摘要：从2009年开始，某水厂在净水生产中开始尝试使用助凝剂聚丙烯酰胺，效果并不理想，通过改善溶解投加工艺，重新合理确定投加点，可以有效提高其在低浊水中的助凝效果。
一、概述
聚丙烯酰胺（PAM）是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，从2009年开始，该水厂在净水生产中开始尝试使用助凝剂聚丙烯酰胺，效果并不理想，近年来，水厂通过改善配制溶解投加工艺，重新确定投加点，进行了生产性试验，获得了满意的助凝沉淀效果。
二、现象
该水厂采用聚氯合铝铁为主混凝剂，采用高锰酸钾复合药剂及氯气作为预氧化剂及消毒剂，聚丙烯酰胺助凝投加系统于2009年安装，配有一制备药罐和两台隔膜计量泵，药罐分三级水箱，内设搅拌桨，二次搅拌与三次搅拌均为慢速搅拌，一次搅拌为快速搅拌。两台隔膜计量泵分别用于投加东、西两组网格反应池，每组反应池有3处投加点，位于网格反应池进水较前端的三个网格。
化验室多组烧杯实验表明，聚丙烯酰胺具有显著的助凝作用，对降低浊度作用明显，水厂按0.1-0.4mg/L的投加量分别进行生产实验，但并未发挥出助凝作用，投加后，两组斜管沉淀池出水浊度并没有降低，当投加0.4mg/L时，滤池的运行周期明显缩短，说明此投量已过量。
三、原因
（1）机械搅拌强度大，时间过长；长时间的过强搅拌会引起聚丙烯酰胺溶液的降解，使部分聚丙烯酰胺分子链断裂，影响沉降效果。
（2）溶解过程中无熟化过程；聚丙烯酰胺溶液制备过程由自动化系统控制，配制药剂与投加同时进行，整个过程溶液无熟化过程。
（3）聚丙烯酰胺投加位置不合适。聚丙烯酰胺药剂的投加点是决定助凝沉淀效果好坏的关键。该药剂如投加时机过早，细小的矾花未形成，聚丙烯酰胺助凝作用未发挥出来，过迟加入其聚合网捕作用时间不充分，水厂目前两组反应池投加点都在反应池的较前端，应为投加过早。
四、措施
1、改善机械搅拌时间及强度
将聚丙烯酰胺助凝系统由自动方式改为手动方式，配制溶液时，机械搅拌转速调整至较低转速，搅拌时间改为2-3小时。
2、配制聚丙烯酰胺溶液后增加熟化期
先将搅拌罐水箱水位蓄至一半高度，开启搅拌，在三级水箱里分别缓慢投加等量的聚丙烯酰胺固体药剂，直至水位蓄高至指定高度，停止进水，继续搅拌2小时后停止，放置2小时进行熟化。
3、利用实验室烧杯实验确定聚丙烯酰胺较佳投加时机及投加量
（1）选择较佳投量实验确定的聚丙烯酰胺投量0.2mg/l，其投加时间确定实验表1。
| 内容 | 1#烧杯 | 2#烧杯 | 3#烧杯 | 4#烧杯 | 5#烧杯 | 6#烧杯 |
| 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | |
| 1分钟 投加PAM0.2mg/L |
2分钟 投加PAM0.2mg/L |
3分钟 投加PAM0.2mg/L |
6分钟 投加PAM0.2mg/L |
7分钟 投加PAM0.2mg/L |
8分钟 投加PAM0.2mg/L |
|
| 浊度NTU | 0.98 | 0.95 | 0.94 | 0.94 | 1.11 | 1.06 |
根据多组烧杯实验确定PAM较佳投加时间为慢速搅拌的3至6分钟。
（2）确定聚丙烯酰胺较佳投加量
聚丙烯酰胺较佳投量实验表2。
| 内容 | 1#烧杯 | 2#烧杯 | 3#烧杯 | 4#烧杯 | 5#烧杯 | 6#烧杯 |
| 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | 聚氯化铝铁 25mg/L | |
| 3分钟 投加PAM0.1mg/L |
3分钟 投加PAM0.13mg/L |
3分钟 投加PAM0.14mg/L |
3分钟 投加PAM0.16mg/L |
3分钟 投加PAM0.18mg/L |
3分钟 投加PAM0.2mg/L |
|
| 浊度NTU | 1.01 | 0.90 | 0.88 | 0.87 | 0.92 | 0.95 |
通过实验确定聚丙烯酰胺较佳投量为0.12-0.16mg/L。
4、根据烧杯实验结果确定较佳投加点并进行投加位置改造
水厂单组反应池的有效容积为226.55m3，根据水厂现处理水量4万m3计算，确定较佳投加点为反应池进水处3、4、5、6、格竖井及其相对应另外4个竖井。根据实验，配制药液浓度为0.03%，投加量为0.12-0.16mg/L，投加于4个投加点后分别进行生产性试验。同时进行投加聚丙烯酰胺前后浊度对比分析。
反应沉淀池投加聚丙烯酰胺前后浊度对比表3。
| 日期 | 时间 | 沉淀池 | 备注 | 去浊率 | |
| 加药量（mg/L） | 浊度（NTU） | ||||
| 8月5日 | 14：00 | 12 | 6.12 | 投加前 | |
| 16：00 | 12 | 5.62 | 投加后 | ||
| 18：00 | 12 | 5.47 | |||
| 20：00 | 12 | 5.51 | |||
| 22：00 | 12 | 5.34 | |||
| 24：00 | 12 | 5.11 | 16.5% | ||
| 2：00 | 12 | 5.78 | 停止投加 | ||
| 8月6日 | 14：00 | 12 | 5.98 | 投加前 | |
| 16：00 | 12 | 5.71 | 投加后 | ||
| 18：00 | 12 | 5.65 | |||
| 20：00 | 12 | 5.52 | |||
| 22：00 | 12 | 5.21 | |||
| 24：00 | 12 | 5.01 | 16.2% | ||
| 2：00 | 12 | 5.57 | 停止投加 | ||
| 8月15日 | 8：00 | 45 | 1.78 | 投加前 | |
| 10：00 | 45 | 1.61 | 投加后 | ||
| 12：00 | 45 | 1.55 | |||
| 14：00 | 45 | 1.45 | 16.8% | ||
| 16：00 | 45 | 1.59 | 停止投加 | ||
通过上表表明通过上述改造措施，沉后水浊度下降明显，达到了预期效果。同时混凝剂聚氯化铝铁用量大大降低，药剂单耗可下降8mg/L。再一次降低了制水成本。
五、总结
1、聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，须充分搅拌溶解后才能投加使用。
否则不能发挥其应有的助凝效果，溶解时搅拌速度应控制在400-900r/min，溶解搅拌时间3h左右为宜。低温季节水温低、难溶解，如无法用热水缩短溶解时间，可适当延长搅拌时间。
2、投加点及投加量是决定聚丙烯酰胺助凝沉淀效果好坏的关键
水厂生产实践表明：较佳投量在0.1-0.3mg/L，较佳投加点应在絮凝反应过程的1/2-1/3处。超出或低于这个范围其助凝效果不明显。
3、应经过实验确定合适浓度
水厂聚丙烯酰胺配制浓度为0.03%左右，助凝效果较佳。
