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水處理劑聚丙烯酰胺（PAM）又稱三號(hào)絮凝劑，是由丙烯酰胺單體聚合而成的有機(jī)高分子聚合物，無色無味、無臭、無腐蝕性、易溶于水。聚丙烯酰胺在常溫下比較穩(wěn)定，高溫、冰凍時(shí)易降解，并降低絮凝效果，故其貯存與配制投加時(shí)，溫度應(yīng)控制在2℃～60℃時(shí)，絮凝效果為佳，否則會(huì)降低使用效果。

聚丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)為：(CH2CHCONH2)n，結(jié)構(gòu)式中丙烯酰胺分子量為71.08，n值隨著科技的發(fā)展不斷提高，聚丙烯酰胺分子量可達(dá)300-2500萬，甚至更高，分為低、中、高和超高相對(duì)分子量。

聚丙烯酰胺產(chǎn)品按其純度來分，有粉劑和膠體兩種，粉劑產(chǎn)品為白色或微黃色顆�；蚍勰�，固含量一般在90%以上，膠體產(chǎn)品為無色或微黃色透膠體，固含量為8%～9%。

聚丙烯酰胺產(chǎn)品按其分析結(jié)構(gòu)來分，有陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子4種。三者因其特定的結(jié)構(gòu)可處理不同性質(zhì)的污水。

聚丙烯酰胺的絮凝機(jī)理是：聚丙烯酰胺具有極性酰胺基團(tuán)，酰胺基團(tuán)易于借氫鍵作用在泥沙顆粒表面吸附。另外，聚丙烯酰胺絮凝劑有很長的分子鏈，其長度有100A°，但鏈的寬度只有1A°，很大數(shù)量級(jí)的長鏈在水中具有巨大的吸附表面積，其絮凝作用好，還可利用長鏈在絮凝顆粒之間架橋，形成大顆粒絮凝體，加速沉降。

水處理劑聚丙烯酰胺的絮凝機(jī)理有別于三氯化鐵、硫酸鋁、堿式氯化鋁等混凝劑的ξ電位凝聚概念，所以，聚丙烯酰胺不能稱混凝劑，因其作用機(jī)制主要以吸附架橋?yàn)橹�，只能稱絮凝劑。

聚丙烯酰胺在NaOH等堿類作用下，極易起水解反應(yīng)，使部分聚丙烯酰胺生成聚丙烯酸鈉，丙烯酸鈉分子在水中不穩(wěn)定，被離解成RCOO-Na+。因此，聚丙烯酰胺水解體是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉的共聚物，由于RCOO-（羥基）的作用，使聚丙烯酰胺水解體成為陰離子高分子絮凝劑，而非水解的聚丙烯酰胺絮凝劑為非離子型高分子絮凝劑。聚丙烯酰胺部分水解體產(chǎn)品具有一定的胺味，從這點(diǎn)就可以簡便區(qū)別聚丙烯酰胺產(chǎn)品是否水解。

聚丙烯酰胺部分水解后，使其性能從非離子型轉(zhuǎn)變?yōu)殛庪x子型，在RCCO-（羥基）基團(tuán)的離子靜電斥力作用下，使聚丙烯酰胺主鏈上呈卷曲狀的分子鏈展開拉長，增加其吸附面積，提高架橋能力，所以部分水解體的聚丙烯酰胺的絮凝效果要優(yōu)于非離子型聚丙烯酰胺。

處理高濁度水的聚丙烯酰胺，一般都應(yīng)采用部分水解體產(chǎn)品，最佳水解度（水解度是指聚丙烯酰胺分子中，酰胺基團(tuán)轉(zhuǎn)化為羥基的百分?jǐn)?shù)）的聚丙烯酰胺沉降速度是非水解體的2～9倍。但聚丙烯酰胺絮凝劑中水解度過高或過低的產(chǎn)品，其絮凝效果都不理想，因?yàn)樗�解度過低，吸附架橋能力不強(qiáng)，水解度過高則加強(qiáng)了產(chǎn)品的陰離子性能，增大了與泥土顆粒的排斥能力。經(jīng)過大量試驗(yàn)證實(shí)，聚丙烯酰胺絮凝劑最佳水解度應(yīng)為25%～35%。

水處理劑聚丙烯酰胺國標(biāo)編號(hào)GB17514-2008。由中華人民共和國質(zhì)檢總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于2008-9-18共同發(fā)布，于2009-09-01開始實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)取代之前GB17514-1998，相比之下增加了一些內(nèi)容，如丙烯酰胺單體含量Ⅰ類（飲用水）由≤0.05%降為≤0.025%，Ⅱ類降為≤0.05%。聚丙烯酰胺本身無毒，但是其丙烯酰胺單體有毒。我國衛(wèi)生部規(guī)定生活飲用水中的最高使用量為1.0mg/L（經(jīng)常使用）和2mg/L（不經(jīng)常使用）。單體丙烯酰胺的最高允許濃度為0.01mg/L（經(jīng)常使用）和0.1mg/L（不經(jīng)常使用）。一般高錳酸鹽投加量在1.0mg/L之內(nèi)既可將丙烯酰胺氧化分解到檢出限以下。

聚丙烯酰胺允許的最大投加量

使用聚丙烯酰胺絮凝劑雖然有優(yōu)異的效果和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于該產(chǎn)品的單體丙烯酰胺，在控制量以外對(duì)人體健康有一定影響，這就嚴(yán)格的限制了產(chǎn)品的使用價(jià)值。為解決上述問題的關(guān)鍵，尤其是絕對(duì)的保證人民的身體健康，我們查閱了大量的國外資料，在國內(nèi)進(jìn)行了10余年的毒理試驗(yàn)，經(jīng)過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，聚丙烯酰胺絮凝劑本身是無害的，即聚合的聚丙烯酰胺是安全的，只是產(chǎn)品中的丙烯酰胺單體的含量和聚合不完全的短鏈含量對(duì)人體健康有一定的影響，從上述10余年的試驗(yàn)資料證明，聚丙烯酰胺絮凝劑的產(chǎn)品，必須嚴(yán)格控制單體含量，才是解決上述問題關(guān)鍵。所以，這次國標(biāo)制定中，規(guī)定必須嚴(yán)格控制單體的含量（包括少量和短鏈聚丙烯酰胺），并統(tǒng)一單體丙烯酰胺的測(cè)定方法，為安全使用聚丙烯酰胺絮凝劑提供可靠的保證。，本國標(biāo)中對(duì)使用在飲用水和污水處理中的單體含量的控制有所區(qū)別。優(yōu)等品完全是國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值，也是我國標(biāo)準(zhǔn)向國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。一等品是逐步向國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的過渡期產(chǎn)品。合格品是在保證安全前提下，考慮到我國的國情，要求必須達(dá)到的最低數(shù)值。

為了保證人民身體健康，今后在給水工程中使用聚丙烯酰胺絮凝劑，必須購買符合國標(biāo)中單體含量規(guī)定指標(biāo)的產(chǎn)品，否則嚴(yán)禁使用。單體含量的控制標(biāo)準(zhǔn)是國標(biāo)的核心。單體含量減少后，實(shí)際上就是提高了聚丙烯酰胺絮凝劑的投加量，因?yàn)榫郾�烯酰胺絮凝劑的不安全性主要是單體丙烯酰胺所致，這項(xiàng)國標(biāo)的制定保證了以往設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范中規(guī)定指標(biāo)的安全性，其數(shù)值而且還可有所提高。

聚丙烯酰胺絮凝劑產(chǎn)品溶解時(shí)間

聚丙烯酰胺絮凝劑在使用中，遇到的最大難題是產(chǎn)品的溶解時(shí)間，由于產(chǎn)品溶解度的不佳，直接影響到使用效果，而且還容易堵塞投加設(shè)備。因此，國標(biāo)第二項(xiàng)規(guī)定的指標(biāo)，就是溶解時(shí)間。一般水解體產(chǎn)品容易溶解，溶解時(shí)間為60～120min，非離子型產(chǎn)品為90～240min。另外，溶解時(shí)間隨產(chǎn)品的分子量高低也有所不同，所以在水處理中聚丙酰胺絮凝劑產(chǎn)品分子量控制在200～500萬之間為佳。

固含量

聚丙烯酰胺絮凝劑產(chǎn)品中的固含量，是指完全聚合的聚丙烯酰胺的含量，這是對(duì)產(chǎn)品效果直接影響的指標(biāo)，如達(dá)不到規(guī)定的指標(biāo)，就是不合格的產(chǎn)品。其測(cè)定方法是保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要手段，對(duì)此國標(biāo)已有詳述，需注意驗(yàn)收。

固含量和單體含量之間的差值是對(duì)人體無害的產(chǎn)品制造過程中添加的堿類等，其他主要成份是水。

水解體產(chǎn)品

在高濁度水處理中使用的聚丙烯酰胺絮凝劑產(chǎn)品主要是水解體產(chǎn)品，其理由本文上面已論述，最佳水解度為30%左右，是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉的共聚物。

檢測(cè)規(guī)則

聚丙烯酰胺絮凝劑國標(biāo)規(guī)定的全部指標(biāo)為出廠的檢驗(yàn)項(xiàng)目，必須由生產(chǎn)廠的質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門逐批檢驗(yàn)，以保證出廠產(chǎn)品符合國標(biāo)的要求，使用單位必須按國標(biāo)規(guī)定驗(yàn)收產(chǎn)品。如果有某一項(xiàng)指標(biāo)不符合國標(biāo)規(guī)定，整批產(chǎn)品不能驗(yàn)收。由于聚丙烯酰胺絮凝劑是水處理劑，產(chǎn)品驗(yàn)收必須認(rèn)真負(fù)責(zé)，以保證人民身體健康為前提，如有差錯(cuò)，必須承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。

其他

本產(chǎn)品是水處理劑，國標(biāo)對(duì)產(chǎn)品標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等，都有嚴(yán)格規(guī)定。生產(chǎn)廠家應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)辦，使用單位嚴(yán)格把關(guān)，確保產(chǎn)品安全可靠。對(duì)違反本條規(guī)定時(shí)，一般都嚴(yán)禁驗(yàn)收并使用。

國標(biāo)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

聚丙烯酰胺絮凝劑在我國使用已有30余年歷史，經(jīng)過科研、設(shè)計(jì)、高校、使用等單位的大量工作，已取得了很多成熟的經(jīng)驗(yàn)和行這有效的使用方法，以及防止失誤和影響效果的注意事項(xiàng)。在本國標(biāo)制定中，由于目的和任務(wù)不同，不可能在諸多方面作出論述和規(guī)定。這項(xiàng)國標(biāo)主要是針對(duì)聚丙烯酰胺產(chǎn)品本身的要求，在使用方面，除了和產(chǎn)品有關(guān)的溶解時(shí)間作出規(guī)定外，其他都未作任何規(guī)定。為了保證聚丙烯酰胺絮凝劑正確使用提高其使用效果，防止失誤，現(xiàn)將國標(biāo)中未提及的問題，作摘要性敘述，以使國標(biāo)在應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。

聚丙烯酰胺溶液的攪拌速度和攪拌時(shí)間

聚丙烯酰胺溶液制配，一般采用機(jī)械攪拌。機(jī)械攪拌速度對(duì)溶液配制時(shí)間有較大的影響，但過大的攪拌速度，會(huì)引起聚丙酰胺溶液的降解，使部分聚丙烯酰胺長鏈斷裂，影響沉降效果，所以必須嚴(yán)格控制機(jī)械攪拌速度。在1m直徑的攪拌桶內(nèi)轉(zhuǎn)速不得大于800rpm，1.5～2m直徑的攪拌捅內(nèi)轉(zhuǎn)速不得大于600rpm。提高攪拌溶液的溫度可減少溶解時(shí)間，但水溫最高不超過55℃，否則也會(huì)引起降解作用，影響使用效果。

聚丙烯酰胺溶液配制投加必須的專用設(shè)備

聚丙烯酰胺溶液的配制必須采用專用設(shè)備，嚴(yán)格防止與其他混凝劑共同使用，或在一投配池內(nèi)共同投加，否則會(huì)使兩種藥劑產(chǎn)生共聚沉淀，不但影響其效果，而且容易堵塞投加設(shè)備。

計(jì)量設(shè)備必須用溶液標(biāo)定

由于聚丙烯酰胺溶液是一種減阻劑，與清水的標(biāo)定值較大的差距。因此，聚丙烯酰胺溶液計(jì)量設(shè)備必須用溶液來進(jìn)行標(biāo)定，不得用清水標(biāo)定。否則會(huì)加大聚丙烯酰胺的投加量，既提高處理成本，還會(huì)造成不必要的后果。

投加濃度

聚丙烯酰胺溶液的投加濃度越稀，效果越好，較稀的投加濃度能使溶液在水中迅速擴(kuò)展、充分混合，防止產(chǎn)生濃度過高的膠體保護(hù)現(xiàn)象，影響用效果。但濃度太稀會(huì)造成龐大的投加設(shè)備。一般投加濃度以0.5%～1%為宜，配制濃度以2%為宜。

分批投藥

聚丙烯酰胺絮凝劑，在處理高濁水中，分批投藥比一次投藥的絮凝效果為佳。如以渾液面沉速為比較值，則前者為后者的3倍多。所謂分批投藥，就是將投藥量分成兩部分分別投加于水中，先加入一部分絮凝劑后使之與水迅速混合，相隔1～2min后，加入另一部分絮凝劑，再與水迅速混合。由于分批投藥能避免過高的絮凝劑濃度與泥沙結(jié)合，造成活性基團(tuán)被封閉的后果，因而可達(dá)到較佳的效果。分批投藥的比例，一般先投加60%，然后再投加40%為佳。在給水工程設(shè)計(jì)時(shí)有條件情況下，應(yīng)盡量采用分批投藥的措施。

投加順序

聚丙烯酰胺在作為助凝使用時(shí)，一般的投加順序是在投加混凝劑之后。如單獨(dú)作為處理高濁度水絮凝劑時(shí)，則應(yīng)先投加聚丙烯酰胺絮凝劑，否則會(huì)影響使用效果。在投藥間設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到投加順序變化的措施。