能，可有效去除污水中的懸浮物、有機(jī)物和重金屬離子等雜質(zhì)，提高水質(zhì)。本文詳細(xì)介紹了PAM的合成方法、性能特點、作用機(jī)理及其在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用情況，并對其研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：聚丙烯酰胺，工業(yè)污水，助凝劑，絮凝劑

引言

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的污水日益增多，嚴(yán)重威脅到人類健康和環(huán)境安全。因此，工業(yè)污水處理已成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。在污水處理過程中，絮凝劑的應(yīng)用是至關(guān)重要的一環(huán)。通過絮凝劑的作用，可有效去除污水中的懸浮物、有機(jī)物和重金屬離子等雜質(zhì)，提高水質(zhì)。其中，聚丙烯酰胺（PAM）是一種應(yīng)用廣泛、性能優(yōu)良的陰離子高分子助凝劑。

聚丙烯酰胺的合成方法

聚丙烯酰胺（PAM）是由丙烯酰胺（AM）單體在引發(fā)劑的作用下，通過自由基聚合反應(yīng)合成的。其合成方法主要包括本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合等。本體聚合是將AM單體和引發(fā)劑直接加入反應(yīng)器中進(jìn)行聚合；懸浮聚合是將AM單體和引發(fā)劑加入到水中，形成小液滴進(jìn)行聚合；乳液聚合是將AM單體和引發(fā)劑加入到水中，形成乳液進(jìn)行聚合；溶液聚合是在AM單體和引發(fā)劑中加入溶劑，使其溶解進(jìn)行聚合。不同的聚合方法具有不同的特點和應(yīng)用范圍。

聚丙烯酰胺的性能特點

PAM具有以下性能特點：

1. 分子量高：PAM的分子量高達(dá)數(shù)十萬至上百萬，具有良好的絮凝效果。

2. 絮凝能力強(qiáng)：PAM上的官能團(tuán)能夠與水中的懸浮顆粒和有機(jī)物形成較大的絮體，有效提高污水澄清度。

3. 適用范圍廣：PAM適用于各種類型的工業(yè)污水處理，如印染、造紙、化工、電鍍等行業(yè)。

4. 投加量少：使用PAM作為絮凝劑，其投加量僅為傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑的1/2-1/5。

5. 殘留量低：經(jīng)PAM處理后的污水殘留量較低，有效避免二次污染。

6. 生物可降解：PAM在自然界中可被微生物降解，不會造成環(huán)境污染。

聚丙烯酰胺的作用機(jī)理

PAM作為陰離子高分子助凝劑，其作用機(jī)理主要包括以下幾個方面：

1. 電荷中和：PAM分子中的陰離子官能團(tuán)能夠與污水中帶有正電荷的懸浮顆粒發(fā)生中和反應(yīng)，使顆粒失去電荷穩(wěn)定性，凝聚成大的絮體。

2. 吸附橋架：PAM分子鏈上的官能團(tuán)能夠與水中的懸浮顆粒和有機(jī)物形成橋架結(jié)構(gòu)，將它們連接在一起形成較大的絮體。

3. 網(wǎng)捕卷掃：PAM分子鏈能夠與懸浮顆粒形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將它們捕獲并逐漸沉降下來。同時，PAM還能夠吸附和卷掃水中的微小懸浮物和有機(jī)物，使其凝聚成較大的絮體。

工業(yè)污水處理中的應(yīng)用

在工業(yè)污水處理中，PAM主要應(yīng)用于以下環(huán)節(jié)：

1. 預(yù)處理：在進(jìn)入污水處理系統(tǒng)前，使用PAM對污水進(jìn)行預(yù)處理，可有效去除其中的懸浮物和有機(jī)物，提高水質(zhì)。

2. 二沉池：在二級處理中，使用PAM能夠提高二沉池的沉淀效果，使污水中的懸浮物和有機(jī)物更快地沉降。