聚丙烯酰胺(PAM)根据其分子链上带电基团的不同,分为阴离子型(APAM)和阳离子型(CPAM),两者在电荷性质、应用场景及作用机理上存在显著差异。以下是主要区别:
1. 电荷性质
阴离子型(APAM)
分子链带有负电荷(如羧酸根 -COO⁻),通过静电作用吸附带正电的悬浮颗粒。
阳离子型(CPAM)
分子链带有正电荷(如季铵基团 -N⁺(CH₃)₃),主要用于中和带负电的胶体或颗粒。
2. 应用场景
阴离子型
适用对象:处理表面带正电的悬浮物(如金属氢氧化物、高岭土等)。
典型用途:
矿业废水(尾矿沉降、洗煤废水);
高浊度废水(河道清淤、砂石厂);
中性或碱性环境下的污泥脱水。
阳离子型
适用对象:处理带负电的有机胶体(如城市污水、食品加工废水、造纸污泥)。
典型用途:
城市污水处理厂(活性污泥脱水);
造纸厂污泥浓缩;
油田钻探中的包被剂。
3. 作用机理
阴离子型
以“吸附架桥”为主,通过长链结构将颗粒拉扯聚集形成絮团,对电荷中和作用依赖较小。
阳离子型
兼具“电中和”与“吸附架桥”双重作用:
正电荷先中和颗粒表面负电荷,降低排斥力;
长链再桥接颗粒形成密实絮体,脱水性更优。
4. pH适应性
阴离子型
在中性至碱性条件(pH 7~14)下效果最佳,酸性环境中羧酸根易质子化(-COOH),降低电荷密度。
阳离子型
在酸性至中性条件(pH 3~9)下表现更好,强碱性环境可能导致季铵基团水解失效。
5. 污泥脱水效果
阴离子型
生成的絮体较大但松散,适合配合无机混凝剂(如PAC)使用,脱水后泥饼含水率较高。
阳离子型
絮体密实且抗剪切性强,单独使用即可实现高效脱水,泥饼含水率通常更低(如从95%降至75%)。
6. 成本差异
阳离子型因合成工艺复杂(需引入季铵化试剂),价格通常为阴离子型的1.5~2倍。
如何选择?
看悬浮物电荷:通过实验(如Zeta电位测定)判断颗粒带电性。
看污泥性质:有机污泥(如市政污水)多用阳离子;无机污泥(如钢厂废水)多用阴离子。
看pH条件:酸性环境优选阳离子,碱性环境优选阴离子。
看成本预算:若阴离子配合无机混凝剂可满足需求,可降低成本。
示例场景:
洗砂废水(含大量带正电的硅酸盐颗粒)→ 阴离子APAM;
食品厂废水(含蛋白质等带负电有机物)→ 阳离子CPAM。