總結(jié)概覽
簡(jiǎn)單來說，PAC 和 PAM 是污水處理中常用的“黃金搭檔”，它們通常在絮凝沉淀環(huán)節(jié)協(xié)同使用。
PAC 扮演 “混凝劑” 的角色，它的主要作用是壓縮雙電層，讓水中微小的懸浮顆粒和膠體脫穩(wěn)，初步凝聚成細(xì)小的礬花。
PAM 扮演 “絮凝劑” 的角色，它的主要作用是吸附架橋，將PAC形成的細(xì)小礬花快速拉扯、纏繞在一起，形成更大、更密實(shí)的絮團(tuán)，從而加速沉降。
它們的關(guān)系可以比喻為：PAC是“膠水”，能把散沙初步粘成小土塊；PAM是“網(wǎng)兜”，能把無數(shù)小土塊兜在一起，變成一個(gè)容易搬運(yùn)的大土塊。
一、聚合氯化鋁 (PAC)
1. 作用原理
PAC是一種無機(jī)高分子混凝劑，其混凝原理主要基于以下三點(diǎn)：
電中和作用： PAC在水中水解后，會(huì)產(chǎn)生大量帶正電荷的絡(luò)合離子（如[Al(OH)?]?、[Al?(OH)??]??等）。而污水中大部分膠體顆粒（如泥土、有機(jī)物膠體）通常帶負(fù)電荷。由于同性相斥，這些顆粒能穩(wěn)定地懸浮在水中。PAC的正電荷離子能有效中和膠體的負(fù)電荷，壓縮其“雙電層”，使其失去穩(wěn)定性，從而相互碰撞、聚集。
吸附架橋作用： PAC水解生成的氫氧化鋁膠體Al(OH)3 是一種巨大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有巨大的比表面積和強(qiáng)烈的吸附能力。它能像架橋一樣，將脫穩(wěn)后的膠體顆粒和懸浮物連接在一起，形成細(xì)小的“礬花”。
沉淀物網(wǎng)捕作用： 在適宜的pH值下，PAC會(huì)生成大量的氫氧化鋁沉淀，這些沉淀物在下沉過程中會(huì)像一張大網(wǎng)一樣，網(wǎng)羅和卷掃水中的懸浮顆粒，共同沉降。
2. 使用方法
配制溶液： 固體PAC需要先溶解成液體。通常配制成5%-10%的溶液（即1升水中加入50-100克固體PAC）。溶解時(shí)應(yīng)在攪拌下緩慢投加，以免結(jié)塊。
投加點(diǎn)： 通常在污水處理的“混凝反應(yīng)池”或“快速攪拌區(qū)”投加。
混合反應(yīng)： 投加后需要快速、劇烈的攪拌（約1-3分鐘），使PAC與污水充分混合，完成電中和與初步凝聚。
劑量控制： 最佳投加量需要通過燒杯實(shí)驗(yàn)確定，一般在50-200 mg/L之間。過量投加會(huì)導(dǎo)致膠體再穩(wěn)，反而效果變差。
3. 處理效果
有效去除： 水中大部分懸浮物（SS）、膠體物質(zhì)、部分溶解性有機(jī)物和色度。
降低指標(biāo)： 出水濁度、化學(xué)需氧量（COD）、總磷（TP，通過形成磷酸鋁沉淀）。
形成： 細(xì)小、松散的礬花。
二、聚丙烯酰胺 (PAM)
1. 作用原理
PAM是一種有機(jī)高分子絮凝劑，其核心原理是長(zhǎng)鏈高分子結(jié)構(gòu)的吸附架橋作用。
吸附架橋： PAM分子鏈非常長(zhǎng)（分子量高達(dá)數(shù)百萬至數(shù)千萬），鏈上帶有許多活性官能團(tuán)（如酰胺基 -CONH?，或離子基團(tuán)）。這些長(zhǎng)鏈分子可以像“繩索”一樣，一端吸附在一個(gè)礬花顆粒上，另一端則伸展到水中吸附另一個(gè)礬花顆粒，從而在多個(gè)顆粒之間架橋，形成巨大的、密實(shí)的絮團(tuán)。
電性作用： 根據(jù)其離子類型，作用略有不同：
陽離子型PAM： 除了架橋，還兼有電中和作用，特別適用于帶負(fù)電荷的有機(jī)膠體（如污泥、有機(jī)物），是污泥脫水最常用的類型。
陰離子型PAM： 主要通過長(zhǎng)鏈架橋，通常與PAC等無機(jī)混凝劑配合使用，用于中和后帶微弱正電荷的礬花。
非離子型PAM： 在酸性或中性條件下效果較好，抗鹽性好。
2. 使用方法
類型選擇： 這是關(guān)鍵！
無機(jī)物懸浮物（如泥沙、礦石尾水）：常用陰離子PAM。
有機(jī)污泥（城市污水、食品加工廢水）的濃縮與脫水：常用陽離子PAM。
酸性或高鹽度廢水：可考慮非離子PAM。
配制溶液： 濃度通常為0.1%-0.3%，溶解過程需要更長(zhǎng)時(shí)間（40-60分鐘）和溫和的攪拌，避免劇烈的剪切力打斷其分子長(zhǎng)鏈。必須使用“熟化罐”讓其充分溶解。
投加點(diǎn)： 在PAC之后，在“絮凝反應(yīng)池”或“慢速攪拌區(qū)”投加。此時(shí)水流應(yīng)為慢速攪拌（營(yíng)造層流狀態(tài)），以利于絮團(tuán)長(zhǎng)大而不被打碎。
劑量控制： 投加量很少，通常為1-5 mg/L，同樣需要通過燒杯實(shí)驗(yàn)確定。
3. 處理效果
顯著加速 PAC形成的礬花沉降速度。
形成 大而密實(shí)、易于分離的絮團(tuán)。
提高 污泥脫水效率和泥餅含固率。
改善 出水清澈度。
三、協(xié)同使用流程與注意事項(xiàng)
典型工藝流程：
原水 → (調(diào)節(jié)pH) → 投加PAC → 快速攪拌 → 投加PAM → 慢速攪拌 → 沉淀 → 上清液排放/污泥處理
關(guān)鍵注意事項(xiàng)：
投加順序絕對(duì)不能錯(cuò)： 必須是 “先PAC，后PAM”。如果先加PAM，PAM會(huì)直接吸附在單個(gè)膠體顆粒上，由于其強(qiáng)大的架橋作用，可能包裹住顆粒，反而阻礙了PAC的電中和作用，導(dǎo)致效果變差甚至失效。
pH值影響： PAC的最佳作用pH范圍是6.5-8.0。pH過低或過高都會(huì)影響其水解形態(tài)和混凝效果。必要時(shí)需用酸或堿調(diào)節(jié)pH。
PAM的完全溶解： PAM配制不充分，有“魚眼”（未溶解的膠團(tuán)）會(huì)極大浪費(fèi)藥劑并影響效果。
攪拌強(qiáng)度： 投加PAC后需要快速攪拌（G值高） 以實(shí)現(xiàn)瞬間均勻混合；投加PAM后需要慢速攪拌（G值低） 以保護(hù)絮體成長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)確定最佳條件： 不同水質(zhì)差異巨大，燒杯實(shí)驗(yàn)是確定PAC/PAM類型、投加量、pH值和投加點(diǎn)最經(jīng)濟(jì)有效的方法。
安全與環(huán)保： PAM單體（丙烯酰胺）有神經(jīng)毒性，應(yīng)選擇高品質(zhì)、低單體殘留的產(chǎn)品。處理后的污泥需妥善處置。
總結(jié)效果
通過PAC和PAM的協(xié)同作用，污水處理系統(tǒng)能夠：
高效 去除懸浮物和膠體，濁度去除率可達(dá)90%以上。
顯著 降低COD和總磷，是達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵步驟。
大幅 提高固液分離效率，減少沉淀池面積和停留時(shí)間。
為后續(xù) 的生化處理或深度處理創(chuàng)造良好條件，并極大改善污泥的脫水性能。
希望這份詳細(xì)的解釋能幫助您全面理解這兩種藥劑在污水處理中的應(yīng)用。
