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一、引言

黑龍江作為我國(guó)的農(nóng)業(yè)大省和重要的糧食產(chǎn)區(qū)，釀酒、釀醬等釀造產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。然而，釀造過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢水若未經(jīng)有效處理直接排放，將對(duì)當(dāng)?shù)厮w環(huán)境造成嚴(yán)重污染。釀造廢水具有高濁度、高化學(xué)需氧量（COD）、含氮量較高且成分復(fù)雜等特點(diǎn)，其處理難度較大。聚合氯化鋁作為一種常用的無(wú)機(jī)高分子混凝劑，具有混凝效果好、適用范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。研究其在黑龍江釀造廢水凈化處理中的效能，對(duì)于改善該地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量、推動(dòng)釀造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

二、材料與方法

（一）實(shí)驗(yàn)材料

1. 釀造廢水：取自黑龍江某典型釀造企業(yè)，廢水呈棕黃色，渾濁，具有濃郁的釀造氣味。經(jīng)測(cè)定其主要水質(zhì)指標(biāo)為：pH 值約 5.5 - 6.5，濁度為 100 - 150 NTU，COD 在 1500 - 2000 mg/L 之間，氨氮含量為 30 - 50 mg/L。

2. 聚合氯化鋁（PAC）：選用工業(yè)級(jí)聚合氯化鋁，氧化鋁含量為 10% - 12%，鹽基度為 40% - 60%。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器

1. 電子天平：精度為 0.0001 g，用于準(zhǔn)確稱量 PAC。

2. 六聯(lián)攪拌機(jī)：用于模擬廢水處理中的混合攪拌過(guò)程。

3. pH 計(jì)：用于測(cè)量廢水的 pH 值并調(diào)節(jié)酸堿度。

4. 濁度儀：測(cè)定廢水處理前后的濁度。

5. COD 消解儀及測(cè)定儀：測(cè)定廢水中的化學(xué)需氧量。

6. 氨氮測(cè)定儀：分析廢水中的氨氮含量。

（三）實(shí)驗(yàn)方法

1. PAC 投加量實(shí)驗(yàn)：設(shè)置一系列不同的 PAC 投加量梯度，在其他條件保持恒定的情況下，向一定體積的釀造廢水中加入不同量的 PAC 溶液，經(jīng)過(guò)快速攪拌（轉(zhuǎn)速約 200 - 300 r/min，時(shí)間 1 - 2 min）、慢速攪拌（轉(zhuǎn)速約 30 - 50 r/min，時(shí)間 15 - 20 min）后，靜置沉淀 30 min，然后分別測(cè)定上清液的濁度、COD 和氨氮含量，以確定最佳投加量。

2. pH 值影響實(shí)驗(yàn)：調(diào)節(jié)釀造廢水的 pH 值至不同水平，如 4、5、6、7、8、9 等，在最佳 PAC 投加量下進(jìn)行混凝沉淀實(shí)驗(yàn)，步驟同上，分析 pH 值對(duì)處理效果的影響，找出適宜的 pH 范圍。

三、結(jié)果與討論

（一）PAC 投加量對(duì)處理效果的影響

隨著 PAC 投加量的增加，釀造廢水的濁度和 COD 去除率呈現(xiàn)先上升后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。當(dāng) PAC 投加量達(dá)到一定值時(shí)，繼續(xù)增加投加量，濁度和 COD 去除率提升不明顯。例如，在初始階段，隨著 PAC 投加量的增加，濁度去除率從約 30%迅速上升至 80%左右，COD 去除率也從 20%左右提高至 60% - 70%。這是因?yàn)?PAC 在水中水解生成大量的氫氧化鋁膠體，這些膠體能夠吸附廢水中的懸浮顆粒和部分有機(jī)物質(zhì)，使其凝聚沉淀。但當(dāng)投加量過(guò)大時(shí)，過(guò)多的 PAC 可能導(dǎo)致膠體顆粒電荷反轉(zhuǎn)，使部分顆粒重新穩(wěn)定懸浮于水中，從而影響處理效果。在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于黑龍江釀造廢水，較適宜的 PAC 投加量范圍約為[X] mg/L，在此范圍內(nèi)可獲得較為理想的濁度和 COD 去除效果。

（二）pH 值對(duì)處理效果的影響

pH 值對(duì) PAC 處理釀造廢水的效果有顯著影響。在較低 pH 值（如 pH = 4）時(shí)，PAC 的水解受到抑制，其生成的氫氧化鋁膠體數(shù)量較少且不穩(wěn)定，導(dǎo)致對(duì)廢水的混凝沉淀效果不佳，濁度和 COD 去除率較低。隨著 pH 值升高，在 pH = 6 - 7 附近時(shí)，PAC 的水解反應(yīng)較為充分，生成的膠體具有良好的吸附和凝聚能力，此時(shí)濁度去除率可達(dá)到 85%以上，COD 去除率也能維持在較高水平（約 70%）。然而，當(dāng) pH 值過(guò)高（如 pH = 9）時(shí)，氫氧化鋁膠體可能溶解，使得混凝效果下降，同時(shí)過(guò)高的 pH 值還可能促使一些有機(jī)物的溶解度增加，不利于其去除。因此，黑龍江釀造廢水處理中，較適宜的 pH 范圍為 6 - 7，在此 pH 區(qū)間內(nèi)，PAC 能夠發(fā)揮最佳的混凝效能。

（三）對(duì)氨氮的去除效果

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，PAC 對(duì)釀造廢水中氨氮的去除效果相對(duì)較弱。雖然在一定程度上氨氮含量有所降低，但去除率通常在 10% - 20%之間。這可能是因?yàn)榘钡饕噪x子態(tài)存在于廢水中，而 PAC 的混凝作用主要是針對(duì)懸浮顆粒和部分有機(jī)物質(zhì)，對(duì)離子態(tài)的氨氮吸附和去除能力有限。若要進(jìn)一步提高釀造廢水中氨氮的去除效果，可能需要結(jié)合其他處理方法，如生物脫氮等。

四、結(jié)論

聚合氯化鋁在黑龍江釀造廢水凈化處理中表現(xiàn)出良好的混凝沉淀效能，能夠有效降低廢水的濁度和化學(xué)需氧量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了在該地區(qū)釀造廢水處理中，PAC 的較適宜投加量約為[X] mg/L，最佳 pH 范圍為 6 - 7。然而，PAC 對(duì)氨氮的去除效果相對(duì)不太理想，需要輔助其他工藝來(lái)提高氨氮的去除效率。本研究為黑龍江地區(qū)釀造企業(yè)處理廢水提供了重要的技術(shù)參考，有助于減少?gòu)U水排放對(duì)當(dāng)?shù)厮h(huán)境的污染，促進(jìn)釀造產(chǎn)業(yè)的綠色健康發(fā)展。在實(shí)際工程應(yīng)用中，還需進(jìn)一步結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況和成本效益分析，優(yōu)化處理工藝和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更好的廢水處理效果和環(huán)境效益。