聚丙烯酰胺的添加之所以能改善城市污泥的沉降脱水性能，与其通过吸附、表面反应、架桥等作用对污泥表面物质的作用有关。污水处理过程中产生的污泥颗粒细小且带负电，颗粒相互排斥，使活性污泥团聚体难以压缩自然沉降。同时，污泥表面存在的细胞外聚合物（EPS）中的蛋白质具有许多高度亲水的极性基团，如-COO-、-CONH2、-OH、-SH和磷酰基，使污泥A大大量的水分子吸附在絮凝体的外表面，不仅增加了附着在细胞上的水量，而且在其表面形成了较厚的水膜，增加了污泥脱水的难度；
细胞外总糖的亲水性强于细胞外蛋白，具有较强的附着力，使污泥形成凝胶，含有较多的间隙水，影响胶体粒子的布朗运动，减弱絮凝效果。污泥调理的目的之一是在污泥中加入各种调理剂。通过改变污泥颗粒表面的电荷性质，释放污泥EPS中的糖类、蛋白质和核酸，减少污泥表面。能与水分子结合的大分子物质的数量，可以减弱污泥颗粒之间的排斥力，降低污泥颗粒的亲水性，从而提高污泥的脱水性能。
聚丙烯酰胺的用量越大，参与吸附架桥的聚丙烯酰胺分子越多，提高污泥脱水沉降性能的效果就越好。但当投加量超过某一点时，投加量的增加会导致絮凝剂分子的自缠结，降低吸附架桥能力。因此，从污泥调理的角度来看，存在聚丙烯酰胺的最佳用量。当聚丙烯酰胺的相对分子量相同时，增加水解度可以增加上清液中蛋白质和碳水化合物的浓度，当聚丙烯酰胺的水解度相同时，增加相对分子量也可以增加蛋白质和上清液中的碳水化合物。然而，当相对分子量增加到1200万时，上清液中蛋白质和碳水化合物的浓度下降，表明污泥表面细胞外聚合物（EPS）的脱落是聚丙烯酰胺胺改善污泥沉降和脱水的结果。性能的主要原因之一。
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