根據(jù)懸浮物質(zhì)的性質(zhì)、濃度及絮聚丙烯酰胺凝性能,沉淀可以分為:自然沉淀,絮凝沉淀,區(qū)域沉淀。域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上),顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響,顆粒間相對(duì)位置保持不變,形成一個(gè)整體共同下沉,與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區(qū)域沉淀發(fā)生。
聚丙烯酰胺(polyacrylamide,可縮寫為PAM或PAAM),化學(xué)式-[CH2CH]nCONH2-,是由丙烯酰胺單體聚合而成的聚合物。 丙烯酰胺需要用良好藥品實(shí)驗(yàn)研究規(guī)范(Good Laboratory Practices, GLP)處理以避免毒性。聚丙烯酰胺本身不是有毒的,而且須在非常高的溫度下經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)非常少量分解還原為丙烯酰胺單體(AAG),所以在人體不會(huì)分解還原為AAG。至于丙烯酰胺單體是種神經(jīng)毒素(neurotoxin), 因此建議需要小心處理。醫(yī)療器材為高吸水性物質(zhì),產(chǎn)生膠狀物質(zhì)可應(yīng)用于聚丙酰胺胺凝膠電泳制造隱形眼鏡、化妝品及個(gè)人用品。它也會(huì)被用作為增稠劑和懸浮劑。
聚丙烯酰胺作用原理:
聚丙烯酰胺分子鏈很長(zhǎng),使其能再兩個(gè)粒子之間的架橋,加速粒子的沉降,是很好的絮凝劑。
工業(yè)上聚丙烯酰胺及其衍生物由丙烯酰胺自由基聚合制造,聚合方法按單體在介質(zhì)中的分散狀態(tài),分為本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。
按單體和聚合物的溶解狀態(tài)分為均相聚合和非均相聚合。聚丙烯酰胺產(chǎn)品有三大劑型:水溶液膠體、粉狀和乳液。
聚丙烯酰胺由丙烯酰胺聚合而成,其分子主鏈上帶有大量側(cè)基——酰胺基,酰胺基的化學(xué)活性很高,可與多種化合物反應(yīng)產(chǎn)生許多聚丙烯酰胺衍生物。
酰胺基能與多種特定的化合物形成很強(qiáng)的氫鍵,因此它不僅有絮凝性、增稠性、表面活性等性能,而且還可以通過(guò)它的酰胺基水解轉(zhuǎn)化為含有羧基的聚合物,成為陰離子型聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺與甲醛反應(yīng)生成的羥甲基化聚丙烯酰胺,是重要的交聯(lián)單體。
非離子型聚丙烯酰胺為大分子鏈上不含離子基團(tuán),但酰胺基與許多物質(zhì),如黏土、纖維素等能產(chǎn)生氫鍵,因吸附架橋而凝聚。
在水處理中,通常所用聚丙烯酰胺為白色粉狀顆粒,配成0.1%~0.3%的水溶液,水溶液為均勻、透明、黏稠的溶液。溶解時(shí),陰、陽(yáng)離子型聚合物需攪拌1~1.5h,非離子型聚合物需攪拌2~3h。
聚丙烯酰胺的作用機(jī)理一般認(rèn)為是吸附-電中和-架橋,但電中和不是主要機(jī)理。在絮凝過(guò)程中,高分子濃度較低時(shí),吸附在顆粒表面上的高分子長(zhǎng)鏈可能同時(shí)吸附在另一個(gè)顆粒表面上,通過(guò)架橋方式將兩個(gè)或更多的微粒聯(lián)系在一起,從而導(dǎo)致絮凝,這就是發(fā)生高分子絮凝作用的架橋機(jī)理。架橋的必要條件是顆粒上存在空白表面,如果溶液中的高分子濃度很大,顆粒表面已完全被所吸附的高分子所覆蓋,則顆粒不會(huì)再通過(guò)架橋而絮凝,此時(shí)高分子起的是保護(hù)作用。所以,高分子絮凝劑加入量存在佳范圍,超過(guò)佳范圍,絮凝效果反而差。
聚丙烯酰胺外觀為白色顆粒和或小顆粒晶體,完全干燥的聚丙烯酰胺是脆性的白色固體,商品聚丙烯酰通常是適宜的條件下干燥,一般含水量為10%左右,在玻璃板上制備的高分子膜是透明、堅(jiān)硬、易碎的固體。聚丙烯酰胺能以任意的比例溶于水,水溶液均勻透明,水溶液的黏度隨聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的增加而明顯提高。聚丙烯酰胺不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,如甲醇、乙醇、乙醚、脂肪烴和芳香烴等。