徐達龍 1,2、張忠志 2、ジャン・ハオ 1、馬志剛 1
（1. 北京国能中電能源環境保護技術有限公司、北京 100022；2. 中国石油大学（北京）、北京 102249）
要旨：廃水および廃棄物処理の分野では、PACとPAMは一般的な凝集剤および凝集助剤として広く使用されている。本稿では、様々な分野におけるPAC-PAMの適用効果と研究状況を紹介し、PAC-PAMの組み合わせに関する様々な研究者の理解と見解を簡潔に述べ、様々な実験条件および現場条件下におけるPAC-PAMの適用要件と原理を総合的に分析する。レビューの内容と分析結果に基づき、本稿では、様々な作業条件に適用されるPAC-PAMの内部原理を指摘し、PACとPAMの組み合わせにも欠点があり、その適用方法と投与量は具体的な状況に応じて決定する必要があることを指摘する。
キーワード：ポリ塩化アルミニウム；ポリアクリルアミド；水処理；凝集
0 はじめに
工業分野では、廃水や類似廃棄物の処理にポリ塩化アルミニウム（PAC）とポリアクリルアミド（PAM）を併用する技術チェーンが確立されているが、その複合作用メカニズムは明確ではなく、様々な分野における異なる作業条件での投与比率も異なっている。
本論文は、国内外の多数の関連文献を包括的に分析し、PACとPACの組み合わせメカニズムをまとめ、様々な産業におけるPACとPAMの実際の効果と組み合わせた様々な実証的結論に関する包括的な統計を作成しており、関連分野における今後の研究に指針となる意義を持つ。
1. pac-pamの国内応用研究事例
PACとPAMの架橋効果はあらゆる分野で利用されているが、投与量や補助的な治療方法は、作業条件や治療環境によって異なる。
1.1 家庭下水および都市汚泥
趙岳陽（2013）らは、室内試験法を用いて、PACおよびPAFCに対する凝集助剤としてのPAMの凝集効果を試験した。実験の結果、PAM凝集後のPACの凝集効果が大幅に向上することがわかった。
王慕通（2010）らは、ある町におけるPAC + PAによる生活排水の処理効果を研究し、直交実験を通してCOD除去効率などの指標を調べた。
Lin yingzi (2014) らは、浄水場における藻類に対する PAC と PAM の凝集効果の向上について研究した。 Yang Hongmei (2017) らは、キムチ廃水に対する併用処理効果について研究し、最適な pH 値は 6 であると考えた。
Fu peiqian (2008) らは、再利用水に適用した複合凝集剤の効果を研究した。水サンプル中の濁度、TP、COD、リン酸塩などの不純物の除去効果を測定したところ、複合凝集剤はあらゆる種類の不純物に対して良好な除去効果を持つことがわかった。
曹龍田（2012）らは、冬季の低温により中国東北部で発生する水処理プロセスにおける反応速度の遅さ、凝集物の軽さ、沈降困難といった問題を解決するために、複合凝集法を採用した。
Liu Hao (2015) らは、家庭下水中の難沈殿性および濁度低減懸濁液に対する複合凝集剤の処理効果を研究し、PAMとPACを添加する際に一定量のPAM凝集剤を添加することで最終的な処理効果を高めることができることを発見した。
1.2 染色廃水および製紙廃水
張蘭和（2015）らは、製紙廃水処理におけるキトサン（CTS）と凝集剤の協調効果を研究し、キトサンを添加する方が良いことを発見した。
CODと濁度の除去率はそれぞれ13.2%と5.9%増加した。
Xie Lin (2010) は、製紙廃水に対する PAC と PAM の併用処理の効果を研究した。
Liu Zhiqiang（2013）らは、自作のPACとPAC複合凝集剤を超音波と組み合わせて染色廃水処理に用いた。その結果、pH値が11～13の場合、まずPACを添加して2分間攪拌し、次にPACを添加して3分間攪拌すると、処理効果が最も高くなることが分かった。
周丹妮（2016）らは、PAC + PAMによる家庭排水の処理効果を研究し、生物促進剤と生物解毒剤の処理効果を比較した結果、PAC + PAMは油の除去効果において生物処理法よりも優れているが、水質毒性においては生物処理法よりもはるかに優れていることを発見した。
王志志（2014）らは、製紙中間工程廃水の処理方法として、PAC + PAM凝集法を研究した。PACの添加量が250 mg/L、PAMの添加量が0.7 mg/Lで、pH値がほぼ中性の場合、COD除去率は68%に達する。
Zuo Weiyuan（2018）らは、Fe3O4 / PAC / PAMの混合凝集効果を研究し比較した。試験結果によると、3つの比率が1:2:1の場合、染色廃水の処理効果が最も優れていることが示された。
LV sining (2010) らは、PAC + PAM の組み合わせによる中段階廃水の処理効果を研究した。研究によると、複合凝集効果は酸性環境 (pH 5) で最も優れている。PAC の添加量は 1200 mg/L、PAM の添加量は 120 mg/L であり、タラ除去率は 60% 以上である。
1.3 石炭化学廃水および精製廃水
Yang Lei (2013) らは、石炭産業廃水処理における PAC + PAM の凝集効果を研究し、異なる比率での残留濁度を比較し、異なる初期濁度に応じて PAM の調整量を示した。
Fang Xiaoling（2014）らは、製油所廃水に対するPAC + ChiとPAC + PAMの凝集効果を比較した。その結果、PAC + Chiの方が凝集効果が高く、COD除去効率も高いことが分かった。実験結果によると、最適な撹拌時間は10分、最適なpH値は7であった。
Deng Lei (2017) らは、掘削泥水廃水に対するPAC + PAMの凝集効果を研究し、COD除去率が80%以上に達した。
Wu Jinhua (2017) らは、凝集による石炭化学廃水の処理について研究した。PACは2 g/L、PAMは1 mg/Lである。実験では、最適なpH値は8であることが示された。
郭金玲（2009）らは、複合凝集による水処理効果を研究し、PACの添加量が24 mg/L、PAMの添加量が0.3 mg/Lのときに除去効果が最適であると考えた。
Lin Lu (2015) らは、異なる条件下で乳化油を含む廃水に対する PAC-PAM の組み合わせの凝集効果を研究し、単一の凝集剤の効果と比較した。最終的な添加量は、PAC 30 mg/L、PAM 6 mg/L、周囲温度 40 ℃、中性 pH 値、沈降時間 30 分以上である。最も好ましい条件下では、COD 除去効率は約 85% に達する。
2. 結論と提言
ポリ塩化アルミニウム（PAC）とポリアクリルアミド（PAM）の組み合わせは、あらゆる分野で広く利用されている。廃水処理や汚泥処理の分野において大きな可能性を秘めており、その産業的価値をさらに探求する必要がある。
PACとPAMの結合メカニズムは、主にPAM高分子鎖の優れた延性に依存しており、PAC中のAl3+とPAM中の-Oが結合してより安定したネットワーク構造を形成します。このネットワーク構造は、固体粒子や油滴などの他の不純物を安定的に包み込むことができるため、様々な不純物を含む廃水、特に油と水が共存する廃水に対して優れた処理効果を発揮します。
同時に、PACとPAMの組み合わせにも欠点がある。形成される凝集物の含水率が高く、その安定した内部構造は二次処理に対する要求水準を高める。したがって、PACとPAMの組み合わせのさらなる発展には、依然として困難と課題が残されている。
投稿日時：2021年10月9日