總結概覽

簡單來說，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節協同使用。

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，初步凝聚成細小的礬花。

PAM 扮演 “絮凝劑” 的角色，它的主要作用是吸附架橋，將PAC形成的細小礬花快速拉扯、纏繞在一起，形成更大、更密實的絮團，從而加速沉降。

它們的關系可以比喻為：PAC是“膠水”，能把散沙初步粘成小土塊；PAM是“網兜”，能把無數小土塊兜在一起，變成一個容易搬運的大土塊。

一、聚合氯化鋁 (PAC)

1. 作用原理

PAC是一種無機高分子混凝劑，其混凝原理主要基于以下三點：

電中和作用： PAC在水中水解后，會產生大量帶正電荷的絡合離子（如[Al(OH)?]?、[Al?(OH)??]??等）。而污水中大部分膠體顆粒（如泥土、有機物膠體）通常帶負電荷。由于同性相斥，這些顆粒能穩定地懸浮在水中。PAC的正電荷離子能有效中和膠體的負電荷，壓縮其“雙電層”，使其失去穩定性，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 是一種巨大的網狀結構，具有巨大的比表面積和強烈的吸附能力。它能像架橋一樣，將脫穩后的膠體顆粒和懸浮物連接在一起，形成細小的“礬花”。

沉淀物網捕作用： 在適宜的pH值下，PAC會生成大量的氫氧化鋁沉淀，這些沉淀物在下沉過程中會像一張大網一樣，網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）。溶解時應在攪拌下緩慢投加，以免結塊。

投加點： 通常在污水處理的“混凝反應池”或“快速攪拌區”投加。

混合反應： 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驗確定，一般在50-200 mg/L之間。過量投加會導致膠體再穩，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、部分溶解性有機物和色度。

降低指標： 出水濁度、化學需氧量（COD）、總磷（TP，通過形成磷酸鋁沉淀）。

形成： 細小、松散的礬花。

二、聚丙烯酰胺 (PAM)

1. 作用原理

PAM是一種有機高分子絮凝劑，其核心原理是長鏈高分子結構的吸附架橋作用。

吸附架橋： PAM分子鏈非常長（分子量高達數百萬至數千萬），鏈上帶有許多活性官能團（如酰胺基 -CONH?，或離子基團）。這些長鏈分子可以像“繩索”一樣，一端吸附在一個礬花顆粒上，另一端則伸展到水中吸附另一個礬花顆粒，從而在多個顆粒之間架橋，形成巨大的、密實的絮團。

電性作用： 根據其離子類型，作用略有不同：

陽離子型PAM： 除了架橋，還兼有電中和作用，特別適用于帶負電荷的有機膠體（如污泥、有機物），是污泥脫水最常用的類型。

陰離子型PAM： 主要通過長鏈架橋，通常與PAC等無機混凝劑配合使用，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： 這是關鍵！

無機物懸浮物（如泥沙、礦石尾水）：常用陰離子PAM。

有機污泥（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%，溶解過程需要更長時間（40-60分鐘）和溫和的攪拌，避免劇烈的剪切力打斷其分子長鏈。必須使用“熟化罐”讓其充分溶解。

投加點： 在PAC之后，在“絮凝反應池”或“慢速攪拌區”投加。此時水流應為慢速攪拌（營造層流狀態），以利于絮團長大而不被打碎。

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驗確定。

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、易于分離的絮團。

提高 污泥脫水效率和泥餅含固率。

改善 出水清澈度。

三、協同使用流程與注意事項

典型工藝流程：

原水 → (調節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

關鍵注意事項：

投加順序絕對不能錯： 必須是 “先PAC，后PAM”。如果先加PAM，PAM會直接吸附在單個膠體顆粒上，由于其強大的架橋作用，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過低或過高都會影響其水解形態和混凝效果。必要時需用酸或堿調節pH。

PAM的完全溶解： PAM配制不充分，有“魚眼”（未溶解的膠團）會極大浪費藥劑并影響效果。

攪拌強度： 投加PAC后需要快速攪拌（G值高） 以實現瞬間均勻混合；投加PAM后需要慢速攪拌（G值低） 以保護絮體成長。

實驗確定最佳條件： 不同水質差異巨大，燒杯實驗是確定PAC/PAM類型、投加量、pH值和投加點最經濟有效的方法。

安全與環保： PAM單體（丙烯酰胺）有神經毒性，應選擇高品質、低單體殘留的產品。處理后的污泥需妥善處置。

總結效果

通過PAC和PAM的協同作用，污水處理系統能夠：

高效 去除懸浮物和膠體，濁度去除率可達90%以上。

顯著 降低COD和總磷，是達標排放的關鍵步驟。

大幅 提高固液分離效率，減少沉淀池面積和停留時間。

為后續 的生化處理或深度處理創造良好條件，并極大改善污泥的脫水性能。

希望這份詳細的解釋能幫助您全面理解這兩種藥劑在污水處理中的應用。