聚丙烯酰胺
中文別名：簡稱PAM；聚丙烯醯胺；聚丙烯酰胺；三號凝聚劑；陰離子聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺膠體Ⅱ型；聚丙烯酰胺膠體Ⅰ型；聚丙烯酰胺(膠體)；聚丙烯酰胺膠體II型
英文名稱：Poly(acrylamide)
英文別名：Polyacrylamide absorbent Gel; Polyacrylamide solution; Acrylamide resin (low M.Wt.; Acrylamide resin (high M.Wt.); Acrylamide gel solution; Polyacrylamide,hydrolyzed; Polyacrylamide; PAM
CAS:9003-05-8分子式:(C3H5NO)n 分子量:71.07
簡 稱：PAM 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合而成的水溶性線性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
聚丙烯酰胺目數(shù)：目數(shù)是指物料的粒度或粗細(xì)度,目數(shù)是單位面積上的方格數(shù).一般定義是指在1英寸*1英寸的面積內(nèi)有多少個網(wǎng)孔數(shù),即篩網(wǎng)的網(wǎng)孔數(shù)。如600目是每平方英寸有600個方網(wǎng)孔，聚丙烯酰胺的目數(shù)20目~80目，也就是0.85mm~0.2mm之間，這是顆粒狀的聚丙烯酰胺的目數(shù)大小，粉狀聚丙烯酰胺的目數(shù)大小可控制在100目左右，目數(shù)越大的聚丙烯酰胺越容易溶解，單憑聚丙烯酰胺目數(shù)的大小是無法衡量產(chǎn)品的好壞的！
物理性質(zhì)
聚丙烯酰胺為白色粉狀物，密度為1.32g/cm3(23度），玻璃化溫度為188度，軟化溫度近于210度，一般方法干燥時含有少量的水，干時又會很快從環(huán)境中吸取水分，用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結(jié)晶固體，但是當(dāng)從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體，完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體，商品聚丙烯酰胺干燥通常是在適度的條件下干燥的，一般含水量為百分之五至百分之十五，澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜，則是透明、堅硬、易碎的固體，固體聚丙烯酰胺的物理性質(zhì)見表：
固體聚丙烯酰胺的物理性質(zhì)：
性質(zhì)參數(shù) |
數(shù)值 |
外觀 |
白色粉末或半透明顆粒 |
氣味 |
無臭 |
密度（23度）（g/cm3) |
1.302 |
臨界表面張力（10-5N/cm) |
30~40 |
玻璃化溫度（度） |
165 |
|
188 |
|
194，204 |
軟化溫度 |
210 |
熱失重（度） |
初失重，約290 |
|
失重70%，約430 |
|
失重98%，約555 |
熱分解氣體 |
|
<300度 |
NH3 |
> 300度 |
H2，CO、NH3 |
鏈結(jié)構(gòu) |
鏈的鏈接具有一般的頭——尾結(jié)構(gòu)，少量有些頭——頭加成，鏈的立體結(jié)構(gòu)以無規(guī)立構(gòu)為主 |
熱穩(wěn)定性 |
溫度超過120度時易分解 |
溶解性 |
溶于水，幾乎不溶于有機(jī)溶劑，如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯類等，僅在乙二醇、甘油、甲方酰胺、乳酸、丙烯酸中溶解1%左右 |
毒性 |
無毒 |
腐蝕性 |
無腐蝕性 |
吸濕性 |
固體有吸濕性 |
毒性
聚丙烯酰胺本身及其水解體沒有毒性，聚丙烯酰胺的毒性來自其殘留單體丙烯酰胺(AM)。丙烯酰胺為神經(jīng)性
致毒劑，對神經(jīng)系統(tǒng)有損傷作用，中毒后表性出肌體無力，運(yùn)動失調(diào)等癥狀。因此各國衛(wèi)生部門均有規(guī)定聚丙烯酰胺工業(yè)產(chǎn)品中殘留的丙烯酰胺含量，一般為0.5%---0.05%。聚丙烯酰胺用于工業(yè)和城市污水的凈化處理方面時，一般允許丙烯酰胺含量0.2%以下，用于直接飲用水處理時，丙烯酰胺含量需在0.05%以下。
關(guān)于聚丙烯酰胺的毒性，某些陽離子型聚丙烯酰胺的情況就復(fù)雜得多，這是因為陽離子型聚丙烯酰胺引入的氨基類等基團(tuán)，其毒性往往數(shù)十至數(shù)百倍地高于陰離子型和非離子型，他們的慢性毒性正進(jìn)一步研究中。
事實上，關(guān)于PAM的毒性早在1965年美國道化學(xué)公司McCollister等人就曾做了一份關(guān)于AM類聚合物的毒理學(xué)研究報告，他們對老鼠和狗進(jìn)行了一次口服和兩年連續(xù)口服試驗，結(jié)果表明，即使飼喂5-10%濃度的高聚物也未發(fā)現(xiàn)有任何影響。日本有人曾用代表性的三類PAM進(jìn)行老鼠試驗，其結(jié)果(LD50(大鼠一次口服))：HPAM在5000mg/kg以上;NPAM在6000 mg/kg以上;CPAM在5800 mg/kg以上。標(biāo)注：【毒性分級(LD50(大鼠一次口服)):<50mg/kg為劇毒、高毒;50-4500mg/kg為低度、中毒;>4500基本無毒】。
國際健康衛(wèi)生組織1985年出生的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)指出：聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺量控制在0.05%以下并控制用量時，處理后水中的含量將低于0.25ug/L，符合大多數(shù)國家的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。PAM商品早已被美國環(huán)境保護(hù)局或食品、藥品管理局批準(zhǔn)，可用于飲用水、糖汁澄清、水果、蔬菜洗滌等領(lǐng)域。PAM無毒，但PAM的原料單體AM則是有毒性的，尤其是對哺乳動物的神經(jīng)有損害，因此，歐美國家包括我國都對食品級PAM中的殘余單體AM含量有其嚴(yán)格要求，一般要求低于0.05%，應(yīng)用的最大劑量也是有限制的，但在廢水的處理、污泥脫水等領(lǐng)域里的應(yīng)用，工作人員沒有必要擔(dān)憂PAM的毒性(殘單體)對人體的傷害。
氣浮用聚丙烯酰胺：
首先了解下哪些行業(yè)常用到氣浮行業(yè)，氣浮多是針對二級生物處理的深度處理，目前最常見的行業(yè)是針對含油污水隔油后的補(bǔ)充處理。氣浮法可以有效地用于活性污泥的濃縮；污水中懸浮雜質(zhì)的去除。氣浮選用陰離子的聚丙烯酰胺效果比較好，特別是部分回流溶氣氣浮法，兼?zhèn)淙亓鳌⑷軞鈿飧〉墓に噧?yōu)點，而相比布?xì)鈿飧》ň哂刑幚砦鬯看�，處理效果高的特點；相比電解氣浮法具有節(jié)省電能和運(yùn)行費用較低的優(yōu)點，適合現(xiàn)代企業(yè)節(jié)能、環(huán)保、減耗、增效的要求。
石油開采是目前國內(nèi)PAM用量最大的領(lǐng)域，其消費量占國內(nèi)總需求量的56%。我國許多大型油田如大慶、勝利、中原、華北、遼河、大港等已進(jìn)入開采中后期，為了穩(wěn)定油田產(chǎn)量一般采用3次采油技術(shù)。大慶油田已工業(yè)性推廣應(yīng)用聚合物驅(qū)油技術(shù)，勝利、遼河油田也進(jìn)行了聚合物驅(qū)油試驗，取得了較
好的增油效果。水處理是國內(nèi)PAM第二大消費領(lǐng)域，目前占總消費量的26%。由于成本因素，目前應(yīng)用還不普遍。在城市污水處理方面，PAM主要用于污泥脫水，少部分用于廢水澄清。在未來的幾年，大部分城市污水處理廠將會采用PAM作絮凝劑。PAM在造紙行業(yè)中主要用作助留劑、干增強(qiáng)劑和廢水處理的絮凝劑。我國是造紙生產(chǎn)和消費大國，紙張產(chǎn)量居世界第3位，紙制品的實際消費量居世界第2位，對造紙助劑的需求非常旺盛。另外PAM在采礦、冶金、煤炭、高吸水性樹脂、粘合劑、皮革復(fù)鞣劑等領(lǐng)域也得到利用。
由于我國PAM主要用于油田企業(yè)，所以石油化工企業(yè)成為生產(chǎn)PAM的主力軍，引進(jìn)PAM生產(chǎn)線本身的高成本、PAM的高市場價格及石油化工企業(yè)的實力決定其成為生產(chǎn)PAM的主力。目前美國、日本
、歐洲是PAM的主要生產(chǎn)和消費國，其生產(chǎn)能力大約占世界總生產(chǎn)能力的85%。國外主要PAM的生產(chǎn)商家有美國汽巴特種化學(xué)品公司、美國道化學(xué)公司、氰胺公司、馬拉松石油公司、納爾科公司，日本的聚丙烯酰胺公司、日東化學(xué)公司、三井化學(xué)公司、三菱化成公司、Arakawa公司、Harimo公司，英國的汽巴特種化學(xué)品公司，法國SNF圣泰公司，德國的斯托豪森公司、納爾科公司、巴斯公司和芬蘭賽特公司等。我國PAM產(chǎn)品的開發(fā)始于20世紀(jì)50年代末期，1962年上海天原化工廠建成我國第一套PAM生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)水溶膠產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家有100多家。
國內(nèi)由于生產(chǎn)技術(shù)上的原因，一般采用間歇式生產(chǎn)工藝，能耗大、效率低、成本高，這樣限制了其品種的發(fā)展，國內(nèi)PAM的品種主要是干粉和膠體，也有極少部分的乳液，而不像國外那樣有乳液、懸乳液、粉狀及球狀等多種形式。國外專利型產(chǎn)品多，其中陽離子PAM產(chǎn)品占50%以上，而我國相應(yīng)地比較缺乏，主要靠進(jìn)口解決。
S24/25Avoid contact with skin and eyes.
避免與皮膚和眼睛接觸。
陽離子聚丙烯酰胺使用注意事項：
1、絮團(tuán)的大�。盒鯃F(tuán)太小會影響排水的速度，絮團(tuán)太大會使絮團(tuán)約束較多水而降低泥餅干度。經(jīng)過選擇聚丙烯酰胺的分子量能夠調(diào)整絮團(tuán)的大小。
2、污泥特性。第一點理解污泥的來源，特性以及成分，所占比重。依據(jù)性質(zhì)的不同，污泥可分為有機(jī)和無機(jī)污泥兩種。陽離子聚丙烯酰胺用于處置有機(jī)污泥，相對的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑用于無機(jī)污泥，堿性很強(qiáng)時用陽離子聚丙烯酰胺，而酸性很強(qiáng)時不宜用陰離子聚丙烯酰胺，固含量高時污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。
3、絮團(tuán)強(qiáng)度：絮團(tuán)在剪切作用下應(yīng)堅持穩(wěn)定而不破碎。進(jìn)步聚丙烯酰胺分子量或者選擇適宜的分子構(gòu)造有助于進(jìn)步絮團(tuán)穩(wěn)定性。
4、聚丙烯酰胺的離子度：針對脫水的污泥，可用不同離子度的絮凝劑經(jīng)過先做小試停止挑選，選出最佳適宜的聚丙烯酰胺，這樣即能夠獲得最佳絮凝劑效果，又可使加藥量最少，節(jié)約本錢。
5、聚丙烯酰胺的溶解：溶解良好才干發(fā)充沛發(fā)揮絮凝作用。有時需求加快溶解速度，這時可思索進(jìn)步聚丙烯酰胺溶液的濃度。
聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁可以同時使用嗎
其實在平時處理污水的時候，有些污水，使用單一的一種絮凝劑是達(dá)不到效果的，必須兩種結(jié)合使用，在使用無機(jī)絮凝劑PAC和聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑處理污水會達(dá)到更好的效果，但是添加藥劑的時候要注意順序，順序不正確，也是達(dá)不到效果.
聚丙烯酰胺和其它絮凝劑混合使用添加的順序方法：
在使用復(fù)合絮凝劑的時候必須注意添加的先后順序和投加時間間隔！PAC與PAM聯(lián)合使用就是讓PAC先完成中和電荷/膠體脫穩(wěn)形成細(xì)小絮體之后，進(jìn)一步加大絮體體積有利于充分沉淀。由于聚合氯化鋁PAC反應(yīng)時間很短，所以加入后需要強(qiáng)烈的混合，PAM作用時間要長，混合注意先強(qiáng)后弱——先強(qiáng)是為了混合均勻后弱是為了避免破壞絮體！聚丙烯酰胺屬于絮凝劑，聚合氯化鋁屬于混凝劑，一般情況下是先加混凝劑再加聚丙烯酰胺，但為了保險起見，還是建議大家通過實驗效果來確定添加的順序！加藥點、加藥量、加藥時間以及混合強(qiáng)度需要實驗確定，切記千萬不能把他們兩種藥劑放在一起使用，否則會影響效果，增大使用成本。
聚丙烯酰胺絮凝劑失效的判斷方法
經(jīng)常遇到很多污水處理廠，特別是南方地區(qū)，由于氣候潮濕，一些污水廠的聚丙烯酰胺因堆放久了或者是包裝口沒有扎緊導(dǎo)致吸潮結(jié)塊，針對聚丙烯酰胺絮凝劑結(jié)塊情況，很多人有疑問，是不是失效了，還可不可以再用，其實像這種情況只要你能把它溶開，水溶液有粘度，是沒有失效，但結(jié)塊后的聚丙烯酰胺是很難溶解開的，其實也意味著資源的浪費。實不同種類的聚丙烯酰胺的保質(zhì)期是有很大的區(qū)別的，這個和其結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，相對來說陰離子聚丙烯酰胺的有效期時間要長點，陽離子聚丙烯酰胺一般我們國家規(guī)定保質(zhì)期為1年。超出這個期限，均視為超過保質(zhì)期。就有失效的風(fēng)險，
聚丙烯酰胺失效可以從兩個方面來判斷，一個是粘度降低，二是絮凝效果變差。
1、絮凝性：PAM能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。
2、粘合性：能通過機(jī)械的、物理的、化學(xué)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(dāng)PH值在10以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，增稠將更明顯。
聚丙烯酰胺使用量說明
1、洗煤用的陽離子聚丙烯酰胺的使用數(shù)量可以設(shè)置在三十公斤到一百一十公斤之間；化工行業(yè)的廢水使用量一般是五十到一百二十公斤之間；漂染行業(yè)的廢水和造紙行業(yè)的廢水最難處理，應(yīng)該加大使用數(shù)量，把使用數(shù)量設(shè)置在一百到三百公斤比較合理，電鍍廢水行業(yè)和普通的工業(yè)用水一般都不要超過五十公斤。注意：（這幾種行業(yè)的使用數(shù)量都是每一千噸廢水的數(shù)量）。
2、生活污水根據(jù)處理方法的不同脫泥用的絮凝劑是不一樣的。
如果工藝主體采用生化方法，也就是剩余污泥脫水（可能含有部分初沉泥），只需要陽離子PAM作為污泥脫水劑即可。
如果工藝主體采用物化方法，如一級強(qiáng)化，加載磁分離等工藝，一般是先加PAC調(diào)質(zhì)，然后再加陰離子絮凝劑，最后加陽離子絮凝劑脫水。具體投加量要根據(jù)污水水質(zhì)而定。
也有很多污水處理站，污泥脫水直接加PAC或者其他無機(jī)絮凝劑即可，這個在板框壓濾機(jī)，特別是電子廠或者是小型污水處理站應(yīng)用比較廣泛。
PAM在作為污泥脫水劑使用的時候一般要與水的配比在0.1%--0.2%之間。溶解成膠水狀的液體以后，再投加到污泥中進(jìn)行混合處理。
與污泥的配比一般在5%--10%，有的更低，這個要根據(jù)污泥的濃度來確定，最好是通過現(xiàn)場的燒杯實驗來確定最佳投加量和使用型號。不同污泥、不同藥劑、不同設(shè)備、不同管理水平，污泥的處理效果是不同的。
3、污水處理廠用陽離子聚丙烯酰胺作為污水運(yùn)營污泥脫水劑。在和客戶溝通的過程中，客戶經(jīng)常問到在污水處理污泥脫水過程中，污泥脫水劑投加量的問題。要相對準(zhǔn)確的知道污泥脫水劑投加量的問題，首先了解這些參量，污泥的含水率，泥餅含水率，進(jìn)泥量，進(jìn)藥量，配藥濃度等。
污泥含水率：污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為污泥含水率。
泥餅含水率：被脫污泥即泥餅的所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為泥餅含水率。
還要通過以下幾個公式進(jìn)行運(yùn)算
1、加藥量mg/L=加藥質(zhì)量/處理水量/配藥濃度
2、處理水量投加藥量=處理水量m3/h*加藥量g/m3
3、干泥量=處理水量*【（1-污泥含水率）/（1-泥餅含水率）】
4、每噸干泥的藥劑消耗g/m3=加藥量/干泥量
以上計算所得結(jié)果誤差可能比較大，僅做污水運(yùn)行時參考。實際耗藥量要進(jìn)行實際上機(jī)運(yùn)營試驗。
技術(shù)指標(biāo)
項目 型號 |
外觀 |
分子量（萬） |
固含量% |
離子度或水解度% |
殘余單體% |
使用范圍 |
陰離子型 |
白色顆�；蚍勰� |
300—2200 |
≥88 |
水解度 10—35 |
≤0.2 |
水的PH值為中性或堿性 |
陽離子型 |
白色顆粒 |
500-1200 |
≥88 |
離子度 5-80 |
≤0.2 |
帶式機(jī)離心式壓濾機(jī) |
非離子型 |
白色顆粒 |
200—1500 |
≥88 |
水解度 0-5 |
≤0.2 |
水的PH值為中性或堿性 |
兩性離子型 |
白色顆粒 |
500—1200 |
≥88 |
離子度 5-50 |
≤0.2 |
帶式機(jī)離心式壓濾機(jī) |
陰離子型 |
比重 |
0.62 |
容重 |
0.5 |
|
|
作用原理
1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝時，與被絮凝物種類表面性質(zhì)，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動電位降低而凝聚。
2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的極性基團(tuán)顆粒的各種吸附。
4）增強(qiáng)作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機(jī)械、物理、化學(xué)等作用，將分散相牽連在一起，形成網(wǎng)狀。
PAM沉淀是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時生成了不溶于反應(yīng)物所在溶液的物質(zhì)。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質(zhì)，可以這是一種物理過程，簡便易行，效果良好，是污水處理的重要技術(shù)之一。
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，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，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。
絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大，沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度，而且與沉淀深度有關(guān)。地面水中投加混凝劑后形成的礬花，生活污水中的有機(jī)懸浮物，活性污泥在沉淀過程中都會出現(xiàn)絮凝沉淀的現(xiàn)象。
藥劑的投加方式
藥劑的投加采用重力投加和壓力投加，無論哪種投加方式，由溶解池到溶液池，到藥液投加點，均應(yīng)設(shè)置藥液提升設(shè)備，常用的藥液提升設(shè)備是計量泵和水射器。
1.重力投加
利用重力將藥劑投加在水泵吸水管內(nèi)或者吸水井的吸水喇叭口處，利用水泵葉輪混合。
2.壓力投加
利用水泵或者水射器將藥劑投加到原水管中，適用于將藥劑投加到壓力水管中，或者需要投加到標(biāo)高較高、距離較遠(yuǎn)的凈水構(gòu)筑物內(nèi)。
3.水泵投加
水泵投加是在溶液池中提升藥液到壓力管中，有直接采用計量泵和采用耐酸從而起增強(qiáng)作用。
聚丙烯酰胺在使用之前一般都需配制成0.1 %～0.5%的稀釋溶液備用，配制好的溶液最好不要存放太長時間才用，這個濃度范圍的溶液在使用之前還需要近一步稀釋成0.01～0.05的溶液，原因就是可以更有肋于絮凝劑在懸浮體系中的分散，可以降低用量，而且可以取得更好的絮凝效果！