摘要： 本文探讨了阴离子聚丙烯酰胺在广东省食品加工废水处理中的应用情况，并对其重金属离子去除效果进行了深入分析。通过实际案例研究、实验数据监测以及对比分析等方法，阐述了阴离子聚丙烯酰胺在废水处理过程中的作用机制、对不同类型食品加工废水的适应性，以及对重金属离子的去除效率和影响因素。研究结果表明，阴离子聚丙烯酰胺在广东省食品加工废水处理中具有显著的絮凝沉淀效果，能够有效降低废水的浊度、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD₅）等指标，同时对部分重金属离子具有一定的去除作用，但去除效果因重金属种类、废水特性以及处理工艺条件等因素而异。本研究为广东省食品加工行业废水处理中阴离子聚丙烯酰胺的合理应用以及进一步提高重金属离子去除效率提供了理论依据和实践参考。

一、引言

广东省作为我国食品工业发达地区之一，食品加工企业众多，在生产过程中产生了大量的废水。这些废水含有大量的有机物、悬浮物以及不同程度的重金属离子，若未经有效处理直接排放，将对环境造成严重污染，威胁水体生态安全和人类健康。因此，寻找高效、经济的废水处理技术至关重要。

阴离子聚丙烯酰胺作为一种常用的水处理絮凝剂，具有良好的絮凝沉淀性能，在废水处理领域得到了广泛应用。它能够通过吸附电中和、架桥作用等机制，使废水中的悬浮物、胶体颗粒聚集形成较大的絮体，从而便于后续的固液分离。然而，对于其在食品加工废水处理中对重金属离子去除效果的研究相对较少，尤其是在广东省复杂多样的食品加工产业背景下，深入研究阴离子聚丙烯酰胺的应用及重金属离子去除特性具有重要的现实意义。

二、广东省食品加工废水特点

广东省食品加工种类繁多，包括肉类加工、水产品加工、果蔬加工、糕点制作等，不同类型食品加工废水的成分和特性存在差异，但总体具有以下特点：

（一）有机物含量高

食品加工过程中会使用大量的原材料，如肉类、蔬菜、水果、谷物等，这些物质在加工过程中会产生大量有机物，导致废水中化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD₅）较高，一般为数千毫克每升甚至更高，具有较高的生物降解性，但同时也为微生物繁殖提供了有利条件，若不及时处理，容易引发腐败发臭等问题。

（二）悬浮物多

生产过程中的原料清洗、去皮、削切等工序会产生大量的悬浮固体，如食物残渣、泥沙、果皮、肉屑等，使得废水浑浊度高，悬浮物含量可达数百毫克每升以上，这些悬浮物不仅影响废水的外观和水质，还会增加后续处理的难度。

（三）含油量较大

在食品加工中，尤其是油炸、烘焙、肉类加工等环节，会产生一定量的油脂，这些油脂进入废水后，以浮油、乳化油等形式存在，难以自然分离，增加了废水处理的复杂性。

（四）重金属离子种类多样

部分食品加工过程中可能会引入重金属离子污染。例如，在食品添加剂使用过程中可能含有微量重金属成分；一些加工设备在长期使用过程中由于磨损、腐蚀等原因会释放重金属离子到废水中；此外，某些食品原料本身可能含有重金属元素，如海鲜类食品可能含有汞、砷等重金属。常见的重金属离子有铅、镉、铬、汞、砷等，虽然浓度相对较低，但长期排放仍会对环境造成潜在危害。

三、阴离子聚丙烯酰胺在食品加工废水处理中的作用机制

（一）吸附电中和作用

食品加工废水中的悬浮物和胶体颗粒通常带有负电荷，阴离子聚丙烯酰胺分子链上含有活性基团，这些基团在溶解后能够离解出阴离子，与废水中颗粒表面的负电荷相互吸引，从而降低颗粒表面的电荷密度，使颗粒之间的静电斥力减小。当颗粒间的静电斥力小于范德华引力时，颗粒就会发生聚集，形成较小的絮体，这一过程称为吸附电中和作用。

（二）架桥作用

阴离子聚丙烯酰胺具有较长的分子链，当其伸展在废水中时，能够将多个悬浮颗粒吸附在一起，形成一种类似桥梁的结构，使颗粒逐渐聚集成更大的絮体。这种架桥作用能够有效地增加絮体的大小和强度，提高絮凝沉淀的效果，便于后续通过沉淀或气浮等工艺将絮体从水中分离出来。

四、阴离子聚丙烯酰胺在广东省食品加工废水处理中的应用实例

（一）肉类加工废水处理

以某广东省大型肉类加工厂为例，其废水主要来源于屠宰、分割、清洗等工序，废水中含有大量的血液、蛋白质、脂肪、碎肉等有机物和悬浮物，水质浑浊，COD 高达 8000 - 12000 mg/L，BOD₅ 为 4000 - 6000 mg/L，悬浮物浓度在 800 - 1500 mg/L 之间。

该厂采用阴离子聚丙烯酰胺与其他处理工艺相结合的方式处理废水。首先，通过格栅去除废水中较大的杂物和漂浮物，然后进入调节池进行水质水量的调节。在调节池后设置混凝沉淀池，投加阴离子聚丙烯酰胺作为絮凝剂，同时加入适量的聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂。经过混凝沉淀后，废水的 COD 去除率可达 40% - 50%，BOD₅ 去除率约为 30% - 40%，悬浮物去除率能达到 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）水产品加工废水处理

某海鲜加工企业的废水含有较多的鱼鳞、鱼内脏、虾壳等有机物以及海水中的盐分和少量重金属离子。废水的 COD 为 5000 - 8000 mg/L，BOD₅ 为 2500 - 4000 mg/L，悬浮物浓度较高，且含有一定量的砷、汞等重金属离子。

该企业采用阴离子聚丙烯酰胺处理废水时，先经过粗滤去除大颗粒杂质，再进入气浮池。在气浮池中加入阴离子聚丙烯酰胺和助凝剂，通过产生的微小气泡与絮体粘附在一起，使絮体上浮至水面形成浮渣，从而达到固液分离的目的。处理后，废水的 COD 和 BOD₅ 得到有效降低，重金属离子浓度也有一定程度下降，其中砷的去除率约为 20% - 30%，汞的去除率在 15% - 25%左右，减轻了后续处理的负担。

五、阴离子聚丙烯酰胺对食品加工废水中重金属离子的去除效果分析

（一）重金属离子去除原理

阴离子聚丙烯酰胺对重金属离子的去除主要基于以下几种途径：

1. 吸附共沉淀作用：阴离子聚丙烯酰胺在水中形成的絮体具有较大的比表面积和丰富的官能团，能够吸附废水中的重金属离子。当絮体沉淀时，吸附在絮体上的重金属离子也随之沉淀下来，从而实现重金属离子的去除。这种吸附共沉淀作用对于一些价态较高、水合半径较小且与阴离子聚丙烯酰胺官能团有较强亲和力的重金属离子效果相对较好，如铅、镉等。

2. 络合作用：阴离子聚丙烯酰胺分子链上的一些活性基团可能会与重金属离子发生络合反应，形成稳定的络合物。这些络合物可以通过沉淀或被絮体吸附的方式从水中去除。例如，聚丙烯酰胺分子中的酰胺基团可能与某些重金属离子形成络合物，改变重金属离子在水溶液中的存在形态，进而促进其去除。