絮凝作用原理

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

對(duì)于水中帶負(fù)電荷的懸浮顆粒，陽離子型聚丙烯酰胺可以提供正電荷，與顆粒表面的負(fù)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(jī)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吸附架橋作用使顆粒絮凝。它的長鏈分子在水中伸展，吸附在不同的懸浮顆粒上，將這些顆粒聚集起來。這種絮凝作用對(duì)于去除污水中的膠體顆粒和細(xì)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絮凝顆粒，它在一些對(duì)電荷不敏感的污水處理場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(yīng)用

預(yù)處理階段

在污水進(jìn)入污水處理廠的初期，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(xù)處理單元的負(fù)擔(dān)，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，然后通過刮泥設(shè)備將其去除。

它還可以用于調(diào)節(jié)污水的水質(zhì)，使污水的性質(zhì)更加穩(wěn)定，有利于后續(xù)處理工藝的進(jìn)行。例如，通過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(shù)更加穩(wěn)定，為后續(xù)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程中，聚丙烯酰胺雖然不是直接參與生物反應(yīng)的物質(zhì)，但它可以改善生物處理單元的運(yùn)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(dāng)污泥發(fā)生膨脹時(shí)，其沉降性能變差，通過添加聚丙烯酰胺可以使污泥顆粒凝聚，恢復(fù)良好的沉降性能，保證活性污泥法的正常運(yùn)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在載體上或者形成較大的菌群，增強(qiáng)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和生長，提高對(duì)污水中有機(jī)物的分解能力。

深度處理階段

在污水經(jīng)過生物處理后，仍含有一些難以降解的有機(jī)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(jī)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(xì)菌，影響消毒劑對(duì)細(xì)菌的殺滅作用，通過絮凝沉淀可以使細(xì)菌更好地暴露在消毒劑下，提高消毒效率。

污泥處理中的應(yīng)用

污水處理過程中會(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(xì)水和結(jié)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(xì)水，然后通過機(jī)械脫水設(shè)備（如壓濾機(jī)、離心機(jī)等）將水分去除。例如，在污水處理廠的污泥處理車間，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(xù)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(diào)理過程中發(fā)揮作用，使污泥的性質(zhì)更加均勻，便于后續(xù)的處理操作。例如，它可以使污泥中的有機(jī)物和無機(jī)物更好地混合，防止在脫水過程中出現(xiàn)局部堵塞等問題。