盐离子会对聚丙烯酰胺的分子链形态产生作用。在高盐溶液中,大量的阳离子或阴离子会压缩聚丙烯酰胺分子周围的双电层,使得原本舒展的分子链趋于蜷缩。形象地说,就好比原本在水中自由舒展“舞蹈”的分子链,遇到高浓度盐离子后,被“束缚住手脚”,无法充分伸展去捕捉悬浮颗粒,进而导致絮凝效果大打折扣。
从静电作用层面分析,盐的存在改变了体系的电荷环境。聚丙烯酰胺靠自身携带的电荷与悬浮颗粒表面电荷相互作用,实现絮凝。而高盐使得溶液中离子增多,颗粒表面电荷被部分屏蔽,聚丙烯酰胺与颗粒之间的静电吸引力减弱。以常见的水处理场景为例,在处理含盐废水时,原本能快速使浑浊污水中的杂质絮凝沉降的聚丙烯酰胺,此时絮凝速度明显变慢,沉淀效果不佳,污水澄清所需时间大幅延长。
不同类型的聚丙烯酰胺受高盐环境影响程度各异。阴离子型聚丙烯酰胺由于本身带有负电荷,在富含阳离子的高盐环境下,受电荷中和及双电层压缩影响更为突出,絮凝效果可能降低 30% - 60%,具体数值取决于盐浓度及颗粒特性等因素。阳离子型聚丙烯酰胺相对好一些,但面对高浓度阴离子盐时,同样面临挑战,絮凝效能或许降低 20% - 40%。非离子型聚丙烯酰胺虽不依赖电荷作用,但高盐导致的溶液粘度变化及分子链蜷缩,也使其絮凝能力下降 10% - 30%。
外高盐环境下,为维持聚丙烯酰胺的絮凝效果,往往需要调整投加量。通常要比正常环境多投入 20% - 50%,可这又可能引发成本上升、后续污泥量增加等新问题。所以,在实际应用中,面对高盐体系,需要综合考量聚丙烯酰胺的选型、投加策略,结合现场工况进行优化,以保障其絮凝性能的有效发挥。