马铃薯淀粉废水如何处理

Posted 2023-01-13 活性炭

篇首语：不怕路长，只怕志短。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了马铃薯淀粉废水如何处理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

淀粉生产过程所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1000～30000mg/L。由于马铃薯淀粉废水属于高浓度有机废水，在实际工程中其处理方法主要以生化法为主。近几年，很多研究者也开展了物化法处理马铃薯淀粉废水相关研究，并取得一定的成果。张亚群等通过试验认为Fenton试剂氧化可作为淀粉废水的预处理方法。杨丽娟等用石灰、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排放标准。莫日根等对高浓度的有机淀粉废水，通过采用物化絮凝和吸附柱吸附处理后，废水COD去除率为54％～65％。韩冬等采用PAC和PAM 混凝处理马铃薯淀粉废水，废水的COD去除率达58．14％，SS去除率达到91．11％。杜新贞等采用混凝沉淀-泡沫分离-吸附工艺处理马铃薯淀粉废水，结果表明，采用该法处理后，淀粉废水的总COD去除率达到80．1％，处理效果较好。

本试验采用混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附处理高浓度马铃薯淀粉废水，其中，混凝Ⅰ作为预处理；Fenton氧化是降低COD的主要工序；混凝Ⅱ用于脱除Fenton氧化引起的色度，并进一步去除COD；活性炭吸附为使废水处理达标排放做保证。通过试验研究进一步探究马铃薯淀粉生产废水采用物化法处理的技术可行性。

1 材料与方法

1．1 试验仪器及试剂

试验仪器：78HW-1型恒温磁力搅拌器；JJ-1型电动搅拌机；101-2型电热鼓风干燥箱；BT100-1J恒流泵；HI98128防水型pH测试笔；80-2离心机；万分之一天平；COD回流装置等。试验试剂：0．5g/L聚丙烯酰胺（PAM）溶液；5％碱式氯化铝（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某马铃薯淀粉加工企业。实测COD=10373．5mg/L，pH=6．8。

1．2测定指标与方法

本试验的测定指标与方法见表1。其中，COD、SS、色度均采用标准方法测定，pH值采用便携式测试笔测定。

试验过程中测定的指标，均为取两个平行样，以平行样的测定平均值作为结果分析。

2试验结果与分析

2．1混凝Ⅰ中PAC和PAM 的最佳投加量

取100mL水样于烧杯中，调节pH至7．0±0．2，投加一定量的PAC和PAM，采用电动搅拌机，以80r/min的速度搅拌20min后过滤，测定滤液指标。对混凝Ⅰ的沉降效果和COD去除率进行分析，试验结果如图1所示。

由图1可以看出，PAC∶PAM 为5∶5时，COD的去除率最高，为46．7％。但试验过程中观察到沉降效果并不好，絮体小且细。而PAC∶PAM 为2∶2时，形成的絮体密实，沉降性好，同时色度下降，上层溶液透明度提高，此时COD去除率为35．6％。综合COD去除率及沉降效果来看，确定最佳PAC∶PAM 为2∶2。折算后，PAC的最佳投加量为1000mg/L，PAM 的最佳投加量为10mg/L。试验结果与文献报道的PAC投加量为5000mg/L，PAM 投加量为3．2mg/L的结论均较一般污水处理过程中的投加量大，这主要是因为处理对象为高浓度有机废水的缘故。

2．2Fenton试剂中H2O2∶Fe2＋的最佳配比

采用Fenton试剂（0．98mol/LFeSO4溶液，0．98mol/LH2O2溶液）处理一次混凝后的水样，该过程不进行pH 调节。将水样置于磁力搅拌器上反应0．5h后，取样离心10min，取上清液测定指标。

H2O2∶Fe2＋的最佳配比结果见图2。当H2O2∶Fe2＋值为5∶2时，COD的去除率最高。因此，Fenton试剂最佳配比H2O2：Fe2＋为5∶2。此时，COD的去除量最高，达到51．6gCOD/molH2O2。

2．3混凝Ⅱ中PAC和PAM 的最佳投加量

对Fenton氧化后的水样，调节pH 至7．0±0．2，进一步投加PAC和PAM，进行二次混凝，操作条件与混凝Ⅰ相同。混凝Ⅱ中PAC和PAM 的最佳值确定结果如图3所示。

由图3可见，PAC∶PAM 为8∶8时，COD的去除率最高。但试验过程中观察到此时絮体松散，细小，沉降效果不好。而PAC∶PAM 为7∶7时，形成的絮体密实，沉降性好，同时色度下降，上层溶液透明度提高，此时COD去除率为85．40％。综合COD去除率及沉降效果来看，确定混凝Ⅱ的最佳PAC∶PAM 为7∶7。折算后，PAC的最佳投加量为3500mg/L，PAM 的最佳投加量为35mg/L。

2．4活性炭吸附

经过Fenton氧化和二次混凝之后的废水，pH 为6～9，COD为1515．8mg/L。采用恒流泵控制，以20mL/min的流量通过高为47cm、直径为6cm的活性炭吸附柱。吸附过程中出水COD浓度随时间变化关系见图4。当吸附30min时，出水COD为95．6mg/L，低于《淀粉工业水污染物排放标准》中的120mg/L的排放限值。当吸附时间达到90min时，出水COD为1396．5mg/L。所以，活性炭吸附柱的穿透时间为30min左右，耗竭时间为90min左右。

2．5混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附试验结果

根据前述各处理工序的最佳条件控制，进行混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附处理，测定各工序的出水指标。活性炭吸附柱的出水采用吸附30min的数据。

（1）COD的处理效果。采用混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附处理马铃薯淀粉废水，试验过程中COD变化及去除率如图5所示。

由图5可知，原液的COD含量为10373．5mg/L，通过一次混凝后，COD 含量为6682．6mg/L，此时COD 去除率为35．6％。又经Fenton氧化后，废水COD含量为4149．2mg/L，COD去除率为60．0％，再经过二次混凝后COD 为1515．8mg/L，去除率达到85．4％。最后经活性炭吸附后的COD降至95．6mg/L，COD去除率达到99．1％。

（2）色度的去除效果。采用混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附处理马铃薯淀粉废水，色度的变化情况如图6所示。

从图6中数据变化可以看出，原水的色度为12000度，经过混凝Ⅰ处理后色度降为4000度，脱色率为66．7％。但经Fenton氧化后，废水的色度急剧增加。这是因为Fenton氧化后产生的Fe3＋具有颜色，造成废水色度急增。Fenton氧化后的高色度废水，经混凝Ⅱ处理后，色度降到2600度。最后经活性炭柱吸附后出水的色度降至0度，脱色率达到100％。

（3）SS的去除效果。采用混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附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中可以看出，废水经过混凝Ⅰ处理后SS浓度降低。但经Fenton氧化后的SS浓度增加，这主要是因为Fenton氧化后Fe3＋形成络合物沉淀，导致SS增加。经混凝Ⅱ处理后的SS浓度进一步降低，最后经活性炭吸附，出水的SS 为13．0mg/L，去除率达到96．4％。。

3结语

采用混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附处理马铃薯淀粉废水。通过试验，结果表明：

（1）混凝Ⅰ中，PAC的最佳投加量为1000mg/L，PAM 的最佳投加量为10mg/L，COD去除率为35．6％。

（2）Fenton氧化过程中，H2O2∶Fe2＋最佳配比为5∶2，COD的去除量达到51．6g/molH2O2，COD去除率为60．0％。

（3）混凝Ⅱ处理中，PAC的最佳投加量为3500mg/L，PAM 的最佳投加量为35mg/L，COD去除率达85．40％。

（4）活性炭吸附过程中，当吸附30min时，出水COD 为95．6mg/L，当吸附时间达到90min时，出水COD为1396．5mg/L。所以，活性炭吸附柱的穿透时间为30min左右，耗竭时间为90min左右。

（5）经混凝Ⅰ-Fenton氧化-混凝Ⅱ-活性炭吸附工艺处理后的废水，COD总去除率达到99．1％，脱色率为100％，SS的去除率为96．4％。出水达到《淀粉工业水污染物排放标准》中的浓度限值：COD≤120mg/L，SS≤100mg/L。