聚丙烯酰胺
中文別名：簡稱PAM；聚丙烯醯胺；聚丙烯酰胺；三號凝聚劑；陰離子聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺膠體Ⅱ型；聚丙烯酰胺膠體Ⅰ型；聚丙烯酰胺(膠體)；聚丙烯酰胺膠體II型
英文名稱：Poly(acrylamide)
英文別名：Polyacrylamide absorbent Gel; Polyacrylamide solution; Acrylamide resin (low M.Wt.; Acrylamide resin (high M.Wt.); Acrylamide gel solution; Polyacrylamide,hydrolyzed; Polyacrylamide; PAM
CAS:9003-05-8分子式:(C3H5NO)n 分子量:71.07
簡 稱：PAM 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）單體經自由基引發聚合而成的水溶性線性高分子聚合物，不溶于大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
聚丙烯酰胺目數：目數是指物料的粒度或粗細度,目數是單位面積上的方格數.一般定義是指在1英寸*1英寸的面積內有多少個網孔數,即篩網的網孔數。如600目是每平方英寸有600個方網孔，聚丙烯酰胺的目數20目~80目，也就是0.85mm~0.2mm之間，這是顆粒狀的聚丙烯酰胺的目數大小，粉狀聚丙烯酰胺的目數大小可控制在100目左右，目數越大的聚丙烯酰胺越容易溶解，單憑聚丙烯酰胺目數的大小是無法衡量產品的好壞的！
物理性質
聚丙烯酰胺為白色粉狀物，密度為1.32g/cm3(23度），玻璃化溫度為188度，軟化溫度近于210度，一般方法干燥時含有少量的水，干時又會很快從環境中吸取水分，用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結晶固體，但是當從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體，完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體，商品聚丙烯酰胺干燥通常是在適度的條件下干燥的，一般含水量為百分之五至百分之十五，澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜，則是透明、堅硬、易碎的固體，固體聚丙烯酰胺的物理性質見表：
固體聚丙烯酰胺的物理性質：
性質參數 |
數值 |
外觀 |
白色粉末或半透明顆粒 |
氣味 |
無臭 |
密度（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 |
鏈的鏈接具有一般的頭——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 |
溶于水，幾乎不溶于有機溶劑，如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯類等，僅在乙二醇、甘油、甲方酰胺、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
聚丙烯酰胺本身及其水解體沒有毒性，聚丙烯酰胺的毒性來自其殘留單體丙烯酰胺(AM)。丙烯酰胺為神經性
致毒劑，對神經系統有損傷作用，中毒后表性出肌體無力，運動失調等癥狀。因此各國衛生部門均有規定聚丙烯酰胺工業產品中殘留的丙烯酰胺含量，一般為0.5%---0.05%。聚丙烯酰胺用于工業和城市污水的凈化處理方面時，一般允許丙烯酰胺含量0.2%以下，用于直接飲用水處理時，丙烯酰胺含量需在0.05%以下。
關于聚丙烯酰胺的毒性，某些陽離子型聚丙烯酰胺的情況就復雜得多，這是因為陽離子型聚丙烯酰胺引入的氨基類等基團，其毒性往往數十至數百倍地高于陰離子型和非離子型，他們的慢性毒性正進一步研究中。
事實上，關于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于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，即使飼喂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。標注：【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年出生的聚丙烯酰胺標準指出：聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺量控制在0.05%以下并控制用量時，處理后水中的含量將低于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、藥品管理局批準，可用于飲用水、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中的殘余單體AM含量有其嚴格要求，一般要求低于0.05%，應用的最大劑量也是有限制的，但在廢水的處理、污泥脫水等領域里的應用，工作人員沒有必要擔憂PAM的毒性(殘單體)對人體的傷害。
氣浮用聚丙烯酰胺：
首先了解下哪些行業常用到氣浮行業，氣浮多是針對二級生物處理的深度處理，目前最常見的行業是針對含油污水隔油后的補充處理。氣浮法可以有效地用于活性污泥的濃縮；污水中懸浮雜質的去除。氣浮選用陰離子的聚丙烯酰胺效果比較好，特別是部分回流溶氣氣浮法，兼備全回流、全溶氣氣浮的工藝優點，而相比布氣氣浮法具有處理污水量大，處理效果高的特點；相比電解氣浮法具有節省電能和運行費用較低的優點，適合現代企業節能、環保、減耗、增效的要求。
石油開采是目前國內PAM用量最大的領域，其消費量占國內總需求量的56%。我國許多大型油田如大慶、勝利、中原、華北、遼河、大港等已進入開采中后期，為了穩定油田產量一般采用3次采油技術。大慶油田已工業性推廣應用聚合物驅油技術，勝利、遼河油田也進行了聚合物驅油試驗，取得了較
好的增油效果。水處理是國內PAM第二大消費領域，目前占總消費量的26%。由于成本因素，目前應用還不普遍。在城市污水處理方面，PAM主要用于污泥脫水，少部分用于廢水澄清。在未來的幾年，大部分城市污水處理廠將會采用PAM作絮凝劑。PAM在造紙行業中主要用作助留劑、干增強劑和廢水處理的絮凝劑。我國是造紙生產和消費大國，紙張產量居世界第3位，紙制品的實際消費量居世界第2位，對造紙助劑的需求非常旺盛。另外PAM在采礦、冶金、煤炭、高吸水性樹脂、粘合劑、皮革復鞣劑等領域也得到利用。
由于我國PAM主要用于油田企業，所以石油化工企業成為生產PAM的主力軍，引進PAM生產線本身的高成本、PAM的高市場價格及石油化工企業的實力決定其成為生產PAM的主力。目前美國、日本
、歐洲是PAM的主要生產和消費國，其生產能力大約占世界總生產能力的85%。國外主要PAM的生產商家有美國汽巴特種化學品公司、美國道化學公司、氰胺公司、馬拉松石油公司、納爾科公司，日本的聚丙烯酰胺公司、日東化學公司、三井化學公司、三菱化成公司、Arakawa公司、Harimo公司，英國的汽巴特種化學品公司，法國SNF圣泰公司，德國的斯托豪森公司、納爾科公司、巴斯公司和芬蘭賽特公司等。我國PAM產品的開發始于20世紀50年代末期，1962年上海天原化工廠建成我國第一套PAM生產裝置，生產水溶膠產品。目前國內生產廠家有100多家。
國內由于生產技術上的原因，一般采用間歇式生產工藝，能耗大、效率低、成本高，這樣限制了其品種的發展，國內PAM的品種主要是干粉和膠體，也有極少部分的乳液，而不像國外那樣有乳液、懸乳液、粉狀及球狀等多種形式。國外專利型產品多，其中陽離子PAM產品占50%以上，而我國相應地比較缺乏，主要靠進口解決。
S24/25Avoid contact with skin and eyes.
避免與皮膚和眼睛接觸。
陽離子聚丙烯酰胺使用注意事項：
1、絮團的大小：絮團太小會影響排水的速度，絮團太大會使絮團約束較多水而降低泥餅干度。經過選擇聚丙烯酰胺的分子量能夠調整絮團的大小。
2、污泥特性。第一點理解污泥的來源，特性以及成分，所占比重。依據性質的不同，污泥可分為有機和無機污泥兩種。陽離子聚丙烯酰胺用于處置有機污泥，相對的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑用于無機污泥，堿性很強時用陽離子聚丙烯酰胺，而酸性很強時不宜用陰離子聚丙烯酰胺，固含量高時污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。
3、絮團強度：絮團在剪切作用下應堅持穩定而不破碎。進步聚丙烯酰胺分子量或者選擇適宜的分子構造有助于進步絮團穩定性。
4、聚丙烯酰胺的離子度：針對脫水的污泥，可用不同離子度的絮凝劑經過先做小試停止挑選，選出最佳適宜的聚丙烯酰胺，這樣即能夠獲得最佳絮凝劑效果，又可使加藥量最少，節約本錢。
5、聚丙烯酰胺的溶解：溶解良好才干發充沛發揮絮凝作用。有時需求加快溶解速度，這時可思索進步聚丙烯酰胺溶液的濃度。
聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁可以同時使用嗎
其實在平時處理污水的時候，有些污水，使用單一的一種絮凝劑是達不到效果的，必須兩種結合使用，在使用無機絮凝劑PAC和聚丙烯酰胺復合絮凝劑處理污水會達到更好的效果，但是添加藥劑的時候要注意順序，順序不正確，也是達不到效果.
聚丙烯酰胺和其它絮凝劑混合使用添加的順序方法：
在使用復合絮凝劑的時候必須注意添加的先后順序和投加時間間隔！PAC與PAM聯合使用就是讓PAC先完成中和電荷/膠體脫穩形成細小絮體之后，進一步加大絮體體積有利于充分沉淀。由于聚合氯化鋁PAC反應時間很短，所以加入后需要強烈的混合，PAM作用時間要長，混合注意先強后弱——先強是為了混合均勻后弱是為了避免破壞絮體！聚丙烯酰胺屬于絮凝劑，聚合氯化鋁屬于混凝劑，一般情況下是先加混凝劑再加聚丙烯酰胺，但為了保險起見，還是建議大家通過實驗效果來確定添加的順序！加藥點、加藥量、加藥時間以及混合強度需要實驗確定，切記千萬不能把他們兩種藥劑放在一起使用，否則會影響效果，增大使用成本。
聚丙烯酰胺絮凝劑失效的判斷方法
經常遇到很多污水處理廠，特別是南方地區，由于氣候潮濕，一些污水廠的聚丙烯酰胺因堆放久了或者是包裝口沒有扎緊導致吸潮結塊，針對聚丙烯酰胺絮凝劑結塊情況，很多人有疑問，是不是失效了，還可不可以再用，其實像這種情況只要你能把它溶開，水溶液有粘度，是沒有失效，但結塊后的聚丙烯酰胺是很難溶解開的，其實也意味著資源的浪費。實不同種類的聚丙烯酰胺的保質期是有很大的區別的，這個和其結構有關聯，相對來說陰離子聚丙烯酰胺的有效期時間要長點，陽離子聚丙烯酰胺一般我們國家規定保質期為1年。超出這個期限，均視為超過保質期。就有失效的風險，
聚丙烯酰胺失效可以從兩個方面來判斷，一個是粘度降低，二是絮凝效果變差。
1、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。
2、粘合性：能通過機械的、物理的、化學的作用，起粘合作用。
3、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%。
4、增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠作用，當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時，增稠將更明顯。
聚丙烯酰胺使用量說明
1、洗煤用的陽離子聚丙烯酰胺的使用數量可以設置在三十公斤到一百一十公斤之間；化工行業的廢水使用量一般是五十到一百二十公斤之間；漂染行業的廢水和造紙行業的廢水最難處理，應該加大使用數量，把使用數量設置在一百到三百公斤比較合理，電鍍廢水行業和普通的工業用水一般都不要超過五十公斤。注意：（這幾種行業的使用數量都是每一千噸廢水的數量）。
2、生活污水根據處理方法的不同脫泥用的絮凝劑是不一樣的。
如果工藝主體采用生化方法，也就是剩余污泥脫水（可能含有部分初沉泥），只需要陽離子PAM作為污泥脫水劑即可。
如果工藝主體采用物化方法，如一級強化，加載磁分離等工藝，一般是先加PAC調質，然后再加陰離子絮凝劑，最后加陽離子絮凝劑脫水。具體投加量要根據污水水質而定。
也有很多污水處理站，污泥脫水直接加PAC或者其他無機絮凝劑即可，這個在板框壓濾機，特別是電子廠或者是小型污水處理站應用比較廣泛。
PAM在作為污泥脫水劑使用的時候一般要與水的配比在0.1%--0.2%之間。溶解成膠水狀的液體以后，再投加到污泥中進行混合處理。
與污泥的配比一般在5%--10%，有的更低，這個要根據污泥的濃度來確定，最好是通過現場的燒杯實驗來確定最佳投加量和使用型號。不同污泥、不同藥劑、不同設備、不同管理水平，污泥的處理效果是不同的。
3、污水處理廠用陽離子聚丙烯酰胺作為污水運營污泥脫水劑。在和客戶溝通的過程中，客戶經常問到在污水處理污泥脫水過程中，污泥脫水劑投加量的問題。要相對準確的知道污泥脫水劑投加量的問題，首先了解這些參量，污泥的含水率，泥餅含水率，進泥量，進藥量，配藥濃度等。
污泥含水率：污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數稱為污泥含水率。
泥餅含水率：被脫污泥即泥餅的所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數稱為泥餅含水率。
還要通過以下幾個公式進行運算
1、加藥量mg/L=加藥質量/處理水量/配藥濃度
2、處理水量投加藥量=處理水量m3/h*加藥量g/m3
3、干泥量=處理水量*【（1-污泥含水率）/（1-泥餅含水率）】
4、每噸干泥的藥劑消耗g/m3=加藥量/干泥量
以上計算所得結果誤差可能比較大，僅做污水運行時參考。實際耗藥量要進行實際上機運營試驗。
技術指標
項目 型號 |
外觀 |
分子量（萬） |
固含量% |
離子度或水解度% |
殘余單體% |
使用范圍 |
陰離子型 |
白色顆粒或粉末 |
300—2200 |
≥88 |
水解度 10—35 |
≤0.2 |
水的PH值為中性或堿性 |
陽離子型 |
白色顆粒 |
500-1200 |
≥88 |
離子度 5-80 |
≤0.2 |
帶式機離心式壓濾機 |
非離子型 |
白色顆粒 |
200—1500 |
≥88 |
水解度 0-5 |
≤0.2 |
水的PH值為中性或堿性 |
兩性離子型 |
白色顆粒 |
500—1200 |
≥88 |
離子度 5-50 |
≤0.2 |
帶式機離心式壓濾機 |
陰離子型 |
比重 |
0.62 |
容重 |
0.5 |
|
|
作用原理
1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝時，與被絮凝物種類表面性質，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動電位降低而凝聚。
2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的極性基團顆粒的各種吸附。
4）增強作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機械、物理、化學等作用，將分散相牽連在一起，形成網狀。
PAM沉淀是發生化學反應時生成了不溶于反應物所在溶液的物質。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質，可以這是一種物理過程，簡便易行，效果良好，是污水處理的重要技術之一。
根據懸浮物質的性質、濃度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分為：自然沉淀，絮凝沉淀，區域沉淀。域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上)，顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區域沉淀發生。
絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質量不斷變大，沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度，而且與沉淀深度有關。地面水中投加混凝劑后形成的礬花，生活污水中的有機懸浮物，活性污泥在沉淀過程中都會出現絮凝沉淀的現象。
藥劑的投加方式
藥劑的投加采用重力投加和壓力投加，無論哪種投加方式，由溶解池到溶液池，到藥液投加點，均應設置藥液提升設備，常用的藥液提升設備是計量泵和水射器。
1.重力投加
利用重力將藥劑投加在水泵吸水管內或者吸水井的吸水喇叭口處，利用水泵葉輪混合。
2.壓力投加
利用水泵或者水射器將藥劑投加到原水管中，適用于將藥劑投加到壓力水管中，或者需要投加到標高較高、距離較遠的凈水構筑物內。
3.水泵投加
水泵投加是在溶液池中提升藥液到壓力管中，有直接采用計量泵和采用耐酸從而起增強作用。
聚丙烯酰胺在使用之前一般都需配制成0.1 %～0.5%的稀釋溶液備用，配制好的溶液最好不要存放太長時間才用，這個濃度范圍的溶液在使用之前還需要近一步稀釋成0.01～0.05的溶液，原因就是可以更有肋于絮凝劑在懸浮體系中的分散，可以降低用量，而且可以取得更好的絮凝效果！