阳离子聚丙烯酰胺

阳离子聚丙烯酰胺按照形态的不同可以分为固体颗料及乳液两种形态，目前市场上应用最广泛的是固体颗粒状，而阳离子聚丙烯酰胺乳液作为一种新形态产品市场应用较少。

※英文名称:cationicpolyacrylamides

※外观：白色颗粒

※固含量：≥88%

※分子量：800-1200万

※水不溶物：≤2%

※残余单位：≤0.1%

※阳离子浓度：10-70 %

※溶解时间：≤60分钟

1、 水溶性好，在冷水中也能完全溶解。

2、 添加少量阳离子聚丙烯酰胺产品，即可受到极大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm（0.01~10g/m3），即可充分发挥作用。

3、 同时使用阳离子聚丙烯酰胺产品和无机絮凝剂（聚合硫酸铁，聚合氯化铝，铁盐等），可显示出更大的效果。

所谓聚丙烯酰胺的水解程度是指聚丙烯酰胺溶液中的弱离子与水结合，形成弱碱性或者弱酸性的能力，或者是聚丙烯酰胺水溶液中形成弱酸的强弱和形成弱碱的能力强弱。对于强酸和强碱，电离度越大对应的酸碱性就越强，而它们的水解程度就越弱。对于一些易溶性的聚丙烯酰胺类来说，电离度越大对应的电离出的离子越多，而它们的水解程度就越弱。一般，电离度大的，它们的水解程度就越弱，相反，电离度小的，水解程度就越大。

由于阳离子聚丙烯酰胺具有以下作用：

1、 澄清净化作用；

2、 沉降促进作用；

3、 过滤促进作用；

4、 增稠作用及其它作用。

因此能够充分满足在废液处理、污泥浓缩脱水、选矿、洗煤、造纸等方面的要求。

1、PAM具有独特的脱色能力，主要应用于染料厂高色度废水的脱色处理，适用的染料品种为活性、酸性和分散染料。

2、也可以用于纺织、印染、油墨等工业废水的处理。

3、本产品对废水的脱色率可达95%以上，COD的去除率在40-70%之间。

1)聚丙烯酰胺是有机高分子化合物，可分为阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺，为白色粉末或颗粒，可溶于水，但溶解速度很慢；

2)阴离子聚丙烯酰胺一般用于废水处理絮凝剂，阳离子型一般用于污泥脱水；

3)作为絮凝剂时用药量一般为1-2ppm，即每处理1吨废水用药量约为1-2g；

4)使用时阴离子型一般配制成0.1%左右的水溶液，阳离子型可配制成0.1%-0.5%；

5)配制溶液时应先在溶解槽中加水，然后开启搅拌机，再将PAM沿着漩涡缓慢加入，PAM不能一次性快速投入，否则的话PAM会结块形成“鱼眼”而不能溶解；

6)加完PAM后一般应继续搅拌30min以上，以确保其充分溶解；

7)溶解后的PAM应尽快使用，阴离子型一般不要超过36h，阳离子型溶解后很容易水解，应24h内使用。

作为高分子聚合物的阳离子聚丙烯酰胺溶解速率的影响因素主要涉及以下两个要素：

1、分子的扩散

物质的溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互渗透和扩散过程，因此溶质和溶剂分子的运动能力是影响溶剂时间的重要因素。由于溶质分子在尺寸上远大于溶剂分子，因此两者的扩散速率相差十分悬殊。在溶解的初期实际上只有水分子向聚丙烯酰酰胺的单方面扩散，聚丙烯酰胺分子不可能向水的方向扩散，所以先溶胀是溶解的必经阶段。

2、氢键和缠结

在聚丙烯酰胺的分子链内和分子链间，酰胺侧基间能形成氢键。氢键是最强的分子间作用力，高分子量的聚 丙烯酰胺分子链上存在大量的氢键；同时，高分子量的聚丙烯酰胺的分子链很长，长的分子链必然要卷曲，它们聚集在一起也必然缠结在一起。因此，要是聚丙烯酰胺快速溶解需要依靠溶剂水分子的快速渗入和攻击，净氢键解离和分子链解缠结。
　　而聚丙烯酰胺的溶解速率与其分子量、离子度、分子的几何结构、溶解温度、搅拌和投料方式有关。
　　溶解速率随分子量的增大和化学交联程度的增加而变慢，整体交联将使聚丙烯酰胺先溶账不溶解。在粉末产吕的制造过程中，高的干燥温度和长的干燥时间会使产品部分支化或轻度交联，而延长溶解时间甚至出现部分不溶物。有些生产厂家由于生产工艺掌握的不成熟，会出现溶解速度极慢，溶解一定时间后不溶物多的情况。

溶解温度和搅拌速率的提高有利于分子扩散，而溶解速率。但较高的溶解温度（50摄氏度以上）和强烈的搅拌速率会使聚丙烯酰胺降解，性能变差。这对粉末型的产品尤为突出。

沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质，可以这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。

根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分为：自然沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀。区域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。

废水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高，沉淀过程悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉淀过程中，颗粒的物理性质，如形状，大小及比重等不发生变化。这种颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。

絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。地面水中投加混凝剂后形成的矾花，生活污水中的有机悬浮物，活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。

药剂的投加方式

药剂的投加采用重力投加和压力投加，无论哪种投加方式，由溶解池到溶液池，到药液投加点，均应设置药液提升设备，常用的药液提升设备是计量泵和水射器。

1.重力投加

利用重力将药剂投加在水泵吸水管内或者吸水井的吸水喇叭口处，利用水泵叶轮混合。

2.压力投加

利用水泵或者水射器将药剂投加到原水管中，适用于将药剂投加到压力水管中，或者需要投加到标高较高、距离较远的净水构筑物内。

3.水泵投加

水泵投加是在溶液池中提升药液到压力管中，有直接采用计量泵和采用耐酸从而起增强作用。

在使用之前一般都需配制成0.1 %～0.5%的稀释溶液备用，配制好的溶液最好不要存放太长时间才用，这个浓度范围的溶液在使用之前还需要近一步稀释成0.01～0.05的溶液，原因就是可以更有肋于絮凝剂在悬浮体系中的分散，可以降低用量，而且可以取得更好的絮凝效果！

很多污水处理厂用阳离子聚丙烯酰胺作为污泥脱水药剂。在污水处理的后期阶段污泥脱水工艺中，污泥脱水剂投加量根据污泥类型不同也有区别。

要相对准确的知道污泥脱水剂投加量的问题，首先了解这些参量，污泥的含水率，泥饼含水率，进泥量，进药量，配药浓度等

污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。

泥饼含水率：被脱污泥即泥饼的所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为泥饼含水率。

还要通过以下几个公式进行运算

1、加药量mg/L=加药质量/处理水量/配药浓度

2、处理水量投加药量=处理水量m3/h*加药量g/m3

3、干泥量=处理水量*【（1-污泥含水率）/（1-泥饼含水率）】

4、每吨干泥的药剂消耗g/m3=加药量/干泥量

以上计算所得结果误差可能比较大，仅做污水运行时参考。实际耗药量要进行实际上机运营试验。

污水处理

阳离子聚丙烯酰胺在污水处理中的应用介绍

1．有机废水中常使用粉状阳离子聚丙烯酰胺：通常是让污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀。根据对絮凝装置中阳离子型酸性或碱性介质中，依靠阳电性呈现对污水快速澄清是极为有效的。除了粉状聚丙烯酰胺以外，聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺成型物也正在有机废水处理中得到日益广泛的应用。处理过的污水如右图。

2．酒精厂废水，啤酒厂废水，味精厂废水，制糖厂废水，肉制品厂废水，饮料厂废水，纺织印染厂以及各种污水厂的工程处理的废水中，含有各种有机溶剂、无机及有机硫化物、烃类、氯气、油、汞及其他对环境有害的成分，可以用聚丙烯酰胺进行絮凝以后再排放。还可用作油田开发过程的泥浆处理剂，选择性堵水剂，注水增稠剂，纺织印染过程的柔软剂，静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。

3．用于给水净化，水/油体系破乳，含油废水处理，废水再资源化及污泥脱水等方面；聚丙烯酰胺能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量聚丙烯酰胺就能降阻50-80%。

1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。

2)用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高 废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。

3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。

4)造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。

5)用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。

6)用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。

聚丙烯酰胺的使用要遵循如下原则：

1、颗粒状聚丙烯酰胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水，用其水溶液去处理污水。

2、溶解颗粒状聚合物的水应该是干净（如自来水），不能是污水。常温的水即可，一般不需要加温。水温低于5℃是溶解很慢。水温提高溶解速度加快，但40℃以上会使聚合物加快降解，影响使用效果。一般自来水都适合于配制聚合物溶液。强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。

3、聚丙烯酰胺严谨与铁接触，铁离子会降解聚丙烯酰胺的分子链。

4、聚合物溶液浓度的选择，建议为0.1%—0.3%，即1升水中加1g—3g聚合物粉剂。

PAM浓度选择要考虑如下因素：

配制罐小而每天用药量大，建议配的稍浓一些（如0.3%）。

聚合物分子量很高时，建议配的稍稀一些（如0.1%）。

聚合物溶液投到污水中，如因设备原因分散状况不太好时，建议配的稍稀一些。

总之，聚合物浓度过大，会造成搅拌器马达负荷过大，也会造成进入污水后分散状况不好，影响使用效果。配得稀一些有助于提高使用效果。

4、配成的溶液不要用离心泵转移，以免高速旋转的叶片造成聚合物的剪切降解。配制的具体方法如下：

在溶器（如实验室的烧杯，工厂的配制罐）中加入一定量的清水，按清水量及浓度计算所需的粉状聚合物量，称出聚合物。