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反應(yīng)原理
聚合氯化鋁（PAC）在水中主要發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鋁膠體以及一系列帶正電荷的多核羥基絡(luò)合物。這些水解產(chǎn)物帶有正電荷，可以中和污水中懸浮顆粒的負(fù)電荷。而聚丙烯酰胺（PAM）是一種高分子聚合物，分子鏈上含有酰胺基等官能團(tuán)。當(dāng)它加入到已經(jīng)投加了 PAC 的污水中時(shí)，PAM 分子鏈可以與 PAC 形成的絮體顆粒相互作用。
從電荷角度來(lái)看，陰離子型聚丙烯酰胺可以與 PAC 水解產(chǎn)物中帶正電荷的部分發(fā)生靜電吸引。對(duì)于陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺，它本身帶正電荷，在和 PAC 共同作用時(shí)，會(huì)在電荷的重新分布和顆粒的凝聚過(guò)程中發(fā)揮協(xié)同作用。PAM 分子鏈還能通過(guò)架橋吸附作用，將多個(gè)經(jīng)過(guò) PAC 處理后形成的小絮體連接在一起，形成更大、更穩(wěn)定的絮體結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)沉淀過(guò)程。
反應(yīng)過(guò)程中的現(xiàn)象
絮凝過(guò)程：在污水中先加入 PAC 后，會(huì)看到污水中的懸浮顆粒逐漸聚集形成小的絮體，溶液開始變得渾濁。隨著 PAM 的加入，這些小絮體迅速聚集變大，形成肉眼可見的大絮團(tuán)。如果攪拌強(qiáng)度合適，大絮團(tuán)會(huì)逐漸沉淀到容器底部。例如，在實(shí)驗(yàn)室模擬污水處理實(shí)驗(yàn)中，先向含有泥沙和染料的污水中加入 PAC，溶液顏色變淺，有少量小顆粒聚集，再加入 PAM 后，短時(shí)間內(nèi)就形成了大片的絮體沉淀，上層清液變得澄清。
沉淀過(guò)程：聯(lián)合使用 PAC 和 PAM 時(shí)，沉淀速度比單獨(dú)使用 PAC 時(shí)明顯加快。這是因?yàn)?PAM 增強(qiáng)了絮體的結(jié)構(gòu)和密度，使其更容易在重力作用下沉淀。而且沉淀后的污泥體積相對(duì)單獨(dú)使用 PAC 時(shí)更加緊實(shí)，這是由于 PAM 的架橋吸附作用使污泥顆粒之間的結(jié)合更加緊密。
反應(yīng)條件
對(duì)反應(yīng)的影響pH 值：pH 值對(duì) PAC 和 PAM 的反應(yīng)有重要影響。對(duì)于 PAC 不同的 pH 值會(huì)影響其水解程度和水解產(chǎn)物的形態(tài)。在 pH 值為 6 - 8 的范圍內(nèi)，PAC 的水解效果較好，能夠產(chǎn)生較多的氫氧化鋁膠體和多核羥基絡(luò)合物，有利于和 PAM 協(xié)同作用。對(duì)于 PAM，pH 值會(huì)影響其分子鏈的伸展程度和電荷性質(zhì)。例如，陰離子型 PAM 在堿性環(huán)境下，分子鏈上的陰離子基團(tuán)電離程度更高，更有利于和 PAC 水解產(chǎn)物相互作用。
攪拌強(qiáng)度和時(shí)間：在 PAC 和 PAM 的投加過(guò)程中，適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度和時(shí)間是必要的。在投加 PAC 后，需要一定的攪拌強(qiáng)度（一般 100 - 200 轉(zhuǎn) / 分鐘）使 PAC 均勻分散在污水中，促進(jìn)其水解和混凝作用。在加入 PAM 后，攪拌強(qiáng)度要適當(dāng)降低（一般 50 - 100 轉(zhuǎn) / 分鐘），避免破壞已經(jīng)形成的絮體。攪拌時(shí)間也很關(guān)鍵，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌會(huì)使絮體破碎，過(guò)短則導(dǎo)致 PAC 和 PAM 不能充分發(fā)揮作用。
投加順序和間隔時(shí)間：一般先投加 PAC，讓其對(duì)污水中的懸浮顆粒進(jìn)行初步的混凝處理，間隔一段時(shí)間（ 1 - 3 分鐘）后再投加 PAM。這樣可以使 PAC 有足夠的時(shí)間形成小絮體，為 PAM 的架橋吸附作用提供良好的基礎(chǔ)。如果同時(shí)投加或順序顛倒，會(huì)影響它們的協(xié)同效果，降低絮凝和沉淀效率。