絮凝作用原理

聚丙烯酰胺是一種高分子聚合物，它的分子鏈很長(cháng)并且含有許多活性基團。在污水處理中，其主要的絮凝作用機制是吸附架橋和電荷中和。

對于水中帶負電荷的懸浮顆粒，陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺可以提供正電荷，與顆粒表面的負電荷相互吸引，從而降低顆粒間的排斥力。同時(shí)，聚丙烯酰胺的長(cháng)鏈分子可以像 “橋梁” 一樣連接多個(gè)顆粒。例如，在處理生活污水時(shí)，污水中的泥沙、有機物顆粒等被聚丙烯酰胺的分子鏈吸附并連接在一起，形成較大的絮體。

陰離子型聚丙烯酰胺則主要通過(guò)吸附架橋作用使顆粒絮凝。它的長(cháng)鏈分子在水中伸展，吸附在不同的懸浮顆粒上，將這些顆粒聚集起來(lái)。這種絮凝作用對于去除污水中的膠體顆粒和細小懸浮物非常有效，如在印染污水中，陰離子聚丙烯酰胺可以使染料膠體等絮凝沉降。

非離子型聚丙烯酰胺同樣依靠吸附架橋來(lái)絮凝顆粒，它在一些對電荷不敏感的污水處理場(chǎng)景或者與其他離子型聚丙烯酰胺配合使用時(shí)發(fā)揮作用，例如在處理食品加工污水時(shí)，非離子型聚丙烯酰胺可以協(xié)助去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉等膠體物質(zhì)。

在不同污水處理階段的應用

預處理階段

在污水進(jìn)入污水處理廠(chǎng)的初期，聚丙烯酰胺可以快速去除污水中的大部分懸浮物。這可以有效減輕后續處理單元的負擔，如在一些工業(yè)廢水處理中，含有大量金屬碎屑、纖維等懸浮物的污水，通過(guò)添加聚丙烯酰胺進(jìn)行絮凝沉淀，使這些固體物質(zhì)沉淀到底部，然后通過(guò)刮泥設備將其去除。

它還可以用于調節污水的水質(zhì)，使污水的性質(zhì)更加穩定，有利于后續處理工藝的進(jìn)行。例如，通過(guò)絮凝作用降低污水的濁度和懸浮固體含量，使污水的 pH 值等參數更加穩定，為后續的生物處理或化學(xué)處理創(chuàng )造良好的條件。

生物處理階段

輔助在污水的生物處理過(guò)程中，聚丙烯酰胺雖然不是直接參與生物反應的物質(zhì)，但它可以改善生物處理單元的運行條件。比如在活性污泥法中，適量添加聚丙烯酰胺可以防止污泥膨脹。當污泥發(fā)生膨脹時(shí)，其沉降性能變差，通過(guò)添加聚丙烯酰胺可以使污泥顆粒凝聚，恢復良好的沉降性能，保證活性污泥法的正常運行。

同時(shí)，聚丙烯酰胺可以提高生物處理單元中微生物的聚集效果，使微生物更好地附著(zhù)在載體上或者形成較大的菌群，增強生物處理的效率。例如在生物膜法處理污水中，它可以幫助微生物在填料表面更好地附著(zhù)和生長(cháng)，提高對污水中有機物的分解能力。

深度處理階段

在污水經(jīng)過(guò)生物處理后，仍含有一些難以降解的有機物、微量金屬離子等污染物。聚丙烯酰胺可以與其他深度處理方法配合使用，如在混凝 - 沉淀 - 過(guò)濾的深度處理工藝中，作為混凝劑的輔助劑，進(jìn)一步提高混凝效果，去除剩余的懸浮物和部分有機物。

在污水的消毒處理前，使用聚丙烯酰胺進(jìn)行較后的絮凝沉淀，可以去除干擾消毒效果的物質(zhì)，如一些膠體顆粒會(huì )包裹細菌，影響消毒劑對細菌的殺滅作用，通過(guò)絮凝沉淀可以使細菌更好地暴露在消毒劑下，提高消毒效率。

污泥處理中的應用

污水處理過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的污泥，聚丙烯酰胺在污泥處理中起著(zhù)關(guān)鍵作用。它可以作為污泥脫水劑，改善污泥的脫水性能。

污泥中的水分主要分為間隙水、毛細水和結合水。聚丙烯酰胺可以使污泥顆粒凝聚，釋放出其中的間隙水和部分毛細水，然后通過(guò)機械脫水設備（如壓濾機、離心機等）將水分去除。例如，在污水處理廠(chǎng)的污泥處理車(chē)間，加入聚丙烯酰胺后，污泥的含固率可以從較低水平（如 30% 左右）提高到較高水平（如 60% - 70%），大大減少了污泥的體積，方便污泥的后續處理和處置，如填埋、焚燒等。

此外，聚丙烯酰胺還可以在污泥的調理過(guò)程中發(fā)揮作用，使污泥的性質(zhì)更加均勻，便于后續的處理操作。例如，它可以使污泥中的有機物和無(wú)機物更好地混合，防止在脫水過(guò)程中出現局部堵塞等問(wèn)題。