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聚丙烯酰胺的化學(xué)性質(zhì)         水解反應(yīng)------------------------酸性水解

PAM酰氨基的水解反應(yīng)在中性條件下進(jìn)行得很慢，在40℃水解10天，其水解度未發(fā)生可測的變化。但此水解過程可被酸、堿和熱促進(jìn)。PAM水解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、羧基與酰氨基的序列分布、水解程度以及水解動力學(xué)都顯著地依賴于水解時的PH值、溫度和溶液中小分子電解質(zhì)濃度。通常將PAM中所含陰離子丙烯酸單元的比例稱為PAM的水解度。

酸性水解

酸可以強(qiáng)化PAM的水解，但酸性條件下PAM的水解速率較堿性水解慢很多，故常需在較高溫度下進(jìn)行。酸性條件下，水與質(zhì)子化的酰氨羰基發(fā)生親核加成，之后消去氨（NH3），丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元水解為丙烯酸結(jié)構(gòu)單元。

在偏酸性條件下PAM的水解，水解速率隨溫度升高和PH降低而加快。隨著水解進(jìn)行，其水溶液的黏度和PH值都會發(fā)生變化。在反應(yīng)液的PH＜8而無緩沖劑時，水解產(chǎn)生的氨會使溶液的PH值升高，黏度增加。但光散射線數(shù)據(jù)研究表明，在水解過程中PAM鏈長基本保持不變。因此黏度的變化起因于水解引起的PAM鏈構(gòu)象變化。

PAM的酸性水解表現(xiàn)出顯著的臨基催化效應(yīng)，即水解后生成的羧基對臨位酰氨基的水解產(chǎn)生加速作用。這導(dǎo)致酸性水解的速率隨水解度的增加而加速。丙烯酰胺-丙烯酸的共聚物或水解聚丙烯酰胺的水解速率明顯快于丙烯酰胺均聚物。

由于這種鄰基催化作用，當(dāng)水解度較低時，水解產(chǎn)物傾向于形成嵌段型結(jié)構(gòu)。在強(qiáng)反應(yīng)條件下，酰胺基則可以全部水解為羧酸基。

PAM酸性水解時，除AM結(jié)構(gòu)單元水解生成羧基外，還易發(fā)生酰亞胺化反應(yīng)。此反應(yīng)隨戒指酸度提高而加劇，甚至成為酸性條件下的主要反應(yīng)。如在PH為4、40℃下反應(yīng)3天產(chǎn)生10%的酰亞胺基團(tuán)，而在較高溫度和較強(qiáng)酸性下反應(yīng)6小時即可生成10%的酰亞胺，反應(yīng)24小時則出現(xiàn)沉淀。生成的酰亞胺結(jié)構(gòu)在酸性介質(zhì)中具有較高的穩(wěn)定性，在較高溫度下也不易水解；酰亞胺基團(tuán)在中性及弱堿性條件下仍具有一定的穩(wěn)定性，但在較高溫度下或強(qiáng)堿作用下，則發(fā)生快速水解，生成羧基及酰氨基。當(dāng)酰亞胺化發(fā)生在分子間時，將導(dǎo)致聚合物的溶解性變差，甚至生成交聯(lián)的凝膠，因而較少采用酸性條件制備水解PAM。但是酸性介質(zhì)對PAM結(jié)構(gòu)變化的影響在PAM應(yīng)用中卻不可忽視。

泥在濃縮和脫水之前，需要對其進(jìn)行調(diào)理。通常使用兩種類型的化學(xué)品對污泥進(jìn)行調(diào)整，從而提高污泥的可出理性：無機(jī)化合物，例如鐵鹽和石灰，經(jīng)常應(yīng)用于壓濾機(jī);有機(jī)化合物，例如混凝劑和絮凝劑**的絮凝劑類型為帶正電的，陽離子型絮凝劑。

2.1無機(jī)化合物：

2.1.鐵鹽：

在壓濾過程之前，主要加入氯化鐵**鹽和石灰；對污泥的調(diào)整，使膠體凝聚，沉淀物（氫氧化物）產(chǎn)生輕微的絮凝，從而是污泥具有較好的過濾性能（降低相關(guān)的水分含量）；根據(jù)污泥的性質(zhì)，鐵鹽的使用量是污泥固含量的3%到15%。與產(chǎn)同鐵鹽加石灰的處理過程相比，為了降低污泥的體積，在污泥處理的過程中，將鐵鹽和有機(jī)絮凝劑（陽離子）一起使用時發(fā)展的必然趨勢。

2.12石灰：

石灰作為調(diào)理劑通常與鐵鹽一起使用，可以使污泥具有礦物質(zhì)特性，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。石灰的使用量是污泥固含量的15%到40%。

注意：

石灰在脫水之后也被使用，主要是提高污泥穩(wěn)定性：過濾的比阻力與污泥中的固體顆粒的大小，形狀和絮團(tuán)的凝聚程度有關(guān)，這些物質(zhì)經(jīng)過壓濾裝置處理后形成泥餅。該阻力與污泥的濃度無關(guān)。

2.2有機(jī)化合物：

在污泥脫水處理過程，大多數(shù)情況下所使用的化學(xué)物質(zhì)是帶正電的絮凝劑。

2.2.1絮凝機(jī)理：

污泥的絮凝是指污泥中的非穩(wěn)定顆粒相互凝聚，形成比較大的絮凝物。絮凝劑具有較高的分子量、不同的離子度，可以將不穩(wěn)定的顆粒固定吸附在其分子鏈上。因此，自愛絮凝的過程中，水相中的顆粒逐漸增大，形成較大的絮團(tuán)。絮團(tuán)的形成將導(dǎo)致溺水分離，易于在脫水過程中除去水份。

2.2.2非穩(wěn)定狀態(tài)的顆粒：

非穩(wěn)定狀態(tài)的顆粒有著不同的來源，主要取決于污泥的性質(zhì)。
根據(jù)污泥當(dāng)中所存在的非穩(wěn)定狀態(tài)的顆粒的類型來選擇用于處理污泥的絮凝劑的離子度。所以，絮凝劑的離子度與所處理污泥的類型是相關(guān)的（生物污泥，消化污泥，物化污泥，礦物污泥。。。）
絮凝劑的離子度通常根據(jù)以下的情況進(jìn)行選擇：
礦物污泥，一般選擇離子度較低到中等的陰離子絮凝劑；
物化污泥，一般選擇離子度較低的陰離子或陽離子絮凝劑；
消化污泥和初次沉池污泥，一般選擇低離子度的陽離子絮凝劑；
混合污泥，一般選擇中離子度的陽離子絮凝劑；
生物污泥，一般選擇中高離子度的陽離子絮凝劑。

2.3對脫水有影響的有機(jī)化合物的參數(shù)：
絮凝劑的帶點類型
絮凝劑帶點電荷的分布密度
絮凝劑的分子量
絮凝劑的分子結(jié)構(gòu)
絮凝劑所采用的單體類型
這些參數(shù)將影響絮凝質(zhì)量，從而進(jìn)一步影響脫水效果。

2.3.1絮凝劑帶電類型（正電或負(fù)電）：

根據(jù)污水中顆粒的類型來選擇絮凝劑帶點性。一般來講，絮凝劑的帶典型選擇應(yīng)該遵循如下原則：
利用帶負(fù)電的絮凝劑來捕捉無機(jī)物顆粒
利用帶正電的絮凝劑來捕捉有機(jī)物顆粒
通常，只是通過實驗的方法才能夠比較準(zhǔn)確的確定絮凝劑的帶電類型。