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一、引言

江蘇作為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，釀造業(yè)歷史悠久且規(guī)模龐大，涵蓋了白酒、黃酒、啤酒、醬油、醋等多種品類的釀造生產(chǎn)。在釀造過程中，會產(chǎn)生大量含有高濃度有機物、懸浮物、氨氮等污染物的廢水。這些廢水若未經(jīng)有效處理直接排放，將對水體環(huán)境造成嚴重污染，破壞生態(tài)平衡，影響周邊居民的生活與健康，也會制約釀造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，探尋高效、經(jīng)濟的釀造廢水凈化方法至關(guān)重要。聚合氯化鋁作為一種常用的無機高分子混凝劑，憑借其良好的凝聚吸附性能，在江蘇釀造廢水凈化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用與深入研究。

二、江蘇釀造廢水的來源、特點及危害

（一）來源

釀造廢水主要來源于釀造生產(chǎn)過程中的原料浸泡、蒸煮、發(fā)酵、洗滌、灌裝等各個環(huán)節(jié)。例如在白酒釀造中，高粱等谷物原料的浸泡水、蒸餾后的殘糟液以及生產(chǎn)設(shè)備的清洗水都富含有機物和懸浮物；啤酒釀造過程中，麥芽汁制備、發(fā)酵罐清洗、啤酒過濾后的廢硅藻土等均會產(chǎn)生大量廢水；醬油和醋的釀造也會因原料處理、發(fā)酵容器清洗等產(chǎn)生具有獨特成分的廢水。

（二）特點

1. 高濃度有機物：含有大量的糖類、蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸、醇類、有機酸等有機物，化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）極高，通常 COD 可達數(shù)千甚至上萬毫克每升，BOD/COD 比值較高，一般在 0.3 - 0.6 之間，表明其具有良好的可生化性，但同時也意味著處理難度較大。

2. 懸浮物含量高：廢水中含有大量的谷物顆粒、酵母細胞、蛋白質(zhì)絮凝物、纖維物質(zhì)等懸浮固體，使廢水渾濁不清，懸浮物濃度可達幾百至數(shù)千毫克每升。

3. 含氮量高：由于原料中含有蛋白質(zhì)以及微生物代謝作用，廢水中氨氮含量較高，同時可能含有有機氮化合物，這不僅會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，還會在后續(xù)處理中增加脫氮的難度。

4. pH 值變化大：不同的釀造工藝和環(huán)節(jié)會使廢水的 pH 值呈現(xiàn)較大的波動。例如，白酒釀造廢水可能呈酸性，而某些啤酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢水則可能偏堿性。

5. 水質(zhì)水量波動大：釀造生產(chǎn)具有季節(jié)性和批次性特點，導(dǎo)致廢水的排放量和水質(zhì)在不同時間段差異顯著。旺季時廢水量劇增，且水質(zhì)濃度也相對較高；淡季時廢水排放減少，但水質(zhì)仍可能因設(shè)備清洗等因素而發(fā)生變化。

（三）危害

1. 對水體生態(tài)的破壞：大量高濃度有機物排入水體后，會消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致水體缺氧，使魚類、貝類等水生生物因窒息而死亡。同時，有機物在分解過程中會產(chǎn)生硫化氫、氨氣等惡臭氣體，進一步惡化水質(zhì)和周邊環(huán)境。氨氮的存在會引發(fā)水體富營養(yǎng)化，促使藻類大量繁殖，破壞水體生態(tài)平衡，影響水的正常使用功能。

2. 對土壤環(huán)境的影響：若釀造廢水未經(jīng)處理用于農(nóng)田灌溉，其中的有害物質(zhì)會滲透到土壤中，改變土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤肥力，導(dǎo)致土壤板結(jié)、鹽堿化等問題，進而影響農(nóng)作物的生長和發(fā)育，甚至通過食物鏈積累對人體健康造成潛在威脅。

3. 對工業(yè)和居民生活的影響：排放到自然水體中的釀造廢水會使水體變黑發(fā)臭，嚴重影響周邊景觀和旅游資源開發(fā)。對于工業(yè)企業(yè)而言，受污染的水源可能導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕、堵塞，增加生產(chǎn)成本；對于居民生活來說，污染的水體會干擾飲用水源的取水，影響供水安全，降低居民生活質(zhì)量。

三、聚合氯化鋁的凝聚吸附原理

聚合氯化鋁（PAC）是一種無機高分子混凝劑，其化學(xué)式為 [Al?(OH)?Cl???]?，其中 n 代表聚合度，m 表示電荷數(shù)。它在水中的水解過程是其發(fā)揮凝聚吸附作用的關(guān)鍵。

當聚合氯化鋁投入水中后，首先發(fā)生水解反應(yīng)生成多種羥基配合物和多核羥基配合物。這些水解產(chǎn)物帶有大量的正電荷，能夠迅速吸附水中帶負電的膠體顆粒和懸浮物。一方面，通過電荷中和作用，使膠體顆粒表面的電荷被抵消，從而降低膠體的穩(wěn)定性，使膠體顆粒之間相互碰撞聚集形成較大的絮體；另一方面，聚合氯化鋁水解產(chǎn)生的羥基配合物具有較長的分子鏈，能夠在膠體顆粒之間起到架橋作用，將多個顆粒連接在一起，進一步促進絮體的形成和長大。這種凝聚作用可以有效地去除廢水中的懸浮物、部分有機物和微生物等雜質(zhì)，使廢水變得清澈。

此外，聚合氯化鋁還具有一定的吸附能力。其水解產(chǎn)物的表面積較大，且?guī)в休^多的活性位點，能夠吸附廢水中的溶解性有機物、重金屬離子等污染物，通過范德華力、氫鍵等物理化學(xué)作用將這些污染物固定在絮體上，隨著絮體的沉淀而去除。與傳統(tǒng)的鋁鹽混凝劑相比，聚合氯化鋁具有投加量少、絮體形成快、沉降性能好、適用范圍廣等優(yōu)點，因此在釀造廢水凈化中得到了廣泛的應(yīng)用。

四、聚合氯化鋁在江蘇釀造廢水凈化中的實踐應(yīng)用

（一）實際應(yīng)用案例

以江蘇某大型白酒釀造廠為例，該廠日排放釀造廢水約 500 立方米。廢水經(jīng)過粗格柵去除較大的雜物后，進入調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。然后，采用聚合氯化鋁作為混凝劑進行處理。在攪拌條件下，向廢水中投加適量的聚合氯化鋁溶液，經(jīng)過快速攪拌混合均勻后，再進行慢速攪拌以促進絮體的成長和沉淀。經(jīng)過沉淀后，上清液進入后續(xù)的生化處理單元，底部的污泥則定期排放并進行污泥處理。

通過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，聚合氯化鋁對該白酒釀造廢水具有較好的處理效果。在最佳投加量下，廢水的 COD 去除率可達 40% - 60%，懸浮物去除率達到 80% - 90%，水質(zhì)得到顯著改善，為后續(xù)的生化處理創(chuàng)造了良好的條件。同時，形成的絮體結(jié)構(gòu)緊密、沉降速度快，減少了沉淀池的停留時間，提高了處理效率。

（二）應(yīng)用效果評估指標

1. COD 去除率：化學(xué)需氧量是衡量廢水中有機物含量的重要指標。通過測定處理前后廢水的 COD 值，計算 COD 去除率，可以直觀地反映聚合氯化鋁對有機物的去除效果。一般來說，在江蘇釀造廢水處理中，聚合氯化鋁單獨使用時 COD 去除率能達到一定比例，若與其他處理工藝聯(lián)用，可進一步提高 COD 去除率，使廢水達到排放標準或回用要求。

2. 懸浮物去除率：釀造廢水中的懸浮物含量高，直接影響廢水的外觀和后續(xù)處理效果。采用重量法或光學(xué)方法測定處理前后廢水中懸浮物的含量，計算懸浮物去除率。聚合氯化鋁能夠有效地使懸浮物凝聚沉淀，在實際應(yīng)用中，懸浮物去除率通常較高，可顯著降低廢水的濁度。

3. 色度去除率：釀造廢水往往具有一定的顏色，如白酒釀造廢水可能呈微黃色，啤酒釀造廢水可能帶有淡淡的棕色等。色度的去除不僅關(guān)系到廢水的外觀改善，也在一定程度上反映了對某些有機污染物的去除情況。通過比色法或分光光度法測定處理前后廢水的色度，計算色度去除率。聚合氯化鋁對部分釀造廢水的色度有一定的去除作用，但對于一些深色度廢水，可能需要與其他脫色方法聯(lián)合使用。

4. 水質(zhì)達標情況：最終評估聚合氯化鋁在釀造廢水凈化中的應(yīng)用效果，需要依據(jù)國家和地方的相關(guān)排放標準或回用標準，對處理后的水質(zhì)進行全面檢測。包括 pH 值、氨氮、總磷、重金屬離子等各項指標。只有當處理后的水質(zhì)滿足相應(yīng)標準要求時，才說明聚合氯化鋁在該釀造廢水處理中的應(yīng)用是成功有效的。

（三）影響因素分析

1. 投加量：聚合氯化鋁的投加量對釀造廢水的處理效果有著至關(guān)重要的影響。投加量過少時，無法充分發(fā)揮其凝聚吸附作用，導(dǎo)致 COD、懸浮物等去除率較低，水質(zhì)改善不明顯；而投加量過多時，不僅會增加處理成本，還可能造成水體中鋁離子殘留超標，同時也會使絮體結(jié)構(gòu)松散，沉降性能變差，反而不利于廢水的處理。因此，在實際應(yīng)用中，需要通過燒杯試驗等方法確定最佳的投加量范圍。一般來說，對于江蘇釀造廢水，聚合氯化鋁的投加量在幾十到幾百毫克每升之間，具體數(shù)值因廢水水質(zhì)、水溫、pH 值等因素而異。

2. pH 值：廢水的 pH 值對聚合氯化鋁的水解和凝聚吸附效果影響顯著。在不同的 pH 值條件下，聚合氯化鋁的水解產(chǎn)物形態(tài)和電荷分布會發(fā)生變化。