一、引言

酿造行业作为传统产业，在生产过程中会产生大量含有高浓度有机物、悬浮物以及可能的重金属离子的废水。这些废水若未经有效处理直接排放，将对环境造成严重污染，影响周边水体生态系统和居民生活质量。湖南省作为酿造产业的重要地区之一，积极探索高效、经济且环保的废水处理方法至关重要。聚合硫酸铁作为一种优质高效的无机高分子絮凝剂，在湖南省酿造废水处理中得到了广泛应用，并取得了显著成效。

二、酿造废水的特点与危害

酿造废水主要来源于原料浸泡、发酵、蒸馏等生产环节，其水质特点如下：

1. 有机物含量高：含有大量的糖类、蛋白质、纤维素等有机物质，化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）通常处于较高水平，可生化性较好，但如果不经处理直接排放，会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，消耗水中溶解氧，使水体发黑发臭，水生生物死亡。

2. 悬浮物多：包括原料残渣、酵母菌体等固体颗粒，使废水呈现浑浊状态，影响水体的透明度，且悬浮物沉淀后会淤积河底，降低水体的自净能力。

3. 可能含有重金属离子：在酿造过程中，设备腐蚀或某些添加剂的使用可能会引入少量重金属离子，如铅、镉等，长期积累会对水生生物和人体健康产生潜在危害。

三、聚合硫酸铁在酿造废水处理中的应用原理

聚合硫酸铁是一种碱式硫酸铁聚合物，其分子式为[Fe₂(OH)n(SO₄)₃-n/2]m，其中 n\u003c2，m=f(n)。它溶于水后能产生多种高价聚合离子，通过以下几种主要作用机制来净化酿造废水：

1. 电荷中和作用：废水中的悬浮颗粒和胶体通常带有负电荷，聚合硫酸铁在水中离解产生的阳离子能够与这些带负电的颗粒发生电荷中和反应，降低颗粒之间的静电斥力，使其易于聚集形成较大的絮体。

2. 吸附架桥作用：聚合硫酸铁具有长链状的分子结构，能够同时吸附多个悬浮颗粒，通过架桥的方式将它们连接在一起，形成更大的絮凝体，从而加速沉降过程。

3. 氧化还原作用：在一定条件下，聚合硫酸铁还具有一定的氧化性，可以对废水中的部分有机物进行氧化分解，降低 COD 值，提高废水的可生化性。

四、湖南省某酿造企业废水处理案例

（一）企业概况

该企业位于湖南省某地级市的工业园区内，主要生产黄酒，年产量达数千吨。企业在生产过程中产生了大量酿造废水，日均废水排放量约为 500 立方米。

（二）废水处理工艺及聚合硫酸铁的应用

1. 预处理阶段

- 首先，废水通过格栅去除较大的悬浮物和杂质，如原料残渣、包装材料等，防止后续设备堵塞。

- 然后进入调节池，在调节池中对废水的水质和水量进行调节，使废水的 pH 值稳定在 6 - 9 之间，温度保持在 20℃左右，为后续的处理创造良好的条件。此时，根据水质情况，适量添加石灰或硫酸等药剂对 pH 值进行微调。

2. 混凝反应阶段

- 经过预处理后的废水流入混凝反应池，按照计算好的投加量向废水中加入聚合硫酸铁溶液。具体操作是将聚合硫酸铁配制成 10% - 30%的水溶液，然后通过计量泵精确投加到废水中。在投加过程中，采用机械搅拌的方式快速搅拌（转速约 200 - 300 转/分钟），使药剂与废水充分混合，搅拌时间约为 1 - 2 分钟。

- 接着进入慢速搅拌阶段（转速约 40 - 60 转/分钟），持续搅拌 10 - 15 分钟，促进絮凝体的形成和长大。在此过程中，可以观察到废水逐渐形成较大的矾花状絮体。

3. 沉淀分离阶段

- 混凝反应后的废水进入沉淀池进行固液分离。沉淀池采用平流式沉淀池或斜管沉淀池等形式，利用重力作用使絮凝体沉降到池底。沉淀时间一般为 1.5 - 2.5 小时，经过沉淀后，上清液达到排放标准或可进一步深度处理回用，底部的污泥则定期排出进行污泥处理。

（三）处理效果

1. 水质指标改善情况

经过一段时间的运行监测，该企业酿造废水处理后的各项水质指标有了显著改善。具体数据如下表所示：

| 项目 | 处理前平均值（mg/L） | 处理后平均值（mg/L） | 去除率（%） |

| --- | --- | --- | --- |

| COD | 1500 - 2000 | 120 - 150 | 90 - 92.5 |

| BOD₅ | 800 - 1000 | 60 - 80 | 92 - 94 |

| SS | 500 - 600 | 60 - 80 | 86.7 - 89.3 |

| 色度（倍） | 200 - 250 | 20 - 30 | 88 - 92 |

| pH 值 | 4 - 5 | 6 - 8 | - |

2. 运行成本分析

- 药剂成本：聚合硫酸铁的投加量平均为 150 mg/L，市场价格约为 1200 元/吨，每天的药剂费用约为 900 元（按日处理量 500 立方米计算）。

- 能源成本：主要包括搅拌设备的电费、水泵的电费等，每天的能源费用约为 300 元。

- 人工成本：安排兼职人员进行日常操作和维护管理，每月人工成本约为 3000 元，平均每日人工成本约 100 元。

- 污泥处理成本：污泥经过浓缩、脱水后外运处置，每天的污泥处理费用约为 400 元。

- 总运行成本：综合以上各项成本，该酿造废水处理系统的日运行成本约为 1700 元，每吨废水的处理成本约为 3.4 元。

五、结论

通过以上案例可以看出，聚合硫酸铁在湖南省酿造废水处理中具有显著的优势和良好的应用效果。它能够有效地去除废水中的有机物、悬浮物和部分重金属离子，降低 COD 和 BOD 值，使废水达标排放或可回用，同时具有运行成本低、操作方便、处理效果稳定等优点。在实际应用中，需要根据废水的具体水质情况合理确定药剂投加量、pH 值等参数，并注意与其他处理工艺的协同配合，以实现最佳的废水处理效果和经济效益。随着环保要求的不断提高和水资源短缺问题的日益突出，聚合硫酸铁在湖南省乃至全国的酿造废水处理领域将具有更加广阔的应用前景。