马铃薯淀粉废水处理工艺

近年来,中国马铃薯淀粉加工业发展迅速。根据调查,该国目前有2000多家淀粉生产企业。马铃薯的年总加工量超过800万吨,其中马铃薯淀粉的年加工能力超过120万吨。淀粉加工排放的酸性高浓度有机废水(称为马铃薯淀粉废水)。超过2000万吨。马铃薯淀粉废水具有高浊度和高浓度的特点,主要含有可溶性淀粉,多种蛋白质氨基酸如果将诸如1-2之类的营养素未经处理直接排入河流和湖泊,它们的富营养化将导致河鱼和虾的死亡,并且某些地区的农田产量将减少甚至中断。煤气会严重影响附近居民的正常生活。

中国的马铃薯产区主要集中在北部地区。处理时间通常在冬季。因此,传统的生化处理系统难以满足马铃薯淀粉马铃薯废水的净化处理要求。处理后的废水未达到公司的水质。要求,采用膜分离“多级水处理”技术存在处理费用过高的问题,企业难以承担处理费用。如果多种蛋白质和氨基酸的营养物质的回收利用,将对我国马铃薯产业的发展具有重要的现实意义。中国拥有丰富的蒙脱石储量。它是一种廉价的水合硅酸盐矿石,具有较大的比表面积。它可以直接吸附大多数阳离子和tri有机小分子(氨氮等),已广泛用于污水处理,饲料添加剂和农业肥料。基于脱土的絮凝剂吸附剂,用于处理马铃薯淀粉废水,并收集吸附后的絮凝物,作为禽,禽饲料和有机肥料的原料,实现马铃淀粉废水。研究的利用尚未见报道。

作者以蒙脱石为原料,制备了以蒙脱土为基的絮凝吸附材料,并测定了其对马铃薯淀粉废水的COD吸附量,浊度去除率和pH值的影响,以期获得蒙脱石粘土矿和马尾马铃薯淀粉。提供废水回用参考

1实验部分
1.1主要试剂
浓硫酸,北京恒业中原化工有限公司,分析纯;天津精细光化学研究院过氧化氢,分析纯;盐酸,白银化学试剂有限公司,分析纯;氯化钠,天津宇丰化工有限公司,分析纯。

1.2主要仪器
THZ-98A恒温摇床,上海宜恒科技有限公司; TGL-20B离心机,上海安亭科学仪器厂; Lovibond ET125SC COD分析仪,德国Lovibond; Raymag pHS-25 pH计,上海精仪有限公司; WGZ-200S散射光浊度仪,上海清仪有限公司; WMX-Ⅲ-A微波炉,频率2 455 Hz,功率。900 W; FE-SEM冷场发射扫描电子显微镜,加速度(电压为10 kV)

1.3蒙脱土基絮凝剂的制备
蒙脱土主要由含水铝硅酸盐矿物组成,属于2:1层状结构(10)。纯度,特殊结构和表面电荷是影响其蒙脱土粘土矿物吸附和交换性能的主要因素。通过普通的物理和化学改性方法制备的蒙脱土基蒙脱石原土(表示为A):取自甘肃临泽,通过0.061毫米筛将原矿粉粉碎,在100℃下真空干燥24小时

通过水悬浮法(表示为B)纯化蒙脱石:将蒙脱石原矿石制成质量分数为2%的水悬浮液,以300 r / min搅拌36小时,静置并分层,除去上清液和下层沉积物留在中间悬浮液中,干燥,通过0.061毫米筛粉碎,在100℃的空气中干燥24小时,然后保留。

钠基蒙脱石(表示为C):将经水悬浮液纯化的蒙脱石添加到预先形成的1 mol / L NaCl溶液中以制备10%悬浮液,超声搅拌40分钟,300 r将该混合物在60℃下搅拌48 h在30分钟的温度下,离心,不带Cl残留物洗涤,然后通过0.061 mm的筛子进行粉碎,并在100℃的真空下干燥24小时。

酸活化蒙脱土(表示为D):将经水悬浮液纯化的蒙脱土加入一定浓度的浓硫酸,过氧化氢和硝酸混合溶液中,搅拌1小时,用水洗涤至中性,然后粉碎0.061毫米筛,在100℃真空干燥24小时
复合粘土(表示为E):将水悬浮液纯化的蒙脱土和凹凸棒土按质量比1:1配制成质量分数为10%的悬浮液,并置于WMX-Ⅲ-A微波炉中微波改性2分钟,离心,通过0.061毫米筛粉碎,在100℃真空干燥24小时,介孔SiO2(表示为F):介孔SiO2是根据参考文献中所述的方法制备的。

 

1.4实验废水
实验马铃薯淀粉废水取自甘肃临tong腾盛淀粉有限公司,化学需氧量为25000〜35000mg / L,SS为2000〜25000mg / L,氨氮为1500〜2 500 mg / L,pH为4.5±0.5,温度为(20±1)℃,浊度为284 NTU。

1.5实验分析方法
将50 mL废水倒入锥形瓶中,加入0.50 g蒙脱土絮凝吸附材料,置于(30±1)℃恒温振荡培养箱中,以125 r / min的速度振荡吸附6 h,然后使用在离心机上以5000r / min的速度离心除去絮凝剂。用上层离心机测定COD,浊度和pH。使用重铬酸盐法测量COD,通过分光光度法测量浊度,并且使用氨氮分析仪测量氨氮含量。重量法用于测量,玻璃电极法用于pH测量。

2结果与讨论
2.1蒙脱土絮凝吸附材料对马铃薯淀粉废水的处理效果。
材料的结构决定了材料的性能。特殊的结构特性赋予材料独特的性能。在污染物处理材料中,比表面积是影响材料对污染物的处理性能的重要因素。 蒙脱石矿物是主要因素由原料制备的蒙脱石基絮凝吸附材料比表面积的测量结果示于表1。


与表1相比,可以看出,纯化后的蒙脱土类絮凝吸附材料的比表面积,细孔容积和平均细孔尺寸得到了显着改善。在制备的蒙脱土基絮凝吸附材料中,复合粘土(E)具有最大比表面积。

为了验证所制备的蒙脱石基絮凝吸附材料的比表面积是否可以作为判断其处理马铃薯淀粉废水能力的基础,所制备的蒙脱石基絮凝吸附材料用于马铃薯。使用1.5中所述的实验分析方法。处理淀粉废水,处理后废水质量的测定结果见表2。

从表2可以看出,蒙脱石基絮凝剂对马铃薯泥淀粉废水的COD吸附量为116-245 mg / g,最高的是蒙脱石基絮凝剂。(D蒙脱土为絮凝剂的吸附介质在4.7〜7.0之间,实验过程中用黏土为絮凝剂吸附处理了马铃薯淀粉加工废水,水质清澈透明。

2.2蒙脱土絮凝吸附材料的表面形貌分析
蒙脱石基絮凝吸附材料的形貌分析见图1。

 图1蒙脱土絮凝吸附材料的表面形态分析

从图1可以看出,经过水悬浮液净化提纯后,由于去除了原土壤中所含的沙粒和水溶性杂质,B的层状结构比A更为明显,因此比表面积相对应。增加。它是通过B的进一步钠修饰获得的。表面上有很多皱纹,层间的间隙也增加了,这大大增加了比表面积,孔体积和孔体积,进而增加了对废水的影响。 of污染物的吸附能力,对马铃薯淀粉废水的吸附能力要比未经处理的原土好得多。表1和表2中的数据证明了这一结论。从图1,表1和表2中还可以看出,通过酸活化改性制备的D的比表面积小于钠改性C的比表面积,但吸附容量高于C主要原因是酸活化作用使蒙脱石表面的杂质溶解,并且结构的形成更有利于有机大分子的吸附,从而提高了絮凝的吸附性能。复合粘土E。作为蒙脱石基絮凝材料,比表面积最大,对马铃薯淀粉废水的吸附能力最差,表明比表面积不是蒙脱土的判断。唯一基于马铃薯淀粉的处理效果吸附剂废水处理效率。表2中,具有较大比表面积的中速SiO2马铃薯淀粉加工废水明显低于B,C,D,也证明了这一点。

      2.3吸附机理分析
根据蒙脱土基絮凝吸附材料的比表面积特性和对马铃薯淀粉废水处理结果的分析,可以看出蒙脱土的纯度有所提高,比表面积有所增加,并且絮凝吸附材料对马铃薯淀粉废水的作用得到改善。吸附能力强,因此对马铃薯淀粉浆废水的吸附作用增强。在液层和基于蒙脱石的絮凝吸附材料层之间存在可交换的吸附离子。在处理过程中,the液和废水中会产生有机电荷离子。交换吸附可以直接吸附马铃薯泥淀粉废水中的大多数阳离子和小的有机分子,例如氨氮。因此,基于蒙脱石的絮凝吸附剂层与的表面之间的离子交换电荷越多,淀粉越多,废水的处理效果越好。当蒙脱土与绿坡缕石粘土混合时,由于凹凸凸杆粘土的表面电荷与其导电性相反,因此基于蒙脱石的絮凝剂吸附片和表面离子交换。电荷被中和,减少了马铃薯淀粉废水处理过程中的离子交换和吸附,因此其处理效果最差。在附着的材料中,中孔SiO2具有最大的比表面积。它对马铃薯淀粉废水的吸附能力强于蒙脱土生土,但比其他基于蒙脱石的絮凝吸附材料弱。这是由于马铃薯淀粉废水。中的污染物主要是蛋白质和具有一定电荷的氨基酸,因此可以认为凝结絮凝剂吸附剂对马铃薯淀粉废水的处理效果不仅与其比表面积呈正相关,而且与自身比表面积呈正相关充电本身。

2.4资源利用分析
马铃薯淀粉废水中含有可溶性淀粉,多种蛋白质,氨基酸和其他营养物质,化学需氧量可达到30000 mg / L,氨氮也高于2000 mg / L。从蒙脱土类絮凝和吸附材料到马铃薯淀粉根据处理效果的测量,以蒙脱土为絮凝絮凝和吸附材料处理的马铃薯淀粉废水的COD吸附量约为116〜245 mg / g,氨基酸,其他营养素等各种弱蛋白为蒙脱石更容易被土壤基絮凝剂吸附,而蒙脱石基絮凝剂由于p吸附而吸附的养分丰富,例如蛋白ept,氨基酸等养分。钠改性蒙脱土基絮凝吸附材料吸附马铃薯淀粉废水表面EDS光谱中各元素相对含量的定量分析表明,絮凝吸附材料中含有丰富的氮元素,氮原子比元素达到22.58%,说明蒙脱土基絮凝吸附材料减少了淀粉淀粉废水资源。加工后,它包含许多蛋白质,氨基酸和其他营养物质。同时,基于蒙脱石的絮凝吸附材料便宜且环保。

R.Wolter等。 (7-9)表明,蒙脱石可用于制造家禽饲料和农用肥料,马铃薯淀粉废水处理后回收的物料为蒙脱石添加了大量营养。因此,它可以用作调配家禽饲料或农用肥料的原料,可以提高企业的盈利能力,从而减少对水处理的投资和运营成本,提高废水的达标率,并实现水的利用率。马铃薯淀粉废水。它还可以促进中国粘土矿产资源的开发和利用,并为实现社会,经济和生态效益做出贡献。

 

 

3结论
以马铃薯淀粉废水和蒙脱土类絮凝剂吸附材料为研究对象,测定了改性方法制备的蒙脱土芴絮凝吸附剂对马铃薯淀粉废水的处理效果。结果表明:

(1)采用不同的改性方法制备的各种蒙脱土絮凝吸附材料,马铃薯淀粉废水中COD的最大吸附量达到245 mg / g,浊度去除率达到93%,废水。蒙脱石基处理后絮凝吸附材料,pH在4.7至7.0之间,处理后水质清澈透明。

(2)在蒙脱土类絮凝吸附剂吸附马铃薯淀粉废水的过程中,提高了吸附材料的纯度,增加了比表面积,提高了吸附性能;同时,吸附材料表面上存在的可交换euro离子越多,吸附性能越高。

(3)蒙脱土基絮凝剂对马铃薯淀粉废水的吸附量为116〜245 mg / g。吸附的絮凝物含有丰富的蛋白质,氨基酸等,可用作禽畜饲料或农用肥料。原料进一步提高企业利润,实现蒙脱石和马铃薯淀粉加工废水的双重资源利用。

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