一、引言

随着青海省城市化进程的加速，城市人口激增，生活废水排放量日益增长，对当地水体环境造成了较大压力。城市生活废水成分复杂，包含有机物、悬浮物、胶体物质以及各类微生物等，若不经有效处理直接排放，将严重污染河流、湖泊等受纳水体，破坏生态平衡，影响居民生活与区域可持续发展。因此，探寻高效、经济的废水处理技术至关重要。

聚丙烯酰胺（PAM）与聚合氯化铝（PAC）作为常见的水处理药剂，在废水处理领域应用广泛。单独使用 PAC 虽能在一定程度上降低水中悬浮物与胶体杂质，但形成的絮体可能较小且沉降速度较慢；而 PAM 凭借其良好的絮凝与助凝性能，可弥补 PAC 的不足。二者协同作用时，有望发挥出更优异的净水效能，尤其适用于青海省高寒、缺氧、水质波动较大的城市生活废水处理场景。

二、聚丙烯酰胺与聚合氯化铝的特性

（一）聚合氯化铝（PAC）

PAC 是一种无机高分子混凝剂，化学式为 [Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ，其中 n 代表聚合度，m 表示电荷中和能力。其制备原理基于铝盐的水解聚合反应，通过控制反应条件，使得铝离子以羟基配合物的形式聚合而成。

在废水处理中，PAC 投入水中后，迅速水解产生大量多核铝络合物，这些络合物带有正电荷，能够中和废水中带负电的胶体颗粒与悬浮物表面电荷，降低颗粒间静电斥力，促使颗粒相互碰撞、凝聚，形成初步的絮凝体，为后续沉淀创造条件。同时，部分水解产物还能与水中溶解性有机物发生络合反应，去除部分有机污染物，尤其在降低水的浊度方面效果显著，对去除藻类、细菌等微生物也有一定作用。

（二）聚丙烯酰胺（PAM）

PAM 是一种有机高分子絮凝剂，按离子特性可分为非离子型、阴离子型、阳离子型与两性型。在城市生活废水处理中，常用阳离子型 PAM。其分子链呈长链状结构，分子量从数百万到数千万不等，具有大量活性基团，如阳离子型的季铵盐基团。

当 PAM 加入废水时，其长链分子能够吸附在已由 PAC 脱稳凝聚的微小絮体上，通过桥连作用将多个絮体连接成更大、更紧密的絮团，显著增强絮凝效果，加速沉降过程。而且，PAM 的投加量相对较少，便能在废水体系内发挥关键作用，其良好的水溶性与适应性，使其能在较宽温度、pH 范围内稳定发挥作用，契合青海省多变的气候与复杂的水质环境。

三、协同作用机制

（一）电荷中和与吸附架桥的接力

PAC 率先投入废水，利用其所带正电荷中和胶体与悬浮物的负电荷，打破颗粒稳定状态，引发凝聚。此时形成的絮体尚不稳固、粒径较小。随后加入 PAM，其阳离子基团一方面继续中和剩余电荷，另一方面凭借长链优势吸附在不同絮体颗粒表面，像桥梁一样将它们联结起来，形成大而结实的絮团，这种接力作用极大提升了絮凝效率，使更多微小颗粒被裹挟进絮体，提高水质澄清度。

（二）网捕卷扫与絮体强化

PAC 水解过程中生成的金属氢氧化物沉淀，在沉淀过程中对水中细小颗粒有网捕卷扫作用，能快速揽括部分杂质下沉。而 PAM 的存在进一步强化了絮体结构，防止絮体在水流扰动或沉淀过程中破碎再分散，保障了已形成的大块絮体顺利沉降到泥斗，减少出水夹带悬浮物，实现更彻底的固液分离。

（三）协同应对复杂水质

青海省城市生活废水受地域、季节影响，水质成分波动大。冬季低温时，水体黏度增加，化学反应速率变慢，PAC 单独作用时水解困难、絮凝效果减弱；夏季高温又易滋生藻类、微生物膜，加大处理难度。PAM 与 PAC 协同，能在不同水温下互补。低温时 PAM 辅助 PAC 快速成絮，高温时二者共同克制藻类、分解有机胶团，适应水质变化，稳定出水水质。

四、处理效果实例分析

（一）某西宁市污水处理厂案例

选取西宁市典型城市生活污水处理厂，进水水质指标为：COD（化学需氧量）Cr 浓度 350 - 550 mg/L，BOD₅（五日生化需氧量）200 - 350 mg/L，SS（悬浮物）200 - 400 mg/L，pH 6.5 - 7.8，水温 8 - 25℃。

采用 PAC 与 PAM 协同处理工艺，先投加 PAC 至 20 - 30 mg/L，快速搅拌 1 - 2 分钟，再投加 PAM 1 - 3 mg/L，慢速搅拌 15 - 20 分钟，静置沉淀。

处理后出水水质显著改善，CODCr 降至 30 - 50 mg/L，去除率达 90%左右；BOD₅ 稳定在 10 - 20 mg/L，SS 低于 20 mg/L，水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918 - 2002）一级 A 标准，出水可用于城市景观补水、市政杂用等，实现水资源回用。

（二）对比实验数据支撑

在实验室模拟青海当地水质，设置单独投加 PAC、单独投加 PAM 及二者协同三组对比实验。结果显示，单独使用 PAC 时，对 CODCr、SS 去除率分别为 60%、70%左右；单独使用 PAM 时，因缺乏有效混凝前期步骤，去除率仅 30%、40%；而协同作用下，CODCr、SS 去除率提升至 85%、90%以上，充分彰显协同处理在净化程度、稳定性上的绝对优势。

五、影响因素探讨

（一）投加顺序与间隔时间

投加顺序上，必须先投 PAC 后加 PAM。若颠倒顺序，PAM 会迅速包裹住 PAC，阻碍其水解与电荷中和，无法形成有效絮凝。间隔时间控制在 1 - 3 分钟为宜，太短 PAC 未充分作用，太长则已凝聚颗粒可能重新分散，影响后续 PAM 桥连。

（二）投加量配比

根据废水水质精准调控投加量。一般 PAC 投加量在 20 - 50 mg/L，过量会导致水中铝离子残留超标，增加后续处理成本与污泥量；PAM 投加量 1 - 5 mg/L，不足难以发挥助凝效果，过多易造成絮体蓬松、含水率高，不利沉降。二者最佳配比需通过烧杯混凝试验确定，依水质波动灵活调整。

（三）pH 值影响

PAC 适宜 pH 范围较广，6.0 - 8.5 均能有效水解，但强酸性或碱性环境会抑制其水解进程；PAM 耐 pH 能力较强，不过极端 pH 也会影响其电离与吸附性能。青海部分污水厂进水偏酸或偏碱，需提前调节 pH 至中性附近，保障协同作用高效发挥。

（四）水温效应

低温时，PAC 水解变慢、活性降低，适当增加投加量、延长搅拌时间可缓解；高温利于 PAC 水解却加速 PAM 老化降解，需控制水温或选用耐温型 PAM 产品，维持协同处理效果稳定。

六、结论与展望

聚丙烯酰胺与聚合氯化铝在青海省城市生活废水处理中展现出卓越的协同作用，通过电荷中和、吸附架桥、网捕卷扫等机制互补，有效去除废水中的有机物、悬浮物与胶体杂质，提升水质达标率，为当地水污染防控与水资源可持续利用贡献力量。