阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)原理优势:在碱性水中,阴离子型聚丙烯酰胺表现出色。因为其分子链上带有羧基(-COOH),在碱性环境下,羧基会电离出氢离子(H⁺),自身变为带负电的羧酸根离子(-COO⁻)。这种带负电的结构使其能够与碱性水中带正电荷的悬浮颗粒相互吸引。例如,对于含有金属离子(如钙、镁等)的碱性废水,APAM 可以很好地与这些金属离子结合。同时,APAM 分子链长,能够发挥吸附架桥作用,将多个颗粒连接在一起,形成絮体,加速沉淀。
适用场景与效果:在矿业废水处理中,碱性矿业废水含有大量金属微粒和离子,阴离子型聚丙烯酰胺能有效絮凝金属杂质,降低废水的重金属含量。在造纸工业的碱性废水处理中,阴离子型聚丙烯酰胺可以絮凝纸张纤维和其他悬浮物,使废水的浊度大幅降低。一般通过合适的添加量,阴离子型聚丙烯酰胺可以使碱性废水的悬浮物去除率达到 80% - 90% 以上。
选型建议:在选择 APAM 时,分子量是一个重要因素。对于高浊度的碱性废水,分子量在 1200 - 1800 万之间的 APAM 效果较好,因为较长的分子链能更好地发挥吸附架桥作用。水解度也很关键,水解度在 20% - 30% 之间的 APAM 在碱性水中溶解性和絮凝性能平衡得较好。
非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)原理优势:NPAM 分子链上没有离子基团,在碱性水中主要依靠分子链上的酰胺基(-CONH₂)与水分子形成氢键,从而发挥作用。这种特性使得它在碱性环境下不会受到电荷的干扰,对于一些对电荷敏感的杂质处理效果较好。例如,在处理含有亲水性有机杂质(如淀粉、蛋白质等)的碱性废水时,NPAM 可以通过分子链的缠绕和吸附将这些杂质聚集。
适用场景与效果:在食品加工废水处理中,如处理含有大量淀粉的碱性废水,NPAM 可以有效将淀粉颗粒絮凝,使废水的化学需氧量(COD)降低。在印染行业中,对于一些主要含有非离子型有机染料和助剂的碱性废水,NPAM 能发挥良好的絮凝作用,可以使废水的 COD 降低 30% - 50% 左右。
选型建议:分子量对 NPAM 的性能影响较大。对于处理碱性废水中的有机物,分子量在 800 - 1200 万之间的 NPAM 比较合适。这个分子量范围可以保证 NPAM 分子链有足够的长度来缠绕和吸附有机物,同时又能保持较好的溶解性。
阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)(谨慎使用)原理优势与局限:CPAM 分子链带有正电荷基团(如氨基 - NH₃⁺),在碱性环境中,这些正电荷基团会与氢氧根离子(OH⁻)反应,使其电荷特性发生改变。但如果碱性水中存在特殊的带负电荷的难处理污染物,如某些高活性阴离子有机染料或复杂阴离子胶体,CPAM 仍可发挥作用。它通过电荷中和作用,先中和污染物的负电荷,再通过吸附架桥将它们絮凝。不过,在碱性较强的环境下,CPAM 的正电荷会被部分中和,会影响其絮凝效果。
适用场景与效果:在处理含有特殊阴离子污染物的碱性印染废水或电子工业废水时可以考虑。例如,对于含有高浓度、高活性阴离子染料的碱性废水,CPAM 可以通过电荷中和作用将染料的电荷中和,然后絮凝沉淀,使废水的色度降低。但在碱性水中,其整体絮凝效果不如在酸性或中性环境中。
选型建议:在碱性水中使用 CPAM 时,要注意其电荷密度和分子量。电荷密度适中的 CPAM 能够更好地与带负电荷的污染物进行电荷中和。分子量一般在 600 - 1000 万之间,这样可以在保证电荷中和效果的同时,有效发挥吸附架桥作用。同时,需要通过小范围实验来确定更好使用量和条件,因为其在碱性水中的性能会受到较多因素的影响。