如何理解聚丙烯酰胺PAM的絮凝，混凝？作用原理是什么？

【資料簡(jiǎn)介】

如何理解聚丙烯酰胺PAM的絮凝，混凝？作用原理是什么？

混凝？絮凝？助凝？在水處理藥劑中，應(yīng)用廣泛的是當(dāng)屬混凝與絮凝、聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺了。那么兩者在使用過程中具體有哪些注意事項(xiàng)？讓我們一來一探究竟。

 

凝聚：投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，膠體顆粒互相凝聚，結(jié)果形成眾多的“小礬花”。

 

絮凝： 凝聚過程中形成的“小礬花”通過吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大絮凝體的過程。

 

混凝：是凝聚、絮凝兩個(gè)過程的總稱。是水中膠體粒子及微小懸浮物的聚集過程。

 

也就是說“混凝”包含了從原水投藥到水混合、藥反應(yīng)（脫穩(wěn)、絮凝）再到形成大顆粒的絮凝物的整個(gè)過程。而絮凝是指膠體顆粒脫穩(wěn)后，從形成微小絮凝物形成大絮體的階段。因此，絮凝只是混凝的一個(gè)步驟！

聚丙烯酰胺絮凝

那么，什么是聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺？

 

PAC

 

聚合氯化鋁（簡(jiǎn)稱PAC），又稱為堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。通過它或它的水解產(chǎn)物使污水或污泥中的膠體快速形成沉淀，便于分離的大顆粒沉淀物。PAC的分子式為[AL2(OH)nCl6-n]m，其中n為1-5的任何整數(shù)，m為聚合度，即鏈節(jié)的的數(shù)目，m的值不大于10。

 

PAC的混凝效果與其中的OH和AL的比值(n值大小)有密切關(guān)系，通常用堿化度表示，堿化度 B=[OH]/(3[AL])X100% 。B要求在40-60%，適宜的PH范圍5-9 。
聚合氯化鋁

PAM

 

聚丙烯酰胺（簡(jiǎn)稱 PAM），俗稱絮凝劑或凝聚劑，屬于混凝劑。PAM的平均分子量從數(shù)千到數(shù)千萬以上，沿鍵狀分子有若干官能基團(tuán)，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質(zhì)。根據(jù)它可離解基團(tuán)的特性分為陰離子型聚丙烯酰胺、陽離子型聚丙烯酰胺、和非離子型聚丙烯酰胺。

 

PAM外觀為白色粉末，易溶于水，幾乎不溶于苯，乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑，聚丙烯酰胺水溶液幾近是透明的粘稠液體，屬非危險(xiǎn)品，無毒、無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸濕性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩(wěn)定性好;加熱到100℃穩(wěn)定性良好，但在150℃以上時(shí)易分解產(chǎn)中氮?dú)?，在分子間發(fā)生亞胺化作用而不溶于水，密度： 1.302mg/l(23℃)。玻璃化溫度153℃，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動(dòng)性。

 

陽離子、陰離子的PAM分別適用于帶陰、陽電荷的污水或污泥。生化法產(chǎn)生的活性污泥帶有陰電荷，應(yīng)該使用陽離子型的。陰離子PAM用于帶有陽電荷污水或污泥，如處理鋼鐵廠、電鍍廠、冶金、洗煤及除塵等污水時(shí)的效果較好。非離子型的對(duì)于陽離子、陰離子都有較好的效果，但是，單價(jià)很貴，使處理成本增高。

 

另外，就是二者的反應(yīng)條件及投加要求。
1、絮凝池的作用

 

絮凝池的作用是：使混凝劑加入原水中后，與水體充分混合，水中的大部分膠體雜質(zhì)失去穩(wěn)定，脫穩(wěn)的膠體顆粒在絮凝池中相互碰撞、凝聚，后形成可以用沉淀方法去除的絮體。

 

2、反應(yīng)條件

 

絮體長(zhǎng)大過程是微小顆粒接觸與碰撞的過程。絮凝效果的好壞取決于下面兩個(gè)因素：一是混凝劑水解后產(chǎn)生的高分子絡(luò)合物形成吸附架橋的連接能力，這是由混凝劑的性質(zhì)決定的;二是微小顆粒碰撞的幾率和如何控制它們進(jìn)行合理的有效碰撞。

 

水處理工程學(xué)科認(rèn)為，要想增加碰撞幾率就必須增加速度梯度，增加速度梯度就必須增加水體的能耗，也就是增加絮凝池的流速，一方面，如果在絮凝中顆粒凝聚長(zhǎng)大得過快會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題：

 

(1) 絮體長(zhǎng)得過快其強(qiáng)度則減弱，在流動(dòng)過程中遇到強(qiáng)的剪切就會(huì)使吸附架橋被剪斷，被剪斷的吸附架橋很難再連續(xù)起來，所以絮凝過程也是速度受限過程，隨著絮體的長(zhǎng)大，水流速度應(yīng)不斷減少，使已形成的絮體不易被打碎。

 

(2) 一些絮體過快的長(zhǎng)大會(huì)使水中絮體比表面積急劇減少，一些反應(yīng)不完善的小顆粒失去了反應(yīng)條件，這些小顆粒與大顆粒碰撞幾率急劇減少，很難再長(zhǎng)大起來，這些顆粒不僅不能為沉淀池所截留，也很難為濾池截留。

 

3、投加要求

 

在投加混凝劑的反應(yīng)前期，要盡可能增加藥劑與污水碰觸的機(jī)會(huì)，加大攪拌或流速。依靠水流與折板碰撞及水流在折板間多次轉(zhuǎn)折提高速度，使水中顆粒碰撞機(jī)會(huì)增加，使絮體凝聚。而到反應(yīng)后期，為使速度梯度減小，可以得到較好的絮凝、沉淀效果。

 

從以下幾個(gè)小問題來看看：

 

Q：水中有很多細(xì)小雜質(zhì)為什么沉不下來？

 

A：水中懸浮的顆粒在粒徑小到一定程度時(shí)，其布朗運(yùn)動(dòng)的能量足以阻止重力的作用，而使顆粒不發(fā)生沉降。這種懸浮液可以長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定狀態(tài)。而且，懸浮顆粒表面往往帶電（常常是負(fù)電），顆粒間同種電荷的斥力使顆粒不易合并變大，從而增加了懸浮液的穩(wěn)定性。

 

Q：從原理上細(xì)糾，混凝和絮凝有啥區(qū)別？

 

A：混凝的過程是加入表面帶正電的混凝劑以中和顆粒物表面的負(fù)電荷，從而使其脫穩(wěn)。絮凝則是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒物之間架橋，從而使顆粒物聚集的過程。所以，混凝劑多為分子量低而正電荷密度高的水溶性聚合物，絮凝劑則一般是具有特定電性和電荷密度的聚合物。

 

聊了這么多，有沒有暈??？其實(shí)，估計(jì)很多朋友已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，二者的差異其實(shí)并不明顯界定，就是那種有點(diǎn)差別但又不界限明顯，實(shí)際上二者在使用時(shí)具有高度的重合性。所以，分不清是正常的……

 

那以后出門忽悠人的時(shí)候到底應(yīng)該說混凝還是說絮凝呢？

 

小小的建議是：談到工藝咱們就說混凝！因?yàn)榛炷拍畲笱?，肯定沒錯(cuò)的！談到運(yùn)行情況的時(shí)候可以說絮凝，比如“絮凝效果不錯(cuò)，絮體很大”、“絮凝效果不行啊，換個(gè)絮凝劑試試”等等……get√了沒有？

 

其實(shí)，關(guān)于混凝劑和絮凝劑的定義其實(shí)也是五花八門，基本上常用的那些鋁鹽、鐵鹽、聚丙烯酰胺啥的既可以叫混凝劑也可以說是絮凝劑……至于助凝劑，有人定于它等同于絮凝劑，也有人認(rèn)為助凝劑就是PAM……