一、引言

黑龙江省作为我国重要的农业和食品工业基地，食品种类繁多，食品加工企业分布广泛。然而，食品加工过程中会产生大量含有有机物、悬浮物、油脂等污染物的废水，若不经有效处理直接排放，将对当地水体环境造成严重污染。聚丙烯酰胺（PAM）和聚合氯化铝（PAC）是常用的水处理絮凝剂，在食品废水净化中发挥着重要作用。

二、黑龙江省食品废水特点

（一）水质复杂

黑龙江省食品废水来源广泛，包括肉类加工、乳制品生产、粮食加工、果蔬加工等。不同食品加工行业的废水成分差异较大，例如肉类加工废水富含蛋白质、脂肪、血液等有机物，乳制品废水含有较高的乳糖、蛋白质和脂肪，粮食加工废水则含有大量的淀粉、麸质等。这些废水中还可能含有各种添加剂、防腐剂以及生产过程中使用的酸碱物质，导致水质成分复杂多变。

（二）有机物含量高

食品加工过程中原料的清洗、蒸煮、发酵等环节会产生大量的有机物，使得废水中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）较高。高浓度的有机物为微生物的生长繁殖提供了良好的环境，但也增加了废水处理的难度和成本。

（三）悬浮物含量大

食品废水中含有大量的固体悬浮物，如食物残渣、果皮、种子、毛发、肉屑等。这些悬浮物不仅影响废水的外观和感官性状，还会在后续处理过程中堵塞管道、设备，降低处理效率。

（四）季节性变化明显

黑龙江省四季分明，食品加工行业受季节影响较大。例如，冬季是冰雪旅游旺季，特色食品生产加工增加；夏季是果蔬丰收季，果蔬加工废水排放量增多。这种季节性变化导致食品废水的水量和水质在不同时期存在较大差异，给废水处理系统的稳定运行带来挑战。

三、聚丙烯酰胺和聚合氯化铝的作用机制

（一）聚合氯化铝（PAC）

PAC 是一种无机高分子絮凝剂，其分子式为 [Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ。在水中，PAC 会发生水解反应，生成多种羟基配合物和多核羟基配合物，这些水解产物能够吸附水中的胶体颗粒和悬浮物，并通过压缩双电层、电中和等作用使胶体颗粒脱稳，从而凝聚成较大的絮体沉淀下来。PAC 具有絮凝速度快、矾花大、沉降性能好等优点，对去除水中的悬浮物、部分有机物和磷有较好的效果。

（二）聚丙烯酰胺（PAM）

PAM 是一种有机高分子絮凝剂，分为阴离子型、阳离子型和非离子型。在食品废水处理中，常根据废水的性质选择合适的 PAM 类型。PAM 的分子链上含有大量的活性基团，能够通过吸附、架桥作用将水中的细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集在一起形成更大的絮体。其长链结构可以在颗粒之间形成桥梁，使颗粒相互连接并沉降。与 PAC 相比，PAM 的用量较少，但絮凝效果显著，尤其对细小颗粒和胶体物质的去除效果较好。

四、在黑龙江省食品废水净化中的应用实例与效果分析

（一）应用实例

以黑龙江省某肉类加工企业为例，该企业每天产生约 500m³的食品废水。废水首先经过格栅去除较大的悬浮物和杂质，然后进入调节池进行水质和水量的调节。在调节池后设置混凝沉淀池，先投加 PAC，投加量为 50 - 100mg/L，快速搅拌使其充分混合，然后加入 PAM，投加量为 1 - 3mg/L，慢速搅拌以促进絮体的形成和沉降。经过混凝沉淀处理后，废水的 COD 去除率可达 40% - 60%，悬浮物去除率可达 80% - 90%，水质得到明显改善，为后续的生物处理创造了有利条件。

（二）效果分析

1. 去除污染物效果显著

通过 PAC 和 PAM 的协同作用，能够有效去除食品废水中的悬浮物、有机物和部分油脂等污染物。在上述肉类加工企业的案例中，混凝沉淀后废水的 COD 和悬浮物浓度大幅降低，减轻了后续生物处理的负担，提高了整个废水处理系统的处理效率。

2. 提高水质稳定性

由于食品废水的水质和水量波动较大，PAC 和 PAM 的使用可以在一定程度上稳定水质。它们能够快速将废水中的污染物凝聚沉淀，使处理后的水质相对稳定，减少了因水质波动对后续处理工艺的冲击，有利于维持废水处理系统的正常运行。

3. 适应不同类型食品废水

无论是肉类加工、乳制品生产还是粮食加工等产生的食品废水，PAC 和 PAM 都能发挥较好的絮凝作用。通过调整两者的投加量和投加顺序，可以适应不同水质特点的食品废水处理需求。例如，对于油脂含量较高的油脂加工废水，可以适当增加 PAC 的投加量以增强对油脂的去除效果；对于含有大量细小悬浮物的果蔬加工废水，可适当提高 PAM 的用量以提高絮凝效果。

五、影响聚丙烯酰胺和聚合氯化铝处理效果的因素

（一）投加量

PAC 和 PAM 的投加量对絮凝效果有着重要影响。投加量过少，无法充分发挥絮凝作用，导致污染物去除不彻底；投加量过多，不仅会增加成本，还可能造成胶体颗粒电荷反转，使絮体重新分散，反而降低处理效果。在实际应用中，需要通过试验确定最佳的投加量范围，并根据废水的水质变化进行适时调整。

（二）pH 值

废水的 pH 值会影响 PAC 的水解反应和 PAM 的絮凝性能。一般来说，PAC 在酸性至中性条件下水解效果较好，而 PAM 在不同 pH 值下的适用性有所不同。例如，阴离子型 PAM 适用于酸性和中性环境，阳离子型 PAM 在碱性条件下效果更好。因此，在处理食品废水时，需要调节废水的 pH 值至适宜范围，以保证絮凝剂的最佳作用效果。

（三）搅拌强度和时间

搅拌过程对于 PAC 和 PAM 的絮凝作用至关重要。快速搅拌可以使絮凝剂迅速分散并与水中的污染物充分接触，但搅拌速度过快或时间过长可能会破坏形成的絮体；慢速搅拌则有利于絮体的成长和沉降。在实际应用中，需要根据絮凝剂的种类、废水的性质等因素合理控制搅拌强度和时间，以达到最佳的絮凝效果。

（四）水温

水温对絮凝效果也有一定影响。一般来说，水温较低时，PAC 的水解反应速度减慢，絮凝效果会变差；同时，低温也会使 PAM 的分子链运动减缓，影响其架桥作用。在黑龙江省寒冷地区，冬季水温较低，可能需要采取适当的保温措施或调整絮凝剂的投加量和处理工艺参数，以保证废水处理效果。

六、应用优势与局限性

（一）应用优势

1. 高效性

PAC 和 PAM 的协同作用能够快速有效地去除食品废水中的多种污染物，提高废水处理效率，满足企业对废水达标排放的要求。

2. 适应性广

对不同类型的食品废水都有较好的处理效果，且能够适应一定程度的水质和水量变化，具有较强的通用性和灵活性。

3. 操作简便

絮凝剂的投加和处理工艺相对简单，易于操作和维护，不需要复杂的设备和技术要求，适合中小企业的应用。

4. 成本效益

与其他一些高级水处理技术相比，PAC 和 PAM 的成本相对较低，在保证处理效果的前提下，能够为企业节省废水处理成本。

（二）局限性

1. 产生污泥量

使用 PAC 和 PAM 进行絮凝沉淀会产生一定量的污泥，这些污泥需要妥善处理，否则会造成二次污染。污泥的处理和处置成本较高，增加了企业的运营成本和管理难度。

2. 对溶解性有机物去除有限

虽然 PAC 和 PAM 能够有效去除悬浮物和部分有机物，但对于溶解性有机物的去除效果相对较差。因此，在食品废水处理中，通常需要结合生物处理等其他工艺，以进一步降低废水中的有机物含量，达到更高的排放标准。

3. 受水质影响大

尽管 PAC 和 PAM 具有一定的适应性，但当食品废水中含有某些特殊污染物或水质发生较大变化时，可能会影响絮凝剂的处理效果。例如，废水中含有大量的重金属离子、有毒有害物质或高浓度的盐分时，可能会干扰絮凝剂的作用，需要采取相应的预处理措施或调整处理工艺。

七、结论

聚丙烯酰胺和聚合氯化铝在黑龙江省食品废水净化中具有重要的应用价值。它们能够有效去除食品废水中的悬浮物、有机物等污染物，提高水质稳定性，适应不同类型的食品废水处理需求，且具有操作简便、成本效益等优势。然而，其应用也存在一些局限性，如产生污泥量、对溶解性有机物去除有限以及受水质影响较大等问题。在实际应用