聚丙烯酰胺的吸附架橋和電中和作用
    與其他高分凝聚劑的作用機(jī)理一樣，聚丙烯酰胺PAM對水中分散體主要為吸附架橋作用和電中和作用:
1、吸附架橋作用
    這是高分子聚合物所具有的特點(diǎn), 由于它們有很高的聚合度, 在水溶液中可形成很長的線形分, 對固體顆粒有著強(qiáng)有力的吸附作用, 這些作用來源于: 范德華力、氫鍵力及靜電引力, 對聚丙烯酰胺PAM來講, 主要是靠氫鍵力。高分子凝聚劑就是借助這些力, 對懸浮液中的顆粒迸行吸附的。聚丙烯酰胺PAM的分子可在液體中展開, 其各活性部位與懸浮顆粒吸附, 在吸附的同時(shí)固體顆粒還可直接粘附在一起。這些與固體吸附的聚合分子又相互纏繞交聯(lián), 形成復(fù)雜的聚集體。
    對于吸附架橋作用來講, 要求聚合物應(yīng)有足夠長的分子鏈。國產(chǎn)的聚丙烯酰胺PAM的分子量在80萬~800萬之間, 其分子鏈展開長度為12x10 4~12x10 5mμ。一般認(rèn)為在200mμ以上才能有效, 但要發(fā)揮很好的吸附架橋作用, 則分子鏈要更一長些才好。絮凝的效果隨著分子量的增加而提高, 但其溶解性能則隨分子量的增加而變差。
2 、電中和作用
    各種微粒在水中形成的分散體系, 按粒徑大小可分為: 真溶液(粒徑<1mμ) , 膠體(粒徑1~100mμ, 粗粒(粒徑>100mμ), 在污水處理中常遇到的處理對象是膠體及粗粒。粗粒在溶液中可自然沉降, 而膠體則可長期保持其懸浮穩(wěn)定狀態(tài)。膠體為什么能保持懸浮穩(wěn)定性, 可用雙電層模型解釋。膠核微粒本身帶有一定電性, 由于其吸引帶異電荷的反離子, 使得靠近微粒表面處的反離子濃度高, 隨距離的增大, 反離字濃度逐漸降低, 形成雙電層(即吸附層與擴(kuò)散層)如圖3

    擴(kuò)散層的厚度遠(yuǎn)大于吸附層, 一般為吸附層的幾十倍至數(shù)百倍, 所以盡管膠體微粒伺存在著相互的引力, 并在液體中不斷地進(jìn)行著布朗運(yùn)動, 有著碰撞的機(jī)率, 但是由于擴(kuò)散層的隔離作用, 使得微粒間所具有的引力達(dá)不到相互作用的距離, 不能產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象。
    擴(kuò)散層為一不穩(wěn)定層, 隨著膠團(tuán)的不斷運(yùn)動及溶液中離子濃度的不同, 其厚度亦在變化。吸附層則是一穩(wěn)定層, 它與原始電荷的電位差稱ζ電位, ζ電位愈大標(biāo)志著擴(kuò)散層愈厚。要想脫除膠休的穩(wěn)定性, 可采用投加與微粒本身電荷相反的電解質(zhì), 達(dá)到降低二電位, 壓縮雙電層的作用, 使得微粒在運(yùn)動過程中足以使其引力發(fā)揮有效作用距離,而產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象。
    以往的混凝過程大都采用高價(jià)金屬離子, 近年來由于陽離子型的高分子凝聚劑的發(fā)展, 使得在中和電荷的作用中也發(fā)揮了顯著效應(yīng)。概括起來, 非離子聚丙烯酰胺和弱陰離子聚丙烯酰胺, 以吸附架橋作用為主, 而陽離子型的則兼有中和電荷的作用。