聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)稱(chēng)PAM), 是我國(guó)目前生產(chǎn)量較大, 應(yīng)用較廣泛的一種高分子絮凝劑, 在石油工業(yè)、選礦業(yè)、造紙工業(yè)及紡織工業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用, 隨著我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展, 對(duì)三廢的治理也提出了嚴(yán)格的要求。無(wú)機(jī)絮凝劑的陽(yáng)離子型、陰離子型和復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑（IPF）是20世紀(jì)60年代后發(fā)展起來(lái)的新型絮凝劑，在那段時(shí)間日本先后研制開(kāi)發(fā)了聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵生產(chǎn)工藝技術(shù)。為此, 在廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的初沉泥和剩余活性污泥以及在給水的混凝沉淀過(guò)程中所產(chǎn)生的污泥都應(yīng)進(jìn)行妥善處理, 否則將引起二次公害, 這些污泥一般含水率較高(95~98%), 在處理過(guò)程中大都需要進(jìn)行濃縮、脫水?？谇拔覈?guó)的污水處理場(chǎng), 除一些生活污水場(chǎng)采用了干化場(chǎng)進(jìn)行污泥脫水干化外, 大部分污水處理場(chǎng)(包括工業(yè)污水處理場(chǎng)), 對(duì)所產(chǎn)生的污泥均未經(jīng)處置而隨水流排走由于自然干化場(chǎng)占地面積大, 衛(wèi)生條件差, 如果管理不善或陰雨連綿也會(huì)造成二次污染, 因此國(guó)內(nèi)許多污水處理場(chǎng), 都準(zhǔn)備采用機(jī)械脫水方法對(duì)污泥進(jìn)行脫水。以往用于污泥脫水的化學(xué)藥品大多為無(wú)機(jī)混凝劑及助凝劑等。

   我國(guó)目前生產(chǎn)的聚丙烯酰胺多為非離子型的, 一也有一些廠家生產(chǎn)部分水解體的(為弱陰離子型), 而陽(yáng)離子型的產(chǎn)品尚無(wú)廠家生產(chǎn)。如果工藝主體采用物化方法，如一級(jí)強(qiáng)化，加載磁分離等工藝，一般是先加PAC調(diào)質(zhì)，然后再加陰離子絮凝劑，最后加陽(yáng)離子絮凝劑脫水。為了在一些試驗(yàn)中選用較為適宜的離子型的聚丙烯酰胺, 可以以聚丙烯酰胺PAM為母體, 經(jīng)過(guò)改性; 制成各種離子型的聚丙烯酰胺PAM衍生物。

通過(guò)多次試驗(yàn)摸索, 選定的操作程序?yàn)? 取含水97%~98%污泥一定容積置燒杯中,如需調(diào)PH值時(shí)先調(diào)至所需的pH值, 將攪拌漿伸至泥中, 如系二次加藥式, 先開(kāi)攪拌器控制速度在40轉(zhuǎn)/分左右, 加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺, 混均后, 攪拌速度降至20轉(zhuǎn)/分左右, 然后加入陰離子聚丙烯酰胺并計(jì)時(shí)間2分鐘停止攪拌, 做顆粒對(duì)比。在石油開(kāi)采的過(guò)程中，通過(guò)注入聚丙烯酰胺水溶液，改善油水流速比，使采出物中含量提高。如果是混合加藥或只加一種藥劑, 那么只慢速(200轉(zhuǎn)/分)攪拌2分鐘即可?，F(xiàn)將部分結(jié)果列于表3 。

   從試驗(yàn)結(jié)果可看出污泥的PH值對(duì)造粒效果影響比較顯著, 而且不同的藥劑有其不同的適宜的PH范圍。如季陽(yáng)與弱陰搭配使用,在PH值7.5以上可造出較好的顆粒。而陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的與陰離子聚丙烯酰胺的搭配, 用在PH值6.5以下為好如圖15所示:

經(jīng)聚丙烯酰胺PAM調(diào)質(zhì)后污泥絮凝顆粒粒徑、沉降后上清液的體積、比阻及泥餅含固率隨聚丙烯酰胺PAM投加量的增加而發(fā)生變化。漂染行業(yè)的廢水和造紙行業(yè)的廢水最難處理，應(yīng)該加大使用數(shù)量，把使用數(shù)量設(shè)置在一百到三百公斤比較合理，電鍍廢水行業(yè)和普通的工業(yè)用水一般都不要超過(guò)五十公斤。其中，A劑型聚丙烯酰胺PAM因水解度過(guò)低、E劑型聚丙烯酰胺PAM因相對(duì)分子質(zhì)量過(guò)大對(duì)污泥調(diào)質(zhì)的影響較小，改變投加量對(duì)污泥的沉降性能影響不大; 但對(duì)C和D劑型而言，隨投加量的增加，污泥絮凝顆粒粒徑和沉降后上清液的體積逐漸增大、比阻降低，泥餅含固率增高，當(dāng)投加量達(dá)到75mg·L－1 后，粒徑＞0.85mm的污泥絮凝顆粒組成和上清液體積達(dá)值，而此時(shí)比阻低，泥餅含固率，但當(dāng)投加量超過(guò)該值時(shí)，反而降低． 這表明聚丙烯酰胺PAM投加量愈大，參與吸附架橋的PAM分子就越多，對(duì)污泥脫水、沉降性能的改善效果就越好，但當(dāng)投加量超過(guò)某一點(diǎn)時(shí)，用量增多會(huì)導(dǎo)致絮凝劑分子自身纏繞使吸附架橋能力降低，因而，從污泥調(diào)質(zhì)的角度來(lái)看，聚丙烯酰胺PAM存在一個(gè)用量。

本研究中，C、D 劑型聚丙烯酰胺PAM的用量為75 mg·L－1，此時(shí)以干污泥計(jì)，聚丙烯酰胺PAM投加率為1.7‰，即每噸干污泥需投加C、D劑型聚丙烯酰胺PAM均為1.7kg，低于在將陰離子聚丙烯酰胺PAM應(yīng)用于污泥脫水研究中發(fā)現(xiàn)的投加率范圍0.23%～0.31%，這可能是由聚丙烯酰胺PAM的相對(duì)分子質(zhì)量、水解度及污泥性質(zhì)不同所引起。投加聚丙烯酰胺PAM之所以能改善城市污泥的沉降和脫水性能，與其通過(guò)吸附、表面反應(yīng)、架橋等作用對(duì)污泥表面物質(zhì)的影響有關(guān)。5萬(wàn)噸，2010年預(yù)計(jì)達(dá)到25萬(wàn)噸，而國(guó)內(nèi)能夠滿(mǎn)足三次采油的產(chǎn)品供給不足，采油專(zhuān)用PAM市場(chǎng)前景廣闊。結(jié)果表明，污泥經(jīng)A、B、C和D4種劑型聚丙烯酰胺PAM調(diào)質(zhì)后，上清液中核酸、蛋白質(zhì)和多糖濃度的變化趨勢(shì)與污泥沉降后上清液體積(圖3) 及泥餅含固率的變化(圖5) 趨勢(shì)相同，與污泥比阻的變化趨勢(shì)相反(圖4)。由于上清液中的核酸、蛋白質(zhì)和多糖主要來(lái)自污泥中EPS的釋放，其濃度的提高表明聚丙烯酰胺PAM促進(jìn)了污泥表面EPS的脫落。還表明，向城市污泥投加陰離子聚丙烯酰胺PAM后，上清液中蛋白質(zhì)和總糖濃度的變化幅度大于核酸，從變化趨勢(shì)看，投加A、B、C 和D4種劑型聚丙烯酰胺PAM使上清液蛋白質(zhì)、總糖和核酸濃度均高于未添加聚丙烯酰胺PAM的處理，而投加E劑型聚丙烯酰胺PAM使核酸濃度呈先降低再上升的趨勢(shì)。這可能與它們?cè)贓PS中所占的比例和不同劑型聚丙烯酰胺PAM對(duì)EPS的作用強(qiáng)弱有關(guān)。在污泥中，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)占EPS總量的70%～80%，而核酸所占比例較低。EPS的脫落降低了污泥表面的負(fù)電荷，增強(qiáng)了污泥的疏水性，使更多的結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤欣诩?xì)小顆粒重新絮凝成緊實(shí)的大絮凝體，使污泥易于沉降，上清液體積增加，同時(shí)大的絮凝體可減輕過(guò)濾介質(zhì)堵塞，降低污泥比阻，改善污泥脫水性能。