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水处理包括原水处理、本地污水处理和工业水处理等。在原水处理中与活性炭等配合使用， 可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚、本地澄清。用有机絮凝剂丙烯酰胺代替无机絮凝剂， 即使不改造沉降池， 净水能力也可提高 20％以上； 在污水处理中， 采用聚丙烯酰胺可以增加水回用循环的使用率， 还可用作污泥脱水； 工业水处理中用作一种重要的配方药剂。聚丙烯酰胺在国外应用 的领域是水处理， 国内在此领域的应用正在推广。聚丙烯酰胺在水处理中的主要作用:
减少絮凝剂的用量。在达到同等水质的前提下， 聚丙烯酰胺作为助凝剂与其它絮凝剂配合使用， 可以大大降低絮凝剂的使用量； (2) 改善水质。在饮用水处理与工业废水处理中， 聚丙烯酰胺与无机絮凝剂配合使用， 可明显改善水质； (3) 提高絮体强度与沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮体强度高， 沉降性能好， 从而提高固液分离速度， 有利于污泥脱水； (4) 循环冷却系统的防腐与防垢。聚丙烯酰胺的使用可大大减少无机絮凝剂的用量， 从而避免无机物质在设备表面的沉积， 减缓设备的腐蚀与结垢。
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2012年，我国聚丙烯酰胺的主要应用领域为石油开采、水处理、造纸、高吸水性树脂、冶金和洗煤等。其消费结构为：油田开采占81％，水处理占9％，造纸占5％，矿山占2％，其他占3％。石油开采是我国聚丙烯酰胺 的消费领域，其消费量占国内总消费量的81％。水处理是我国聚丙烯酰胺的第二大消费领域，我国城市污水处理率不足30％，工业水的重复利用率为60％，工业废水处理率为77％，与发达 相比差距很大。聚丙烯酰胺作为絮凝剂在我国城市水处理以及化工、冶金、造纸、印染、制糖、味精、煤炭、建材等行业的废水处理的用量将不断增加，在高吸水性树脂、水泥增强剂、粘合剂、皮革复鞣剂等领域。
聚丙烯酰胺在造纸领域广泛用作助留剂、附近助滤剂、附近均度剂等以提高纸张的质量、附近料浆脱水性能、附近细小纤维及填料的留着率，减少原材料消耗及对环境的污染，用作分散剂，可改善纸的均匀度。聚丙烯酰胺在造纸工业中主要应用在两个方面，一是提高填料、附近颜料等的存留率以降低原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸张的强度。在纸料中加入聚丙烯酰胺，能提高细小纤维和填料粒子在网上的留着率，加速纸料的脱水。聚丙烯酰胺的作用机理是浆料中的颗粒靠电中和或架桥而絮凝得以在滤布上保留下来。絮块的形成也能使浆料中的水更易滤出，减少了纤维在白水中的流失量，减少环境污染，又有利于提高过滤和沉淀等设备的效率。
