摘要： 本文深入探讨阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）在浙江地区市政自来水厂中的应用现状，分析其在混凝沉淀、过滤等工艺环节的作用机制与实际效果。通过对不同水源水质、水厂运行参数以及成本效益等多方面的综合考量，研究了影响 CPAM 应用性能的关键因素，并提出了针对性的优化策略，旨在提升浙江地区水厂的水质处理效率、降低运行成本，同时为同类水厂的药剂应用优化提供参考依据。

一、引言

随着浙江地区经济的快速发展与城市化进程的加速推进，对市政自来水的水质要求日益严苛，水厂面临着原水水质复杂多变、供水稳定性与安全性保障压力增大等挑战。阳离子聚丙烯酰胺作为常用的水处理药剂，凭借其高效的絮凝性能在水厂净水工艺中占据重要地位，但在实际应用中，如何精准确定投加量、优化投加方式以及应对不同季节与水源变化等因素，成为进一步提升水厂运行效能的关键问题，故而对其应用进行优化分析具有重要的现实意义。

二、浙江地区水厂概况与水源特点

浙江地域水资源丰富，但分布不均，水厂水源涵盖湖泊、河流及水库等多种类型。例如，杭州、宁波等城市的水厂多以水库水为主要水源，水体相对稳定，但受周边农业面源污染、旅游活动等影响，藻类滋生、有机物含量波动等问题时有发生；温州、台州等地部分水厂取用河流水，其水流湍急、泥沙含量较高且水质受工业排放与生活污水汇入影响较大，污染物成分复杂，这要求水厂处理工艺具备较强的适应性与灵活性，也为 CPAM 的精准应用带来难度。

三、阳离子聚丙烯酰胺作用机制与工艺位置

（一）作用机制

CPAM 是一种线型高分子聚合物，分子链上含有大量活性阳离子基团，在水中溶解后能够快速扩散并与水中带负电的悬浮颗粒、胶体物质通过电荷中和作用形成微小絮体，进而凭借其长链结构的吸附架桥功能，将众多絮体聚集长大，形成较大且密实的矾花，显著提高沉淀效率，降低水中浊度、色度及部分有机物含量，为后续过滤工艺创造良好条件。

（二）工艺位置

在浙江地区典型市政水厂常规处理工艺“原水 - 混凝 - 沉淀 - 过滤 - 消毒”中，CPAM 通常作为助凝剂与混凝剂（如聚合氯化铝、硫酸铝等）配合使用，投加点位于混凝剂投加之后的水流中，利用两者的协同效应，增强混凝沉淀效果，确保出水水质达标。

四、影响阳离子聚丙烯酰胺应用性能的因素

（一）水源水质特性

1. 浊度与颗粒物含量

原水浊度越高，颗粒物越多，所需 CPAM 投加量通常越大，但过高投加可能导致絮凝体过度生长、上浮或管道堵塞等问题。如钱塘江流域汛期原水浊度大幅升高时，若 CPAM 投加控制不当，易造成沉淀池跑矾现象，影响出水水质稳定性。

2. 藻类与有机物浓度

当水源中藻类爆发或有机物含量偏高时，CPAM 需与藻类分泌物、腐殖酸等有机物质竞争吸附位点，此时可能需要适当增加投加量或调整 CPAM 分子量以强化絮凝效果。夏季富春江水域蓝藻滋生期，部分水厂就面临此类困境，需频繁调整药剂策略。

3. pH 值与水温

水的 pH 值直接影响 CPAM 分子链的伸展程度与电荷特性，偏酸性或碱性环境可能抑制其絮凝效能，最佳 pH 范围一般在 6 - 8 之间。同时，水温较低时，水体黏度增大，CPAM 分子运动减缓，絮凝反应速率降低，需延长混合反应时间或微调投加量，像冬季的千岛湖水库取水，水温对药剂作用影响显著。

（二）混凝剂种类与投加量

不同混凝剂与 CPAM 的协同性各异。聚合氯化铝（PAC）与 CPAM 搭配时，能在较宽泛投加比例范围内发挥良好助凝效果，而硫酸铝作为混凝剂时，由于其水解特性差异，可能需要更精细调控与 CPAM 的投加顺序与比例。混凝剂投加量不足，CPAM 难以充分发挥作用；过量则可能导致水体反稳，增加 CPAM 消耗且降低絮凝沉淀效果。

（三）水力条件与混合效果

水厂混凝沉淀池的水力条件至关重要。若搅拌强度不足、混合时间过短，CPAM 与原水不能充分混合，无法形成均匀絮凝体系；反之，过度剧烈搅拌易打碎已形成的絮体。如某些老旧水厂沉淀池设计不合理，水流短流现象严重，即便 CPAM 投加精准，也难以达到预期处理效果，需结合水力模型试验优化池内流态。

五、应用优化策略

（一）基于水质监测的动态投加控制

建立实时在线水质监测系统，涵盖浊度、pH、藻类密度、有机物综合指标等关键参数，利用大数据算法与智能控制系统，根据水质变化动态调整 CPAM 投加量。如宁波某水厂引入该系统后，在应对梅雨季节原水水质频繁波动时，CPAM 投加精准度显著提升，药剂成本降低约 15%，同时保障了出水浊度稳定在 0.3 NTU 以下。

（二）药剂协同优化试验

定期开展混凝剂与 CPAM 的协同配比试验，结合当地水源水质特征，筛选最优药剂组合与投加顺序。例如，针对太湖流域某水厂原水藻类高发问题，通过试验发现先投加少量PAC迅速形成初始絮凝核心，再精准投加特定分子量 CPAM 强化絮凝的方式，可将藻细胞去除率从原来 60%提升至 85%以上，且减少了沉淀池排泥频率。

（三）工艺改造与水力优化

对老旧水厂混凝沉淀池进行改造，优化进水布水装置、增设导流墙或调整搅拌设备转速与位置，改善水力条件，确保 CPAM 与原水充分混合、絮凝体成长环境良好。杭州一水厂经沉淀池改造后，有效解决了因水流紊乱导致的 CPAM 絮凝不充分问题，出水水质稳定性得到极大改善，滤池反冲洗周期延长 20%。

六、成本效益分析

优化 CPAM 应用不仅关乎水质提升，亦涉及经济成本考量。一方面，精准投加可减少药剂浪费，降低直接采购成本；另一方面，因絮凝效果增强带来的沉淀池排泥量减少、滤池反冲洗周期延长等间接效益，降低了污泥处理与能耗成本。据估算，浙江地区中型水厂通过实施上述优化策略，每年可节约运行成本 20 - 30 万元，同时减少污泥处置量约 15 - 20%，实现环境效益与经济效益双赢。

七、结论

阳离子聚丙烯酰胺在浙江地区市政自来水厂应用广泛，但其应用性能受水源水质、混凝剂协同、水力条件等诸多因素影响。通过构建动态投加控制系统、优化药剂协同试验以及实施工艺改造等策略，能够显著提升 CPAM 助凝效能，保障水厂出水水质稳定达标，同时降低运行成本，增强水厂应对复杂水源变化的韧性。未来，随着智能化技术持续发展与对水质安全要求的进一步攀升，持续深化 CPAM 应用优化研究，将为浙江地区乃至全国市政供水行业高质量发展注入强劲动力。