蒲城縣造紙廠廢水處理中聚丙烯酰胺的選型和效果

一、 聚丙烯酰胺（PAM）在造紙廢水處理中的作用

聚丙烯酰胺是一種高效的水溶性高分子聚合物，在造紙廢水處理中主要扮演兩個核心角色：

絮凝作用 (Flocculation)：PAM的長分子鏈通過“吸附架橋”機制，將水中的細小懸浮顆粒、膠體粒子連接起來，形成更大、更密實的絮團（礬花）。

凝聚作用 (Coagulation)：對于陰離子型PAM，其帶負電的基團能與水中帶正電的金屬鹽（如PAC、硫酸鋁）協同作用，中和膠體顆粒表面的電荷，使其脫穩，從而更容易聚集。

最終效果體現在：

提高沉降/浮選效率：快速形成大絮團，加速固液分離速度。

提升水質：顯著降低廢水中的懸浮物（SS）、化學需氧量（COD）和色度。

增加污泥脫水性：改變污泥顆粒結構，釋放結合水，大大提高污泥的脫水效率，降低泥餅含水率。

二、 聚丙烯酰胺（PAM）的選型

這是整個環節中最重要、最復雜的一步。選型錯誤會導致用量大、效果差、甚至完全無效。PAM根據其離子特性分為陽離子型（CPAM）、陰離子型（APAM）、非離子型（NPAM）。選型必須通過實驗室燒杯實驗來確定，但可以遵循以下基本原則：

1. 根據廢水水質和處理工藝階段選擇

處理階段 廢水特點 推薦PAM類型 原因說明

初級處理（絮凝沉降） 廢水pH值偏中性或堿性，富含帶負電荷的纖維、填料（如高嶺土、碳酸鈣）和膠體。SS高，COD高。 陰離子型 (APAM)

非離子型 (NPAM) 造紙膠體通常帶負電，陰離子PAM與無機混凝劑（PAC）配合使用效果好。先加PAC中和電荷使其脫穩，再加APAM進行吸附架橋絮凝。NPAM在酸性或中性條件下效果好。

污泥脫水（帶式/離心脫水） 污泥來自生化后的剩余污泥或物化污泥，有機質含量高，帶負電荷性強，親水性好，難脫水。 陽離子型 (CPAM) 陽離子PAM的正電荷基團能有效中和污泥膠體的負電荷，起到電性和作用，同時其分子鏈能吸附有機質，破壞膠體結構，改善污泥的脫水性能。這是最常見和關鍵的應用。

氣浮處理 用于分離水中細小纖維、膠料和樹脂等輕質雜質。 陰離子型 (APAM)

或

低離子度陽離子型 氣浮需要形成粒度適中、強度高的絮團，以便微氣泡附著并將其帶至水面。APAM能有效實現這一點。有時也會使用特定型號的CPAM。

2. 根據分子量選擇

高分子量（>1200萬）：主要用于絮凝沉降和氣浮。分子鏈越長，架橋能力越強，形成的絮團越大，沉降速度越快。但并不是分子量越高越好，過高可能導致絮團過散、易碎或溶解困難。

中等分子量（800-1200萬）：用途較廣，可用于一些特殊的沉降或對絮團強度要求高的場合。

低分子量：一般不用于造紙廢水的固液分離，更多用于增稠、減阻等用途。

簡單總結：

沉降用：常選超高分子量陰離子PAM。

脫水用：常選中高分子量陽離子PAM。

3. 根據離子度選擇（特指陽離子PAM用于脫水時）

離子度代表了聚合物鏈上帶正電荷的密度，是選擇陽離子PAM的核心參數。

低離子度（10%-30%）：適用于無機污泥（物化污泥）含量高的場合。這類污泥負電荷不強，需要的是架橋能力而非電中和。

中離子度（40%-60%）：最常用范圍。適用于混合污泥（既有物化污泥也有生化污泥）。綜合了架橋和電中和能力。

高離子度（>60%）：適用于有機污泥（生化后剩余污泥）含量高的場合。這類污泥帶負電性強、親水、難脫水，需要高正電荷去中和電荷并破壞膠體結構。

注意： 離子度并非越高越好。過高的離子度會導致分子鏈卷曲，架橋能力下降，反而效果變差，且成本更高。

三、 效果評估與優化

選擇了初步型號后，必須通過實驗來驗證和優化。

燒杯實驗 (Jar Test)：

確定最佳投加量：在固定攪拌條件下，投加不同量的PAM溶液，觀察絮團形成大小、沉降速度、上清液清澈度。找到效果最好且用量最少的點。

確定最佳攪拌條件：快速的混合（使PAM迅速分散）和慢速的絮凝（使絮團長大而不被打碎）同樣重要。

上機試驗：

實驗室小試成功后，必須在實際的生產設備（如脫水機）上進行中試。觀察實際的出泥干度、絮凝劑消耗量、濾液或離心液的清澈度。

效果評判標準：

絮凝階段：絮團大小、沉降速度、上清液SS和COD去除率。

脫水階段：污泥調質后的狀態、脫水泥餅的含水率、脫水的效率（每小時處理量）、濾液的返色情況。

四、 使用注意事項

溶解：必須使用常溫水（<60°C），充分攪拌溶解（40-60分鐘），配制濃度通常為0.1%-0.3%。溶解不充分會嚴重影響效果并造成浪費和堵泵。

儲存：干粉需防潮密封保存，避免高溫和暴曬。配制好的溶液儲存時間不宜過長（一般<24小時），否則會降解失效。

投加點：選擇合適的投加點，確保與污泥混合均勻。

pH值：pH值會影響PAM的電荷狀態和效能，必要時需調節廢水pH。

總結

造紙廠廢水處理中PAM的選型是一個系統性工程，沒有“萬能型號”。

核心原則：沉降/氣浮多用陰離子PAM，污泥脫水多用陽離子PAM。

關鍵方法：必須通過詳細的燒杯實驗和上機試驗，根據具體的廢水/污泥性質（來源、pH、電荷性、有機物含量）來篩選最佳的離子類型、分子量和離子度。

最終目標：在達到最佳處理效果（出水清、泥餅干）的同時，實現最低的運行成本。

建議與有技術實力的PAM供應商合作，他們通常能提供專業的技術支持和樣品進行實驗篩選。