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阳离子聚丙烯酰胺

阳离子聚丙烯酰胺在酸性或碱性介质中均呈现阳电性，它通常会比阴离子或非离子型聚丙烯酰胺分子量低，其澄洁污水的性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负的电荷，具有除浊、脱色功能。在酒精厂、味精厂、制糖厂、肉制品厂、饮料厂、印染厂的等废水处理中用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子聚丙烯酰胺，非离子聚丙烯酰胺或无机盐效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带有阴电荷。

阳离子聚丙烯酰胺适用高速离心机、带式压滤机、板框压滤机等专用污泥脱水机械，具有形成絮团速度快，絮团粗大，耐挤压和剪切、成团性好，易与滤布剥离等特点。所以脱水率高，滤饼含液低，用量少，能大大降低用户使用成本。也能用于盐酸、中浓度硫酸等液体，分离净化其中所含的悬浊性物质。因此该产品广泛应用于城市污水处理厂、啤酒厂、食品厂、制革厂、造纸厂、石油化工厂、油田、冶金、化学工业和化妆品等污泥脱水处理上。

 

经聚丙烯酰胺pam调质后污泥絮凝颗粒粒径、沉降后上清液的体积、比阻及泥饼含固率随聚丙烯酰胺pam投加量的增加而发生变化。其中，a剂型聚丙烯酰胺pam因水解度过低、e剂型聚丙烯酰胺pam因相对分子质量过大对污泥调质的影响较小，改变投加量对污泥的沉降性能影响不大;但对c和d剂型而言，随投加量的增加，污泥絮凝颗粒粒径和沉降后上清液的体积逐渐增大、比阻降低，泥饼含固率增高，当投加量达到75mg·l－1后，粒径＞0.85mm的污泥絮凝颗粒组成和上清液体积达值，而此时比阻低，工地泥浆处理，泥饼含固率，但当投加量超过该值时，反而降低．这表明聚丙烯酰胺pam投加量愈大，参与吸附架桥的pam分子就越多，对污泥脱水、沉降性能的改善效果就越好，但当投加量超过某一点时，用量增多会导致絮凝剂分子自身缠绕使吸附架桥能力降低，洗砂泥浆处理，因而，从污泥调质的角度来看，聚丙烯酰胺pam存在一个用量。

本研究中，c、d 剂型聚丙烯酰胺pam的用量为75mg·l－1，此时以干污泥计，聚丙烯酰胺pam投加率为1.7‰，即每吨干污泥需投加c、d剂型聚丙烯酰胺pam均为1.7kg，低于在将阴离子聚丙烯酰胺pam应用于污泥脱水研究中发现的投加率范围0.23%～0.31%，这可能是由聚丙烯酰胺pam的相对分子质量、水解度及污泥性质不同所引起。投加聚丙烯酰胺pam之所以能改善城市污泥的沉降和脱水性能，与其通过吸附、表面反应、架桥等作用对污泥表面物质的影响有关。结果表明，污泥经a、b、c和d4种剂型聚丙烯酰胺pam调质后，上清液中核酸、蛋白质和多糖浓度的变化趋势与污泥沉降后上清液体积(图3)及泥饼含固率的变化(图5)趋势相同，与污泥比阻的变化趋势相反(图4)。由于上清液中的核酸、蛋白质和多糖主要来自污泥中eps的释放，其浓度的提高表明聚丙烯酰胺pam促进了污泥表面eps的脱落。还表明，璧山县泥浆处理，向城市污泥投加阴离子聚丙烯酰胺pam后，上清液中蛋白质和总糖浓度的变化幅度大于核酸，从变化趋势看，投加a、b、c和d4种剂型聚丙烯酰胺pam使上清液蛋白质、总糖和核酸浓度均高于未添加聚丙烯酰胺pam的处理，而投加e剂型聚丙烯酰胺pam使核酸浓度呈先降低再上升的趋势。这可能与它们在eps中所占的比例和不同剂型聚丙烯酰胺pam对eps的作用强弱有关。在污泥中，糖类和蛋白质占eps总量的70%～80%，而核酸所占比例较低。eps的脱落降低了污泥表面的负电荷，增强了污泥的疏水性，使更多的结合水转变为自由水，尾矿泥浆处理，有利于细小颗粒重新絮凝成紧实的大絮凝体，使污泥易于沉降，上清液体积增加，同时大的絮凝体可减轻过滤介质堵塞，降低污泥比阻，改善污泥脱水性能。

原水和废水中的胶体颗粒主要包括黏土、硅、铁和其他重金属的化合物；还有些有色物质或邮寄物质如生物残骸等。沉降过程如是会软化等也有可能产生胶体，废水中的含油分散物也可以是胶体。胶体颗粒的中心是胶核。胶核表面的电位形成离子的静电作用，把溶液中带有异号电荷的离子（称为反离子）吸引到胶核的周围，从而形成胶体双电层结构。

  紧靠胶核表面一层的反离子被吸附的比较牢固，该层称为吸附层，随着胶核表面距离的增加，扩散层内反离子的浓度逐渐降低，直到等于溶液中离子的平均浓度。吸附层和扩散层中反离子的总电荷等于胶核表面电位形成离子的电荷，使得整个胶团为电中性。由于胶核表面离子对扩散层中的反离子的吸引力较弱，所以由胶核和吸附层组成的微粒在溶液中作布朗运动时，扩散层中的大部分反离子未随胶体微粒一起运动，这就导致运动中的胶粒显示了电性。运动中的胶体微粒与溶液的界面称为滑动面。在胶体化学中，常将吸附层表面当作滑动面。

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