河南蒙古族自治县造纸厂废水处理中聚丙烯酰胺的选型和效果

一、 聚丙烯酰胺（PAM）在造纸废水处理中的作用

聚丙烯酰胺是一种高效的水溶性高分子聚合物，在造纸废水处理中主要扮演两个核心角色：

絮凝作用 (Flocculation)：PAM的长分子链通过“吸附架桥”机制，将水中的细小悬浮颗粒、胶体粒子连接起来，形成更大、更密实的絮团（矾花）。

凝聚作用 (Coagulation)：对于阴离子型PAM，其带负电的基团能与水中带正电的金属盐（如PAC、硫酸铝）协同作用，中和胶体颗粒表面的电荷，使其脱稳，从而更容易聚集。

最终效果体现在：

提高沉降/浮选效率：快速形成大絮团，加速固液分离速度。

提升水质：显著降低废水中的悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）和色度。

增加污泥脱水性：改变污泥颗粒结构，释放结合水，大大提高污泥的脱水效率，降低泥饼含水率。

二、 聚丙烯酰胺（PAM）的选型

这是整个环节中最重要、最复杂的一步。选型错误会导致用量大、效果差、甚至完全无效。PAM根据其离子特性分为阳离子型（CPAM）、阴离子型（APAM）、非离子型（NPAM）。选型必须通过实验室烧杯实验来确定，但可以遵循以下基本原则：

1. 根据废水水质和处理工艺阶段选择

处理阶段 废水特点 推荐PAM类型 原因说明

初级处理（絮凝沉降） 废水pH值偏中性或碱性，富含带负电荷的纤维、填料（如高岭土、碳酸钙）和胶体。SS高，COD高。 阴离子型 (APAM)

非离子型 (NPAM) 造纸胶体通常带负电，阴离子PAM与无机混凝剂（PAC）配合使用效果好。先加PAC中和电荷使其脱稳，再加APAM进行吸附架桥絮凝。NPAM在酸性或中性条件下效果好。

污泥脱水（带式/离心脱水） 污泥来自生化后的剩余污泥或物化污泥，有机质含量高，带负电荷性强，亲水性好，难脱水。 阳离子型 (CPAM) 阳离子PAM的正电荷基团能有效中和污泥胶体的负电荷，起到电性和作用，同时其分子链能吸附有机质，破坏胶体结构，改善污泥的脱水性能。这是最常见和关键的应用。

气浮处理 用于分离水中细小纤维、胶料和树脂等轻质杂质。 阴离子型 (APAM)

或

低离子度阳离子型 气浮需要形成粒度适中、强度高的絮团，以便微气泡附着并将其带至水面。APAM能有效实现这一点。有时也会使用特定型号的CPAM。

2. 根据分子量选择

高分子量（>1200万）：主要用于絮凝沉降和气浮。分子链越长，架桥能力越强，形成的絮团越大，沉降速度越快。但并不是分子量越高越好，过高可能导致絮团过散、易碎或溶解困难。

中等分子量（800-1200万）：用途较广，可用于一些特殊的沉降或对絮团强度要求高的场合。

低分子量：一般不用于造纸废水的固液分离，更多用于增稠、减阻等用途。

简单总结：

沉降用：常选超高分子量阴离子PAM。

脱水用：常选中高分子量阳离子PAM。

3. 根据离子度选择（特指阳离子PAM用于脱水时）

离子度代表了聚合物链上带正电荷的密度，是选择阳离子PAM的核心参数。

低离子度（10%-30%）：适用于无机污泥（物化污泥）含量高的场合。这类污泥负电荷不强，需要的是架桥能力而非电中和。

中离子度（40%-60%）：最常用范围。适用于混合污泥（既有物化污泥也有生化污泥）。综合了架桥和电中和能力。

高离子度（>60%）：适用于有机污泥（生化后剩余污泥）含量高的场合。这类污泥带负电性强、亲水、难脱水，需要高正电荷去中和电荷并破坏胶体结构。

注意： 离子度并非越高越好。过高的离子度会导致分子链卷曲，架桥能力下降，反而效果变差，且成本更高。

三、 效果评估与优化

选择了初步型号后，必须通过实验来验证和优化。

烧杯实验 (Jar Test)：

确定最佳投加量：在固定搅拌条件下，投加不同量的PAM溶液，观察絮团形成大小、沉降速度、上清液清澈度。找到效果最好且用量最少的点。

确定最佳搅拌条件：快速的混合（使PAM迅速分散）和慢速的絮凝（使絮团长大而不被打碎）同样重要。

上机试验：

实验室小试成功后，必须在实际的生产设备（如脱水机）上进行中试。观察实际的出泥干度、絮凝剂消耗量、滤液或离心液的清澈度。

效果评判标准：

絮凝阶段：絮团大小、沉降速度、上清液SS和COD去除率。

脱水阶段：污泥调质后的状态、脱水泥饼的含水率、脱水的效率（每小时处理量）、滤液的返色情况。

四、 使用注意事项

溶解：必须使用常温水（<60°C），充分搅拌溶解（40-60分钟），配制浓度通常为0.1%-0.3%。溶解不充分会严重影响效果并造成浪费和堵泵。

储存：干粉需防潮密封保存，避免高温和暴晒。配制好的溶液储存时间不宜过长（一般<24小时），否则会降解失效。

投加点：选择合适的投加点，确保与污泥混合均匀。

pH值：pH值会影响PAM的电荷状态和效能，必要时需调节废水pH。

总结

造纸厂废水处理中PAM的选型是一个系统性工程，没有“万能型号”。

核心原则：沉降/气浮多用阴离子PAM，污泥脱水多用阳离子PAM。

关键方法：必须通过详细的烧杯实验和上机试验，根据具体的废水/污泥性质（来源、pH、电荷性、有机物含量）来筛选最佳的离子类型、分子量和离子度。

最终目标：在达到最佳处理效果（出水清、泥饼干）的同时，实现最低的运行成本。

建议与有技术实力的PAM供应商合作，他们通常能提供专业的技术支持和样品进行实验筛选。