混凝法处理马铃薯淀粉废水

摘 要:用混凝法处理马铃薯淀粉废水。研究了混凝剂的种类、投加量、pH 以及沉降时间对马铃薯淀粉废水COD去除率的影响。通过对废水处理前后各项指标及处理成本等各方面因素进行综合分析，结果得知，PFS 作为马铃薯淀粉废水的混凝剂较为合适，此时马铃薯淀粉废水去除率可达到58 %。
  关键词:马铃薯淀粉废水,混凝,COD 去除率
  我国北方多以马铃薯为原料生产淀粉，产生大量含高浓度的有机化合物及悬浮物的废水。常用的淀粉废水处理方法是生化法，其缺点是占地面积大，基建投资高、技术难度大、操作管理复杂等。大部分中小淀粉厂由于技术和经济条件有限，尤其在北方地区，冬季气温低，生产周期短，采用生化法处理淀粉生产废水有诸多困难。国内外对生产淀粉废水处理进行了大量研究，快速、高效、低耗的淀粉废水处理技术是当前研究的一个重要方向[1-2]。
  1 实验材料与方法
  1.1 实验材料
  药品试剂：聚合硫酸铁(PFS)、碱式氯化铝(PAC)、氯化铁、聚丙烯酰胺(PAM)、硫酸、氢氧化钠。
  淀粉废水：取洗净土豆用粉碎机打碎，按马铃薯与水1: 10 的比例，配置一定量的自来水，搅拌静置后过80 目筛，静沉0.5 h 后取上清液作为实验水样实验废水的COD 浓度控制在 5000～8000 mg/L 之间。
  1.2 主要仪器
  722 光栅分光光度计；JJ-4 六联电动搅拌器；JJ-2 型组织捣碎机；pH 计等。
  1.3 实验方法
  絮凝沉淀：在1000 mL 烧杯中加入500 mL 水样，调节pH，投加一定量的混凝剂并搅拌后，加入浓度为0.5 %的聚丙烯酰胺，沉降，考察各因素对水样中主要污染物COD 去除率的影响，测定废水COD。
  2 结果与分析
  2.1 混凝剂对COD 的去除效果
  调节废水pH=7，加入不同种类的混凝剂5 mL/L(废水)， PAM 加入量为1 mL/L(废水)，沉淀时间为10 min 条件下，改变混凝剂的种类，进行对比实验，对PAC、PFS 、氯化铁进行混凝效果的比较，结果如表1 所示。
  实验结果表明，在实验条件下，PFS 处理废水的效果最好。
  2.2 沉降pH 对COD 去除率的影响
  pH 是影响混凝处理效果的一个重要因素[3]。实验用氢氧化钠和硫酸将废水调到所要求的pH，检测PFS 对废水COD 去除效果的变化，找到其最佳pH 范围，结果如图1 所示。
  实验结果表明，PFS 在pH 为5～7 时对废水中COD 的去除效果较好。马铃薯废水原水样的pH 为6.5～6.7，落在5～7 之间。基于调节pH 对工艺运行、维护、经济效益等带来不利影响。从实验结果分析可知，以PFS 作为马铃薯淀粉废水的混凝剂不需要调节废水pH。
  2.3 PFS 投加量对COD 去除率的影响
  不改变水样pH，PAM 投入量为1 mL/L(废水)，沉降时间 30 min，废水COD 去除率实验结果如图2 所示。
  由图2 的实验可看出，PFS 投加量为6 mL/L(废水)时，混凝效果最好，COD 的去除率最高。PFS 对废水COD 的去除率是随着投药量的增大先增加后又降低。当投加量过少时，对胶体颗粒的粘附、架桥、交联作用都不充分，胶粒不能充分地发生凝聚；当投加量过大时，单个胶粒表面都吸附聚铁络离子达到饱和，无法再与其它胶粒发生交联作用，使胶体颗粒处于稳定状态不易凝聚，因此影响到废水中有机物的去除。
  2.4 沉降时间对COD 去除率的影响
  在不调节pH、PFS 投加量为6 mL/L(废水)和1 mL/L(废水) 的条件下，进行混凝实验，混凝后沉降，每隔l0 min 用注射器抽取液体上清液测定COD 值，实验结果如图3 所示，随着沉降时间的增加，COD 去除率随之提高，当沉淀30 min 后，COD 去除率趋于稳定，随时间的变化不大，沉淀时间选为30 min。
  2.5 选定条件下的实验
  在最佳条件下，PFS 和聚丙烯酰胺投加量分别为6 mL/L(废水)和1mL/L(废水)、沉降时间30 min 下，PFS 混凝法处理马铃薯淀粉废水，实验结果如表2 所示。
  由表2 得知，在选定实验条件下，废水COD 去除率在58 % 以上。
  3 结论
  利用实验室模拟制成的马铃薯淀粉废水，研究PAC、PFS 及氯化铁对马铃薯淀粉废水的絮凝效果，通过处理前后各项指标分析，并结合考虑实际工程处理时的经济成本，认为选择PFS 作为马铃薯淀粉废水的絮凝剂最为合适。但是，马铃薯淀粉废水通过混凝处理后的水质指标还达不到排放的标准，水中有机物的含量仍然很高，必须再经过后续工段的处理达标后才排放。
  参考文献
  [1]刘耕耘，李亚威，赛音．淀粉废水的絮凝沉淀及生物处理[J]．内蒙古大学学报：自然科学版，2002，33(2)：230-234．
  [2]王乃芝，苏永渤．化学法处理淀粉生产废水[J]．工业用水与废水，2000， 31(1)：29-31．
  [3]张自杰．废水处理理论与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003： 123-125．

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