反應原理

聚合氯化鋁（PAC）在水中主要發(fā)生水解反應，產生氫氧化鋁膠體以及一系列帶正電荷的多核羥基絡合物。這些水解產物帶有正電荷，可以中和污水中懸浮顆粒的負電荷。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。當它加入到已經投加了 PAC 的污水中時，PAM 分子鏈可以與 PAC 形成的絮體顆粒相互作用。

從電荷角度來看，陰離子型聚丙烯酰胺可以與 PAC 水解產物中帶正電荷的部分發(fā)生靜電吸引。對于陽離子型聚丙烯酰胺，它本身帶正電荷，在和 PAC 共同作用時，會在電荷的重新分布和顆粒的凝聚過程中發(fā)揮協同作用。PAM 分子鏈還能通過架橋吸附作用，將多個經過 PAC 處理后形成的小絮體連接在一起，形成更大、更穩(wěn)定的絮體結構，從而促進沉淀過程。

反應過程中的現象

絮凝過程：在污水中先加入 PAC 后，會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。如果攪拌強度合適，大絮團會逐漸沉淀到容器底部。例如，在實驗室模擬污水處理實驗中，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，短時間內就形成了大片的絮體沉淀，上層清液變得澄清。

沉淀過程：聯合使用 PAC 和 PAM 時，沉淀速度比單獨使用 PAC 時明顯加快。這是因為 PAM 增強了絮體的結構和密度，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單獨使用 PAC 時更加緊實，這是由于 PAM 的架橋吸附作用使污泥顆粒之間的結合更加緊密。

反應條件

對反應的影響pH 值：pH 值對 PAC 和 PAM 的反應有重要影響。對于 PAC 不同的 pH 值會影響其水解程度和水解產物的形態(tài)。在 pH 值為 6 - 8 的范圍內，PAC 的水解效果較好，能夠產生較多的氫氧化鋁膠體和多核羥基絡合物，有利于和 PAM 協同作用。對于 PAM，pH 值會影響其分子鏈的伸展程度和電荷性質。例如，陰離子型 PAM 在堿性環(huán)境下，分子鏈上的陰離子基團電離程度更高，更有利于和 PAC 水解產物相互作用。

攪拌強度和時間：在 PAC 和 PAM 的投加過程中，適當的攪拌強度和時間是必要的。在投加 PAC 后，需要一定的攪拌強度（一般 100 - 200 轉 / 分鐘）使 PAC 均勻分散在污水中，促進其水解和混凝作用。在加入 PAM 后，攪拌強度要適當降低（一般 50 - 100 轉 / 分鐘），避免破壞已經形成的絮體。攪拌時間也很關鍵，過長時間的攪拌會使絮體破碎，過短則導致 PAC 和 PAM 不能充分發(fā)揮作用。

投加順序和間隔時間：一般先投加 PAC，讓其對污水中的懸浮顆粒進行初步的混凝處理，間隔一段時間（ 1 - 3 分鐘）后再投加 PAM。這樣可以使 PAC 有足夠的時間形成小絮體，為 PAM 的架橋吸附作用提供良好的基礎。如果同時投加或順序顛倒，會影響它們的協同效果，降低絮凝和沉淀效率。