摘要： 本文聚焦于聚丙烯酰胺（PAM）在重金属离子去除中的作用，通过对甘肃省相关案例的分析，阐述了其应用情况、效果及优势。研究表明，PAM 在处理含重金属离子废水方面具有显著成效，为甘肃省及其他地区的重金属污染治理提供了重要参考。

一、引言

随着工业的快速发展和城市化进程的加速，重金属污染问题日益严重，对生态环境和人类健康构成了巨大威胁。重金属离子如铅、汞、镉等具有不可降解性和生物累积性，一旦进入环境，会在生物体内富集，引发各种疾病。因此，如何有效地去除重金属离子成为了环境领域研究的热点。聚丙烯酰胺作为一种高效的水处理剂，在重金属离子去除方面展现出了广阔的应用前景。本文以甘肃省为例，深入探讨 PAM 在重金属离子去除中的作用机制、实际应用案例及效果评估。

二、聚丙烯酰胺的性质与作用原理

（一）性质

聚丙烯酰胺是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的絮凝性、增稠性、耐剪切性和稳定性。其分子链上含有酰胺基团，这些基团可以通过氢键、静电引力等作用力与水分子和其他物质分子相互作用，从而使 PAM 能够在水中形成三维网状结构，有效地吸附和絮凝水中的杂质颗粒。

（二）作用原理

1. 吸附作用：PAM 分子链上的活性位点可以与重金属离子发生吸附作用，形成稳定的络合物。这种吸附作用包括物理吸附和化学吸附两种形式，其中化学吸附是通过配位键或螯合作用实现的，具有较高的选择性和稳定性。

2. 絮凝作用：PAM 能够将水中的细小悬浮颗粒和胶体粒子聚集成较大的絮体，从而便于沉淀分离。在重金属离子去除过程中，PAM 通过絮凝作用可以将携带重金属离子的颗粒物包裹在其中，使其一同沉降下来，达到去除重金属的目的。

3. 架桥作用：当 PAM 分子链上的多个活性位点同时与不同的颗粒物或重金属离子结合时，就会形成一种“架桥”结构，进一步增强了絮凝效果，使重金属离子更容易被去除。

三、甘肃省重金属污染现状及治理需求

（一）污染现状

甘肃省作为我国重要的工业基地之一，矿产资源丰富，冶金、化工、电镀等行业发达。然而，这些行业的发展也带来了严重的重金属污染问题。据相关调查数据显示，甘肃省部分地区的土壤、水体和大气中均受到了不同程度的重金属污染，其中铅、汞、镉等重金属的含量超标现象较为突出。例如，在一些有色金属冶炼企业周边的土壤中，铅含量超过了国家标准的数倍，对当地居民的健康和生态环境造成了严重威胁。

（二）治理需求

为了有效治理重金属污染，保障生态环境安全和人民群众身体健康，甘肃省迫切需要采取有效的治理措施。传统的重金属污染治理方法如化学沉淀法、离子交换法等虽然在一定程度上能够去除重金属离子，但存在处理效率低、成本高、易产生二次污染等问题。因此，寻找一种高效、经济、环保的重金属离子去除方法成为了甘肃省重金属污染治理的关键。

四、聚丙烯酰胺在甘肃省重金属离子去除中的应用案例

（一）某有色金属加工企业废水处理案例

1. 基本情况

该企业主要从事铅、锌等有色金属的加工生产，生产过程中产生了大量的含重金属离子的废水。废水中的重金属离子主要包括铅离子、锌离子、镉离子等，浓度较高，直接排放将对周边环境造成严重污染。

2. 处理工艺

企业采用了聚丙烯酰胺（PAM）与无机絮凝剂复合投加的工艺进行处理。首先，向废水中加入适量的无机絮凝剂，如聚合氯化铝（PAC），使废水中的重金属离子形成微小的絮体。然后，再加入 PAM 进行絮凝反应，PAM 分子链上的活性位点与重金属离子形成的絮体以及废水中的其他悬浮颗粒相互吸附、架桥，形成较大的絮体。最后，通过沉淀分离，将絮体从废水中去除。

3. 处理效果

经过一段时间的运行，该处理工艺取得了显著的效果。废水中的重金属离子去除率得到了大幅提高，其中铅离子的去除率达到了 98%以上，锌离子和镉离子的去除率也分别达到了 95%和 90%以上。同时，废水的水质得到了明显改善，达到了国家排放标准，实现了达标排放。

（二）某电镀工业园区废水集中处理案例

1. 基本情况

该电镀工业园区内有多家电镀企业，产生的废水成分复杂，含有大量的重金属离子，如铬、镍、铜等。由于各企业的生产工艺和废水排放量不同，导致园区内废水的水质水量波动较大，给废水处理带来了很大的困难。

2. 处理工艺

针对园区废水的特点，采用了基于聚丙烯酰胺的一体化废水处理工艺。首先，对废水进行预处理，调节 pH 值，使重金属离子处于有利于沉淀的形态。然后，向废水中加入 PAM 和适量的助凝剂，通过搅拌混合，使 PAM 充分发挥其吸附、絮凝和架桥作用，将废水中的重金属离子和其他杂质去除。最后，对处理后的水进行深度处理，确保水质达标后排放或回用。

3. 处理效果

该处理工艺运行稳定可靠，对电镀废水中的重金属离子具有良好的去除效果。经过处理后，废水中的铬、镍、铜等重金属离子的浓度均低于国家排放标准，出水水质达到了《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）的要求。同时，该工艺还具有占地面积小、投资省、运行费用低等优点，为电镀工业园区的可持续发展提供了有力支持。

五、聚丙烯酰胺在重金属离子去除中的优势分析

（一）高效的处理效果

通过上述案例可以看出，聚丙烯酰胺在重金属离子去除方面具有显著的优势。其独特的分子结构和作用原理使其能够与多种重金属离子发生相互作用，形成稳定的络合物和絮体，从而实现高效的去除效果。在不同类型和浓度的含重金属离子废水处理中，PAM 都能够有效地降低重金属离子的浓度，使其达到国家排放标准或更低的水平。

（二）广泛的适用性

聚丙烯酰胺适用于各种类型的含重金属离子废水处理，无论是酸性还是碱性废水，无论是单一重金属离子污染还是多种重金属离子共存的复合污染，都能够发挥良好的作用。此外，PAM 还可以与其他处理方法如化学沉淀法、生物法等联合使用，进一步提高处理效果，增强系统的适应性和稳定性。

（三）较低的成本

与传统的重金属离子去除方法相比，聚丙烯酰胺的使用成本相对较低。其用量少，价格适中，且在处理过程中不需要消耗大量的能源和原材料。同时，由于 PAM 能够提高废水处理效率，减少污泥产量，还可以降低后续污泥处理的成本。因此，从经济角度考虑，PAM 是一种较为理想的重金属离子去除剂。

六、结论与展望

（一）结论

通过对甘肃省相关案例的分析可知，聚丙烯酰胺在重金属离子去除中具有重要作用。其在实际应用中表现出了高效的处理效果、广泛的适用性和较低的成本等优势，为甘肃省重金属污染治理提供了有效的技术支持。然而，在使用 PAM 的过程中，也需要根据废水的具体情况合理选择产品型号和投加量，并严格控制处理工艺参数，以确保理想的处理效果。

（二）展望

随着科技的不断进步和环境保护要求的日益提高，聚丙烯酰胺在重金属离子去除领域的应用前景将更加广阔。未来，应加强对 PAM 新型产品的研发和推广，进一步提高其性能和功能；同时，还应深入研究 PAM 与其他处理方法的协同作用机制，开发更加高效、环保、经济的重金属离子去除技术和工艺，为我国的重金属污染治理事业做出更大的贡献。