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聚丙烯酰胺發(fā)揮最極致的作用就要先了解該產品的作用機理，大家都知道，污泥是由水連續(xù)體中懸浮的各種固體物粒子所構成。然而脫水效果與污泥中水存在的狀態(tài)、污泥粒子形狀、大小、表面性狀等因素密切相關。那么聚丙烯酰胺在污泥脫水中的作用機理是什么呢？溫縣開碧源凈水材料廠技術部全體員工帶大家一起去了解。
污泥中水存在的三種狀態(tài)：間隙水、臨界面水、內部水（或稱水合水）。間隙水：絮體內和細胞間隙存在的水，或稱絮體間隙結合水，它可通過機械作用力相對較容易地進行泥水分離。臨界面水：固體表面的結合水，它在粒子周圍形成不能流動的水分子疊殼，這種水和周圍的松散水（即間隙水）之間有著持續(xù)的動平衡關系。臨界面水的厚度約2.5—5nm。內部水（或稱水合水）：部分污泥被圍在微生物的細胞膜內，而細胞液則是內部液體，這種內部水與固體結合得很緊。要去除這些內部水，必須破壞細胞膜。使用機械作用力的方式是不能去除這部分水的（這部分水可通過厭氧生物分解、好氣氧化、冷凍、高溫加熱等方式加以去除）。（還有文章把毛細結合水，如：鍥型毛細結合水、間隙毛細結合水、裂隙毛細結合水等也歸類列屬為污泥水中的一種狀態(tài)，從結構上看，嚴格地講它們應屬于間隙水或亞臨界面水）
在固體物濃度很低的場合，幾乎不存在間隙水，因此絮體粒子是分散物。隨著固體物濃度的加大，絮體開始成長，在絮體間隙開始積存水，絮體間隙結合水部分增加。固體物濃度再大，在污泥絮體用離心分離或過濾壓縮的場合，間隙水被擠出，僅有臨界面水和水合水殘留。因此，固體物濃度變化時，結合水曲線先是隨固體物濃度增加而增加，然后減少。最終一旦固體物變成最高濃度，曲線則變成水平。用機械脫水裝置達不到污泥含更高濃度的固體物，如果需要，必須改變污泥的化學、生物學、物理學的條件（去除臨界面水和內部水）。一般無機絮凝擠對污泥的臨界面水幾乎沒有影響，聚合物則可通過電荷中和、靜電吸附、氫鍵作用、絡合或螯合選擇吸附等方式影響到間隙水、甚至臨界面水。因此，高分子絮凝劑在污泥脫水方面應有更為卓越的脫水表現.
聚丙烯酰胺PAM在污泥脫水中的作用及其絮凝機理：向污泥中投加PAM主要目的是進行脫水預處理，此過程又稱污泥調質。加藥調質能使污泥的濃縮脫水性能得到很大改善。PAM進行脫水預處理的作用機理（絮凝機理）主要是通過以下兩種作用形式：
① 電荷中和效應：污水（廢水）中的膠體粒子懸浮液之所以能穩(wěn)定存在，很大程度上就是由于粒子帶電荷，電荷之間的排斥阻止它們相互接近。若在懸浮物中加入與膠體粒子帶相反電荷的聚電解質，則可降低粒子的ζ電位，即將低表面電位，從而使膠體微粒脫穩(wěn)，發(fā)生凝集沉降。
② 吸附架橋作用：高分子絮凝劑，如PAM，它的分子量很大，通過長碳鍵上的一些活性官能團可以吸附在分散體系中的微粒上。由于PAM是較長的線性結構，每個鏈段上都有對應的特定官能團，可以在同一高分子上吸附多個微粒，因而在微粒間起了聯系的作用，這種聯系作用稱為架橋作用（bridging）。關于吸附，它有單點吸附、多點吸附、臥式吸附等多種形式，吸附作用力則有靜電相互作用、氫鍵作用、化學吸附（如：絡合或螯合選擇吸附）、多重偶極相互作用等。
聚丙烯酰胺是全球使用量最大、應用最廣泛的合成類水溶性高分子化合物，是標準的造紙化學品和水處理藥劑。2008年全球聚丙烯酰胺消費量約84萬噸，其中中國消費量約33萬噸，約占總消費量的38%，是全球最大的聚丙烯酰胺消費地區(qū)，美國、西歐、日本、亞太（不含中國、日本）的消費比例分別為22%、15%、13%和8%。下面就由溫縣開碧源凈水材料廠知名專家詳細分析聚丙烯酰胺的使用特性及作用原理。
聚丙烯酰胺物化性質
1）聚丙烯酰胺：無色或淡黃色稠膠體、無臭、中性、溶于水、不溶于乙醇、丙酮，溫度超過120℃時易分解，絮凝，沉降，補強等作用
2）非離子型聚丙烯酰胺：為大分子鏈上不含離子基團，但酰胺基與許多物質，如粘土．纖維素等能產生氫鍵．因吸附架橋而絮凝
3）陽離子型聚丙烯酰胺：本品水溶液是高分子電解質．帶有正電荷(活性基)．對懸浮的有機膠體和有機化合物可有效地凝聚，并能強化固液分離過程
4）陰離子型聚丙烯酰胺：在中性和堿性介質中呈高聚物電解質的特征，對鹽類電解質敏感．與高價金屬離子能聯成不溶性凝膠體
聚丙烯酰胺使用特性
1）絮凝性：PAM能使懸浮物質通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。
2）粘合性：能通過機械的、物理的、化學的作用，起粘合作用。
3）降阻性：PAM能有效地降低流體的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4）增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠作用，當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時，增稠將更明顯。
