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PAM在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中，PAM与活性炭等配合使用，可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清；在污水处理中。PAM可用于污泥脱水；在工业水处理中，PAM主要用作配方药剂。在原水处理中，用有机絮凝剂PAM代替无机絮凝剂，即使不改造沉降池，净水能力也可提高20%以上。工业废水处理，特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水、钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果 。在污水处理中，采用PAM可以增加水回用循环的使用率。
石油采油领域。在石油开采中，PAM主要用于钻井泥浆材料以及提高采油率等方面，广泛应用于钻井、完井、固井、压裂、强化采油等油田开采作业中，具有增粘、降滤失、流变调节、胶凝、分流、剖面调整等功能。目前我国油田开采已经步入中后期，为提高原油采收率，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。我国由于特殊的地质条件，大庆油田和胜利油田已经开始广泛采用聚合物驱油技术。
造纸领域。PAM在造纸领域中广泛用作驻留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用是能够提高纸张的质量，提高浆料脱水性能，提高细小纤维及填料的留着率，减少原材料的消耗以及对环境的污染等。PAM在造纸中使用的效果取决于其平均分子量、离子性质、离子强度及其它共聚物的活性。非离子型PAM主要用于提高纸浆的滤性，增加干纸强度，提高纤维及填料的留着率；阴离子型共聚物主要用作纸张的干湿增强剂和驻留剂；阳离子型共聚物主要用于造纸废水处理和助滤作用，另外对于提高填料的留着率也有较好的效果。此外，PAM还应用于造纸废水处理和纤维回收。
纺织领域在纺织工业中，PAM作为织物后处理的上浆剂、整理剂，可以生成柔顺、防皱、耐霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点，能减少纺细纱时的断线率；PAM作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃；用作印染助剂时，PAM可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可以作为漂白的非硅高分子稳定剂；此外，PAM还可以用于纺织印染污水的净化。
其他领域在采矿、洗煤领域，采用PAM作絮凝剂可促进采矿、洗煤回收水中固体物的沉降，使水澄清，同时可回收有用的固体颗粒，避免对环境造成污染；在制糖工业中，PAM可加速蔗汁中细粒子的下沉，促进过滤和提高滤液的清澈度；在养殖工业中，PAM可改善水质，增加水的透光性能，从而改善水的光合作用；在医药工业中，PAM可用作分离抗菌素的絮凝剂、用作药片的赋型粘接剂以及工艺水澄清剂等；在建材工业中，PAM可用作涂料增稠分散剂、锯石板材冷却剂以及陶瓷粘接剂等；在农业上，PAM作为高吸水性材料可用作土壤保湿剂以及种子培养剂等。在建筑工业中，PAM可以增强石膏水泥的硬度，加速石棉水泥的脱水速度。此外，PAM还可用作天然或合成皮革的保护涂层以及无机肥料的造粒助剂等。
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污泥处理过程大致分为：（1）浓缩，（2）稳定化（下水污泥的厌氧性消化处理），（3）前处理（加药，热、冷冻处理等）（4）脱水，（5）干燥、焚烧，（6）处理利用等六道工序。常用流程如下：

1、浓缩

采用重力浓缩，可浓缩原泥SS浓度从1%到2~3%。近，为进一步提高浓度，采用加压浮选和离心分离机。

2、稳定化

下水污泥（生污泥）的厌氧性消化，可通过有机质的分解而减少容积，有杀灭病原菌的效果。

3、预处理

一般采用高分子脱水剂或氯化铁和消石灰进行预处理。

高分子脱水剂适用于要求形成粗大絮凝物的离心脱水机，即皮带压力型脱水机。用真空脱水机和过滤器压力机，可适用于氯化铁和消石灰，但是，也有用高分子脱水机处理的情况。

4、污泥脱水

在剩余污泥的处理中，近年来皮带压力机和离心脱水机的比例正在增加。在粪便污泥处理中大部分用离心脱水机。然而，皮带压力机也有增加的趋势，从现在和今后的发展来看，希望降低含水率，同时又不增加滤饼中的灰分，这就要注意采用适宜于皮带压力型脱水机和压滤机的高分子脱水机。