一、引言

浙江省作为中国重要的酿造产区之一，酿造行业在其经济发展中占据着重要地位。然而，酿造过程中产生的污水中含有大量的重金属，如汞、镉、铅、铬等，这些重金属若未经有效处理直接排放，将对环境和人类健康造成严重危害。因此，寻找一种高效、经济的方法来去除酿造污水中的重金属具有重要意义。

聚丙烯酰胺（PAM）是一种线型高分子聚合物，具有良好的絮凝、增稠、降阻和保护胶体等性质，在污水处理领域得到了广泛应用。近年来，研究发现聚丙烯酰胺在重金属废水处理方面也具有显著的效果，其通过吸附与螯合作用能够有效地去除污水中的重金属离子。

二、实验部分

2.1 实验材料

- 聚丙烯酰胺：选用阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型聚丙烯酰胺，分子量分别为800万、1200万、1500万和2000万。

- 酿造污水：取自浙江省某典型酿造企业，其主要水质指标如下：pH值为4.5，化学需氧量（COD）为3500mg/L，重金属含量（以铅为例）为2mg/L。

- 实验仪器：电子天平、pH计、搅拌器、离心机、原子吸收分光光度计等。

2.2 实验方法

2.2.1 重金属含量测定

采用原子吸收分光光度计测定污水中重金属的含量。具体操作步骤如下：

1. 取适量污水样品，加入一定量的浓硝酸和高氯酸，在通风橱中加热消解至溶液澄清。

2. 将消解后的溶液转移至容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。

3. 使用原子吸收分光光度计测定溶液中重金属的含量，记录吸光度值，并根据标准曲线计算出重金属的浓度。

2.2.2 聚丙烯酰胺对重金属的去除实验

1. 分别取6份等量的酿造污水，置于6个烧杯中。

2. 向其中5个烧杯中分别加入不同类型和不同用量的聚丙烯酰胺，另一个烧杯作为空白对照。

3. 在搅拌器上搅拌一定时间，使聚丙烯酰胺充分溶解并与污水中的重金属充分反应。

4. 将反应后的溶液离心分离，取上清液测定重金属的含量。

5. 根据下式计算重金属的去除率：

\[ \text{去除率} = \frac{\text{初始浓度} - \text{处理后浓度}}{\text{初始浓度}}×100\% \]

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 不同类型聚丙烯酰胺对重金属去除效果的影响

实验结果表明，不同类型的聚丙烯酰胺对重金属的去除效果存在差异。在相同用量下，阴离子型聚丙烯酰胺对重金属的去除率最高，可达85%以上；阳离子型聚丙烯酰胺的去除率次之，约为70%；非离子型聚丙烯酰胺的去除率相对较低，为60%左右；两性离子型聚丙烯酰胺的去除率最低，仅为50%左右。这可能是由于不同类型的聚丙烯酰胺所带电荷不同，与重金属离子的结合能力也不同所致。

2.3.2 聚丙烯酰胺用量对重金属去除效果的影响

以阴离子型聚丙烯酰胺为例，研究了其用量对重金属去除效果的影响。结果显示，随着聚丙烯酰胺用量的增加，重金属的去除率逐渐提高。当用量达到30mg/L时，去除率达到最大值，之后随着用量的继续增加，去除率基本保持不变。这表明在一定范围内，增加聚丙烯酰胺的用量可以提高重金属的去除率，但超过一定限度后，去除率不再明显提高。

2.3.3 pH值对重金属去除效果的影响

pH值是影响聚丙烯酰胺处理效果的重要因素之一。在不同pH值条件下进行实验，发现当pH值为7时，阴离子型聚丙烯酰胺对重金属的去除率最高；当pH值偏离7时，去除率逐渐降低。这可能是由于pH值的变化影响了聚丙烯酰胺的形态和电荷分布，从而影响了其与重金属离子的结合能力。

三、结论

3.1 主要研究成果

1. 明确了不同类型的聚丙烯酰胺对浙江省酿造污水中重金属的去除效果存在差异，阴离子型聚丙烯酰胺的去除效果最佳。

2. 确定了聚丙烯酰胺的最佳用量为30mg/L左右，在此用量下能够实现较高的重金属去除率。

3. 得出了pH值为7时，阴离子型聚丙烯酰胺对重金属的去除效果最佳的结论。

3.2 存在的问题及展望

1. 虽然聚丙烯酰胺在去除酿造污水中的重金属方面取得了较好的效果，但仍有部分重金属未能完全去除，需要进一步探索更有效的处理方法或与其他技术联合使用。

2. 对于不同类型的酿造污水，其水质成分复杂多样，需要进一步研究聚丙烯酰胺的处理效果及适应性。

3. 应加强对聚丙烯酰胺处理过程中产生的污泥的处理和处置，避免二次污染。