水處理聚丙烯醯胺

水處理聚丙烯醯胺，代號PAM，是一種有機高分子聚合物，為白色或微黃色的粉粒，密度為1.3具有增稠性、絮凝性、耐剪下性、降阻性、分散性等寶貴性能，聚丙烯醯胺可分為以下幾種類型：陰離子型、陽離子型、非離子型。水處理聚丙烯醯胺是由丙烯腈與水在骨架銅催化劑作用下直接反應生成水處理聚丙烯醯胺再經離子交換聚合乾燥，等工序即得成品。

基本介紹

• 中文名：水處理聚丙烯醯胺
• 密度：1.3
• 外觀：白色或微黃色的粉粒
• 類別：有機高分子聚合物

聚丙烯醯胺

聚丙烯醯胺，英文縮寫PAM，是一種有機高分子聚合物，為白色或微黃色的粉粒，密度為1.3，具有增稠性、絮凝性、耐剪下性、降阻性、分散性等寶貴性能，聚丙烯醯胺可分為以下幾種類型：陰離子型、陽離子型、非離子型。

聚丙烯醯胺圖片

聚丙烯醯胺水解度：

所謂聚丙烯醯胺的水解程度是指聚丙烯醯胺溶液中的弱離子與水結合，形成弱鹼性或者弱酸性的能力，或者是聚丙烯醯胺水溶液中形成弱酸的強弱和形成弱鹼的能力強弱。

對於強酸和強鹼，電離度越大對應的酸鹼性就越強，而它們的水解程度就越弱。對於一些易溶性的聚丙烯醯胺類來說，電離度越大對應的電離出的離子越多，而它們的水解程度就越弱。一般，電離度大的，它們的水解程度就越弱，相反，電離度小的，水解程度就越大

物理性質

聚丙烯醯胺為白色粉狀物，密謀為1.32g/cm3(23度），玻璃化溫度為188度，軟化溫度近於210度，一般方法乾燥時含有少量的水，乾時又會很快從環境中吸取水分，用冷凍乾燥法分離的均聚物是白色鬆軟的非結晶固體，但是當從溶液中沉澱並乾燥後則為玻璃狀部分透明的固體，完全乾燥的聚丙烯醯胺PAM是脆性的白色固體，商品聚丙烯醯胺乾燥通常是在適度的條件下乾燥的，一般含水量為百分之五至百分之十五，澆鑄在玻璃板上製備的高分子膜，則是透明、堅硬、易碎的固體，固體聚丙烯醯胺的物理性質見表：

固體聚丙烯醯胺的物理性質：

性質參數	數值
外觀	白色粉末或半透明珠粒或薄片
氣味	無臭
密謀（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
鏈結構	鏈的連結具有一般的頭——尾結構，少量有些頭——頭加成，鏈的立體結構以無規立構為主
熱穩定性	溫度超過120度時易分解
溶解性	溶於水，幾乎不溶於有機溶劑，如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯類等，僅在乙二醇、甘油、甲方醯胺、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

聚丙烯醯胺本身及其水解體沒有毒性，聚丙烯醯胺的毒性來自其殘留單體丙烯醯胺(AM)。丙烯醯胺為神經性致毒劑，對神經系統有損傷作用，中毒後表性出肌體無力，運動失調等症狀。因此各國衛生部門均有規定聚丙烯醯胺工業產品中殘留的丙烯醯胺含量，一般為0.5%---0.05%。聚丙烯醯胺用於工業和城市污水的淨化處理方面時，一般允許丙烯醯胺含量0.2%以下，用於直接飲用水處理時，丙烯醯胺含量需在0.05%以下。

事實上，關於PAM的毒性早在1965年美國道化學公司McCollister等人就曾做了一份關於AM類聚合物的毒理學研究報告，他們對老鼠和狗進行了一次口服和兩年連續口服試驗，結果表明，即使飼餵5-10%濃度的高聚物也未發現有任何影響。日本有人曾用代表性的三類PAM進行老鼠試驗，其結果(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。標註：【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】。

國際健康衛生組織1985年出生的聚丙烯醯胺標準指出：聚丙烯醯胺中殘留丙烯醯胺量控制在0.05%以下並控制用量時，處理後水中的含量將低於0.25ug/L，符合大多數國家的飲用水標準。PAM商品早已被美國環境保護局或食品、藥品管理局批准，可用於飲用水、糖汁澄清、水果、蔬菜洗滌等領域。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有損害，因此，歐美國家包括我國都對食品級PAM中的殘餘單體AM含量有其嚴格要求，一般要求低於0.05%，套用的最大劑量也是有限制的，但在廢水的處理、污泥脫水等領域裡的套用，工作人員沒有必要擔憂PAM的毒性(殘單體)對人體的傷害。

陰離子型聚丙烯醯胺

用途：1、 用作絮凝劑，對各種工業廢水及城市污水處理、脫色效果較好，但要根據實際情況選用適當的PAM；

陰離子型聚丙烯醯胺圖片

2、 用作紙張助留劑和乾強劑；

3、 用作吸水劑、保濕劑、保持土壤水分，促進植物生長；

4、 高分子的PAM用於油田第三次採油，通過注聚合物提高水的波及係數，從而提高原油採收率。

陽離子型聚丙烯醯胺

本品為白色顆粒粉劑，是由陽離子單體和丙烯醯胺以不同的比例共聚而成。離子度從20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解於水且不溶於有機溶劑。特別適用於城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業污泥的脫水處理。

主要用途：

1、 用於污泥脫水；2、用於生活污水和有機廢水的處理；3、用於以江河水源的自來水廠的水處理絮凝劑。用量少、效果好、成本低。特別是和無機絮凝劑復配使用更好。它將成為沿長江、黃河及其他河流流域的自來水廠的高效絮凝劑。

2)用於生活污水和有機廢水的處理，本產品在配性或鹼性介質中均呈現陽電性，這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進行絮凝沉澱，澄清很有效。如生產糧食酒精廢水，造紙廢水，城市污水處理廠的廢水，啤酒廢水，味素廠廢水，製糖廢水，有機含量高 廢水、飼料廢水，紡織印染廢水等，用陽離子聚丙烯醯胺要比用陰離子、非離子聚丙烯醯胺或無機鹽類效果要高數倍或數十倍，因為這類廢水普遍帶陰電荷。

3)用於以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑，用量少，效果好，成本低，特別是和無機絮凝劑複合使用效果更好，它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。

4)造紙用增強劑及其它助劑。

5)用於油田經學助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。

高效聚丙烯醯胺與聚丙烯醯胺鉀鹽的區別？

高效聚丙烯醯胺是以聚丙烯醯胺為主體，引入特定增效離子改性而成，比普通聚丙烯醯胺具有更好的絮凝、脫色、助濾性能。是一種新型、高效、環保淨水劑。用來提高水處理過程中沉降、澄清、過濾、離心等工藝的效率。廣泛套用於各種工業污水和飲用水的處理。

一、高效聚丙烯醯胺物化性質

水溶性高分子聚電解質，白色晶體，無毒、無味，易吸潮、易溶於水，不溶於乙醇、丙酮等有機溶劑，分子鏈上帶有活性基團，有優異的絮凝作用。

二、高效聚丙烯醯胺產品特性

1、引入了特定增效離子，具有更好的絮凝和脫色性能。

2、用量少，相當於聚丙烯醯胺（PAM）的一半，降低水處理成本。

3、無毒無害，安全環保。

三、高效聚丙烯醯胺主要用途：

1、石油開採領域，主要作為三次採油驅油劑。特高分子量聚丙烯醯胺廣泛套用於石油工業、採油、鑽井泥漿、廢泥漿處理。能防止水串，降低摩阻，並提高採收率，其抗鹽性能、抗溫性能完全能替代同類產品；聚丙烯醯胺在第三次採油中也可用作增稠劑，提高採油率；除此以外，聚丙烯醯胺還可用作鑽井泥漿的增稠劑、穩定劑和沉降絮凝劑、水油比控制劑、壓裂液添加劑、潤滑劑等。

2、廢水處理，對帶正電荷的金屬氧化物沉降有特效，以陰離子為主。

3.生活污水處理，對有機膠體懸浮物沉降有特效，以陽離子為主。

4.造紙，聚丙烯醯胺廣泛用於紙張乾、濕增強劑，助留阻濾劑、表面增強劑和纖維分散劑。具有很好的抗白水性，能適用於各種苛刻的PH條件，適應於各類紙張的生產過程。可以有效提高紙張的強度，改善紙頁的均勻度，並有助於提高產量，大量節約工藝用水。聚丙烯醯胺可使紙張的濕紙拉力提高20-30倍，乾紙拉力提高50%，主要以陽離子為主。

非離子聚丙烯醯胺

非離子聚丙烯醯胺是用丙烯醯胺均聚而成。純度高，溶解性能好，分子量高。經紅外線光譜分析，該產品鏈結上不但有丙烯醯胺水解後的“羧基陰電荷，而且還有乙烯基陽電荷。

用途

1、污水處理劑 當懸浮性污水顯酸性時，採用非離子聚丙烯醯胺用聚凝劑為合適。這時PAM起吸附架橋作用。使懸浮的粒子產生絮沉澱，達到淨化污水的目的。也可以用於自來水的淨化，尤其是和無機絮凝劑配合使用，在水處理中效果最佳。

2、防沙固沙將非離子聚丙烯醯胺溶成0.3%濃度加入交聯劑，噴灑在沙漠上可起到防沙固沙的作用。

3、油離調劑堵水劑 非離子聚丙烯醯胺和木質纖維素配合，加入一定的化學助劑，廣泛用作油田調剖堵水劑。

4、土壤保濕劑 用作土壤保濕劑和各種改性聚丙烯醯胺的基礎原料

合成及工藝

聚丙烯醯胺PAM的合成及工藝

聚丙烯醯胺PAM：由丙烯腈與水在骨架銅催化劑作用下直接反應生成聚丙烯醯胺再經離子交換聚合乾燥，等工序即得成品，工藝簡介如下：

骨架銅催化劑

1、催化水合CH2=CHCN+H2O濕度CH2=CHCONH2

2、聚合nCH2=CHCONH2-引發劑-CH2CHCONH2

使用特性

絮凝性：PAM能使懸浮物質通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。

粘合性：能通過機械的、物理的、化學的作用，起粘合作用。

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%。

增稠性：PAM在中性和酸性條件下均有增稠作用，當PH值在10°C 以上PAM易水解，呈半網狀結構時，增稠將更明顯。

使用方法

1．溶解方法使用前先將固體顆粒溶解成1‰-5‰濃度的水溶液，以便迅速發揮效力．在加藥時，應採取漸次性家藥方式，慢慢的投如水中，便之均勻的在水中分散，溶解.

2．水處理聚丙烯醯胺溶解液的添加通常是添加約O．5‰-1‰的水溶液，但在懸濁液的高濃度和高粘度的場合，建議將水溶液進一步，稀釋成為O.1‰，則將容易混合而發揮充分的效果．

3．陽離子水處理聚丙烯醯胺較陰離子分子量偏低因而粘度也較陰離子弱，故陽離子，非離子配比濃度標準要比陰離子略高．(視情況而定，同樣可以依據水濃度適當調整濃度濁度高，濃度低．濁度低可以以適當增加濃度)建議濃度為5‰一1%．

4．溶解時，應注意將產品均勻的慢慢地加入帶攪拌和加熱措施的溶解器中，應避免結固，溶液在適宜溫度下配製，並應避免長時間過劇的機械剪下．建議攪拌器60—200轉/min，否則會導致聚合物降解，影響使用效果．

5．水處理聚丙烯醯胺水溶液應做到現用現配，當溶解液長時問放置，其性能將會視水質的情況而逐漸降低．

6．在對懸濁液添家絮凝劑水溶液之後，如果長時間激烈地進行攪拌的話，將會破壞已經形成的絮凝物．

水處理聚丙烯醯胺的套用

水處理聚丙烯醯胺(PAM)是陰離子、非離子和陽離子型聚合物，用來提高水處理過程中沉降、澄清、過濾、離心等工藝的效率。

主要用途

1、污水處理

在使用鋁鹽、鐵鹽等各種無機混凝劑、絮凝劑的污水處理系統內，如需要處理的水量超過了澄清池的處理能力或由於其它因素造成水中絮體來不及沉降而外漂，只需添加0.1－2ppm的PAM助凝，即可明顯提高沉降效果。而且，處理後水的COD和色度指標也會有明顯的改善。

2、污泥濃縮

使用0.3-2ppm可以減小生化池和污泥濃縮池內污泥和水的比列，提高了生化池和污泥濃縮池的利用率。可將污泥濃度由3-10g/L提高到30-100g/L,大大減小了下一步污泥脫水過程的污泥體積，提高了污泥脫水設備和人員的效率。

3、污泥脫水

各種濃縮後的污泥須使用水處理聚丙烯醯胺進行脫水乾涸。污泥脫水過程中水處理聚丙烯醯胺的型號和投加量以及脫水後泥餅的乾燥度視污泥種類的不同而不同，故須對各種不同型號的水處理聚丙烯醯胺產品進行試驗和選擇。

水處理聚丙烯醯胺能滿足各種需求高分子量絮凝劑可通過中和膠體顆粒上的表面帶電電荷並使單個顆粒變得不穩定來促進絮凝作用。然後顆粒被絮凝聚合體中所吸附，從而在顆粒間起到活性官能基架橋作用，再絮凝形成較大的絮狀物。 它們不但能夠滿足這些基本功能，而且為了滿足不同用途發揮最大效應而準備了非離子性、陰離子性與陽離子性的絮凝劑高分子量絮凝聚合體使用方法。

1、選擇聚合體絮凝劑

（1）聚合體絮凝劑的效果

聚合體絮凝劑的效果根據被處理原水的狀態而有所不同。原水中懸浮物的種類、大小、濃度及PH等都會依水質而不同。另外需要注意的是，這些條件通常也會不斷地發生變化。眾所周知，攪拌條件也會影響絮狀物形成的狀態。因此，為了獲得最佳結果，我們需要調整PH值和攪拌條件。需要使用的高分子量絮凝聚合體將因絮凝沉澱、加壓氣浮、污泥脫水及其它處理目的而有所不同。為了選擇最佳的絮凝劑，用戶必須考慮到上述因素，並作出與實際使用條件極其相似的選定試驗。

（2）試驗方法

試驗步驟因處理方式的不同而各不相同。但在一般條件下，需要處理的原水被倒入一量筒內，並靜置一小時。如果大部分污泥已經沉澱，則可以單獨使用高分子量絮凝聚合體進行處理。 使用具有代表性的陰離子、非離子及陽離子高分子量絮凝劑開始試驗。選擇能夠產生穩定絮狀物的絮凝劑。區別其離子是陰離子還是陽離子。然後通過對比弱、中、強陰離子以及陽離子來確定選用最佳的絮凝劑類型。 確定適當的絮凝劑類型後，從該類型中選擇兩到三種產品。確定最佳產品的劑量，以產生最佳沉澱速度、透明度和脫水效果。

（3）與其它化學品組合使用 如果單獨使用高分子量絮凝劑未能產生預期效果，則可通過與硫酸鋁、聚氯化鋁和其它無機絮凝劑組合使用的方法來改善其效果。 此外，根據不同的污泥類型，使用陽離子高分子量絮凝劑代替無機絮凝劑也可能產生較好的效果。添加這些化學品時，無機絮凝劑通常首先加入並攪拌，然後再混合高分子絮凝劑。

2、溶解高分子量絮凝劑

（1）使用自動高度分散溶解器

絮凝劑必須分散和謹慎溶解，避免因粉末表面迅速溶解而導致了粒子間相互附著，造成了粒子內部未能溶解的“魚眼”。因此，通常的做法是使用各種類型的分散溶解器。如果不使用粉末分散溶解器，則應按照下列步驟進行溶解操作。

（2）不同分散溶解器

加水至溶解槽容積的一半。

用攪拌器進行攪拌，將稱重過的絮凝劑沿攪拌產生的旋渦邊緣平靜且迅速地倒入。在溶液的粘性變大之前，絮凝劑與溶劑完全混合非常重要。如果溶液的粘性太大，則會產生結塊現象。 加水至指定位置，並調整到特定濃度。 繼續攪拌直至高分子量絮凝聚合體完全溶解。

（3）分散溶解絮凝劑時應注意項目

水處理聚丙烯醯胺溶解時間 根據下列情況，溶解絮凝劑所需的時間會有所不同：

a. 高分子量絮凝聚合體的類型；

b. 溶解絮凝劑所用的水質；

c. 水溫；

d. 攪拌效率。

但是，大多數絮凝劑通常需要約1小時的攪拌時間才能使粉末充分溶解。絮凝劑混合不充分或者結塊可能影響絮凝劑的性能，甚至可能產生沉積和阻塞管道和泵。

水處理聚丙烯醯胺攪拌速度

攪拌速度的理想轉速為每分鐘200至400轉。我們建議不要使用無法降低馬達旋轉速度的高速攪拌器。因為它可能破壞絮凝劑分子。對於容積為1～2立方米的混合槽，其理想攪拌器的馬達功率應為1馬力。

水處理聚丙烯醯胺溶解速度

陰離子和非離子絮凝劑通常溶解於濃度為0.1%的溶劑中，陽離子絮凝劑則可溶解於濃度為0.2%的溶劑中。也可以略高的濃度開始溶解，然後在使用前立即稀釋絮凝劑混合液。

行業發展前景

儘管全球聚丙烯醯胺市場在2009年受金融危機的影響呈現衰退跡象，但2011年今後將逐漸回暖，到2015年，市場規模將達到25.1億美元。市場發展的主要動力來自於下遊行業的復甦、行業環保政策要求與產品相關的技術服務帶來的利潤以及新興市場的快速成長等。

預計，2012～2018年，聚丙烯醯胺在石油開採、採礦、造紙及水處理四大套用領域的市場將以7.2%的年均複合增長率持續增長。

在石油開採工業中，聚丙烯醯胺被用於鑽井凝聚劑使用，也被用於三次採油。原油開採成本不斷增加，當達到一定的水平時，公司必須採取三次採油工藝來平衡價格。鑽井和勘探活動的復甦也會促進聚丙烯醯胺消費增長。

聚丙烯醯胺在採礦工業中的套用也十分廣泛，不但可以分離礦物和礦石，還可以作為絮凝劑套用於廢水處理，以及密封採礦管道等。由於複雜的定價結構，採礦活動日益活躍，南美鈷、煤、銅、黃金、鑽石和鐵礦砂的市場需求也在上升，這將推動全球聚丙烯醯胺市場的增長。