阴离子高分子助凝剂聚丙烯酰胺絮凝剂在工业污水处理中的应用研究

摘要

聚丙烯酰胺（PAM）是一种广泛应用于水处理行业的阴离子高分子助凝剂。在工业污水处理中，PAM通过其特殊的分子结构和絮凝性能，可有效去除污水中的悬浮物、有机物和重金属离子等杂质，提高水质。本文详细介绍了PAM的合成方法、性能特点、作用机理及其在工业污水处理中的应用情况，并对其研究进展进行了综述。

关键词：聚丙烯酰胺，工业污水，助凝剂，絮凝剂

引言

随着工业的快速发展，产生的污水日益增多，严重威胁到人类健康和环境安全。因此，工业污水处理已成为当前亟待解决的问题之一。在污水处理过程中，絮凝剂的应用是至关重要的一环。通过絮凝剂的作用，可有效去除污水中的悬浮物、有机物和重金属离子等杂质，提高水质。其中，聚丙烯酰胺（PAM）是一种应用广泛、性能优良的阴离子高分子助凝剂。

聚丙烯酰胺的合成方法

聚丙烯酰胺（PAM）是由丙烯酰胺（AM）单体在引发剂的作用下，通过自由基聚合反应合成的。其合成方法主要包括本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合等。本体聚合是将AM单体和引发剂直接加入反应器中进行聚合；悬浮聚合是将AM单体和引发剂加入到水中，形成小液滴进行聚合；乳液聚合是将AM单体和引发剂加入到水中，形成乳液进行聚合；溶液聚合是在AM单体和引发剂中加入溶剂，使其溶解进行聚合。不同的聚合方法具有不同的特点和应用范围。

聚丙烯酰胺的性能特点

PAM具有以下性能特点：

1. 分子量高：PAM的分子量高达数十万至上百万，具有良好的絮凝效果。

2. 絮凝能力强：PAM上的官能团能够与水中的悬浮颗粒和有机物形成较大的絮体，有效提高污水澄清度。

3. 适用范围广：PAM适用于各种类型的工业污水处理，如印染、造纸、化工、电镀等行业。

4. 投加量少：使用PAM作为絮凝剂，其投加量仅为传统无机絮凝剂的1/2-1/5。

5. 残留量低：经PAM处理后的污水残留量较低，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，不会造成环境污染。

聚丙烯酰胺的作用机理

PAM作为阴离子高分子助凝剂，其作用机理主要包括以下几个方面：

1. 电荷中和：PAM分子中的阴离子官能团能够与污水中带有正电荷的悬浮颗粒发生中和反应，使颗粒失去电荷稳定性，凝聚成大的絮体。

2. 吸附桥架：PAM分子链上的官能团能够与水中的悬浮颗粒和有机物形成桥架结构，将它们连接在一起形成较大的絮体。

3. 网捕卷扫：PAM分子链能够与悬浮颗粒形成网状结构，将它们捕获并逐渐沉降下来。同时，PAM还能够吸附和卷扫水中的微小悬浮物和有机物，使其凝聚成较大的絮体。

工业污水处理中的应用

在工业污水处理中，PAM主要应用于以下环节：

1. 预处理：在进入污水处理系统前，使用PAM对污水进行预处理，可有效去除其中的悬浮物和有机物，提高水质。

2. 二沉池：在二级处理中，使用PAM能够提高二沉池的沉淀效果，使污水中的悬浮物和有机物更快地沉降。