聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺（英文缩写PAM），是1893年Moureu首次合成的，由于丙烯酰胺分子中含有— C=C— 和—CONH2两种基团，所以其易于自聚，也易于与其它烯类单体共聚。采用 不同单体进行共聚，可得到不同结构和性能的共聚物。聚丙烯酰胺 （Polyacrylamide， 简称PAM)， 是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。
聚丙烯酰胺可用做助凝剂、助留剂、污泥脱水剂以及凝聚沉降剂等，有“百业助剂”之称。它能通过吸附污水中的悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中的使粒子凝聚形成大的絮凝物，而的到分离、澄清的效果，进而提高作业效率，降低操作成本。 PAM在50-60℃下溶于水，水解度为5-35，也溶于乙酸、丙酸、、乙二醇、甘油、氨等有机溶剂。PAM得到溶解可在适度水解下进行，水解度越大越易溶解。无、无味、无嗅，没有腐蚀性。在常温下比较稳定，高温、冰冻时易降解，并降低絮凝效果。故其贮存与配置投加时，温度不得超过65℃，室内温度不得低于2℃。丙烯酰胺为我公司的主要产品。
PAM分为干粉和胶体两种。
PAM结构可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型，分子量为50万-2300万，由于双键和酰胺基的作用，在聚合过程中，酰胺基的水解、酰化、溶剂化、缔合和生成烯醇都有可能发生。链自由基的链接转移产生支链，是PAM高分子结构中包含支链和亚胺桥。PAM分子中的酰胺基具有很高的活性，包括增稠、絮凝和降阻等多功能。
聚丙烯酰胺的种类
聚丙烯酰胺是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。根据采用制作工业的不同，还可分为好几类。
采用不同的工艺，导入不同的官能基团，可以得到不同电荷产品，如阴离 子、 阳离子、 非离子、 两性离子聚丙烯酰胺。 按照引发方式可分为热引发聚合豆制品消泡剂 、 光引发聚合 、高能辐射引发聚合、等离子引发聚合等；按照聚合实施方法又可 分为水溶液聚合法、 反相悬浮聚合法、 反相乳液聚合法、 反相微乳液聚合法等 。 聚丙烯酰胺的平均分子质量从数千到数百万以上， 在水中可大部分电离， 属于高 分子电解质。根据可离解基团的特性分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和复合型等。
阳离子聚丙烯酰胺
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)是线型高分子化合物，它具有多种活泼的基团， 可 与许多物质亲和、吸附形成氢键。CPAM作为聚丙烯酰胺的改性品种，在水处理 及造纸工业中显示出许多独特而优异的性能， 加之改型方法的多样化可根据不同 应用需求进行改性，其研究及应用前景非常广阔。 阴离子聚丙烯酰胺
阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）是高聚合度制备，的水溶性线型高分子聚合 物 ，由于其一般以微颗粒形式存在，故能完全快速溶于水中，不溶于任何有机 溶剂 。
APAM以其优异的性能和低廉的成本而得到了广泛应用。然而，目前污水主 要是中性到碱性的含无机质多的悬浊液， 并且水中的大多数悬浮物质是带有负电 荷的，APAM处理效果并不是很好。因此，污水处理中有关APAM的使用并不是很 多，对它的研究将主要致力于研制分子质量更高、性能更为优异的APAM，以拓 展其在污水处理中的应用。
两性离子聚丙烯酰胺
两性离子聚丙烯酰胺（AmPAM）是指大分子链上同时带有阴、阳离子基团 的高分子。
与仅有一种 电荷的APAM或 CPAM相比， 不仅兼有二者的综合性能， 而且有明显的反聚电解质效应和pH适用范围广等特点，在污水处理方面具有很 大的应用潜力。 近年来有关AmPAM 制备和应用的研究见于报道的逐年增加。 但大部分还处 于实验室研究阶段，而国外20世纪80年代就有AmPAM产品投放市场，而且品 种和产量在逐年增加。 国内的研究应该从合成路线和方法上改进AmPAM 的制备， 以得到性能优越的AmPAM，此外，对AmPAM的合成从机理上应该进行更深入 的研究，出产品优良且易工业化的合成方法。
复合聚丙烯酰胺
复合聚丙烯酰胺是近年来开发出的一种有机高分子絮凝剂， 并且其种类多 、 应用广， 在一定程度上满足了需求。复合聚丙烯酰胺一般是以聚合铝或其他絮凝 剂与聚丙烯酰胺复合， 从而制得新型高效能的絮凝聚丙烯酰胺是一种线型的水溶 性聚合物，是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。 复合聚丙烯酰胺是一种高效环保 的新型水处理絮凝剂， 相比单一的絮凝剂 ， 其优势是明显的， 极具发展前景。目前将复合聚丙烯酰胺应用于实际工业生产尚 存在一定难度， 其原因是对不同的污水絮凝条件差别较大， 如何解决好这一问题 成为其发展的瓶颈。 但复合聚丙烯酰胺的高性能低成本吸引着越来越多的研究者 从事这方面的研究工作。
一般认为，有机絮凝剂对有机废水的絮凝效果较好，但不同种类的絮凝剂、 不同操作长期保持下，絮凝效果也有差别。
PAM是对有机废水的絮凝效果较好的絮凝剂之一，但不同的有机废水、不 同的操作条件，絮凝的效果也有差别。
（1） 制药废水
抗生素废水是严重污染环境、较难治理的医药废水，采用PAM或与其他的絮凝剂符合使用，可达到良好的处理效果。采用吸附-絮凝方波信号发生器-紫外光催 化氧化法处理福平制药废水，混凝实验结果表明，选用400mg/L PAC和 10mg/LPAM的符合混凝，废水在PH为艾叶提取物9，CODcr和度去除率分别为32.2%和 37.5%。
（2） 印染废水
印染污水的主要污染物为浆料、助剂和水不溶性染料。阳离子染料废水，采 用复合改性
膨润土-PAM，脱率可达99.9%； 利用高效脱剂PAC和PAM混凝来处理印染废水，结果发现当废水酸碱度在7.5～8.5，PAC和PAM的用量在1.0～1.75mL，搞笑脱剂的用量 在1.0～1.5mL时，废水脱效果最好。
（3） 含油废水
石油化工业产生了大量的含油废水，其具有危害性大、难回收的特点，可采 用混凝法进行处理。 采用大分子改性的方法改性PAM，并将其与无机絮凝剂2：1组成复合混凝剂，在炼油厂进行了工业试验，悬浮物、油、氮和COD的平均去除 率分别达到82%、77%、包边带83%和37%。
（4） 化工废水
各种化学工业废水也可以用PAM来处理，白粉的生产在我国主要以硫酸法为主，其生产过钛程会产生大量的酸性废水，可采用PAC-PAM絮凝法处理，也可用硫酸铝代替PAC。 乳胶漆生产过程中无工艺废水产生， 但在更换品种和清洗设备时需要大量水 冲洗，一般每吨产品有2-3吨洗涤废水，采用凝聚—加压气浮—煤渣、黄沙吸附过滤法，可选用硫酸铝或PAC、PAM混凝。
聚丙烯酰胺在无机废水中的应用
（1） 含氟废水
含氟废水的处理方法主要有混凝沉淀法、电渗析法及离子交换法。 在混凝法中，经常利用PAM强化除氟效果。 稀土湿化冶炼废水中含氟，采用氢氧化钙-氯化钙—PAC—PAM混凝法，可将 氟含量降至10mg/L以下。 采用石灰沉淀—PAM絮凝处理稀土冶炼含氟酸性废水， 在PH为 9，投加2%PAM230ml，出水含氟浓度低于10mg/L，净化效果明显。
（2） 钢铁冶炼废水
我国是一个钢铁大国，在转炉炼钢的过程中，要产生大量的除尘水，选用 PAM为絮凝剂，采用转炉除尘水→混合→反应→沉淀工艺，对SS有很好的去除 效果。用PAM处理包炼炼钢炉除尘水，发现其最佳投料量0.5mg/L，混合 1min，絮凝反应3min，沉淀40min，可使得SS的去除率达到95%以上，出水SS 浓度小于mg/L。
（3） 煤泥水
煤泥水是湿法选煤产生的， 含有大量的煤泥和泥沙， 是煤炭工业的主要污染 源和煤炭损失源之一。常采用电石渣-PAM混凝法处理。 对于高浓度的煤泥水，用氢氧化钙、电石渣及氯化钙—PAM混凝，能取得 理想效果。本公司合成了一种新型阳离子PAM，研究了其对细煤粒的絮凝沉降作 用和助滤作用，并用DLVO理论进行了解释，并分别借助投射电子显微镜和扫描 电子显微镜，应用数学形态学理论，实现了机理的定量化研究。
聚丙烯酰胺在处理水厂污泥中的应用
给水厂的污泥主要源于从原水中去除的有机物、无机物、 重金属等杂质及水处理过程中投加的 絮凝剂，污泥的BOD与COD比值小，无机物占污泥的绝大部分。 如果在给水厂采用PAM做絮凝剂，将大大减少污泥的数量和体积。为了改 善污泥脱水性能，在脱水要进行物理调节和化学调节。化学调节中，高分子的 PAM能起到良好的调节作用。
给水厂排泥水处理流程
水泥磨污水污泥处理
污水处理厂污泥的固含量通常在风力发电机安装4%-7%，加入PAM后泥饼的含水率可降至 55%-80%，且过滤速率快，上清液浊度低。 广州大坦沙城市污水处理厂的生化污泥固含量为4.1%，加入1.22%ZPAM， 采用真空吸滤法，泥饼含水率降至75.5%，加入1.22%CPAM，泥饼含水率降至 78.24%。本公司科研人员利用正交试验，对PAC和PAM的投加量、投加方式等因素对污泥脱水效果的影响进行了研究， 结果表明PAC、 PAM的用量分别为240ml/l、 60mg/l， 先加PAC搅拌后再加PAM的脱水效果好，形成的泥饼固含量达到22%。
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