PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的架橋機(jī)理及作用
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PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的架橋機(jī)理及作用
陰陽離子
聚丙烯酰胺絮凝劑吸附架橋機(jī)理，該機(jī)理也稱為粘結(jié)架橋凝聚，粒間架橋機(jī)理，它主要是指鏈狀酰胺在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性部位與膠粒或細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程，具有線形結(jié)構(gòu)，它們具有能與膠粒表面某些部位起作用的化學(xué)基團(tuán)，當(dāng)高聚物與膠粒接觸時(shí)，基團(tuán)能與膠粒表面產(chǎn)生特殊的反應(yīng)而互相吸附，而酰胺分子的其余部分則伸展在溶液中可以與另一個(gè)表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用，假如膠粒少，聚合物伸展部分粘不著第二個(gè)膠粒，則這個(gè) 膠粒遲早要被原先的膠粒吸附在其他部位上，這個(gè)陰陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑就起不了架橋作用了，而膠粒又處于穩(wěn)定狀態(tài)，高分子絮凝劑投加量過大時(shí)，會(huì)使膠粒表面飽和產(chǎn)生穩(wěn)現(xiàn)象，已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長時(shí)間的攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開，又卷回原來膠粒所在表面，高分子絮凝劑對膠體脫穩(wěn)的吸附架橋?qū)τ趲ж?fù)電的溶膠溶液，陽離子絮凝劑可以同時(shí)起到降低溶膠電位和吸附架橋作用，故有良好的絮凝作用，沉淀網(wǎng)捕機(jī)理，當(dāng)金屬鹽(如硫酸鋁或氯化鐵)或金屬氧化物和氫氧化物做絮凝劑時(shí)，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時(shí)，水中的膠�？杀贿@些沉淀物形成時(shí)所網(wǎng)捕，此外，水中膠粒本身可作為這些金屬氫氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚劑投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比。
以上絮凝的四種機(jī)理，雙電層的理論以物理理論為基礎(chǔ)，壓縮擴(kuò)散層、降低或消除勢能峰，強(qiáng)調(diào)的是電中和脫穩(wěn)，但是忽視了微粒的電荷變號和再穩(wěn)現(xiàn)象：而化學(xué)吸附架橋，理論則著重在高分子聚合物的強(qiáng)烈吸附作用，而輕視了電中和與降低勢能峰的作用，這兩種機(jī)理似乎是一個(gè)強(qiáng)調(diào)凝聚，一個(gè)強(qiáng)調(diào)絮凝，但實(shí)際上這兩個(gè)作用是有機(jī)聯(lián)系的，單一的一種理論不能把凝聚的反應(yīng)過程解釋清楚，如在雙電層作用中出現(xiàn)高價(jià)反離子，則必然有吸附和膠體變號的情況；在化學(xué)吸附架橋作用中若有聚合電解質(zhì)則必須考慮靜電排斥或電中和作用，在水處理中，這四種機(jī)理常不是單獨(dú)孤立的現(xiàn)象，而往往同時(shí)存在， 只是在一定情況下以某種現(xiàn)琢為主而己，
聚丙烯酰胺系列有機(jī)高分子絮凝劑的絮凝機(jī)理綜合分析和對比以上一般絮凝劑的絮凝機(jī)理，它的絮凝機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
架橋絮凝作用：絮凝劑投加到水中后，在弱酸性條件下形成季銨陽離f，吸附帶負(fù)電荷的膠體顆粒，由于分子鏈比較長，在水中呈彎曲扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)存在，絮凝劑像橋梁一樣，搭在兩個(gè)或多個(gè)膠體或微粒上，并用自身的—CONH2及季銨離子等活惟基團(tuán)與膠體或微粒表面起作用，從而將膠體或微粒連接形成絮凝團(tuán)，形成“膠體一高分子—肢體”的絮凝體，使膠體粒子克服勢能壘而聚結(jié)在一起沉降下來。
壓縮雙電層，在酸性條件下，絮凝劑與水中的曠結(jié)合形成陽離子季銨鹽，與帶負(fù)電荷的油顆粒發(fā)生中和，使帶負(fù)電含油膠粒表面的擴(kuò)散雙電層被壓縮，靜電斥力減少，彼此間排斥勢能相應(yīng)降低，相互碰撞時(shí)就容易聚結(jié)在一起而沉降。
吸附基團(tuán)的鍵合作用：首先，在弱酸性條件下形成季銨陽離子，通過靜電作用迅速吸附帶負(fù)電的膠體顆粒，在攪拌條件下，絮凝劑在水中展開后，與水中的膠體或微粒充分接觸， 分子鏈上有很多活性基團(tuán)如—CONH2，能與膠體或顆粒形成氫鍵而結(jié)合，所以能吸附兩個(gè)以上的膠體或微粒，再借助自身的長鏈特征把膠體和微粒連接在一起，因此密度相對：變大，便沉淀下來，絮凝劑在水中溶脹過程中，具有三維空間立體結(jié)構(gòu)，分子鏈比較長，扭曲旋轉(zhuǎn)，像一張多孔的網(wǎng)一樣，從水中將未沉降的顆�；蚰z體捕獲而拖帶下來， 沉積到水底。
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