上世紀50年代起,美國率先開發聚丙烯酰胺作凈水處理絮凝劑以來,其生產和應用發展迅速,上世紀60年代以來,歐美國家已普遍使用聚丙烯酰胺作凈水處理絮凝劑。
國內上世紀60年代起,在長江、黃河流域的飲用水廠廣泛應用聚丙烯酰胺于高濁水的凈化處理,和城市污水和工業廢水處理;上世紀90年代起,某些水源受污染較嚴重的飲用水廠,開始使用聚丙烯酰胺作凈水處理助凝劑。
聚丙烯酰胺是應用較多的人工合成絮凝劑。其分子鏈很長,它的酰胺基(-CONH2)可與許多物質親和、吸附形成氫鍵,這就使它能在吸附的粒子之問架橋,使數個甚至數十個粒子連接在一起,生成絮團,加速粒子下沉,使它成為較理想的絮凝劑。這同一般絮凝機理類似,即一個分子能同時吸附幾個粒子,使它們拉在一起,迅速沉降,沉降的速率取決于絮凝劑的濃度和懸浮固體的濃度。
經過凈水專家多年的水處理應用研究,普遍認為聚丙烯酰胺的絮凝原理是:
①由于其具有極性基因—酰胺基,易于借其氫健的作用在泥沙顆粒表面吸附;
②因其有很長的分子鏈,大數量級的長鏈在水中有巨大的吸附表面積,故絮凝作用好,能利用長鏈在顆粒之間架橋,形成大顆粒的絮凝體,加速沉降;
③借助于聚丙烯酰胺的絮凝—助凝,在凈水處理的泥凝過程中可能發生雙電離壓縮,使顆粒聚集穩定性降低,在分子引力作用下顆粒結合起來,分散相的簡單陰離子可以被聚合物陰離子基團所取代;
④高分子和天然水組成中的物質和水中懸浮物,或在它之前投加的水解混凝劑的離子之間發生化學相互作用,可能是絡合反應;
⑤由于分子鏈固定在不同顆粒的表面上,各個固相顆粒之間形成聚合橋。
聚丙烯酰胺是一種化學性質比較活潑的高分子化合物。由于分子側鏈上酰胺基的活性,使聚合物獲得了許多寶貴的性能。