絮凝作用原理：聚丙烯酰胺（PAM）是一種高分子聚合物，其分子鏈上帶有眾多活性官能團(tuán)，如酰胺基（-CONH?）。在水處理過程中，水中的懸浮顆粒表面帶有電荷。PAM 分子可以通過靜電吸附作用與這些懸浮顆粒相結(jié)合。同時，PAM 分子鏈能夠在多個顆粒之間起到橋聯(lián)作用，就像用繩子把多個顆粒綁在一起一樣。當(dāng)一個 PAM 分子的鏈吸附多個懸浮顆粒時，這些顆粒就會聚集形成較大的絮體。這些絮體在重力作用下更容易沉降，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。

應(yīng)用場景與優(yōu)勢：在處理含有泥沙、藻類、微生物等懸浮固體的原水時，PAM 的絮凝作用非常顯著。例如，對于高濁度的河水，加入 PAM 后，能夠快速降低水的濁度。在工業(yè)廢水處理中，如造紙廠、印染廠的廢水，含有大量的纖維、染料等懸浮和膠體物質(zhì)，PAM 可以有效聚集這些雜質(zhì)，提高廢水的可處理性。通過絮凝沉淀，一般可以去除水中 90% 以上的懸浮顆粒，大大改善水質(zhì)。

助凝作用原理：在水處理過程中，會先使用一些無機(jī)混凝劑（如聚合氯化鋁、硫酸亞鐵等）進(jìn)行初步凝聚。這些無機(jī)混凝劑可以使水中的微小顆粒和膠體脫穩(wěn)，使其更容易聚集。PAM 作為助凝劑，可以進(jìn)一步強(qiáng)化這種聚集效果。它能夠纏繞在已經(jīng)初步凝聚的顆粒上，增加顆粒之間的結(jié)合力，使形成的絮體更加緊密、穩(wěn)定，并且能夠加快絮體的沉降速度。

應(yīng)用場景與優(yōu)勢：在污水處理廠的實(shí)際操作中，對于一些難以處理的膠體廢水，單獨(dú)使用無機(jī)混凝劑效果不佳。例如，在處理含有高濃度有機(jī)膠體的食品加工廢水時，加入 PAM 作為助凝劑后，膠體顆粒的去除率可以提高 30% - 50%。這種協(xié)同作用可以有效提高水處理的效率和質(zhì)量。

污泥脫水作用原理：水處理過程中會產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含水量高，流動性大，很難直接處理。PAM 可以作為污泥脫水劑使用。它能夠與污泥中的固體顆粒相互作用，通過吸附、架橋等方式使污泥顆粒聚集，改變污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥中的水分更容易被分離出來。在污泥脫水設(shè)備（如板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)）中，PAM 可以提高污泥的過濾性能，降低污泥的含水率。

應(yīng)用場景與優(yōu)勢：在城市污水處理廠，未經(jīng)處理的污泥含水率高達(dá) 90% 以上，體積龐大。加入 PAM 后，污泥的含水率可以降低到 70% - 80%，大大減少了污泥的體積。這不僅降低了污泥后續(xù)處理（如填埋、焚燒等）的成本，還便于污泥的運(yùn)輸和處置。

去除部分有機(jī)物和重金屬原理：在絮凝沉淀過程中，PAM 不僅可以去除懸浮顆粒，還能吸附部分有機(jī)物和重金屬離子。其分子鏈上的官能團(tuán)可以與有機(jī)物分子和重金屬離子發(fā)生化學(xué)吸附或物理吸附。例如，一些含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)污染物可以通過 π - π 堆積作用吸附在 PAM 分子鏈上，一些重金屬離子（如銅離子、鉛離子）可以與 PAM 分子鏈上的官能團(tuán)發(fā)生配位反應(yīng)而被吸附。

應(yīng)用場景與優(yōu)勢：在處理含有機(jī)物和重金屬的工業(yè)廢水（如電鍍廢水、化工廢水等）時，雖然 PAM 對有機(jī)物和重金屬的去除能力有限，但在一定程度上可以降低污水中的化學(xué)需氧量（COD）和重金屬含量，減輕污水對環(huán)境的污染。在飲用水處理中，PAM 也可以輔助去除一些微量的有機(jī)污染物，提高飲用水的安全性。