聚合氯化铝在山西省食品加工污水废水净化处理中的实践与探索

聚合氯化铝在山西省食品加工污水废水净化处理中的实践与探索

摘要： 本文聚焦于聚合氯化铝在山西省食品加工污水废水净化处理方面的应用。阐述了食品加工污水的特性与危害，详细介绍了聚合氯化铝的作用原理、在山西省食品加工污水处理中的实际应用案例以及处理过程中的工艺优化探索，同时分析了其应用的优势与面临的挑战，旨在为该地区食品加工行业污水的有效处理提供参考与借鉴，助力环境保护与可持续发展。

一、引言

山西省作为我国重要的能源和工业基地，食品加工产业也占据着相当的规模。然而，食品加工过程中产生的大量污水废水若未经有效处理直接排放，将对当地生态环境造成严重破坏，尤其是对水资源的污染，影响周边居民的生活以及工农业的用水安全。因此，探寻高效、经济的污水净化处理方法至关重要。聚合氯化铝作为一种常见的无机高分子混凝剂，在污水处理领域有着广泛的应用，其在山西省食品加工污水废水净化处理中的实践与探索具有显著的现实意义。

二、食品加工污水的特点与危害

（一）食品加工污水的特点

1. 水质水量波动大

食品加工行业原料来源广泛，加工工艺多样，不同食品加工环节产生的污水量差异明显。例如，在肉类加工中，屠宰期与非屠宰期的污水排放量悬殊；果蔬加工则受季节影响，旺季时污水产生量剧增。而且不同产品加工时的水质成分也变化较大，成分复杂。

2. 有机物含量高

含有大量的蛋白质、淀粉、糖类、脂肪等有机污染物，化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）指标往往较高，易于腐败变质，滋生微生物，散发恶臭气味。

3. 悬浮物多

食品加工过程中会产生诸多固体杂质，如果蔬加工中的果皮、果渣，谷物加工中的麸皮等，以悬浮颗粒形式存在于污水中，增加了污水的浑浊度。

4. 含有特殊污染物

部分食品加工会使用添加剂、防腐剂、色素等化学物质，这些物质残留在污水中，有些还具有一定的毒性，给污水处理带来额外难度。

（二）食品加工污水的危害

1. 对水环境的污染

未经处理的食品加工污水排入水体后，高浓度的有机物会使水中溶解氧迅速降低，导致鱼类等水生生物因缺氧窒息死亡，破坏水生态平衡。同时，有机物在分解过程中会消耗大量氧气，进一步恶化水质，使水体发黑发臭，丧失饮用、灌溉等使用功能。

2. 土壤污染

若污水用于农田灌溉或通过渗井等方式渗入地下，其中的有害物质会在土壤中积累，改变土壤结构，影响土壤肥力，导致农作物生长受损，甚至通过食物链富集对人体健康产生威胁。

3. 气味与环境卫生问题

污水散发的恶臭气味严重影响周边居民的生活质量，降低生活环境的舒适度，还可能传播疾病，危害公众健康。

三、聚合氯化铝的作用原理

聚合氯化铝（PAC）是一种无机高分子混凝剂，其分子式为[Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ，其中 n 代表聚合程度，m 表示聚合分子个数。它在水中的作用原理主要包括以下几个方面：

（一）电性中和作用

食品加工污水中的胶体颗粒通常带有负电荷，相互排斥使得颗粒稳定悬浮于水中。聚合氯化铝溶于水后，能快速水解产生大量带正电荷的铝离子（Al³⁺）及多核羟基络合物。这些带正电的离子与胶体颗粒表面的负电荷相互吸引，发生电性中和，降低胶体颗粒的ζ电位，使其稳定性破坏，从而促使胶体颗粒相互碰撞聚集，形成较大的絮凝体。

（二）吸附架桥作用

聚合氯化铝水解生成的羟基络合物具有较长的分子链和较高的分子量，它们像桥梁一样，一端吸附在一个胶体颗粒表面，另一端则延伸至另一个胶体颗粒，将众多胶体颗粒连接起来，形成更大更紧密的絮凝团块，加速沉降过程。这种吸附架桥作用能够有效地将污水中的悬浮物、有机物等杂质凝聚在一起，提高污水的澄清效果。

（三）网捕卷扫作用

随着聚合氯化铝投加量的增加，水解产生的铝离子及其络合物进一步聚合形成更大的矾花。这些矾花在沉降过程中，如同一张大网，能够网捕卷扫水中剩余的细小颗粒、胶体以及部分溶解性有机物，使其一同沉淀下来，进一步提升污水净化程度。

四、聚合氯化铝在山西省食品加工污水处理中的实践应用

（一）某肉类加工企业污水处理案例

在山西省[具体地名]的一家大型肉类加工企业，每日产生大量血水、屠宰废水以及车间清洗水等污水。未处理前，污水 COD 浓度高达 2000 - 3000mg/L，BOD₅ 浓度为 1000 - 1500mg/L，悬浮物（SS）含量达到 800 - 1200mg/L，水质浑浊且散发刺鼻恶臭。

该企业采用聚合氯化铝为主的混凝沉淀工艺进行预处理。首先，设置调节池，将不同时段、不同工段的污水进行均衡水质水量，然后投加聚合氯化铝溶液。经过小试确定最佳投加量为 150 - 200mg/L，搅拌反应 30 分钟后，进入斜管沉淀池。通过这一过程，污水中的 COD 去除率可达 40% - 50%，SS 去除率达到 70% - 80%，BOD₅ 去除率约 30% - 40%，极大地减轻了后续生物处理的负荷，为达标排放奠定基础。

（二）某果蔬汁加工企业污水处理实践

位于山西省[另一地名]的果蔬汁加工企业，生产期集中在水果丰收季节，污水排放呈现明显的季节性高峰。污水中含有大量的果皮、果渣、糖分、果胶等有机物，COD 在 1500 - 2500mg/L 之间，BOD₅ 为 800 - 1500mg/L，SS 含量较高，且水质酸性较强。

企业利用聚合氯化铝联合石灰乳调节 pH 值并进行混凝沉淀。先向污水中加入适量石灰乳，将 pH 值调节至 6.5 - 7.5 的适宜范围，然后投加聚合氯化铝，投加量控制在 120 - 180mg/L。经过充分搅拌混合与沉淀，不仅有效去除了悬浮物、降低了 COD 和 BOD₅（COD 去除率约 35% - 45%，BOD₅ 去除率约 25% - 35%），还对污水中的果胶等胶体物质起到了良好的絮凝作用，改善了污水的可生化性，利于后续好氧生物处理。

五、聚合氯化铝处理工艺的优化探索

（一）投加量优化

通过实验室烧杯混凝实验模拟现场工况，针对不同食品加工企业污水水质特点，精确测定最佳投加量范围。例如，对于高浊度、高悬浮物含量的污水，适当增加投加量可提高悬浮物去除效果，但过量投加可能导致水体反浊，增加药剂成本且不利于后续处理。借助在线监测仪器实时反馈污水水质变化，动态调整聚合氯化铝投加量，实现精准投药，提高处理效率与经济效益。

（二）pH 值调控协同优化

由于食品加工污水 pH 值波动大，研究发现聚合氯化铝在不同 pH 环境下的混凝效果差异显著。在实践中探索与酸碱调节剂（如石灰、硫酸等）配合使用，根据污水初始 pH 值灵活调整调节剂用量，使污水 pH 值快速达到聚合氯化铝最佳作用范围（通常 6.0 - 8.0），增强混凝效果。同时，考虑调节剂成本与对后续处理的影响，综合优化 pH 值调控策略。

（三）与其他工艺组合优化

单纯依靠聚合氯化铝混凝沉淀虽能去除部分污染物，但难以使污水达标排放。因此，探索聚合氯化铝与生物处理、高级氧化等工艺的组合应用。如在混凝沉淀后接入活性污泥法、生物膜法等生物处理单元，利用微生物降解剩余有机物，进一步降低 COD、BOD₅ 指标；或结合臭氧氧化、芬顿氧化等高级氧化技术，针对难降解有机物进行深度处理，提高污水整体净化水平，确保稳定达标排放。

六、聚合氯化铝应用的优势与挑战

（一）优势

1. 高效混凝：对食品加工污水中的胶体、悬浮物具有优异的絮凝沉淀效果，能快速降低污水浊度、去除大量有机物，为后续处理创造良好条件。

2. 适用范围广：在不同规模、不同工艺的食品加工企业污水处理中均可应用，无论是高浓度有机污水还是含特殊污染物的废水，都能发挥一定作用。

3. 操作简便：相较于一些复杂的污水处理工艺，聚合氯化铝投加设备简单，运行管理方便，无需专业技术人员长时间值守，便于企业日常操作维护。

4. 成本相对较低：