聚丙烯酰胺对高浊度水，具有十分优异的絮凝效能。聚丙烯酰胺为非离子型高聚物，通常卷曲成无规线团。一般加碱可使聚丙烯酰胺部分水解，在所生成的羧基阴离子之间静电斥力的作用下，使分子链伸开，以暴露出来的活性酰胺基团和很长的分子链，发挥优异的吸附架桥絮凝作用。

　　聚丙烯酰胺的水解反应，可以下式表示:

　　式(1)中反应进行的程度，通常以水解度表示

　　h=m/n×100%(2)

　　式中:h-水解度(%)；

　　m—聚丙烯酰胺分子中水解生成的羧基数；

　　n—聚丙烯酰胺分子中水解前酰胺基总数。

　　在反应(1)中，随着水解度的增加，羧基阴离子增加，分子链不断伸展，从而有使絮凝效果逐渐增强的作用；同时，聚丙烯酰胺分子的负电性亦逐渐增强，又妨碍了其与负电性的泥沙杂质相吸附，而且在吸附架桥中起主要作用的活性基团-酰胺基也不断减少，从而随着水解度的增加，又存在使絮凝效果逐渐变差的因素。在水解前期，前者起主导作用；水解后期，后者升居主导地位。作为综合结果，必存在一个最优的水解程度，使絮凝效果最佳，即存在着一个最佳水解度。自M ichaels 〔1〕 于1954年提出最佳水解度的概念以来，一直普遍认为其值为30%左右。但对高浊度水，最佳水解度是否仍为30%，是本文要探讨的一个课题。

　　聚丙烯酰胺作为一种有机高分子物质，水解反应速度较慢，应如何实现高速水解，是本文将要探讨的另一个课题。

　　一、聚丙烯酰胺絮凝的最佳水解度

　　以白银矿山药剂厂产的胶状聚丙烯酰胺作为实验用絮凝剂。实测平均分子量为6.2×10 6 ，有效成分含量为9.0%。首先将聚丙烯酰胺配制成一定浓度的溶液，加入氢氧化钠进行水解。然后以一定的时间间隔测定其水解度，并以此水解试样做高浊度水的静水絮凝沉淀试验，以浑液面沉速作为表征絮凝效果的指标。实验均在恒温条件下进行。

　　溶液的浓度；以百分浓度，即100g溶液中含的聚丙烯酰胺的克数表示。习惯上，常以有效成分含量为8%的胶状聚丙烯酰胺产品的重量来进行计算。在本文中，则以聚丙烯酰胺有效成分的重量来计算。

　　水解时，加入氢氧化钠的数量，可以加碱比表示。加碱比就是水解液中氢氧化钠与聚丙烯酰胺的重量比。习惯上，常以有效成分含量为8%的胶状聚丙烯酰胺产品的重量进行计算。在本文中，则以聚丙烯酰胺有效成分的重量来计算。

　　水解度的测定，采用黑龙江大学化学系研究提出的方法。按要求称取一定量的待测试样，用无水乙醇和丙酮纯化精制后，再用甲基橙—靛兰二磺酸钠混合指示剂滴定法测定。水解度的计算式为:

　　式中:N-盐酸标准溶液当量浓度；

　　V—至等当点时消耗盐酸标准溶液的体

　　积〔mL)；

　　W-试样中聚丙烯酰胺含量按水解前重量计(m g)。

　　高浊度水静水絮凝沉淀试验在1000mL量简中进行。将黄河泥沙用自来水充分浸泡，配制成100kg/m 3 的高浊度水，加入部分水解的聚丙烯酰胺试样3.6m g(有效成份，后同)，对水搅拌以进行混合反应。试验时，G值控制为400 S -1 左右。经T秒混合反应，当GT值达到4680时，将搅拌器轻轻提出，测量浑液面沉降段平均沉速。该沉速值愈大，表示相应的聚丙烯酰胺水解试样的絮凝性能愈好。

　　按上述方法，对于每一聚丙烯酰胺的水解试样，都可得到一组相对应的水解度与浑液面沉速关系数据，可绘成如图1所示的曲线。曲线a代表加碱比大于0.222:1的情况。此时随着水解度的增加，浑液面沉速先是逐渐上升，并达到一最大值，然后又随着水解度的增加而下降。在该最大值下的水解度，即为最佳水解度。

　　实验发现，聚丙烯酰胺的最佳水解度并非常数。在本实验条件范围内，最佳水解度在32～48%之间变化。

　　图1中曲线b代表加碱比小于或等于0.222:1时的情况，曲线上无峰值出现，这是由于水解度仅达到28～31%就不再增加，而未出现曲线后部的下降段。在最佳水解度下，浑液面沉速不仅比未水解时高数倍，而且比水解度为30%时也有明显提高，所以，以最佳水解度的聚丙烯酰胺絮凝高浊度水，可取得最优的絮凝效果，是具有很大技术经济意义的。

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