聚丙烯酰胺是一种线型水溶性高分子，是水溶性高分子中应用最广泛的品种。聚丙烯酰胺及其衍生物可作为有效的絮凝剂、增稠剂、减阻剂，广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、地质和建筑等工业部门。由于其高分子量(103-107)和良好的水溶性，PAM可以调整其分子量并引入各种离子基团以实现特定的性能。它的高分子量是一种重要的絮凝剂，因此被广泛应用于污水和饮用水的处理。
一、
聚丙烯酰胺在水处理中的主要作用
①减少絮凝剂的用量。在达到相同水质的前提下，PAM与其他无机絮凝剂联合使用，可以大大减少絮凝剂的用量。
②改善水质。在饮用水和工业废水的处理中，PAM和无机絮凝剂的组合可以显著提高出水水质。
③提高絮凝物的强度和沉降速率。PAM形成具有高强度和良好沉降性能的絮凝物，从而提高固液分离速率，促进污泥脱水。
④循环冷却系统的防腐和防垢。PAM可以大大减少无机絮凝剂的用量，从而避免无机物质沉积在设备表面，减缓设备的腐蚀和结垢。
二、聚丙烯酰胺在水处理中的应用
任何水源都含有杂质，其中一种是自然过程产生的杂质；二是人为因素，即工业废水和生活污水的污染。这些杂质根据其大小可分为悬浮物、胶体和溶解物。悬浮物和胶体是饮用水处理中的主要去除对象，颗粒尺寸大于0.1毫米的沉积物可以快速在水中沉淀，更容易去除。然而，较小的悬浮固体和胶体需要添加絮凝剂才能去除。
①低浊度水的处理：
低温低浊度水中有机物的比例较高。当单独加入硫酸铝或PAC时，上清液的浊度随着絮凝剂用量的增加而降低，但达到一定值后，浊度有上升的趋势，形成的絮凝体结构松散、轻飘，难以沉淀，导致处理效果不佳。加入PAM作为助凝剂后，絮凝物的体积和密度增加，沉降速率加快，沉降能力迅速提高，出水浊度降低。当加入过多的PAM时，上清液的浊度往往会回升，这是一种胶体保护现象。加入PAC和不同量的PAM进行混凝沉淀可以加快浊度的去除速度。当PAM的用量达到0.03mg/L时，沉淀时间缩短一半，PAC的用量减少22%。PAM的加入可以增加供水量，提高设备利用率，降低成本，同时保证净水设备超负荷运行时的水质。
②高浊度水处理：
无机和有机絮凝剂组合处理高浊度水的混凝效果优于单独处理，絮凝剂的投加顺序对混凝效果和再稳定作用有影响。先加入无机絮凝剂，再加入有机絮凝剂，效果更好。复合使用时，无机絮凝剂的用量仅为单独使用时的1/4～1/2，而添加的有机絮凝剂PAM仅为单独应用时的1/40～1/20。总成本明显低于单独使用时的成本。比较PAM—三氯化铁、PAM—PAC、PAM—硫酸铝和PAM—淀粉等复合絮凝剂对高浊度水的絮凝效果，聚丙烯酰胺和聚合氯化铝的组合效果最好。
③无机化合物和重金属去除：
PAM可以去除水中的无机化合物。PAM固定化反硝化菌可用于去除饮用水中的硝酸盐。在进水无磷的条件下，硝酸盐可以快速转化为亚硝酸盐，但反硝化过程并不理想。在进水中加入磷酸盐后，反硝化效果非常显著。出水中硝酸盐和亚硝酸盐均低于0.5mg/L，总氮去除率为95~100%。PAM去除水中的重金属离子，如纤维素接枝的PAM，对汞具有良好的选择性吸附。
