高浓度粉丝废水预处理方法的研究环境保护论文

摘要：对高浓度粉丝废水的预处理方法作了实验研究。采用调节等电点酸沉的方法回收蛋白质，然后用聚合硫酸铁化学混凝处理上清液以降低COD的含量。实验证明了方法的可行性并得出了最佳实验条件。
  
  
  关键词：粉丝废水 蛋白回收 混凝剂 聚合硫酸铁 废水处理
  
  　　粉丝厂排出的废水可分为高浓度有机废水和泡豆、洗豆及粉丝洗涤废水两类。前者不仅COD含量很高，而且蛋白含量占原料质量的20%左右，若当作废水排掉，既污染环境又浪费了宝贵的蛋白质。废水中的蛋白质含量大，也增加了后续废水处理的成本。国内蛋白回收有的用气浮法但此设备结构较复杂。采用酸沉法工艺简单，运行成本低。
  　　化学法废水处理是选用混凝剂使废水的胶体破坏，使分散状态的有机物脱稳、凝聚，形成聚集状态的粗颗粒从水中分离出来，达到降低废水中COD含量的目的。聚合硫酸铁因其高效、廉价已广泛用于水和废水处理中。即使同一混凝剂处理同一的废水，不同的条件下的混凝效果也不同，它受到水样的pH、温度、搅拌速度以及混凝剂投加量、废水的浓度、温度的影响，需具体问题具体分析，优化选择。
  　　实验中所用聚合硫酸铁为液体型：碱化度B=0.4；pH=1.5；铁含量 0.5 mol/L。
  　　实验中所用废水取自烟台粉丝厂。粉丝原料为豌豆。水质主要指标：浆黄色；pH 4.2；COD含量为7000～20000 mg/L。
  　　1 主要实验仪器与试剂
  　　7200可见分光光度计；JJ-3型六联定时变速搅拌机；TG-32A型电光分析天平；PHS-2C精密酸度计及其他常规仪器；TL-1型COD测定仪；COD测定专用氧化剂、催化剂；Ferron试剂（AR，进口）及常规试剂。
  　　2 实验方法
  　　2.1 实验流程图
  　　2.2 粗蛋白的回收实验
  　　2.2.1自然沉降
  　　直接从现场取1 L高浓度粉丝废水置于大型透明玻璃容器中，间隔一定时间分别测量上清液高度和上清液中COD的含量。COD的测量采用重铬酸钾法在COD消解仪上进行。由于COD残余量的大小与蛋白回收率的大小成反比，实验中用COD残余量间接反映蛋白回收量（下同）。
  　　2.2.2 酸 沉
  　　实验发现自然沉降所得清液残余COD值仍较大，蛋白回收量必小。考虑到蛋白质的酸碱两重性，在其等电点附近溶解度最小提出酸沉的方法：通过调节水样pH来强化沉降，一方面可增加粗蛋白的回收量，另一方面可减轻后续水处理的负担。实验中分别取一定量的水样，调节其pH到指定值，静沉2 h，分别测定上清液COD值。对于最优pH，采用2.2.1的方法测定清液层高度和上清液的COD值。
  　　 由pH－COD曲线可得最优沉降所需的pH。
  　　2.3 混凝实验
  　　分别取500 mL水样，调节pH到指定值，控制水样温度恒温25℃，加入一定量的PFS，在六连搅拌机上快速搅拌1 min，转慢速5 min，静止沉降2 h。然后在液面下1 cm处取上清液在COD消解仪上测定COD。在该实验测定条件下，COD的标准曲线近似为COD=14700A mg/L (A为吸光度)
  　　2.3.1最优混凝 pH的确定
  　　分别取500 mL水样，调节pH分别为6.0、7.0、7.95、8.9、9.9，分别加入150 mg/L（以Fe计）PFS，做混凝试验。COD值最小时对应的pH应为最优pH。
  　　2.3.2 最优混凝剂投加量的确定
  　　分别取500 mL水样，均调节pH为最佳絮凝pH，分别投加不同量的PFS，混凝后，测定上层清液的残余COD值。作COD－混凝剂用量曲线图，找出混凝剂最佳用量。
  　　3 实验结果与分析
  　　3.1自然沉降与酸沉时清液中COD含量和清液层高度随沉降时间的变化
  

　　

高浓度粉丝废水预处理方法的研究环境保护论文

　　 图 1 沉降清液层高度随时间的变化

　　由图1可以看出，沉降的时间在大于24 h后，清液高度不再变化。
  

　　

高浓度粉丝废水预处理方法的研究环境保护论文

　　 图2 自然沉降与快速沉降时COD值随时间的变化

　　由图2可看出，在12 h左右，COD值变化已不明显。考虑到沉降后期主要是沉渣压紧的过程，清液高度在沉降后期变化很慢，因此可取12 h为pH＝4.7条件下的沉降时间。
  　　两种沉降曲线可以看出：当调节pH后，沉降所得清液的残余COD值更小，即蛋白回收量较大。
  　　3.2 酸沉时清液中残余COD量随pH的变化
  　　由图3可知，酸沉时的最优pH为4.7。从废水处理的角度看，COD值的减少量有限（由图1、2也可看出）。因此，蛋白回收后的清液仍需作进一步处理。
  

　　

高浓度粉丝废水预处理方法的研究环境保护论文

　　图3 酸沉时水样pH对残余COD值的影响

　　

高浓度粉丝废水预处理方法的研究环境保护论文

　　图4 水样pH对混凝效果的影响

　　3.3 水样pH对混凝效果的影响
  　　由实验结果图4可知，聚合硫酸铁在粉丝废水中的最优pH为9.0。
  　　3.4 混凝剂投加量对混凝效果的影响
  　　选择不同的聚合硫酸铁投加量，测定混凝后的COD残余量，结果见图5。
  

　　

高浓度粉丝废水预处理方法的研究环境保护论文

　　图5 投加量对混凝效果的影响

　　由图5可看出，最优投加量为3 mL，折合Fe为85 mg/L。
  
  
  4 结 论 　　（1）酸沉优于自然沉降。酸沉时水样的pH为4.6，沉降时间为12 h。
  　　（2）聚合硫酸铁（PFS）在粉丝废水中的最佳混凝条件为：pH＝8.9，絮凝剂投加量为85 mg/L。
  　　（3）经过以上方法的处理后废水指标：pH=7～8；COD含量为500～1000 mg/L。基本接近泡豆、粉丝洗涤废水的指标，与其他废水混合处理后，完全可用于车间洗刷等。
  　　参考文献
  　　1 栾兆坤，汤鸿霄.我国无机高分子絮凝剂产业发展现状与规划.工业水处理，2000，20（11）：1～6
  　　2 牛 艾，汪大辉.从废水中回收饲料蛋白.粮食与饲料工业，1997，（9）：21～22
  　　3 高宝玉，宋永辉.聚硅酸硫酸铁混凝剂的性能研究.环境科学，1997，18(2)：46～48
  　　4 Chang Qing.Oxidation rate in the preparation of poly ferric sulfate coagulant. Journal of Environmental Sciences，2001，13（1）：104～107
  　　5 杨东宁，袁东星，李权龙.用于水和废水处理的混凝剂和絮凝剂的研究进展.环境污染与防治，2000，22（5）：26～30

帮顶  

既然你诚心诚意地发贴了，那我就大发慈悲地回你一贴。