标题：水处理聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺，英文缩写PAM，是一种有机高分子聚合物，为白色或微黄色的粉粒，密度为1.3，具有增稠性、絮凝  聚丙烯酰胺图片性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能，聚丙烯酰胺可分为以下几种类型：阴离子型、阳离子型、非离子型。
聚丙烯酰胺水解度：
所谓聚丙烯酰胺的水解程度是指聚丙烯酰胺溶液中的弱离子与水结合，形成弱碱性或者弱酸性的能力，或者是聚丙烯酰胺水溶液中形成弱酸的强弱和形成弱碱的能力强弱。
对于强酸和强碱，电离度越大对应的酸碱性就越强，而它们的水解程度就越弱。对于一些易溶性的聚丙烯酰胺类来说，电离度越大对应的电离出的离子越多，而它们的水解程度就越弱。一般，电离度大的，它们的水解程度就越弱，相反，电离度小的，水解程度就越大
物理性质
聚丙烯酰胺为白色粉状物，密谋为1.32g/cm3(23度），玻璃化温度为188度，软化温度近于210度，一般方法干燥时含有少量的水，干时又会很快从环境中吸取水分，用冷冻干燥法分离的均聚物是白色松软的非结晶固体，但是当从溶液中沉淀并干燥后则为玻璃状部分透明的固体，完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固体，商品聚丙烯酰胺干燥通常是在适度的条件下干燥的，一般含水量为百分之五至百分之十五，浇铸在玻璃板上制备的高分子膜，则是透明、坚硬、易碎的固体，固体聚丙烯酰胺的物理性质见表：
固体聚丙烯酰胺的物理性质：
性质参数数值外观白色粉末或半透明珠粒或薄片气味无臭密谋（23度）（g/cm3)1.302临界表面张力（10-5N/cm)30~40玻璃化温度（度）165​188​194，204软化温度210热失重（度）初失重，约290​失重70%，约430​失重98%，约555热分解气体​<300度NH3> 300度H2，CO、NH3链结构链的链接具有一般的头——尾结构，少量有些头——头加成，链的立体结构以无规立构为主热稳定性温度超过120度时易分解溶解性溶于水，几乎不溶于有机溶剂，如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯类等，仅在乙二醇、甘油、甲方酰胺、乳酸、丙烯酸中溶解1%左右毒性无毒腐蚀性无腐蚀性吸湿性固体有吸湿性毒性
聚丙烯酰胺本身及其水解体没有毒性，聚丙烯酰胺的毒性来自其残留单体丙烯酰胺(AM)。丙烯酰胺为神经性致毒剂，对神经系统有损伤作用，中毒后表性出肌体无力，运动失调等症状。因此各国卫生部门均有规定聚丙烯酰胺工业产品中残留的丙烯酰胺含量，一般为0.5%---0.05%。聚丙烯酰胺用于工业和城市污水的净化处理方面时，一般允许丙烯酰胺含量0.2%以下，用于直接饮用水处理时，丙烯酰胺含量需在0.05%以下。 　
事实上，关于PAM的毒性早在1965年美国道化学公司McCollister等人就曾做了一份关于AM类聚合物的毒理学研究报告，他们对老鼠和狗进行了一次口服和两年连续口服试验，结果表明，即使饲喂5-10%浓度的高聚物也未发现有任何影响。日本有人曾用代表性的三类PAM进行老鼠试验，其结果(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。标注：【毒性分级(LD50(大鼠一次口服)):<50mg/kg为剧毒、高毒;50-4500mg/kg为低度、中毒;>4500基本无毒】。 　
国际健康卫生组织1985年出生的聚丙烯酰胺标准指出：聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺量控制在0.05%以下并控制用量时，处理后水中的含量将低于0.25ug/L，符合大多数国家的饮用水标准。PAM商品早已被美国环境保护局或食品、药品管理局批准，可用于饮用水、糖汁澄清、水果、蔬菜洗涤等领域。PAM无毒，但PAM的原料单体AM则是有毒性的，尤其是对哺乳动物的神经有损害，因此，欧美国家包括我国都对食品级PAM中的残余单体AM含量有其严格要求，一般要求低于0.05%，应用的最大剂量也是有限制的，但在废水的处理、污泥脱水等领域里的应用，工作人员没有必要担忧PAM的毒性(残单体)对人体的伤害。
阴离子型聚丙烯酰胺
用途：  阴离子型聚丙烯酰胺图片1、 用作絮凝剂，对各种工业废水及城市污水处理、脱色效果较好，但要根据实际情况选用适当的PAM；
2、 用作纸张助留剂和干强剂；
3、 用作吸水剂、保湿剂、保持土壤水分，促进植物生长；
4、 高分子的PAM用于油田第三次采油，通过注聚合物提高水的波及系数，从而提高原油采收率。
阳离子型聚丙烯酰胺
本品为白色颗粒粉剂，是由阳离子单体和丙烯酰胺以不同的比例共聚而成。离子度从20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。
主要用途：
1、 用于污泥脱水；2、用于生活污水和有机废水的处理；3、用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂。用量少、效果好、成本低。特别是和无机絮凝剂复配使用更好。它将成为沿长江、黄河及其他河流流域的自来水厂的高效絮凝剂。
2)用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高 废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。 　
3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。 　
4)造纸用增强剂及其它助剂。 　
5)用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。
高效聚丙烯酰胺与聚丙烯酰胺钾盐的区别？
高效聚丙烯酰胺是以聚丙烯酰胺为主体，引入特定增效离子改性而成，比普通聚丙烯酰胺具有更好的絮凝、脱色、助滤性能。是一种新型、高效、环保净水剂。用来提高水处理过程中沉降、澄清、过滤、离心等工艺的效率。广泛应用于各种工业污水和饮用水的处理。
一、高效聚丙烯酰胺物化性质
水溶性高分子聚电解质，白色晶体，无毒、无味，易吸潮、易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，分子链上带有活性基团，有优异的絮凝作用。
二、高效聚丙烯酰胺产品特性
1、引入了特定增效离子，具有更好的絮凝和脱色性能。
2、用量少，相当于聚丙烯酰胺（PAM）的一半，降低水处理成本。
3、无毒无害，安全环保。
三、高效聚丙烯酰胺主要用途：
1、石油开采领域，主要作为三次采油驱油剂。特高分子量聚丙烯酰胺广泛应用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理。能防止水串，降低摩阻，并提高采收率，其抗盐性能、抗温性能完全能替代同类产品；聚丙烯酰胺在第三次采油中也可用作增稠剂，提高采油率；除此以外，聚丙烯酰胺还可用作钻井泥浆的增稠剂、稳定剂和沉降絮凝剂、水油比控制剂、压裂液添加剂、润滑剂等。
2、废水处理，对带正电荷的金属氧化物沉降有特效，以阴离子为主。
3.生活污水处理，对有机胶体悬浮物沉降有特效，以阳离子为主。
4.造纸，聚丙烯酰胺广泛用于纸张干、湿增强剂，助留阻滤剂、表面增强剂和纤维分散剂。具有很好的抗白水性，能适用于各种苛刻的PH条件，适应于各类纸张的生产过程。可以有效提高纸张的强度，改善纸页的均匀度，并有助于提高产量，大量节约工艺用水。聚丙烯酰胺可使纸张的湿纸拉力提高20-30倍，干纸拉力提高50%，主要以阳离子为主。
非离子聚丙烯酰胺
非离子聚丙烯酰胺是用丙烯酰胺均聚而成。纯度高，溶解性能好，分子量高。经红外线光谱分析，该产品链结上不但有丙烯酰胺水解后的“羧基阴电荷，而且还有乙烯基阳电荷。
用途
1、污水处理剂 当悬浮性污水显酸性时，采用非离子聚丙烯酰胺用聚凝剂为合适。这时PAM起吸附架桥作用。使悬浮的粒子产生絮沉淀，达到净化污水的目的。也可以用于自来水的净化，尤其是和无机絮凝剂配合使用，在水处理中效果最佳。
2、防沙固沙将非离子聚丙烯酰胺溶成0.3%浓度加入交联剂，喷洒在沙漠上可起到防沙固沙的作用。
3、油离调剂堵水剂 非离子聚丙烯酰胺和木质纤维素配合，加入一定的化学助剂，广泛用作油田调剖堵水剂。
4、土壤保湿剂 用作土壤保湿剂和各种改性聚丙烯酰胺的基础原料
合成及工艺
聚丙烯酰胺PAM的合成及工艺
聚丙烯酰胺PAM：由丙烯腈与水在骨架铜催化剂作用下直接反应生成聚丙烯酰胺再经离子交换聚合干燥，等工序即得成品，工艺简介如下：[1]
骨架铜催化剂
1、催化水合CH2=CHCN+H2O湿度CH2=CHCONH2
2、聚合nCH2=CHCONH2-引发剂-CH2CHCONH2
使用特性
絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。 
粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。 
降阻性：PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50-80%。 
增稠性：PAM在中性和酸性条件下均有增稠作用，当PH值在10°C 以上PAM易水解，呈半网状结构时，增稠将更明显。
使用方法
1．溶解方法使用前先将固体颗粒溶解成1‰-5‰浓度的水溶液，以便迅速发挥效力．在加药时，应采取渐次性家药方式，慢慢的投如水中，便之均匀的在水中分散，溶解. 
2．水处理聚丙烯酰胺溶解液的添加通常是添加约O．5‰-1‰的水溶液，但在悬浊液的高浓度和高粘度的场合，建议将水溶液进一步，稀释成为O.1‰，则将容易混合而发挥充分的效果． 
3．阳离子水处理聚丙烯酰胺较阴离子分子量偏低因而粘度也较阴离子弱，故阳离子，非离子配比浓度标准要比阴离子略高．(视情况而定，同样可以依据水浓度适当调整浓度浊度高，浓度低．浊度低可以以适当增加浓度)建议浓度为5‰一1%． 
4．溶解时，应注意将产品均匀的慢慢地加入带搅拌和加热措施的溶解器中，应避免结固，溶液在适宜温度下配制，并应避免长时间过剧的机械剪切．建议搅拌器60—200转/min，否则会导致聚合物降解，影响使用效果． 
5．水处理聚丙烯酰胺水溶液应做到现用现配，当溶解液长时问放置，其性能将会视水质的情况而逐渐降低． 
6．在对悬浊液添家絮凝剂水溶液之后，如果长时间激烈地进行搅拌的话，将会破坏已经形成的絮凝物． 
水处理聚丙烯酰胺的应用 
水处理聚丙烯酰胺(PAM)是阴离子、非离子和阳离子型聚合物，用来提高水处理过程中沉降、澄清、过滤、离心等工艺的效率。
主要用途
1、污水处理[2]
在使用铝盐、铁盐等各种无机混凝剂、絮凝剂的污水处理系统内，如需要处理的水量超过了澄清池的处理能力或由于其它因素造成水中絮体来不及沉降而外漂，只需添加0.1－2ppm的PAM助凝，即可明显提高沉降效果。而且，处理后水的COD和色度指标也会有明显的改善。需要注意的是所用的无机混凝剂或絮凝剂须与本品有较好的适配性。 
2、污泥浓缩
使用0.3-2ppm可以减小生化池和污泥浓缩池内污泥和水的比列，提高了生化池和污泥浓缩池的利用率。可将污泥浓度由3-10g/L提高到30-100g/L,大大减小了下一步污泥脱水过程的污泥体积，提高了污泥脱水设备和人员的效率。 
3、污泥脱水
各种浓缩后的污泥须使用水处理聚丙烯酰胺进行脱水干涸。污泥脱水过程中水处理聚丙烯酰胺的型号和投加量以及脱水后泥饼的干燥度视污泥种类的不同而不同，故须对各种不同型号的水处理聚丙烯酰胺产品进行试验和选择。 
水处理聚丙烯酰胺能满足各种需求高分子量絮凝剂可通过中和胶体颗粒上的表面带电电荷并使单个颗粒变得不稳定来促进絮凝作用。然后颗粒被絮凝聚合体中所吸附，从而在颗粒间起到活性官能基架桥作用，再絮凝形成较大的絮状物。 它们不但能够满足这些基本功能，而且为了满足不同用途发挥最大效应而准备了非离子性、阴离子性与阳离子性的絮凝剂高分子量絮凝聚合体使用方法。
1、选择聚合体絮凝剂 
（1）聚合体絮凝剂的效果 
聚合体絮凝剂的效果根据被处理原水的状态而有所不同。原水中悬浮物的种类、大小、浓度及PH等都会依水质而不同。另外需要注意的是，这些条件通常也会不断地发生变化。众所周知，搅拌条件也会影响絮状物形成的状态。因此，为了获得最佳结果，我们需要调整PH值和搅拌条件。需要使用的高分子量絮凝聚合体将因絮凝沉淀、加压气浮、污泥脱水及其它处理目的而有所不同。为了选择最佳的絮凝剂，用户必须考虑到上述因素，并作出与实际使用条件极其相似的选定试验。 
（2）试验方法 
试验步骤因处理方式的不同而各不相同。但在一般条件下，需要处理的原水被倒入一量筒内，并静置一小时。如果大部分污泥已经沉淀，则可以单独使用高分子量絮凝聚合体进行处理。 使用具有代表性的阴离子、非离子及阳离子高分子量絮凝剂开始试验。选择能够产生稳定絮状物的絮凝剂。区别其离子是阴离子还是阳离子。然后通过对比弱、中、强阴离子以及阳离子来确定选用最佳的絮凝剂类型。 确定适当的絮凝剂类型后，从该类型中选择两到三种产品。确定最佳产品的剂量，以产生最佳沉淀速度、透明度和脱水效果。 
（3）与其它化学品组合使用 如果单独使用高分子量絮凝剂未能产生预期效果，则可通过与硫酸铝、聚氯化铝和其它无机絮凝剂组合使用的方法来改善其效果。 此外，根据不同的污泥类型，使用阳离子高分子量絮凝剂代替无机絮凝剂也可能产生较好的效果。添加这些化学品时，无机絮凝剂通常首先加入并搅拌，然后再混合高分子絮凝剂。 
2、溶解高分子量絮凝剂 
（1）使用自动高度分散溶解器 
絮凝剂必须分散和谨慎溶解，避免因粉末表面迅速溶解而导致了粒子间相互附着，造成了粒子内部未能溶解的“鱼眼”。因此，通常的做法是使用各种类型的分散溶解器。如果不使用粉末分散溶解器，则应按照下列步骤进行溶解操作。 
（2）不同分散溶解器 
加水至溶解槽容积的一半。 
用搅拌器进行搅拌，将称重过的絮凝剂沿搅拌产生的旋涡边缘平静且迅速地倒入。在溶液的粘性变大之前，絮凝剂与溶剂完全混合非常重要。如果溶液的粘性太大，则会产生结块现象。 加水至指定位置，并调整到特定浓度。 继续搅拌直至高分子量絮凝聚合体完全溶解。 
（3）分散溶解絮凝剂时应注意项目 
水处理聚丙烯酰胺溶解时间 根据下列情况，溶解絮凝剂所需的时间会有所不同： 
a. 高分子量絮凝聚合体的类型； 
b. 溶解絮凝剂所用的水质； 
c. 水温； 
d. 搅拌效率。 
但是，大多数絮凝剂通常需要约1小时的搅拌时间才能使粉末充分溶解。絮凝剂混合不充分或者结块可能影响絮凝剂的性能，甚至可能产生沉积和阻塞管道和泵。 
水处理聚丙烯酰胺搅拌速度 
搅拌速度的理想转速为每分钟200至400转。我们建议不要使用无法降低马达旋转速度的高速搅拌器。因为它可能破坏絮凝剂分子。对于容积为1～2立方米的混合槽，其理想搅拌器的马达功率应为1马力。 
水处理聚丙烯酰胺溶解速度 
阴离子和非离子絮凝剂通常溶解于浓度为0.1%的溶剂中，阳离子絮凝剂则可溶解于浓度为0.2%的溶剂中。也可以略高的浓度开始溶解，然后在使用前立即稀释絮凝剂混合液。
行业发展前景
尽管全球聚丙烯酰胺市场在2009年受金融危机的影响呈现衰退迹象，但2011年今后将逐渐回暖，到2015年，市场规模将达到25.1亿美元。市场发展的主要动力来自于下游行业的复苏、行业环保政策要求与产品相关的技术服务带来的利润以及新兴市场的快速成长等。　 　
预计，2012～2018年，聚丙烯酰胺在石油开采、采矿、造纸及水处理四大应用领域的市场将以7.2%的年均复合增长率持续增长。 　
在石油开采工业中，聚丙烯酰胺被用于钻井凝聚剂使用，也被用于三次采油。原油开采成本不断增加，当达到一定的水平时，公司必须采取三次采油工艺来平衡价格。钻井和勘探活动的复苏也会促进聚丙烯酰胺消费增长。 　
聚丙烯酰胺在采矿工业中的应用也十分广泛，不但可以分离矿物和矿石，还可以作为絮凝剂应用于废水处理，以及密封采矿管道等。由于复杂的定价结构，采矿活动日益活跃，南美钴、煤、铜、黄金、钻石和铁矿砂的市场需求也在上升，这将推动全球聚丙烯酰胺市场的增长。