在水处理的絮凝沉淀环节中,聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)这对“黄金搭档”的配合使用至关重要。它们各自优势互补,协同作用能显著提升水质净化效果。掌握其正确的搭配使用方法,是水处理高效运行的关键。
一、 角色定位:各司其职,优势互补
聚合氯化铝 (PAC): “主攻手” - 中和电荷,初步聚集
效果体现: 脱稳后的微小颗粒开始相互吸引、碰撞,初步聚集成细小的絮体(矾花)。但此时絮体通常较小、松散,沉降速度慢。
聚丙烯酰胺 (PAM): “助攻手” - 架桥网捕,形成大絮团
效果体现: 将 PAC 形成的细小絮体快速“放大”成密实、粗大的矾花,显著加快沉降速度,并提高絮体强度(不易被打碎),从而极大改善固液分离效果(沉淀或过滤更彻底)。
二、 黄金搭档:如何科学搭配使用?
PAC 和 PAM 的配合使用绝非简单混合,而是一个有严格顺序和讲究的过程:
1. 先加 PAC,后加 PAM: 这是铁律。
原因: PAC 必须先完成电荷中和与初步絮凝,为 PAM 的架桥作用创造前提(提供足够多的、已脱稳的颗粒目标)。如果顺序颠倒或同时加入,PAM 可能会被 PAC 或其水解产物包裹消耗,或者与水中尚未脱稳的胶体作用效率低下,导致两者效果都大打折扣,甚至完全失效。
2. 反应时间间隔:
PAC 加入后,需要给予充分的混合与反应时间(通常几十秒到几分钟),让其完成水解、电荷中和并形成微絮体。
待观察到水中开始出现细小、均匀的矾花时(通常在快速混合或慢速絮凝初期),再投加 PAM。
PAM 加入后,也需要温和的搅拌(慢速絮凝)让其充分发挥吸附架桥和网捕作用,形成大而密实的絮团。
3. 溶解与投加浓度:
PAC: 通常配制成 5%-10% 的水溶液(具体浓度根据产品纯度和水质调整)。固体 PAC 需充分溶解(搅拌)后投加,避免结块。
PAM: 溶解是关键!PAM(尤其是粉状)溶解速度慢,需遵循“渐扩式”溶解法:先在少量水中(如 0.1%-0.3%浓度)充分搅拌溶解成粘稠透明胶状母液(避免结“鱼眼”),再根据实际投加浓度要求,用清水稀释母液(通常稀释到 0.1% 或更低浓度)。务必使用干净水溶解,避免杂质影响分子链伸展。配好的 PAM 溶液不宜久存(通常不超过 24-48 小时)。
4. 投加量:精准控制是关键
两者用量都不是越多越好,需通过烧杯实验确定最佳范围。
PAC 投加量: 主要依据水体浊度、有机物含量、pH 值等。不足则电荷中和不完全,絮凝差;过量可能导致胶体再稳(电荷反转)或产生过多污泥。
PAM 投加量: 通常远小于 PAC(可能仅为 PAC 的几十分之一到几百分之一)。过量会导致:
胶体颗粒表面被 PAM 分子完全包裹,失去可供架桥的吸附点(“胶体保护”效应),反而抑制絮凝。
水中残留过多未反应的 PAM,可能影响后续处理或出水水质。
增加处理成本。
5. pH 值影响:
PAC 在 中性或弱碱性(pH 6.5-8.0) 环境下絮凝效果通常最佳。强酸强碱都会影响其水解形态。
PAM 适用的 pH 范围相对较宽(如 5-10,具体看离子类型),但极端 pH 可能影响其分子链构象和电荷特性。需结合 PAC 效果考虑整体 pH 环境。
PAC 与 PAM 的协同作用,是水处理絮凝工艺的核心。牢记“先 PAC 后 PAM”的顺序,给予各自充分的反应时间,精确控制投加量(尤其 PAM 宜少不宜多),选择合适的 PAM 类型,并关注混合强度和 pH 环境,是这对黄金搭档发挥最大效能的关键。