概述

简单来说，PAC和PAM是废水处理中经典的“动态二元”，通常在混凝和絮凝过程中一起使用。

PAC起到混凝剂的作用。它的主要作用是中和电荷，使微小的悬浮颗粒和胶体不稳定，使其形成微絮体。

PAM充当絮凝剂。其主要作用是吸附和桥接，将PAC产生的微絮体拉到一起，形成大型、致密、快速沉降的絮体。

它们之间的关系可以类比为：PAC是将沙子粘合成小块的“胶水”，PAM是将团块聚集成易于移除的大块巨石的“网”。

1.聚合氯化铝（PAC）

1.1.作用机制

PAC是一种无机聚合物混凝剂。其凝血机制基于三个关键原则：

电荷中和：PAC溶解在水中后，水解产生大量带正电的络离子（例如[Al（OH）]₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). 废水中的大多数胶体颗粒（如粘土、有机胶体）都带有负表面电荷。这些类似的电荷使颗粒相互排斥，并在悬浮液中保持稳定。PAC中的正离子有效地中和了这些负电荷，压缩了双电层并导致不稳定。这允许粒子碰撞和聚集。

吸附和桥接：PAC的水解产物，如氢氧化铝凝胶[Al（OH）]₃],形成表面积大、吸附能力强的巨大网状结构。这种凝胶可以在不稳定的颗粒和悬浮固体之间“搭桥”，形成初始的小“微絮体”或“针絮体”。

扫频絮凝：在最佳pH范围内，PAC会产生大量氢氧化铝沉淀。当沉淀物沉淀时，它会将悬浮颗粒卷入并向下扫，类似于一张落下的网。

1.2.使用方法

溶液制备：固体PAC必须首先溶解成液体溶液。典型的工作溶液浓度为5%-10%（即每升水50-100g固体PAC）。应在搅拌下缓慢加入，以防止结块。

加药点：通常在处理过程的“快速混合”或“混凝罐”阶段添加。

混合和反应：加药后，需要快速剧烈混合（约1-3分钟），以确保PAC在废水中完全均匀分散，促进电荷中和和初始絮体形成。

剂量控制：最佳剂量必须通过罐式试验确定。过量服用会导致电荷反转（重新稳定）和性能下降。典型范围为50-200mg/L。

1.3.治疗效果

有效去除：悬浮固体（SS）、胶体颗粒、一些溶解的有机物和颜色。

关键参数的降低：浊度、化学需氧量（COD）和总磷（TP，通过形成磷酸铝沉淀）。

形态：缓慢沉降的小而轻的絮状物。

2.聚丙烯酰胺

2.1.作用机制

PAM是一种有机高分子絮凝剂。其核心机制是其长链聚合物结构的桥接作用。

吸附和桥接：PAM分子具有极长的链（分子量在数百万到数千万之间），带有许多活性官能团（例如酰胺基-CONH₂,或离子基团）。这些长链就像“弦”或“桥”，吸附在一个微絮体的表面，并延伸到溶液中以吸附到其他微絮体上。这将多个絮体连接成大型、致密、快速沉降的团聚体。

电荷效应（离子型）：

阳离子PAM：具有正电荷。除了桥接外，它还提供电荷中和，使其对有机带负电荷的污泥（如城市污水、食品加工废水）非常有效。它是污泥脱水最常用的类型。

阴离子PAM：带负电荷。它主要依靠长链桥接，通常与PAC等无机混凝剂结合使用，针对混凝后形成的弱阳性絮体。

非离子PAM：在酸性或中性条件下有效，具有良好的耐盐性。

2.2.使用方法

类型选择至关重要：

无机悬浮液（如矿物加工、洗砂水）：通常使用阴离子聚丙烯酰胺。

有机污泥浓缩和脱水（如市政、工业）：主要使用阳离子聚丙烯酰胺。

酸性或高盐度废水：可以考虑非离子PAM。

溶液制备：通常制备为0.1%-0.3%的溶液。溶解需要更多的时间（40-60分钟）和温和的搅拌，以避免剪切（断裂）长聚合物链。老化罐对于聚合物的完全“活化”至关重要。

加药点：在PAC之后，在“絮凝池”或“慢混合区”中添加。在这里，需要缓慢搅拌（层流条件）以促进絮体生长，而不会破坏形成的团聚体。

剂量控制：所需剂量非常低，通常为1-5mg/L，必须通过罐式测试确定。

2.3.治疗效果

显著加快絮体的沉降速度。

形成大、强、紧凑的絮体，易于分离。

大大提高了污泥脱水效率，增加了脱水饼的固体含量。

产生更清澈的上清液（处理过的水）。

3.协作进程和；关键考虑因素

典型工艺流程：

生水→ （pH值调节）→ PAC剂量→ 快速混合→ PAM剂量→ 慢速混合→ 沉积→ 澄清废水/污泥处理

关键考虑因素和；注意事项：

剂量顺序至关重要：必须先使用PAC，然后使用PAM。首先添加PAM会使其吸附到单个稳定的颗粒上，从而可能屏蔽它们并阻止PAC有效中和它们的电荷，导致处理失败。

pH依赖性：PAC在6.5至8.0的pH范围内效果最佳。极端的pH值会损害其水解和有效性。可能需要调节pH值。

PAM的完全溶解：不完全溶解的PAM，带有“鱼眼”（凝胶块），是对化学品的浪费，严重降低了性能。

混合强度：PAC分散体的高G值（快速混合）；PAM絮凝的G值低（混合缓慢）。

罐测试至关重要：水质差异很大。罐试验是确定PAC/PAM的最佳类型和剂量、pH值和给药点的最具成本效益的方法。

安全与；环境：PAM单体（丙烯酰胺）是一种神经毒素。始终选择残留单体含量低的高质量产品。处理过的污泥必须妥善处理。

组合效应总结

通过PAC和PAM的协同作用，废水处理系统可以实现：

高效去除悬浮固体和胶体固体，浊度去除率通常超过90%。

显著降低COD和总磷，这对达到排放标准至关重要。

大大增强了固液分离，减少了沉淀池所需的占地面积和停留时间。

为后续的生物或高级处理过程创造更好的条件。

污泥脱水性能大幅提高。