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蕉藕淀粉废水絮凝试验



全 文 :第 33卷
蕉藕淀粉废水絮凝试验
刘忠 *, 张知锦
(乐山师范学院化学与生命科学院,四川 乐山 614000)
摘 要:试验采用化学混凝法对蕉藕淀粉加工产生的废水进行处理,研究了硫酸铝,氯化铁,聚合硫酸铁(PSF),聚合氯化铝(PAC),聚
丙烯酰胺(PAM)等不同混凝剂种类和投加量对 COD、SS和 TP去除效果的影响。试验结果表明,聚合氯化铝处理效果最佳,在废水 COD、SS
和 TP的浓度分别为 8340mg/L、7060mg/L 和 320mg/L 时聚合氯化铝以 500mg/L 的用量得到 COD、SS 和 TP 的去除率分别为 97.1%、
98.0%和 70%,出水的 COD为 241mg/L,SS为 142mg/L,TP为 112mg/L。
关键词:蕉藕淀粉; 废水; 处理; 絮凝; 聚合氯化铝
中图分类号:X703 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1003-6504.2010.11.033 文章编号:1003-6504(2010)11-0146-03
Experiment on Cana Starch Wastewater with Flocculants
LIU Zhong*, ZHANG Zhi-jin
(School of Chemistry and Life Science,Leshan Teachers College,Leshan 614000,China)
Abstract:Chemical precipitation was used to treat wastewater of Cana starch. The influence of variables and dosage of
coagulants including Al2(SO4)3·6H2O,FeCl3·6H2O,poly-Fe2(SO4)3(PSF),poly-AlCl3(PAC)and polyacrylamide(PAM)
on removal of COD,SS and TP were studied. Results demonstrated that poly-AlCl3 was the best selected coagulants,when
COD,SS and TP concentration in wastewater were 8,340mg/L,7,060mg/L and 320mg/L,at the dosage 500mg/L of PAC the
removal efficiency of COD,SS and TP were 97.1%,98.0% and 70.0% respectively.
Key words:Cana starch;wastewater;chemical precipitation;poly-AlCl3
淀粉是重要的食品、医药、化工原料,淀粉主要通过
富含淀粉农产品加工而来,淀粉加工产生高浓度的污水
排放会引起严重的环境污染,淀粉加工废水处理十分重
要。关于玉米、小麦、马铃薯、豆类等淀粉加工废水的处理
已经进行了较多研究并获得成功的报道[1-4]。但是关于蕉
藕淀粉废水处理的报道很少。蕉藕加工废水有机质含量
高,COD为 7600~22500mg/L,SS为 6000~12000mg/L,
属于高浓度有机废水。这种废水排放到河流或者水田中
造成水体污染,时间一长,水体就会发黑、发臭,对农村
环境造成严重影响。特别是由于蕉藕的收获季节在冬
季,其加工也就集中在冬、春季,由于温度低,采用微生
物处理效果不理想。生产上开展过一些采用 UASB反
应器(升流式厌氧污泥床反应器)、曝气氧化处理蕉藕淀
粉加工废水,但未能取得满意的效果。蕉藕淀粉加工的
废水排放产生的污染在四川井研县已经是当地农村的
主要环境问题。为探索处理蕉藕淀粉废水简单有效的方
法,本研究是根据化学絮凝法处理废水的原理[5],按照一
定工艺对废水进行絮凝实验,比较不同絮凝剂的效果,
为蕉藕淀粉加工废水处理提供依据。
1 材料和方法
1.1 实验材料
废水取自四川井研县马踏粉厂废水池,水质情况见
表 1。
1.2 试验方法
试验采用烧杯进行,试验前将废水充分摇匀,取
1L废水放入烧杯中,进行预处理后将混凝剂加入其
中,边加入边搅拌,使混凝剂与废水充分混合,将混凝
后的水样移入量筒进行沉降,30min后测定 SV,1h后
移取上清液测定 COD、SS 和总 P。试验时气温 5~
收稿日期:2009-08-20;修回 2009-11-11
基金项目:乐山市科技局项目(06ASZD105)
作者简介:刘忠(1965-),男,副教授,在读博士,研究方向生态学与环境保护,(电话)0833-3393628(电子信箱)liuzhong798099@yahoo.com.cn。
Environmental Science & Technology
第 33卷 第 11期
2010年 11月
Vol. 33 No.11
Nov. 2 0 10
表 1 试验废水水质指标与排放标准比较
Table 1 The comparisons of influent quality with discharge criteria
(mg/L)
水质指标 pH COD BOD5 TP SS
蕉藕加工废水 6.5 8340 6680 320 7060
GB8978-1996二级 6~9 300 100 150
第 11期
11℃,试验用石灰(20%的乳液)调节 pH值,试验采用
的混凝剂包括:
(1)Al2(SO4)3·6H2O,工业纯试剂,配成(以Al2(SO4)3
计算)20%溶液使用。
(2)FeCl3·6H2O,工业纯试剂,配成(以 FeCl3 计
算)20%溶液使用。
(3)聚合硫酸铁(PSF),含 Fe3+18%,盐基度 12%,
配成 20%(以 PSF计)溶液使用。
(4)聚合氯化铝(PAC),工业纯试剂,配成 20%的
溶液使用。
(5)聚丙烯酰胺(PAM,阴离子型,分子量 300
万),工业纯试剂,配成 0.1%溶液使用。
2 结果与讨论
2.1 不同絮凝剂的处理效果
试验发现所选几种絮凝剂都能对蕉藕废水有絮
凝作用,但是各种絮凝剂的作用有明显的差异,结果
见表 2。比较处理效果,从表 2可以看出,随着絮凝剂
投入量的增加,COD和 SS的去除率随之增高,且 SS
的去除率略高于 COD的去除率。比较各种絮凝剂的
去除效果,以聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的絮凝效果最
好,对 COD和 SS的去除率达到 95%以上。但是使用
聚合氯化铝时废水的 pH值不需要调节就可取得良好
效果,出水 pH值没有变化,不需要酸碱调节。而使用
聚丙烯酰胺时废水的 pH值则要调节至 11~12才能取
得良好效果,出水还需要调节 pH值才能达到排放要
求。两者相比较,以聚合氯化铝的絮凝效果最好。
表 2 各种絮凝剂试验结果
Table 2 The experiment results with various flocclants
絮凝剂
投入量
(mg)
原水 COD
(mg/L)
出水 COD
(mg/L)
COD去除率
(%)
原水 SS
(mg/L)
出水 SS
(mg/L)
SS去除率
(%)
硫酸铝
300 8340 4659 43.7 7060 3798 46.2
500 8340 2018 75.8 7060 1410 80.0
聚合硫酸铁
(PSF)
300 8340 6122 26.6 7060 4907 30.5
500 8340 2720 68.4 7060 1978 72.0
氯化铁
300 8340 3823 54.2 7060 3007 57.4
500 8340 1912 77.1 7060 1506 79.6
聚合氯化铝
(PAC)
300 8340 1184 85.8 7060 847 88.0
500 8340 247 97.4 7060 140 98.0
聚丙烯酰胺
(PAM)
20 8340 1920 78.3 7060 1370 80.6
40 8340 380 95.5 7060 180 97.5
2.2 絮凝剂加入量的对处理效果的影响
为确定聚合氯化铝的最佳投入量,不同投入量的
聚合氯化铝对蕉藕淀粉废水 COD和 SS的去除效果
见表 3和图 1。结果表明,随着投入量的增加,COD和
SS的去除率增加,在投加量在 500mg/L时,COD和
SS的去除率为 97%和 98%,出水的 COD为 241mg/L,
SS为 142mg/L。出水已经达到排放标准。再提高投入
量时,COD和 SS的去除率增加不显著。从有效去除
COD 和 SS 的效果考虑,聚合氯化铝的投入量在
500mg/L可以取得理想效果。
表 3 絮凝剂不同投入量处理效果比较
Table 3 The the removal efficiencies at different dosages of PAC
絮凝剂
投入量
(mg/L)
原水
COD(mg/L)
出水
COD(mg/L)
COD去除率
(%)
原水
SS(mg/L)
出水
SS(mg/L)
SS去除率
(%)
SV
(%)
药剂费用
(元/t)
聚合三
氯化铝
100 8340 5404 35.2 7060 3884 45.0 11.0 0.25
200 8340 4128 50.5 7060 2938 58.4 32.4 0.50
300 8340 1184 85.8 7060 1862 74.7 49.8 0.75
400 8340 617 92.6 7060 640 91.0 68.2 1.00
500 8340 241 97.1 7060 142 98.0 78.5 1.25
600 8340 167 98.0 7060 120 98.3 80.2 1.50
800 8340 148 98.2 7060 108 98.5 81.5 2.00
2.3 对 P处理结果的影响
废水排放引起水体富营养化的主要因子之一是
P,对 P的有效去除是十分重要的。使用聚合氯化铝
(PAC)对蕉藕废水 P的去除效果见表 4和图 2。结果
刘忠,等 蕉藕淀粉废水絮凝试验 147
第 33卷
表明,通过化学混凝法可以出去大部分磷,当聚合氯
化铝(PAC)投入量为 500(mg/L)时,出水 P的含量为
112(mg/L),去除率达 65%。根据目前聚合氯化铝的
市场价格为 1500 元/t 计算,聚合氯化铝的投入量
500mg/L 时每处理 1000kg 蕉藕废水的药剂费用为
0.75元,投入量 800mg/L时每处理 1000kg蕉藕废水的
药剂费用为 1.2元,综合考虑以 500~600mg/L的投入
量较为经济。
表 4 絮凝剂不同添加量对 P去除效果比较
Table 4 The comparisons of P-removal efficiency of different dosage of PAC
PAC添加量(mg/L) 100 200 300 400 500 600 800
原水 P含量(mg/L) 320 320 320 320 320 320 320
出水 P含量(mg/L) 192 166 144 128 112 102 96
P去除率(%) 40 48 55 60 65 68 70
3 结论
蕉藕淀粉加工废水属于高浓度有机废水,选择适
合的絮凝剂和适当的混凝条件能取得良好的处理效
果,可以采用化学混凝的方法进行处理。本试验选择
的硫酸铝,氯化铁,聚合硫酸铁(PSF),聚合氯化铝
(PAC),聚丙烯酰胺(PAM)等几种混凝剂对蕉藕淀
粉加工产生的废水都有一定的处理效果,以聚合氯化
铝处理效果最佳。
当蕉藕废水的 COD 8340mg/L,SS 7060mg/L 和
TP320mg/L时,聚合氯化铝以 500mg/L的添加量处
理,COD和 SS的去除率为 97%、98%和 70%,出水的
COD 为 241mg/L,SS 为 142mg/L,TP 为 112mg/L,已
经达到排放标准要求。综合考虑处理成本和处理效
果,处理蕉藕淀粉加工废水,聚合氯化铝的投加量以
500mg/L为经济投加量。
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