聚合氯化铝与聚丙烯酰胺复合絮凝剂在造纸废水处理中的应用

造纸废水成分复杂，含有大量纤维、木质素、胶体颗粒及溶解性有机物，若直接排放会严重污染水体。聚合氯化铝（PAC）与聚丙烯酰胺（PAM）组成的复合絮凝剂，凭借 “PAC破稳凝聚+PAM桥联絮凝” 的协同作用，能高效解决造纸废水的澄清难题，在预处理、中段水处理及污泥脱水环节均展现出优异性能，其应用原理、工艺要点及优势如下：
1、复合絮凝的协同作用原理
PAC与PAM的复合应用，本质是通过 “无机絮凝剂初级凝聚+有机高分子絮凝剂深度絮凝” 的阶梯式反应，弥补单一絮凝剂的不足：
PAC溶于水后会电离出Al³⁺，在水解作用下生成多核羟基铝离子（如 [Al₂(OH)₂]⁴⁺、[Al₁₃O₄(OH)₂₄]⁷⁺）。这些离子带正电荷，能快速中和造纸废水中带负电的胶体颗粒（如纤维碎屑、木质素胶体），打破胶体的电荷平衡（即“破稳”），促使胶体颗粒相互碰撞，形成微小、松散的 “微絮体”。但单一PAC成的微絮体颗粒小、沉降速度慢，且难以捕捉水中细小悬浮物，处理效率有限。
PAM是线性高分子聚合物，分子链上带有大量酰胺基（-CONH₂），兼具亲水性与吸附性。当PAC形成微絮体后，PAM的长分子链能像 “桥梁” 一样，一端吸附在某一微絮体表面，另一端吸附其他微絮体，通过 “桥联作用” 将分散的微絮体串联成体积大、密度高的 “大絮体”。同时，PAM还能通过 “卷扫作用” 包裹水中残留的细小颗粒，进一步提升絮凝效果，使絮体快速沉降，大幅缩短澄清时间。

2、在造纸废水处理各环节的应用工艺
造纸废水处理需分环节针对性处理，复合絮凝剂的投加方式、用量及工艺参数需结合废水特性调整，核心应用场景包括预处理、中段水处理及污泥脱水：
（1）预处理环节：去除悬浮物与纤维回收
造纸废水预处理的核心目标是去除原水中的粗纤维、泥沙等悬浮物，同时回收可再利用的纤维，降低后续处理负荷。
原废水悬浮物浓度高（500-2000mg/L），含大量长度0.1-1mm的纤维，水质浑浊，pH通常为6-8（中性偏碱）。先投加PAC，搅拌1-2min（转速200-300r/min），待出现微小絮体后，再投加PAM；PAC投加量50-100mg/L，PAM（阴离子型，分子量800-1200 万）投加量2-5mg/L；无需刻意调节pH（利用废水自然pH即可），反应温度常温，后续通过沉淀池或气浮机分离絮体，上清液进入中段处理，沉淀的纤维可压榨回收，重新用于制浆。悬浮物去除率可达85%-95%，出水浊度降至20NTU以下，纤维回收率超70%。
（2）中段水处理：降解有机物与脱色
造纸中段水（如蒸煮、漂白废水）是污染最严重的环节，含有木质素、半纤维素及漂白残留的氯代有机物，COD高（800-2000mg/L）、色度深（500-1500 倍），需通过复合絮凝降低污染物浓度，为后续生化处理 “减负”。
中段水胶体颗粒更细小，建议选用阳离子型PAM（离子度 30%-50%），其正电荷密度更高，能更高效吸附带负电的木质素胶体，同时兼具一定脱色作用；PAC在pH6-9时水解效果最佳，若中段水pH偏离（如漂白废水 pH2-4），需先加碱（如NaOH）调节至7-8，再投加PAC；PAC投加量80-150mg/L，PAM投加量3-8mg/L，搅拌方式为 “先快后慢”（先300r/min搅拌1min，再100r/min搅拌3min），避免大絮体被打碎。COD去除率30%-50%，色度去除率60%-80%，为后续好氧生化处理（如活性污泥法）创造条件，使生化出水更易达标。
（3）污泥脱水环节：降低污泥含水率
造纸废水处理产生的污泥（含纤维残渣、胶体污泥）含水率高（98%-99%），需通过复合絮凝剂调理，提升污泥脱水性能，便于后续填埋或焚烧。
污泥中的水分多为 “结合水”，需通过絮凝破坏污泥胶体结构，释放自由水，提升压滤效率。选用阳离子型PAM（离子度 50%-80%，分子量1200-1800 万），其电荷密度高，能快速中和污泥颗粒负电荷，形成紧密污泥絮团；PAC辅助投加（20-50mg/L），增强污泥颗粒的凝聚性；将PAC与PAM分别溶解后，按“PAC先投加，搅拌1min；PAM 后投加，搅拌2min”的顺序加入污泥搅拌罐，污泥浓度控制在3%-5%（若浓度过低，需先浓缩）；调理后的污泥进入板框压滤机或带式压滤机，压滤压力0.6-0.8MPa，压滤时间30-60min。污泥含水率降至75%-85%，形成干硬泥饼，污泥体积大幅缩减，降低运输与处置成本。
3、复合絮凝剂应用及注意事项
相比单一使用PAC（需投加200-300mg/L）或PAM（需投加10-15mg/L），复合使用时两者用量均大幅减少，综合药剂成本降低 20%-30%；可处理不同类型造纸废水（如文化纸、包装纸废水），对水质波动（如pH、悬浮物浓度变化）的耐受性更强，处理效果稳定；复合絮凝形成的絮体密度高、含水量低，后续污泥脱水效率提升，减少污泥二次污染。
PAC需用常温清水溶解（浓度5%-10%），避免结块；PAM需缓慢加入水中（浓度0.1%-0.3%），并持续搅拌（转速100-150r/min），防止“鱼眼”形成（未溶解的PAM颗粒会影响絮凝效果）；PAM不可过量，否则会导致絮体分散（“再稳定” 现象），反而降低沉降效率；需通过小试确定不同废水的最佳投加量；后续分离设备（沉淀池、压滤机）需与絮体特性匹配，如气浮机适合处理轻质絮体，板框压滤机适合处理高密度絮体，避免设备选型不当导致处理效果下降。