協(xié)同絮凝作用
原理:聚丙烯酰胺是一種高分子絮凝劑,主要通過吸附架橋和電荷中和作用來絮凝水中的懸浮顆粒。氯化銨是一種電解質(zhì),在水中會電離出銨根離子和氯離子。當(dāng)在聚丙烯酰胺中加入氯化銨后,銨根離子會影響溶液的離子強(qiáng)度。在絮凝過程中,合適的離子強(qiáng)度可以壓縮懸浮顆粒周圍的雙電層,使顆粒更容易聚集。同時,氯化銨的存在會改變聚丙烯酰胺分子鏈的伸展?fàn)顟B(tài),增強(qiáng)其與懸浮顆粒的接觸概率,從而提高絮凝效果。
應(yīng)用場景和效果:在污水處理中,特別是對于一些含有高濃度懸浮膠體的工業(yè)廢水,如印染廢水或礦業(yè)廢水,加入適量的氯化銨與聚丙烯酰胺配合使用,可以使廢水中的染料顆粒或礦渣顆粒更快地絮凝沉淀。例如,在印染廢水處理中,單獨使用聚丙烯酰胺需要較長時間才能使廢水變得澄清,而加入適量氯化銨后,廢水的澄清速度可以明顯加快,使廢水的濁度從初始的幾百 NTU 降低到幾十 NTU 以下。
對聚丙烯酰胺溶液性質(zhì)的影響
溶液黏度變化:聚丙烯酰胺溶液本身具有一定的黏度,這與其高分子量和分子鏈的相互纏繞有關(guān)。加入氯化銨后,由于離子強(qiáng)度的改變,會對聚丙烯酰胺的分子鏈產(chǎn)生影響。在一定程度上,氯化銨會使聚丙烯酰胺分子鏈?zhǔn)湛s,導(dǎo)致溶液的黏度降低。這種黏度變化對于溶液的輸送和使用有一定影響。例如,在通過管道輸送聚丙烯酰胺 - 氯化銨混合溶液時,較低的黏度可以減少輸送阻力,降低能耗。
穩(wěn)定性影響:從溶液穩(wěn)定性角度看,氯化銨的加入會對聚丙烯酰胺的穩(wěn)定性產(chǎn)生雙重影響。一方面,適量的氯化銨可以通過調(diào)節(jié)離子環(huán)境,使聚丙烯酰胺溶液在一定時間內(nèi)保持穩(wěn)定,減少分子鏈的降解。另一方面,如果氯化銨的濃度過高,會導(dǎo)致聚丙烯酰胺發(fā)生鹽析現(xiàn)象,使聚丙烯酰胺從溶液中析出,影響溶液的正常使用。因此,在實際應(yīng)用中,需要控制氯化銨的加入量,以確保溶液的穩(wěn)定性。
在其他領(lǐng)域的應(yīng)用及注意事項
土壤改良方面:在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,聚丙烯酰胺用于土壤改良,它可以增加土壤的團(tuán)聚性,減少水土流失。氯化銨是一種氮肥,在土壤中能為植物提供氮元素。當(dāng)兩者同時用于土壤時,不僅可以增強(qiáng)土壤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,還能為植物生長提供養(yǎng)分。但是,需要注意氯化銨的用量,因為過量的氯化銨會導(dǎo)致土壤鹽堿化,影響植物生長。
化工合成方面:在一些化工合成反應(yīng)中,聚丙烯酰胺作為分散劑或增稠劑使用。加入氯化銨會改變反應(yīng)體系的離子環(huán)境和流變性質(zhì),從而影響反應(yīng)的進(jìn)程和產(chǎn)物的性能。在這種情況下,需要根據(jù)具體的化工反應(yīng)要求,控制聚丙烯酰胺和氯化銨的用量和添加順序。