如何处理马铃薯淀粉废水

淀粉生产过程中排放的废水中含有大量有机污染物,马铃薯淀粉废水的COD值通常为1000〜30000 mg / L。由于马铃薯淀粉废水是高浓度有机废水,其生物处理方法为主要用于实际工程中。近年来,许多研究人员也进行了物理化学方法处理马铃薯淀粉废水的研究,并取得了一定的成果。张亚群等认为,Fenton试剂氧化法可作为淀粉废水的预处理方法。杨丽娟等人采用石灰,PAM,活性炭等化学方法进行实验研究,使淀粉厂的出水水质达到了排放标准。对于Mo Rigen等高浓度有机淀粉废水,经过物理絮凝和吸附柱吸附处理后,其COD去除率为54%至65%。韩冬等人使用PAC和PAM混凝法处理马铃薯淀粉废水。废水的COD去除率达到58.14%,SS去除率达到91.11%。杜新振等人采用混凝沉淀-泡沫分离-吸附法处理马铃薯淀粉废水。结果表明,该方法处理后的淀粉废水总COD去除率达到80.1%,处理效果更好。


本试验采用混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附法处理高浓度马铃薯淀粉废水。其中,凝血Ⅰ为预处理剂; Fenton氧化是减少COD的主要过程。混凝Ⅱ用于去除Fenton氧化所产生的色度并进一步去除COD;活性炭吸附以确保废水处理符合排放标准。通过实验研究,进一步探讨了物理化学方法处理马铃薯淀粉生产废水的技术可行性。

1材料与方法
1.1测试仪器和试剂
测试仪器:78HW-1恒温电磁搅拌器; JJ-1电动搅拌机; 101-2电鼓风干燥箱; BT100-1J恒流泵; HI98128防水酸碱度测试笔; 80-2离心机; 10,000四分之一余额; COD返回装置等。测试试剂:0.5g / L聚丙烯酰胺(PAM)溶液; 5%碱性氯化铝(PAC); 30%过氧化氢溶液;硫酸亚铁活性炭。
废水来源:马铃薯淀粉废水取自马铃薯淀粉加工企业。测得的COD = 10373.5mg / L,pH = 6.8。

1.2测量指标和方法
该测试的测量指标和方法示于表1。其中,COD,SS和色度通过标准方法测量,并且pH值通过便携式测试笔测量。
测试过程中测得的指标取自两个平行样品,并将平行样品的平均值用作结果分析。


2测试结果与分析
2.1凝血Ⅰ中PAC和PAM的最佳剂量
在烧杯中取100mL水样品,将pH值调节至7.0±0.2,添加一定量的PAC和PAM,使用电动混合器,以80r / min的速度搅拌20min,然后过滤以确定滤液指数。分析了沉淀I的沉降效果和COD去除率。测试结果如图1所示。

从图1可以看出,当PAC:PAM为5:5时,COD的去除率最高,为46.7%。但是,观察到在试验过程中沉降效果不好,并且絮状物小而细。当PAC:PAM为2:2时,形成的絮状物致密,沉降良好,并且色度降低,并且上层溶液的透明性提高。此时,COD去除率为35.6%。从总体COD去除率和沉降效果来看,最佳PAC:PAM确定为2:2。转化后,PAC的最佳剂量为1000 mg / L,PAM的最佳剂量为10 mg / L。试验结果和文献报道,PAC的添加量为5000mg / L,PAM的添加量为3.2mg / L,比一般污水处理过程中的添加量大,主要是因为处理对象是高浓度的日本清酒。  2.2 Fenton试剂中H2O2:Fe2 +的最佳比例。

用芬顿试剂(0.98mol / LFeSO4溶液,0.98mol / LH2O2溶液)处理凝结水样品一次,在此过程中不进行pH调节。将水样品置于磁力搅拌器上并反应0.5小时。然后,将样品离心10分钟,并测量上清液。

最佳的H2O2:Fe2 +比的结果如图2所示。当H2O2:Fe2 +的值为5:2时,COD的去除率最高。因此,芬顿试剂H2O2:Fe2 +的最佳比例为5:2。此时,COD的去除量最高,达到51.6 gCOD / molH2O2。

2.3凝血中PAC和PAM的最佳剂量II
对于芬顿氧化后的水样品,将pH值调节至7.0±0.2,并进一步添加PAC和PAM进行二次凝结。操作条件与混凝I相同。确定凝结II中PAC和PAM最佳值的结果如图3所示。


从图3可以看出,当PAC:PAM为8:8时,COD的去除率最高。然而,在测试过程中,观察到此时的絮状物疏松且小,并且沉降效果不好。当PAC∶PAM为7∶7时,形成的絮状物致密,沉降良好,并且色度降低,并且上层溶液的透明性提高。此时的COD去除率为85.40%。从总COD去除率和沉降效果看,确定最佳的PAC:凝血II的PAM为7:7。转化后,PAC的最佳剂量为3500mg / L,PAM的最佳剂量为35mg / L 。


2.4活性炭吸附
经过Fenton氧化和二次凝结后的废水pH为6-9,化学需氧量(COD)为1515. 8 mg / L。由恒流泵控制,并通过一个高度为47 cm,高度为47cm的活性炭吸附柱。流速为20 mL / min时最大直径为6 cm。吸附过程中流出的COD浓度与时间之间的关系如图4所示。吸附30分钟后,流出的COD为95.6 mg / L,低于《淀粉工业水污染物排放标准》中的排放限值120 mg / L。当吸附时间达到90分钟时,流出的COD为139.6 mg / L。因此,活性炭吸附塔的渗透时间约为30分钟,消耗时间约为90分钟。

2.5凝结Ⅰ-芬顿氧化-凝结Ⅱ-活性炭吸附试验结果
根据上述各处理步骤的最佳条件的控制,进行凝结I-Fenton氧化-凝结II-活性炭吸附处理,并测定各步骤的出水指数。活性炭吸附塔的出水是基于30min吸附的数据。

(1)COD处理效果。采用混凝Ⅰ-Fenton氧化混凝Ⅱ-活性炭处理马铃薯淀粉废水。测试期间的COD变化和去除率如图5所示。


从图5可以知道。由图5可知,原溶液的COD含量为10373. 5 mg / L。一次混凝后,COD含量为66826.6 mg / L。此时,COD去除率为35.6%。 Fenton氧化后,废水的COD含量为419.2 mg / L,COD去除率为60. 0%,第二次混凝后的COD为1515. 8 mg / L,去除率达到85.4%。最终,活性炭吸附后的COD降至95.6 mg / L,COD去除率达到99.1%。


(2)色度去除效果。马铃薯淀粉废水的混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附处理如图6所示。
从图6中数据的变化可以看出,原水的色度为12000度,经过凝结I处理后色度降低至4000度,脱色率为66.7%。但是,芬顿氧化后,废水的颜色急剧增加。这是因为通过芬顿氧化产生的Fe 3 +具有颜色,导致废水的色度急剧增加。 Fenton氧化高色度废水后,混凝II处理后色度降低到2600度。最终,活性炭柱吸附后出水的色度降低到0度,脱色率达到100%。


(3)去除SS的效果。采用混凝Ⅰ-Fenton氧化混凝Ⅱ-活性炭处理马铃薯淀粉废水。废水SS的测试结果如图7所示。
从图7可以看出,在废水的凝结处理之后,SS的浓度降低。然而,Fenton氧化后SS的浓度增加,这主要是由于Fenton氧化后形成了Fe3 +的复杂沉淀,导致SS的增加。凝血II处理后,SS浓度进一步降低。最终,活性炭吸附后废水中的SS为13.0 mg / L,去除率达到96.4%。


混凝Ⅰ-Fenton氧化混凝Ⅱ-活性炭处理马铃薯淀粉废水。通过测试,结果表明:
(1)在凝结I中,PAC的最佳剂量为1000 mg / L,PAM的最佳剂量为10 mg / L,COD去除率为35.6%。(2)在Fenton氧化过程中,H2O2:Fe2 +的最佳比例为5:2,COD去除量达到51.6 g / molH2O2,COD去除率为60.0%。

(3)在凝血II处理中,PAC的最佳剂量为3500mg / L,PAM的最佳剂量为35mg / L,COD去除率为85.40%。

(4)在活性炭吸附过程中,吸附时间为30分钟时,出水化学需氧量为95.6 mg / L,而吸附时间达到90分钟时,废水中的COD为139.6 5 mg / L。活性炭吸附塔的时间为约30分钟,消耗时间为约90分钟。

(5)经混凝I-Fenton氧化-混凝II-活性炭吸附处理的废水总COD去除率达到99.1%,脱色率为100%,SS去除率为96.4%。出水达到《淀粉工业水污染物排放标准》浓度极限:COD≤120mg/ L,SS≤100mg/ L。

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